RU2294018C2 - Smoke detector - Google Patents
Smoke detector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294018C2 RU2294018C2 RU2005112574/09A RU2005112574A RU2294018C2 RU 2294018 C2 RU2294018 C2 RU 2294018C2 RU 2005112574/09 A RU2005112574/09 A RU 2005112574/09A RU 2005112574 A RU2005112574 A RU 2005112574A RU 2294018 C2 RU2294018 C2 RU 2294018C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- power
- circuit
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пожарной сигнализации и может быть использовано в системах пожарной сигнализации для выявления увеличения оптической плотности воздуха по интенсивности рассеяния инфракрасного излучения.The invention relates to the field of fire alarm and can be used in fire alarm systems to detect an increase in the optical density of air by the scattering intensity of infrared radiation.
Известны пожарные извещатели, оптические датчики дыма и устройства регистрации дыма, работающие по принципу периодического излучения импульсов инфракрасного излучения и последующего их приема, усиления и обработки полученного сигнала различными способами, формируя сигнал о наличии или отсутствии дыма (см. журнал "Системы безопасности связи и телекоммуникации", 2000, 33, с.65).Fire detectors, optical smoke detectors and smoke detectors are known that operate on the principle of periodic emission of infrared radiation pulses and their subsequent reception, amplification and processing of the received signal in various ways, generating a signal about the presence or absence of smoke (see the journal "Communication and telecommunication security systems" ", 2000, 33, p. 65).
Известно устройство регистрации дыма (патент Российской Федерации RU 2221278, 7 G 08 B 17/10, опубл. 10.01.2004), которое содержит тактовый генератор, излучатель, связанный через оптическую камеру со светопоглощающими стенками с фотоприемником, схему сброса, формирователь сигнала регистрации дыма. Кроме того, оно содержит схему синхронного детектирования, схему сравнения и запоминания, которая выполнена в виде первого и второго двоичных счетчиков, причем V-вход и R-вход первого двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания соединены с соответствующими выходами тактового генератора, выход упомянутого первого двоичного счетчика параллельно связан с входом излучателя, V-входом второго двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания и первым входом схемы синхронного детектирования, второй и третий входы которой связаны соответственно с выходами фотоприемника и схемы сброса, а выход - с R-входом второго двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания, выход второго двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания связан с С-входами обоих счетчиков и со входом формирователя сигнала регистрации дыма.A device for detecting smoke (patent of the Russian Federation RU 2221278, 7 G 08 B 17/10, publ. 10.01.2004), which contains a clock generator, a radiator connected through an optical camera with light-absorbing walls with a photodetector, a reset circuit, a driver for a smoke registration signal . In addition, it contains a synchronous detection circuit, a comparison and memory circuit, which is made in the form of the first and second binary counters, and the V-input and R-input of the first binary counter of the comparison and memory circuits are connected to the corresponding outputs of the clock generator, the output of the first binary the counter is connected in parallel with the input of the emitter, the V-input of the second binary counter of the comparison and memory circuit and the first input of the synchronous detection circuit, the second and third inputs of which are connected respectively with the outputs of the photodetector and reset circuit, and the output with the R-input of the second binary counter of the comparison and storage circuit, the output of the second binary counter of the comparison and storage circuit is connected to the C-inputs of both counters and to the input of the smoke detector.
