RU2179743C1 - Modulation flame detector - Google Patents

Abstract

FIELD: fire prevention, applicable as a means of detection of ignition and actuation of fire suppression installations. SUBSTANCE: the modulation flame detector has a sealed body accommodating a light filter passing the infra-red radiation, detector of infra-red radiation, electronic switch comprising an automatic fire suppression system. A pendulum modulator is installed between the light filter and the detector of infra-red radiation, and the detector of infra-red radiation and the signal amplifier are coupled to the electronic switch via series-connected square pulse shaper and pulse counter. Installed in the body is also a testing microlamp shifted relative to the body longitudinal axis so that the light signal from the microlamp is applied to the detector of infra-red radiation via the pendulum modulator reflecting from the light filter. At testing operation of the whole circuit of the modulation flame detector is being examined, but the fire suppression system gets interlocked. EFFECT: reduced error probability and enhanced reliability of operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано как средство для обнаружения загорания и приведения в действие установок автоматического пожаротушения. The invention relates to fire fighting equipment and can be used as a means for detecting sunburn and actuating automatic fire extinguishing installations.

В настоящее время известны световые пожарные извещатели и датчики, основанные на фиксировании излучения пламени. В световых извещателях [1, 2] при освещении пламенем чувствительного элемента на электронный ключ подается электрический сигнал и происходит срабатывание системы пожаротушения. Указанные аналоги обладают принципиальными недостатками: они малочувствительны и имеют невысокую помехозащищенность. Light fire detectors and sensors based on detecting flame radiation are currently known. In light detectors [1, 2], when a sensitive element is lit with flame, an electronic signal is applied to the electronic key and the fire extinguishing system is triggered. These analogs have fundamental shortcomings: they are insensitive and have low noise immunity.

В качестве прототипа рассмотрен "Сигнализатор пожара" [3], регистрирующий загорание по инфракрасному (ИК) излучению пламени и позволяющий привести в действие систему пожаротушения. Чувствительность прототипа увеличена по сравнению с чувствительностью аналогов [1, 2], однако недостатком прототипа является его недостаточно высокая помехозащищенность. Это связано с тем, что указанный сигнализатор реагирует на случайную кратковременную вспышку пламени, не приводящую к пожару. Кроме того, сигнализатор недостаточно надежен в процессе длительной эксплуатации, т.к. затруднена возможность оперативной проверки его работоспособности. As a prototype, a “Fire Detector” [3] is considered, which registers ignition by infrared (IR) radiation of a flame and which makes it possible to activate a fire extinguishing system. The sensitivity of the prototype is increased compared with the sensitivity of analogues [1, 2], however, the disadvantage of the prototype is its insufficiently high noise immunity. This is due to the fact that the indicated detector reacts to a random short-term flash of flame, which does not lead to a fire. In addition, the signaling device is not reliable enough during long-term operation, as the ability to quickly check its performance is difficult.

Техническим результатом изобретения является создание модуляционного датчика пламени (МДП), в котором реализуется более высокая помехозащищенность и обеспечивается высокая надежность работы в процессе длительной эксплуатации. The technical result of the invention is the creation of a modulation flame sensor (TIR), which implements a higher noise immunity and ensures high reliability during long-term operation.

