Устройство для тревожной сигнализациир,-'н

Устройство для тревожной сигнализациир,-'н

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

389536

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 16,VI I.1971 (№ 1672016 18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Hpêoðèòåò—

Опубликовано 05.VII.1973. Еюллетень № 29

Дата опубликования описания 24.Х.1973

М. Кл. 6 08b 17/10

Государстеенный комитет

Сонета Министроа СССРпо делам изооретений н QTKpblTHH

УДК 654.924.5(088.8) Автор изобретения

В. Н. Меерсон

Одесский филиал Специального проектно-конструкторского бюро противопожарной автоматики

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области пожарной сигнализации.

Известно устройство для тревожной сигнализации, содержащее приемный пункт с источником питания, соединенным с электронным ключом, вход которого подключен к одному выходу триггера, другой выход которого соединен с элементом времени, а входы триггера соединены с выходами элемента задержки и селектора, выходной и программный блоки и датчик, установленный на охраняемом объекте и подключенный через линию связи с включенным в нее измерительным элементом, к приемному пункту.

Предложенное устройство для тревожной сигнализации отличается от известного тем, что в него введен дифференциальный анализатор, вход которого подключен ко входу элемента задержки и выходу триггера, шина сброса соединена с выходом программного блока, а выход дифференциального анализатора подключен ко входу выходного блока.

Это позволяет повысить надежность работы устройства.

На фиг. 1 показана схема устройства для тревожной сигнализации; на фиг. 2 — вариант схемы дифференциального анализатора.

Устройство содержит п датчиков дыма 1, приемную станцию 2 и двухпроводную линию связи 8, Датчик дыма состоит из фазосдвигающей цепочки (ионизационной камеры 4 с радиоактивным изотопом и конденсатора 5), вход которой подключен к линии 8, а выход—

5 к управляющей сетке тиратрона б тлеющего разряда.

Приемная станция 2 содержит источник питания 7, электронный ключ 8, измеритель,ный элемент-резистор 9, селектор импульсов

10, триггер 11, элемент задержки 12, дифференциальный анализатор 18, выходной блок

14 и программное устройство 15.

Дифференциальный анализатор (фиг. 2) состоит из триггера 1б, генератора импульсов 17 и реверсивного счетчика 18.

На приемной станции 2 формируются импульсы опроса U., котсрые посылаются по линии связи 3 на один или несколько датчиков 1. Ответный импульс датчика при отсутствии пожара сдвигается по времени относительно переднего фронта импульса опроса с помощью фазосдвигающей цепочки 4, 5 . При попадании дыма в камеру 4 этот временной сдвиг увеличивается пропорционально увеличению сопротивления камеры. На приемной станции 2 временные интервалы между передними фронтами импульсов опроса и ответных импульсов датчика направляются в дифференциальный анализатор, в котором первводятся в цифровой отсчет, измеряются и про389536 изводятся сравнения последующих результатов сравнения. Через заданное время производится сброс результатов сравнения. Если результат сравнения не превышает допустимой величины, сигнал пожара отсутствует.

Формирование импульсов опроса U„íà приемной станции осуществляется периодически источником питания 7, электронным ключом 8 и триггером 11.

При появлении сигнала на выходе триггера 11, связанном со входом электронного ключа 8, последний включается и подает импульс U, ÷åðåç линию связи 8 на вход фазосдвигающей цепочки. При этом конденсатор

5 начинает заряжаться через камеру 4. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает величины напряжения зажигания тиратрона б по управляющей сетке, конденсатор 5 разряжается, тиратрон б включается:и скачком увеличивает ток в линии 8. Скачок тока в виде падения напряжения на резисторе 9 фиксируется селектором 10 на приемной станции как поступление ответного импульса датчика.

Селектор 10 опрокидывает триггер 11, на его выходе, связанном со входом ключа 8, сигнал исчезает, ключ выключается, прекращается посылка напряжения, тиратрон б гаснет и наступает пауза. Одновременно появляется сигнал на выходе триггера ll, связанном со входом элемента задержки 12, который определяет длительность паузы. При появлении сигнала на выходе элемента задержки 12, связанном со входом триггера 11, последний опрокидывается, прекращается пауза, и начинается следующий импульс опроса.

Интервал времени между передними фронтами импульса опроса и ответного импульса датчика за(висит от постоянной времени цепочки 4, 5. При появлен ии дыма сопротивление камеры 4 увеличивается, увеличивается время заряда конденсатора 5 до напряжения зажигания тиратрона б и соответственно увеличивается интервал времени между передними фронтами импульсов опроса и ответного импульса датчика.

Уве.тичение этого интервала времени может произойти также при отсутствии дыма из-за увеличения емкости конденсатора 5, увеличения напряжения зажигания тиратрона б, уменьшения тока камеры 4 при низкой температуре или высокой влажности окружающей среды и т. д.

В связи с тем, что величина указанного интервала времени пропорциональна величине параметра детектора дыма R,. (сопротивление ионизационной камеры) для определения скорости изменения R, достаточно определить скорость интервала времени между передними фронтами импульса опроса и ответного импульса датчика.