Недостатком известного устройства является низкая надежность его работы, особенно при малом, например менее 0,1 мА, токе электропитания. Логические узлы, выполненные на КМОП микросхемах, после включения электропитания при выходе на рабочее напряжение (более 3 В) значительно увеличивают потребление тока, особенно те узлы, которые охвачены обратной связью: генераторы, пороговые элементы и т.д. Причем с увеличением рабочего напряжения увеличивается ток потребления, например, ток потребления генератора при максимальном значении рабочего напряжения может достигать значения единиц миллиампер, т.е. превосходить установленный предел тока потребления в целом для извещателя в несколько раз.A disadvantage of the known device is the low reliability of its operation, especially with a small, for example less than 0.1 mA, current supply. Logical nodes made on CMOS chips, after turning on the power when reaching the operating voltage (more than 3 V), significantly increase current consumption, especially those nodes that are covered by feedback: generators, threshold elements, etc. Moreover, with an increase in the operating voltage, the consumption current increases, for example, the current consumption of the generator at the maximum value of the operating voltage can reach units of milliamps, i.e. exceed the set limit of the current consumption as a whole for the detector by several times.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа дымовой пожарный извещатель (Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП212-41М ТУ 4371-005-12215496-00; Паспорт 4371-005-12215496-00 ПС), содержащий элемент односторонней проводимости, вход которого соединен с первой клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, а выход соединен с первым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента, выход которого подключен к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, со второй клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации и со вторым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору, а вход - к выходу двоичного счетчика, к С-входу этого счетчика и к первому входу тактового генератора, первый выход которого подключен к V-входу двоичного счетчика и первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с R-входом двоичного счетчика, второй вход схемы сравнения подключен к выходу усилителя, а третий вход - к выходу схемы сброса по напряжению питания, ко входам усилителя подключен фотодиод, оптически связанный через камеру со светопоглощающими стенками с инфракрасным излучателем, подключенным к выходу токового ключа, первый вывод питания которого соединен с первым выводом конденсатора и входом интегратора, выход которого подключен к первому выводу питания усилителя, второй вывод питания которого соединен со вторым выводом питания токового ключа и общей шиной.Closest to the proposed invention is a smoke detector selected as a prototype (Optoelectronic smoke smoke detector IP212-41M TU 4371-005-12215496-00; Passport 4371-005-12215496-00 PS), containing a single-sided conductivity element, the input of which connected to the first terminal for connection to the fire alarm loop, and the output is connected to the first power supply terminal of the smoke detector and the input of the current-limiting element, the output of which is connected to the first output of the capacitor, the second One of which is connected to a common bus, with a second terminal for connecting to a fire alarm loop and with a second power supply terminal for a smoke detector, whose output is connected to an indicator, and the input to the output of the binary counter, to the C-input of this counter and to the first input a clock generator, the first output of which is connected to the V-input of the binary counter and the first input of the comparison circuit, the output of which is connected to the R-input of the binary counter, the second input of the comparison circuit is connected to the output of the amplifier, and the third input to the output in the supply voltage reset circuit, a photodiode optically connected through the camera with light-absorbing walls to an infrared emitter connected to the output of the current switch, the first power output of which is connected to the first output of the capacitor and the integrator input, the output of which is connected to the first power output, is connected to the amplifier inputs an amplifier, the second power terminal of which is connected to the second power terminal of the current switch and a common bus.
Недостатком известного извещателя также является низкая надежность, особенно при малом, например менее 0,1 мА, токе электропитания. Если величина тока, потребляемого усилителем, тактовым генератором, схемой сравнения, схемой сброса по напряжению питания, двоичным счетчиком, токовым ключом совместно с током утечки конденсатора, достигнет величины, заданной токоограничительным элементом, то возможно блокирование дальнейшего роста падения напряжения, которое может никогда не достигнуть величины, равной или большей нижнего значения рабочего напряжения логических элементов. Это означает, что, потребляя от шлейфа пожарной сигнализации установленное значение тока, извещатель может не выйти на дежурный режим работы при любом последующем включении питающего напряжения. Причем факт такого отказа может быть установлен после того, как извещатель не выполнит своей основной функции. А при любом последующем переключении питающего напряжения в шлейфе пожарной сигнализации может возникнуть отказ любого аналогичного извещателя, установленного в этот шлейф пожарной сигнализации или возобновление дежурного режима работы извещателя хаотичным образом.A disadvantage of the known detector is also low reliability, especially with a small, for example less than 0.1 mA, current supply. If the current consumed by the amplifier, clock, comparison circuit, power supply reset circuit, binary counter, current switch together with the leakage current of the capacitor reaches the value set by the current-limiting element, then it is possible to block a further increase in voltage drop, which may never reach values equal to or greater than the lower value of the operating voltage of the logic elements. This means that by consuming the set current value from the fire alarm loop, the detector may not enter standby mode at any subsequent switching on of the supply voltage. Moreover, the fact of such a refusal can be established after the detector does not fulfill its main function. And with any subsequent switching of the supply voltage in the fire alarm loop, a failure of any similar detector installed in this fire alarm loop or the resumption of the standby mode of the detector in a chaotic manner may occur.
