Пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами

Пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами

Реферат

Изобретение предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных средах и определения его двумерных координат по тепловому излучению.

Изобретение относится к области систем предупреждения об опасности, в частности к устройствам пожарной сигнализации и взрывоподавления, и предназначено для обнаружения очага возгорания по излучению источника повышенной температуры. Изобретение может быть использовано в автоматических системах пожарной сигнализации для обеспечения взрывобезопасности газодисперсных систем (сплошная фаза-газ) в производственных условиях и на угольных шахтах.

Известен пирометрический датчик координат очага возгорания [1, прототип], содержащий последовательно установленные оптическую систему, разделитель светового потока, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения (ОПИ), расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, причем выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы. Недостатком этого датчика является то, что изображение от точечного излучателя (возгорания на начальной стадии), смещенного относительно центра охраняемой зоны не попадает (не проецируется) на один или оба ОПИ, что может привести к пропуску начального момента возгорания.

Предлагаемое техническое решение имеет все преимущества прототипа (реализован метод спектрального отношения, возможность определения координат очага возгорания), но, в свою очередь, обладает более высокой достоверностью обнаружения возгораний на ранней стадии за счет возможности регистрации очагов возгораний, смещенных относительно центра охраняемой зоны.

Сущность технического решения заключается в использовании двух цилиндрических линз, расположенных после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, таким образом, чтобы отрезок, в который фокусируется световой поток линзой, пересекал соответствующий однокоординатный приемник излучения.

Принцип работы предлагаемого изобретения поясняется с помощью схемы (фиг.1). Устройство содержит оптическую систему 1, разделитель светового потока 2, цилиндрические линзы 3, светофильтры 4 и 4', однокоординатные приемники излучения 5, исполнительную схему 6, блок питания 7.

Пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами работает следующим образом.

Излучение контролируемой области собирается при помощи оптической системы 1 и разделяется светоделительной пластиной 2 на два потока (оптических канала). Каждый из этих потоков, посредством цилиндрических линз 3, фокусируется в отрезок, который пересекает ОПИ 5, одновременно происходит выделение узкого спектра энергии светофильтрами 4 и 4'. Сигналы с ОПИ подаются в исполнительную схему 6. Исполнительная схема преобразует в цифровые значения распределения величин электрических сигналов по длине горизонтального и вертикального ОПИ, выполняет программную фильтрацию помех, определяет область чувствительного слоя с максимальной освещенностью по экстремуму электрического сигнала для каждого ОПИ и, на основании этого, вычисляет двумерные координаты очага возгорания, вычисляет отношение экстремумов электрических сигналов и сравнивает полученное отношение с заранее заданным значением для принятия решения о возникновении (или отсутствии) возгорания. В случае возникновения возгорания исполнительная схема формирует управляющий сигнал на соответствующее взрывоподавляющее устройство.

Блок питания 7 служит для формирования и стабилизации напряжений, необходимых для работы электрической схемы.

Пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами успешно прошел лабораторные испытания.

В настоящее время БТИ АлтГТУ активно сотрудничает с угольными шахтами Кемеровской области в области разработки и внедрения датчиков обнаружения очага возгорания.

Источники информации

1. Патент РФ №2318242.

Пирометрический датчик координат очага возгорания, содержащий последовательно установленные оптическую систему, разделитель светового потока, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения, расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, причем выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы, отличающийся тем, что дополнительно содержит две цилиндрические линзы, расположенные после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, и отрезок, в который фокусируется световой поток, пересекает соответствующий однокоординатный приемник излучения.