Этот результат достигается тем, что в МДП, содержащем герметичный корпус, светофильтр, пропускающий ИК излучение, детектор ИК излучения, усилитель сигнала, питающий генератор, электронный ключ, включающий систему пожаротушения, установлены и подключены описанные ниже функциональные элементы, являющиеся отличительными признаками. Между светофильтром и детектором ИК излучения смонтирован постоянно работающий маятниковый модулятор, колебания которого прерывают световой сигнал источника пожара. Маятниковый модулятор представляет собой исполнительный механизм, на который подается напряжение от питающего генератора и маятник, колеблющийся перед глазком детектора ИК излучения с частотой 25 Гц. Детектор ИК излучения и усилитель сигнала связаны с электронным ключом через последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов и счетчик импульсов. Такая схема позволяет посылать сигнал на электронный ключ с задержкой, только после прихода восьмого импульса, если импульсы укладываются в интервал времени 160 мс. Все это предохраняет срабатывание МДП от случайных сигналов-помех, повышая, таким образом, помехозащищенность. Отличительным признаком является также система тестирования, в виде микролампы тестирования, установленной смещение относительно продольной оси МДП, таким образом, что световой сигнал от микролампы тестирования попадает к детектору ИК излучения через маятниковый модулятор, отражаясь от светофильтра. При тестировании контролируется работа всего тракта МДП, но система пожаротушения блокируется. Микролампа тестирования позволяет периодически дистанционно контролировать работу МДП с центрального пункта управления, что повышает надежность работы МДП в процессе длительной эксплуатации. This result is achieved by the fact that in a MIS containing a sealed enclosure, a light filter that transmits infrared radiation, an infrared radiation detector, a signal amplifier, a power generator, an electronic key that includes a fire extinguishing system, the functional elements described below are installed and connected, which are the distinguishing features. Between the light filter and the IR radiation detector, a constantly working pendulum modulator is mounted, whose oscillations interrupt the light signal of the fire source. The pendulum modulator is an actuator that receives voltage from the supply generator and a pendulum oscillating in front of the eye of the IR radiation detector with a frequency of 25 Hz. The IR radiation detector and signal amplifier are connected to the electronic key through a rectangular pulse shaper and a pulse counter connected in series. This scheme allows you to send a signal to an electronic key with a delay, only after the arrival of the eighth pulse, if the pulses fit into the time interval 160 ms. All this protects the TIR operation from random interference signals, thus increasing the noise immunity. A distinctive feature is the testing system, in the form of a testing microlamp, an offset relative to the longitudinal axis of the MIS installed, so that the light signal from the testing microlamp reaches the IR radiation detector through the pendulum modulator, reflected from the light filter. During testing, the operation of the entire TIR path is controlled, but the fire extinguishing system is blocked. The microlamp of testing allows periodically remotely monitoring the TIR operation from the central control point, which increases the reliability of the TIR operation during long-term operation.

На чертеже приведена конструктивно-функциональная схема МДП. The drawing shows the structural and functional diagram of the TIR.

Здесь в герметичном корпусе 1 установлен светофильтр 2 так, что все лучи пламени, направленные на МДП под углом от 0 до 45 градусов относительно продольной оси МДП, попадают на детектор 6 ИК излучения. Между светофильтром и детектором ИК излучения установлен маятниковый модулятор 3. Детектор ИК излучения соединен с усилителем сигнала 8, формирователем прямоугольных импульсов 9, счетчиком импульсов 10 и электронным ключом 11. МДП подключен через герметичный штепсельный разъем 12 к системе пожаротушения. Питающий генератор 4 подает напряжение на маятниковый модулятор, усилитель сигнала, формирователь прямоугольных импульсов, счетчик импульсов и электронный ключ 11, а также на микролампу тестирования 7. Крепление МДП осуществляется при помощи шарнирного кронштейна 5. Here, in the sealed housing 1, a filter 2 is installed so that all the rays of the flame directed to the MIS at an angle from 0 to 45 degrees relative to the longitudinal axis of the MIS are incident on the IR radiation detector 6. A pendulum modulator 3 is installed between the filter and the IR radiation detector. The IR radiation detector is connected to a signal amplifier 8, a rectangular pulse shaper 9, a pulse counter 10, and an electronic key 11. The TIR is connected through a sealed plug connector 12 to the fire extinguishing system. The supply generator 4 supplies voltage to the pendulum modulator, signal amplifier, rectangular pulse shaper, pulse counter and electronic key 11, as well as to the testing microlamp 7. The TIR is mounted using the hinge bracket 5.