При полностью разряженном конденсаторе ток утечки в начальный момент после включения достигает значения, ограниченного токоограничительным элементом, затем медленно, в течение нескольких минут, будет достигать значения, равногоWith a fully discharged capacitor, the leakage current at the initial moment after switching on reaches the value limited by the current-limiting element, then slowly, over several minutes, it reaches a value equal to
Iутеч=RCU+А,I leak = RCU + A,
Iутеч - ток утечки конденсатора;I leak - leakage current of the capacitor;
К - коэффициент, зависящий от типа конденсатора, например 0,05 для конденсаторов типа К50-6;K is a coefficient depending on the type of capacitor, for example, 0.05 for capacitors of type K50-6;
С - емкость конденсатора в микрофарадах;C is the capacitance of the capacitor in microfarads;
U - рабочее напряжение конденсатора в вольтах;U is the operating voltage of the capacitor in volts;
А - постоянное значение тока утечки, например 5 мкА для конденсаторов типа К50-6.A is a constant value of the leakage current, for example 5 μA for capacitors of type K50-6.
Например, для используемого в извещателе конденсатора такого типа с параметрами 47 мкФ, 25 В величина тока утечки может превосходить паспортное значение тока потребления всем извещателем ИП212-41М - 50 мкА. Таким образом, при включении такого извещателя падение напряжения на конденсаторе может блокироваться на величине менее 3 В, когда логические состояния на выходах логических элементов еще не определены. Уменьшить влияние токов утечки можно выбором типа используемого конденсатора, однако полностью исключить влияние тока заряда и тока утечки конденсатора невозможно. Необходимо, чтобы ток, проходящий через токоограничительный элемент, значительно превосходил ток утечки применяемого конденсатора.For example, for a capacitor of this type used in a detector with parameters of 47 μF, 25 V, the leakage current can exceed the passport value of the consumption current of all IP212-41M detectors - 50 μA. Thus, when such a detector is turned on, the voltage drop across the capacitor can be blocked at a value of less than 3 V, when the logic states at the outputs of the logic elements have not yet been determined. It is possible to reduce the influence of leakage currents by choosing the type of capacitor used, however, it is impossible to completely exclude the influence of the charge current and the leakage current of the capacitor. It is necessary that the current passing through the current-limiting element significantly exceeds the leakage current of the capacitor used.
При наличии в прототипе прямой гальванической связи между тактовым генератором и токовым ключом уровень напряжения на выходе тактового генератора может оказаться достаточным, чтобы открыть токовый ключ еще до того, как падение напряжения на конденсаторе достигнет значения рабочего напряжения логических элементов. В этом случае ток, протекающий через излучающий инфракрасный диод, дополнительно уменьшит ток заряда конденсатора, а это означает, что падение напряжения на конденсаторе может никогда не достигнуть рабочего напряжения логических элементов. В таком состоянии извещатель может находиться бесконечно долго, не выполняя своей основной функции.If there is a direct galvanic connection between the clock generator and the current switch in the prototype, the voltage level at the output of the clock generator may be sufficient to open the current switch before the voltage drop across the capacitor reaches the operating voltage of the logic elements. In this case, the current flowing through the emitting infrared diode will further reduce the charge current of the capacitor, which means that the voltage drop across the capacitor may never reach the operating voltage of the logic elements. In this state, the detector can be infinitely long without fulfilling its main function.