Для этого вход дифференциального анализатора 18 соединяется с выходом триггера

11 или с выходом селектора импульсов, а шина «сброс» анализатора соединяется с выходом программного устройства 15. В дифференциальном анализаторе 18 интервалы времени преобразуются в цифровой отсчет, измеряются и вычисляются приращения последующих результатов измерения над пре5 дыдущими.

В дифференциальном анализаторе генератор 17 подает импульсы на вход реверсивного счетчика 18. Переключение режимов раооты счетчика 18 «сложение» или «вычитание»

10 осуществляется триггером lб. Программное устройство 15 производит сброс показаний счетчика 18 через промежутки времени, которые зависят от требуемой чувствительности датчиков к дыму и уровня помех.

На фиг. 3 показаны графики напряжений в функции от времени, где обозначено:

U„— напряжение импульсов опроса; U, — ответные пмпульсыс датчиков на измерительном элементе 9; U „ — амплитудное значение ответного импульса датчика, выбираемое выше уровня помех в линии;

l — заданный интервал времени, на который сдвигается ответный им9 пульс датчика относительно импульса опроса в отсутствие дыма.

На фиг. 2 а, о показаны графики импульсов опроса U, è соответствующие им ответные импульсы датчиков. B течение первых двух импульсов опроса на датчик не воздействовали дым и помехи, так как его ответные импульсы сдвинуты на заданный интервал времени t . Ответный импульс датчика на третий импульс опроса поступил позже заданного интервала времени через 4+ t, на четвертый импульс опроса — через интервал

11 + + 12.

Приращения t, и t определяются диф40 ференциальным анализатором. Если величина каждого приращения или их сумма превысит уровень R èëè соответствующее ему число на счетчике (см. фиг. 4 в- 4 б, в) за промежуток времени Т = Т, — Tp = Т вЂ” Т, =

= T3 — T-., то появится сигнал тревоги. Если временной сдвиг ответного импульса датчика непрерывно увеличивается, например, из-за увеличения напряжения зажигания тиратрона 14, но вызванные этим приращения за интервалы времени t не превышали уровня

R ÄÄ (средней скорости или производной изменения R,), то ложный сигнал пожара не появляется, несмотря на то, что временной сдвиг t )t, (см. фиг, Зв, г). При появлении дыма и быстром увеличении временного сдвига t на величину М появляется сигнал пожара, т. е. система в этом случае функционирует нормально.

Если временной сдвиг отсветного импульса датчика уменьшается, как показано на фиг. 4, Q (Ядэ = (э (бэ, )), то чувствительность системы, реагирующей только на скорость изменения R„íå изменяется.

Целью изобретения является уменьшение

65 влияний медленных изменений параметров

389536 ба 1 Мдэ

Й дэср— |

R. — R.„ à. п о

Rns =/2(6э, () ° датчиков па точность работы устройства.

Параметр дыма (чувствительного элемента датчика), например сопротивление ионизационной камеры, является функцией концентрации дыма R, F(G, ), где Gii концентрация дыма при возникновении пожара. В свою очередь, 6„ является также величиной переменной и зависит от интенсивности пожара, например 6„ =ю®. Таким образом, параметр детектора дыма является функцией двух переменных R„, =F,(G„,,).

B режиме ожидания (при отсутствии дыма1 старенрие деталей датчика и воздействие условий окружающей среды также вызывают изменения параметра А, детектора дыма.

При положительном изменении (увеличении

R ) чувствительность датчика увеличивается, прои отрицательном — уменьшается.

В режиме ожидаяия R. f(6,), где 6 эквивалентная концентрация дыма, т. е. условия окружающей среды и «старение» деталей эквивалентные по своему воздействию значен|ию концентрации дыма. G„медленно меняется с течением времени 6, =c(t).

Таким образом, в режиме ожидания R также является функцией двух переменных

R дэ =f>(6, ()

На фиг. 4, а показаны графи1ки за висимостей параметра детектора дыма от времени при появлении дыма R,. Р1(G, ) в режиме ожидания при положительных, изменениях параметра детектора

Рдэ =ft(6, t ) и отрицательных изменениях

В исходном состоянии (при отсутствии дыма и повреждений ) значение Ra устанавливают равным Rд,, Сигнал пожара подается при достижении R, значения R Чувствительность датчика (минимальное значение Лд,) ограничивается степенью воздействия на датчик изменяющихся условий окружающей среды и «старением» деталей датчика. Например, для ионизационных датчиков дыма параметриРдт ческий запас и= =2. При n < 2 датК,„ чик работает неустойчиво и часто дает ло>кные сигналы пожара.

В режиме ожида1ния (фиг, 4,а) при медленном увеличении по кривой R, =/ (6э, ) возможно ложное срабатывание датчика в момент времени /=-t.„ïðè котором RÄ, достигает значения R, При появлении дыма R, изменяется по кривой R,„=F,(G„ ) и через время (,, достигает значения R..„, Если функция F (G, g) и f)(G,. <) мочотонно изменяющиеся кривые, то в любой из точек, лежащих на этих кривых, можно найти производные или скорости их изменения сЯ„сИд„дО„dR„dG, dt dG„dt " dG, dt

Если перейти от непрерывных измерений

5:,к дискретным чер ез интервалы времени 4 t, то средние скорости соответственно равны Рэп Мдп

R дпср

1О

Юдэ

AG, Предположим, что воздействие G, за вре15 мя t„=t, вызвало изменения R от R до

Я, „, а воздействие 6„ вызвало такое же;изменение за время t, — tp.