МДП работает следующим образом. При возгорании в помещении инфракрасное излучение пламени попадает на светофильтр 2. От него излучение, прерываемое постоянно колеблющимся с частотой 25 Гц маятниковым модулятором 3, попадает на детектор 6 ИК излучения, который вырабатывает электрический сигнал. Дальнейшая обработка сигнала осуществляется в усилителе сигнала 8 и формирователе импульсов 9, преобразующем сигнал от детектора ИК излучения в прямоугольные импульсы. Далее, сигнал подается на счетчик импульсов 10, который выдает сигнал на электронный ключ 11, включающий систему пожаротушения только после прихода восьмого импульса, если эти 8 импульсов укладываются в интервал времени 160 мс. Периодически МДП проверяется системой тестирования, которая работает следующим образом. При дистанционном включении тестирующей микролампы 7 ИК излучение от нее попадает на светофильтр, а затем, отражаясь от него, на детектор ИК излучения. При этом это излучение прерывается маятниковым модулятором, так же как и при возгорании, однако, срабатывание системы пожаротушения автоматически блокируется. TIR works as follows. When a fire ignites in the room, the infrared radiation of the flame enters the light filter 2. From it, radiation interrupted by the pendulum modulator 3 constantly oscillating at a frequency of 25 Hz, enters the infrared radiation detector 6, which generates an electrical signal. Further signal processing is carried out in a signal amplifier 8 and a pulse shaper 9, which converts the signal from the IR radiation detector into rectangular pulses. Further, the signal is supplied to the pulse counter 10, which provides a signal to the electronic key 11, which includes the fire extinguishing system only after the arrival of the eighth pulse, if these 8 pulses fit within a time interval of 160 ms. Periodically TIR is checked by a testing system, which works as follows. When the test microlamp 7 is turned on remotely, the IR radiation from it enters the light filter, and then, reflected from it, to the IR radiation detector. In this case, this radiation is interrupted by the pendulum modulator, as well as during a fire, however, the operation of the fire extinguishing system is automatically blocked.

Испытания предложенного датчика проводились на тестовых очагах ТП-5 и ТП-6 по ГОСТ Р 50898 в соответствии с требованиями НПБ 72-98 "Извещатели пожарные пламени. Общие технические требования. Методы испытаний." Кроме того, МДП также испытывался при возгорании твердого ракетного топлива или бензина на расстоянии 10 метров в помещении, снабженном быстродействующей автоматической пожаротушащей системой. Результаты всех испытаний положительные. МДП прошел сертификацию и эксплуатируется в промышленности. Tests of the proposed sensor were carried out on test sites TP-5 and TP-6 according to GOST R 50898 in accordance with the requirements of NPB 72-98 "Fire flame detectors. General technical requirements. Test methods." In addition, TIR was also tested with the ignition of solid rocket fuel or gasoline at a distance of 10 meters in a room equipped with a high-speed automatic fire extinguishing system. The results of all tests are positive. TIR has been certified and is operated in industry.

Источники информации
1. US, заявка 5339070, "Система для обнаружения пламени", кл. G 08 В 17/12, 1994.Sources of information
1. US, application 5339070, "System for flame detection", cl. G 08 B 17/12, 1994.

2. JP, заявка 4-72279, "Устройство для обнаружения возгорания", кл. G 08 В 17/12, 1992. 2. JP, application 4-72279, "Device for detecting fire", cl. G 08 B 17/12, 1992.

3. GB, заявка 2263352, "Сигнализатор пожара", кл. G 08 В 19/00, 1992. 3. GB, application 2263352, "Fire alarm", cl. G 08 B 19/00, 1992.

Claims (1)

Модуляционный датчик пламени, содержащий герметичный корпус, внутри которого установлены светофильтр, пропускающий ИК излучение, детектор ИК излучения, усилитель сигнала, питающий генератор, электронный ключ, включающий автоматическую систему пожаротушения, отличающийся тем, что введены маятниковый модулятор, микролампа тестирования, формирователь прямоугольных импульсов и счетчик импульсов, маятниковый модулятор установлен между светофильтром и детектором ИК излучения, а детектор ИК излучения, усилитель сигнала, формирователь прямоугольных импульсов, счетчик импульсов и электронный ключ соединены последовательно, микролампа тестирования смещена относительно продольной оси корпуса таким образом, что световой сигнал от микролампы, отражаясь от светофильтра, попадает к детектору ИК излучения через маятниковый модулятор, причем питающий генератор подает напряжение на маятниковый модулятор, усилитель сигнала, формирователь прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, электронный ключ и на микролампу тестирования. A modulation flame detector comprising a sealed housing, inside which a light filter is installed, which transmits IR radiation, an IR radiation detector, a signal amplifier, a power generator, an electronic key that includes an automatic fire extinguishing system, characterized in that a pendulum modulator, a microlamp of testing, a square-wave pulse generator and a pulse counter, a pendulum modulator is installed between the light filter and the IR radiation detector, and the IR radiation detector, signal amplifier, direct driver angular pulses, a pulse counter and an electronic key are connected in series, the microlamp is shifted relative to the longitudinal axis of the housing so that the light signal from the microlamp, reflected from the filter, enters the IR radiation detector through a pendulum modulator, and the supply generator supplies voltage to the pendulum modulator, amplifier signal generator, rectangular pulses, pulse counter, electronic key and microlamp testing.