Способствовать отказу извещателя могут также логические элементы, охваченные отрицательной обратной связью, например, те, на которых собран тактовый генератор. Именно эти логические элементы потребляют значительную часть тока, протекающего через токоограничительный элемент, так как большую часть времени они находятся в активном состоянии - в процессе переключения. Поэтому при включении питающего напряжения логические элементы тактового генератора резко увеличат потребление тока в условиях, когда падение напряжения на конденсаторе достигнет значения минимального рабочего напряжения. Это может привести к уменьшению падения напряжения на конденсаторе, и дальнейшее увеличение падения напряжения на конденсаторе станет невозможным.Logic elements covered by negative feedback can also contribute to detector failure, for example, those on which the clock generator is assembled. It is these logic elements that consume a significant part of the current flowing through the current-limiting element, since most of the time they are in the active state - in the process of switching. Therefore, when the supply voltage is turned on, the logic elements of the clock generator will sharply increase the current consumption under conditions when the voltage drop across the capacitor reaches the minimum operating voltage. This can lead to a decrease in the voltage drop across the capacitor, and a further increase in the voltage drop across the capacitor becomes impossible.
В основу изобретения поставлена задача повышения надежности работы извещателя за счет исключения эффекта блокировки падения напряжения на логических элементах на величине, меньшей минимального значения рабочего напряжения этих логических элементов.The basis of the invention is the task of improving the reliability of the detector by eliminating the effect of blocking the voltage drop on the logic elements at a value less than the minimum value of the operating voltage of these logic elements.
Поставленная задача решается тем, что дымовой пожарный извещатель, содержащий элемент односторонней проводимости, вход которого соединен с первой клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, а выход соединен с первым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента, выход которого подключен к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, со второй клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации и со вторым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору, а вход - к выходу двоичного счетчика, к С-входу этого счетчика и к первому входу тактового генератора, первый выход которого подключен к V-входу двоичного счетчика и первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с R-входом двоичного счетчика, второй вход схемы сравнения подключен к выходу усилителя, а третий вход - к выходу схемы сброса по напряжению питания, ко входам усилителя подключен фотодиод, оптически связанный через камеру со светопоглощающими стенками с инфракрасным излучателем, подключенным к выходу токового ключа, первый вывод питания которого соединен с первым выводом конденсатора и входом интегратора, выход которого подключен к первому выводу питания усилителя, второй вывод питания которого соединен со вторым выводом питания токового ключа и общей шиной, согласно изобретению дополнительно содержит фильтр высоких частот, выход которого подключен ко входу токового ключа, а вход - ко второму выходу тактового генератора, второй вход которого подключен к выходу схемы сброса по напряжению питания, выводы питания которой соединены с соответствующими выводами питания усилителя, тактового генератора, двоичного счетчика и схемы сравнения.The problem is solved in that a smoke detector containing a one-way conduction element, the input of which is connected to the first terminal for connecting to the fire alarm loop, and the output is connected to the first power supply terminal of the smoke detection signal generator and the input of the current-limiting element, the output of which is connected to the first output a capacitor, the second terminal of which is connected to a common bus, with a second terminal for connecting to a fire alarm loop and with a second power terminal a smoke detector, whose output is connected to the indicator, and the input to the output of the binary counter, to the C-input of this counter and to the first input of the clock generator, the first output of which is connected to the V-input of the binary counter and the first input of the comparison circuit, the output of which connected to the R-input of the binary counter, the second input of the comparison circuit is connected to the output of the amplifier, and the third input is connected to the output of the reset circuit according to the supply voltage, a photodiode optically connected through the camera with light-absorbing walls is connected to the inputs of the amplifier with an infrared emitter connected to the output of the current switch, the first output of which is connected to the first output of the capacitor and the input of the integrator, the output of which is connected to the first output of the amplifier, the second output of which is connected to the second output of the current switch and the common bus, according to the invention additionally contains a high-pass filter, the output of which is connected to the input of the current switch, and the input to the second output of the clock generator, the second input of which is connected to the output of the voltage reset circuit eniyu power supply terminals which are connected to respective supply terminals of the amplifier, oscillator, a binary counter and a comparison circuit.
