МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к сигнализаторам дыма, и может быть использована для обнаружения возгораний даже на ранней стадии при появлении дымовых аэрозолей, как белого, так и всех оттенков черного цвета. Также она может быть использована для определения запыленности в цехах точного приборостроения, особенно в микроэлектронной промышленности.
Общей проблемой известных пожарных извещателей является довольно узкая зона контроля (углов зона), поэтому приходиться для расширения зоны устанавливать увеличенное количество извещателей, что приводит к значительному удорожанию общего пожарного контроля охраняемого пространства.
Известен пожарный извещатель по патенту РФ на полезную модель №106784.
Пожарный извещатель для жестких условий эксплуатации, содержащий герметичный корпус закрепленный на основании, излучающий светодиод и приемный фотодиод, отличающийся тем, что введены излучающая и приемные линзы, размещенные на верхней части корпуса и вибратор, расположенный между линзами, световой поток от излучающего светодиода делится линзами на две части:
контрольный канал и рабочий канал, рабочий канал состоит из прямого хода лучей от излучающего светодиода до частиц возгорания и отраженного от них прямого хода лучей до приемного фотодиода, а контрольный канал состоит из дважды отраженного хода лучей от излучаемого светодиода через излучающую и приемную линзу до приемного фотодиода, причем линзы выполнены в виде усеченных конусов, а углы α - наклонов боковых поверхностей выбираются из условий прохождения лучей контрольного канала от излучающего светодиода до приемного фотодиода, фокусное расстояние обеих линз выбирается одинаковым, а расстояние до фокусов выбирается из условий необходимой длины рабочего канала.
Также известен пожарный извещатель по заявке на изобретение №2010143079, на которую выдано положительное Решение.
Точечный извещатель с внешней дымовой камерой, содержащий источник излучения, приемник излучения и оптический элемент, отличающийся тем, что оптический элемент выполнен в виде одновыпуклой линзы, состоящей из двух оптических частей: первой и второй, разделенные между собой по оси симметрии светонепроницаемой перегородкой, вверху первая и вторая части имеют фаски почти по всему диаметру линзы; величины преломления обеих частей линзы выбрана одинаковой между собой и выбирается в зависимости от назначенного фокусного расстояния до контролируемых частиц задымления или загрязнения; углы наклона фасок выбирается из условия частичного внутреннего отражения при загрязнении обеих поверхностей оптического элемента, при этом происходит переотражение и лучи от источника излучения частично попадают на приемник излучения, при этом режиме источники задымления отсутствуют.
2
Общим недостатком этих двух пожарных извещателей является (при всех их положительных достоинствах) довольно узкая зона обнаружения, т.е. они контролируют площадь приблизительно 1,0-1,5 м на расстоянии 4,0-5,0 м от излучателя, что явно недостаточно.
В качестве прототипа выбран «Детектор обнаружения «черного» и «белого» дыма, см. заявку №2011111219 (выдано Решение о выдаче патента).
Этот детектор содержит излучающий светодиод, приемный фотодиод с дополнительным корректором. Ход лучей таков, что образуют при их прямом и обратном пересечении контролируемую зону в виде телесного угла.
Недостатками являются:
- малок значение телесного угла в силу очень узкого излучаемого луча всего = 3°;
- как следствие выбранного узкого луча невозможность применения в помещениях временного типа, например, ангарах, балках и т.д., в силу их подверженности к ветровым и снеговым нагрузкам, оседанию грунтов, неравномерности отражающего покрытия (рифленость);
- очень сложная юстировка при установке.
Технической задачей полезной модели является расширение эксплуатационных качеств за счет: значительное расширение контролируемой площади и получение инвариантности к типу отражающей поверхности (катафота).
Для решения поставленной задачи предлагается многокомпонентный извещатель, содержащий корпус, излучающий светодиод и светоприемник, отличающийся тем, что в него введены кольцевой оптический экран и семь дополнительных излучающих светодиодов со следующими соединениями: в центре корпуса расположен светоприемник, а вокруг него по окружности расположены восемь излучающих светодиодов, причем между излучающими светодиодами и светоприемниками расположен кольцевой оптический экран; угол излучения излучающих светодиодов и светоприемника выбран равным 6°, а в качестве светоприемника выбран тот же тип светодиода, как и излучающих.
На фиг.1 показана конструкция предлагаемого извещателя, на которой изображено в двух проекциях: 1×8 - излучатели, 2 - светоприемник, 3 - отражающая поверхность (катафот), 4 - корпус, 5 - защитное стекло, 6 - несущая плата, 7 - кольцевой оптический экран, 8 - частицы дыма, 9 - отражающей уменьшенный сигнал от частиц дыма, 10 - зона контроля.
Многокомпонентный извещателъ имеет следующие соединения: в центре корпуса 4 расположен приемник 2, а вокруг него по окружности расположены восемь излучающих светодиодов 1, причем между излучающими светодиодами 1 и светоприемником 2 расположен кольцевой оптический экран 7; угол излучения излучающих светодиодов и светоприемника выбран равным 6°, а в качестве светоприемника 2 выбран тот же тип светодиода, как и излучающих.
Предлагаемый излучатель работает следующим образом. Излучающие светодиоды 1 (далее излучатели) за счет их количества (8 шт) создают широкое контролируемое поле, которое отражается от катафота (например, стенка ангара) и часть его попадает на светоприемник 2, в котором создает нормальный светопоток, величина его устанавливается при настройке, принятая за отсутствие возгорания. При возгорании - появление частиц дыма - величина светового потока на светоприемнике 2 уменьшается, а электронная схема это фиксирует (на чертеже условно не показана) и выдает сигнал тревоги. Наличие восьми излучателей позволяет, кроме расширения контролируемого поля контролировать помещение при сильных ветровых нагрузках или снеговых, т.к. в этом случае при смещении катафота 3 (равносильно выключению одного или двух излучателей 1) световой поток 9 (отраженный сигнал) не уменьшится. Во избежание паразитного влияния излучателей 9 на светоприемник 2 (световое - оптическое, а также электрическое) поставлен кольцевой оптический экран 7. Выбранный угол излучения и приема, равный 6° позволяет решить проблемы эксплуатации (настройки и юстировки), которые значительно упрощаются.
В качестве светоизлучателей 1 и светоприемника 2 применены один той же светодиод, например L-53F3, см. справочник «Оптоэлектронные приборы», т.3, М, Радиософт, 2000 г.
На фиг.2 показаны характеристики фотодиода и светодиода, включенного в режиме приемника светового сигнала. Из диаграмм видно, что светодиод, включенный в режиме ЭДС (прямая наклонная линия) обладает очень высокой линейностью и высокой чувствительностью.
Таким образом видно, что применение светодиода в приемном режиме позволяет унифицировать полезную модель (применение одних и тех же элементов), полностью совместить частотные характеристики передающего и приемного трактов и удешевить устройство, т.к. фотодиод дороже светодиода в несколько раз.