Тогда средние скорости изменения Рд, за время /„— tp и Ядэ за время tp — Lp запишутся соответственно

25 — дд, дэср— и О так как

Мд„=Я, — Ra =М „, то tGp=ЬО,. зо

Сраоатывание датчика при появлении дыма составляет (t,,— 4) <10 сек, а ложное срабатывание возникает не чаще, чем через несколько суток, поэтому:

Рд — tp) )) (t< — tp).

Тогда R )) Р, „p или ))

R3т Л дэ

Л1 д/

4О Если в режиме ожидания и при появлении дыма измерения Яд производить через одни и те же промежутки времени t, то за этот инТераа a 1Рдэ ((Рд,.

В этом случае параметрический за пас дат45 чика или системы

Л Рд„

ni — — )) 1. додэ

Таким образом, устройство, реагирующее

:на производную изменения параметра детектора, зависимого от концентрации дыма, обладает значительно большей устойчивостью, чем устройство с датчиками максимального действия.

Для вычисления производной изменения параметра детектора дыма необходимо периодически через определенные промежутки времени измерять этот параметр и результаты каждого последующего измерения сравнивать

511:с предыдущим. Каждый результат сравнения можно переводить в запоминающее устройство, анализировать, затем сбрасывать.

На фиг. 4,б показан график изменения Ra в режясме ожидания; на фиг. 4,в — график

55 средней скорости изменения производной определяемой следующим образом. Произво389536

Слсжение дится измерение R, в точке 1 (фиг. 4,б), затем через промежуток времени 4T=Т,— Т, производится измерение в точке 11, результаты измерений вводятся в дифференциальный анализатор, который определяет приращение результата второго измерения по сравнению с первым. Если этот результат сравнения R, не превышает заданный уровень R, „, то сигнал по«кара отсутствует. После анализа R, производится сброс этого результата сравнения и проводятся аналогичные операции в точках II, 111 и т. д. Как видно из графиков 4, б, в, несмотря на то, что произошли значительные изменения

Я„которые могли бы в датчике максимального действия дать ложный сигнал пожара в момент времени 1, в устройстве, реагирующем на скорость (производную) изменения Я„эти изменения периодически сбрасываются и ложный сигнал пожара отсутствует.

На фиг. 5 а, б показаны графики изменения

R< и R, при появлении дыма. Результат сравнения между точками IV u I через интервал времени Т = Т,— Тр превысил заданный уровень R„при достижении которого должен появиться сигнал пожара в момент времени

4, =Т, (фиг. 5, б).

В случае медленного нарастания концентрации дыма результат сравнения последующего результата изменения с предыдущим не успеет превысить заданный уровень R, „, за малый интервал времени между этими измерениями и сигнал пожара не появляется. Поэтому минимальный интервал ограничивается заданной минимальной скоростью нарастания концентрации дыма, которая дол«к на быть обнаружена. Однако при большой скорости нарастания концентрации дыма и соответственно большой величине производной R, сигнал пожара можно получить значительно раньше, если измерения и сравнения результатов .измерения производить через интервалы t(T, где = 1 — Тс=:г2 — t>=4 — 4 и т. д. (фиг. 5 а, в).

В этом случае сигнал пожара можно получить

В момент Времени t„g(tд ь

Для возможности одновременного обнаружения медленных скоростей изменения концентрации дыма, результаты сравнений через интор валы t (фи г. 5, в) .суммируются в запоминающем устройстве и сбрасываются через интервал времени Т=Т,— Тд — — Т,— Т, и т. д.

Возможны ошибки измереяия (при воздействии помех), которые также суммируются в запоминающем устройстве пр и каждом сравнении. Поэтому интервал времени Т, через который производится сброс, не должен превышать тот интервал времени, за который уровень помех сможет превысить допустимый уро.вень Я, и вызвать ложный сигнал пожара.

20 Предмет изобретения

Устройство для тревожной сигнализации, содержащее приемный пункт с источником питания, соединен|ным с электронным ключом, 2З вход которого подключен к одному выходу триггера, другой выход которого соединен с элементом задержки, а входы триггера соединены с выходами элемента задержки и селектора, выходной и программный блоки и датЗ0 чик, установленный на охраняемом объекте и подключенный через линию связи с включенным в нее измерительным элементом, к приемному пункту, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства в него введен дифференциальный анализатор, вход которого подключен ко входу элемента задержки и выходу тригтера, шина сороса соединена с выходом программ ного блока, а выход дифференциального анализатора подклю40 чен ко входу выходного блока.

389536 Тг

l дг" дт

Составитель Л. Шарова

Техред Л. Грачева

Корректор С. Сатагулова

Редактор Л. Утехина

Заказ 610 2016 Изд. № 865 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»