За счет введения цепи управления тактовым генератором от схемы сброса по напряжению питания обеспечивается уменьшение потребления тока логическими элементами тактового генератора в первоначальный момент включения питающего напряжения. Это уменьшение обусловлено тем, что тактовый генератор начинает работать после того, как падение напряжения на логических элементах превысит минимальное значение рабочего напряжения. Отделение входной цепи токового ключа от второго выхода тактового генератора при помощи фильтра высокой частоты обеспечивает надежное удержание в закрытом состоянии токового ключа при отсутствии импульсов на выходе тактового генератора и тем самым - уменьшение тока потребления токовым ключом в момент включения извещателя. Отделение цепей питания токового ключа от других элементов схемы при помощи интегратора обеспечивает создание разницы падений напряжения на токовом ключе и на логических элементах схемы извещателя. За счет этой разницы потенциалов обеспечивается устойчивая работа извещателя, так как кратковременные провалы напряжения на выводах конденсатора в моменты его разряда токовым ключом не изменят потенциала шины, от которой осуществляется питание логических элементов. Все это позволяет исключить эффект блокирования падения напряжения на логических элементах на величине, меньшей минимального значения рабочего напряжения этих логических элементов, и обеспечить устойчивый запуск схемы извещателя при каждом включении питающего напряжения.By introducing the control circuit of the clock generator from the supply voltage reset circuit, the current consumption is reduced by the logic elements of the clock generator at the initial moment of switching on the supply voltage. This decrease is due to the fact that the clock starts to work after the voltage drop on the logic elements exceeds the minimum value of the operating voltage. The separation of the input circuit of the current key from the second output of the clock generator using a high-pass filter ensures reliable closure of the current switch in the closed state in the absence of pulses at the output of the clock generator and thereby reduces the current consumption by the current switch at the moment the detector is turned on. Separation of the power supply circuits of the current switch from other circuit elements with the help of an integrator ensures the difference in voltage drops on the current switch and on the logic elements of the detector circuit. Due to this potential difference, the detector works stably, as short-term voltage dips on the capacitor terminals at the moments of its discharge by the current switch will not change the potential of the bus from which the logic elements are powered. All this allows us to eliminate the effect of blocking the voltage drop on the logic elements by an amount less than the minimum value of the operating voltage of these logic elements, and to ensure a stable start of the detector circuit with each switching on of the supply voltage.
На чертеже представлена блок-схема дымового пожарного извещателя.The drawing shows a block diagram of a smoke detector.
Дымовой пожарный извещатель содержит индикатор 1, а также клеммы 2 и 3 для подключения к шлейфу пожарной сигнализации. К первой клемме 2 подключен вход элемента 4 односторонней проводимости, выход которого соединен с первым выводом электропитания формирователя 5 сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента 6. Выход токоограничительного элемента 6 подключен к первому выводу первого конденсатора 7, выводу питания токового ключа 8 и входу интегратора 9. Выход интегратора 9 подключен к первому выводу питания усилителя 10, второй вывод питания которого соединен с общей шиной 11, второй клеммой 3 и вторым выводом питания формирователя 5 сигнала регистрации дыма, к выходу которого подключен индикатор 1. Выводы питания схемы 12 сброса по напряжению питания соединены с соответствующими выводами питания усилителя 10, тактового генератора 13, схемы сравнения 14, двоичного счетчика 15. Ко входам усилителя 10 подключен фотодиод 16, оптически связанный через камеру 17 со светопоглощающими стенками с инфракрасным излучателем 18, подключенным к выходу токового ключа 8. Вход формирователя 5 сигнала регистрации дыма подключен к выходу двоичного счетчика 15, к С-входу этого счетчика 15 и к первому входу тактового генератора 13, первый выход которого подключен к V-входу двоичного счетчика 15 и первому входу схемы сравнения 14, выход которой соединен с R-входом двоичного счетчика 15, второй вход схемы 14 сравнения подключен к выходу усилителя 10, а третий вход - к выходу схемы 12 сброса по напряжению питания и ко второму входу тактового генератора 13. Второй выход тактового генератора 13 через фильтр 19 высоких частот соединен со входом токового ключа 8. К выходу интегратора 9 подключена шина 20 питания, с которой соединены первые выводы питания усилителя 10, схемы 12 сброса по напряжению питания, тактового генератора 13, схемы 14 сравнения и двоичного счетчика 15. Вторые выводы питания указанных выше блоков подключены к общей шине 11.The smoke detector contains indicator 1, as well as terminals 2 and 3 for connecting to the fire alarm loop. The first terminal 2 is connected to the input of the single-sided conduction element 4, the output of which is connected to the first power supply of the smoke detector 5 and the input of the current-limiting element 6. The output of the current-limiting element 6 is connected to the first output of the first capacitor 7, the power output of the current switch 8, and the input of the integrator 9 The output of the integrator 9 is connected to the first power output of the amplifier 10, the second power output of which is connected to the common bus 11, the second terminal 3 and the second power output of the driver 5 of the signal p smoke detector, to the output of which an indicator 1 is connected. The power leads of the voltage-reset circuit 12 are connected to the corresponding power leads of the amplifier 10, the clock generator 13, the comparison circuit 14, and the binary counter 15. A photodiode 16 is connected to the inputs of the amplifier 10 and is optically coupled through a camera 17 with light-absorbing walls with an infrared emitter 18 connected to the output of the current key 8. The input of the generator 5 of the smoke registration signal is connected to the output of the binary counter 15, to the C-input of this counter 15 and to the first input t generator 13, the first output of which is connected to the V-input of the binary counter 15 and the first input of the comparison circuit 14, the output of which is connected to the R-input of the binary counter 15, the second input of the comparison circuit 14 is connected to the output of the amplifier 10, and the third input is connected to the output reset voltage circuits 12 and to the second input of the clock generator 13. The second output of the clock generator 13 is connected through the high-pass filter 19 to the input of the current switch 8. A power bus 20 is connected to the output of the integrator 9, to which the first power leads of the amplifier 10 are connected, a voltage reset circuit 12, a clock 13, a comparison circuit 14 and a binary counter 15. The second power leads of the above blocks are connected to a common bus 11.
Дымовой пожарный извещатель работает таким образом. При подаче напряжения питания на входные клеммы 2 и 3 через элемент 4 односторонней проводимости и токоограничительный элемент 6 осуществляется заряд накопительного конденсатора 7. Элемент 4 односторонней проводимости осуществляет защиту других элементов дымового пожарного извещателя при ошибочном подключении полярности напряжения питания шлейфа пожарной сигнализации. Пока напряжение на выводах накопительного конденсатора 7 недостаточно для нормальной работы дымового пожарного извещателя, падение напряжения на интеграторе 9 незначительное - значительно меньше падения напряжения между шиной 20 питания и общей шиной 11. Это обусловлено низким током потребления логических элементов в статическом режиме. Еще до достижения минимального значения рабочего напряжения на выходе схемы 12 сброса по напряжению питания формируется низкий потенциальный уровень, который запрещает работу тактового генератора 13. Но при этих напряжениях на выходах тактового генератора 13 присутствуют потенциалы, близкие к половине падения напряжения на выводах питания тактового генератора 13. Фильтр 19 верхних частот не позволяет токовому ключу 8 открыться. В момент достижения минимального значения рабочего напряжения все элементы схемы извещателя находятся в статическом режиме. На первом выходе тактового генератора 13 устанавливается низкий потенциальный уровень, а на втором - его инверсное значение: высокий потенциальный уровень. Низкий потенциальный уровень, поступающий через третий вход схемы 14 сравнения, устанавливает на R-входе двоичного счетчика 15 высокий потенциальный уровень. В этом случае двоичный счетчик 15 находится в нулевом состоянии независимо от сигналов на других его входах. Формирователь 5 сигнала регистрации дыма закрыт, и индикатор 1 выключен. В то же время низкий потенциальный уровень, который поступает с выхода двоичного счетчика 15 на первый вход тактового генератора 13 и на С-вход этого же счетчика 15, разрешает работу тактового генератора 13 и двоичного счетчика 15.Smoke detector works this way. When the supply voltage is supplied to the input terminals 2 and 3, the accumulator capacitor 7 is charged through the one-way conduction element 4 and the current-limiting element 6. The one-way conduction element 4 protects the other smoke detector elements when the polarity of the power supply voltage of the fire alarm cable is incorrectly connected. While the voltage at the terminals of the storage capacitor 7 is not enough for the smoke detector to operate normally, the voltage drop across the integrator 9 is insignificant - much less than the voltage drop between the power bus 20 and the common bus 11. This is due to the low current consumption of the logic elements in static mode. Even before reaching the minimum value of the operating voltage, a low potential level is formed at the output of the reset voltage circuit 12, which prohibits the operation of the clock generator 13. But at these voltages, the outputs of the clock generator 13 contain potentials close to half the voltage drop at the power terminals of the clock generator 13 The high-pass filter 19 does not allow the current switch 8 to open. When the minimum value of the operating voltage is reached, all elements of the detector circuit are in static mode. At the first output of the clock 13, a low potential level is set, and at the second, its inverse value is set: a high potential level. The low potential level coming through the third input of the comparison circuit 14 sets a high potential level at the R-input of the binary counter 15. In this case, the binary counter 15 is in the zero state, regardless of the signals at its other inputs. Smoke detection signal generator 5 is closed and indicator 1 is off. At the same time, the low potential level that comes from the output of the binary counter 15 to the first input of the clock generator 13 and to the C-input of the same counter 15 allows the operation of the clock generator 13 and the binary counter 15.
Так как потребление тока тактовым генератором 13 существенно зависит от напряжения питания, то для его малого (десятки микроампер) значения необходимо, чтобы переключение схемы 12 сброса по напряжению питания осуществлялось при рабочем напряжении, близком к его минимальному значению, но превышающем его. В момент изменения состояния на выходе схемы 12 сброса по напряжению питания запускается тактовый генератор 13, а на R-входе двоичного счетчика 15 устанавливается потенциальный уровень, который разрешает изменение состояний двоичного счетчика 15 при перепадах напряжения на его V-входе. С этого момента падение напряжения между шиной 20 питания и общей шиной 11 стабилизируется, а падение напряжения на накопительном конденсаторе 7 продолжает расти. Примерно через 1 с после разрешения работы на взаимно инверсных выходах тактового генератора 13 появляется короткий, продолжительностью в несколько десятков микросекунд, импульс. С такой же длительностью и периодичностью около 1 с повторяются импульсы на выходах тактового генератора 13 до появления запрещающих сигналов на его входах. С первого выхода тактового генератора 13 импульсы поступают на первый вход схемы 14 сравнения и V-вход двоичного счетчика 15. Со второго выхода тактового генератора 13 через фильтр 19 высокой частоты импульсы поступают на вход токового ключа 8. Токовый ключ 8 обеспечивает разряд накопительного конденсатора 7 заданной величиной тока через свой выход на инфракрасный излучатель 18. Величина, на которую разряжается накопительный конденсатор 7, зависит от продолжительности и периода импульсов, которые появляются на выходе тактового генератора 13, а также от отношения тока заряда накопительного конденсатора 7 через токоограничительный элемент 6 к току разряда этого конденсатора 7 через токовый ключ 8. Таким образом, установившееся падение напряжения на накопительном конденсаторе 7 превышает потенциал шины 20 питания на величину падения напряжения на интеграторе 9. За счет этой разницы потенциалов обеспечивается устойчивая работа извещателя, так как кратковременные провалы напряжения на выводах накопительного конденсатора 7 в моменты его разряда токовым ключом 8 за счет интегратора 9 не изменяют потенциала шины 20 питания.Since the current consumption by the clock generator 13 substantially depends on the supply voltage, for its small value (tens of microamps), it is necessary that the switching of the reset circuit 12 according to the supply voltage is carried out at an operating voltage close to its minimum value, but exceeding it. At the time of changing the state, the output of the voltage supply reset circuit 12 starts the clock generator 13, and a potential level is established at the R-input of the binary counter 15, which allows the state of the binary counter 15 to change when the voltage drops at its V-input. From this moment, the voltage drop between the power bus 20 and the common bus 11 is stabilized, and the voltage drop at the storage capacitor 7 continues to grow. Approximately 1 second after the operation is enabled, a short pulse with a duration of several tens of microseconds appears at the mutually inverse outputs of the clock generator 13. With the same duration and frequency of about 1 s, the pulses at the outputs of the clock generator 13 are repeated until the inhibitory signals appear at its inputs. From the first output of the clock generator 13, the pulses are fed to the first input of the comparison circuit 14 and the V-input of the binary counter 15. From the second output of the clock generator 13, the pulses are fed to the input of the current switch 8 through the high-pass filter 19. The current switch 8 provides the discharge of the storage capacitor 7 for a given the magnitude of the current through its output to the infrared emitter 18. The value by which the storage capacitor 7 is discharged depends on the duration and period of the pulses that appear at the output of the clock generator 13, and t also from the ratio of the charge current of the storage capacitor 7 through the current-limiting element 6 to the discharge current of this capacitor 7 through the current switch 8. Thus, the steady-state voltage drop across the storage capacitor 7 exceeds the potential of the power bus 20 by the magnitude of the voltage drop across the integrator 9. Due to this difference potentials ensures stable operation of the detector, since short-term voltage dips at the terminals of the storage capacitor 7 at the time of its discharge by the current switch 8 due to the integrator 9 n changing the potential supply bus 20.
Рассеянное оптической камерой 17 со светопоглощающими стенками инфракрасное излучение излучателя 18 поступает на фотодиод 16. Усиленные усилителем 20 импульсы по своей амплитуде и фазе существенно зависят от оптической плотности воздуха в оптической камере 17. Так, при абсолютной прозрачности воздуха на выходе усилителя 10 присутствуют треугольные импульсы малой амплитуды, так как имеет место некоторое отражение от стенок оптической камеры 17. Импульс треугольной формы на выходе усилителя 10 достигает своего максимума в момент окончания импульса на выходе тактового генератора 13. При малой амплитуде этих импульсов на выходе схемы 14 сравнения появляются импульсы сброса двоичного счетчика 15. Таким образом, по каждому положительному перепаду сигнала на своем V-входе двоичный счетчик 15 переключается, производя подсчет только одного импульса, и тут же сбрасывается от импульсов, приходящих на его R-вход. В дежурном режиме работы, когда удельная оптическая плотность воздуха ниже установленного уровня, по каждому импульсу на выходе тактового генератора 13 происходит сброс двоичного счетчика 15. На выходе старшего разряда двоичного счетчика 15, к которому подключен вход формирователя 5 сигнала регистрации дыма, остается низкий потенциальный уровень, индикатор 1 не светится. Извещатель остается в дежурном режиме работы, потребляя от шлейфа пожарной сигнализации, подключенному к клеммам 2 и 3, ток, величина которого ограничена токоограничительным элементом 6.The infrared radiation of the emitter 18 scattered by the optical camera 17 with light-absorbing walls is supplied to the photodiode 16. The pulses amplified by the amplifier 20 in their amplitude and phase substantially depend on the optical density of air in the optical chamber 17. Thus, with absolute transparency of the air, triangular pulses of small amplitude, since there is some reflection from the walls of the optical camera 17. The pulse of a triangular shape at the output of the amplifier 10 reaches its maximum at the end of the impulse at the output of the clock generator 13. With a small amplitude of these pulses, the binary counter counter reset pulses 15 appear at the output of the comparison circuit 14. Thus, for each positive signal difference at its V input, the binary counter 15 switches, counting only one pulse, and here it is reset from pulses arriving at its R-input. In standby mode, when the specific optical density of air is lower than the set level, for each pulse at the output of the clock generator 13, the binary counter 15 is reset. At the output of the highest bit of the binary counter 15, to which the input of the generator 5 of the smoke registration signal is connected, a low potential level remains , indicator 1 does not light. The detector remains in standby mode, consuming from a fire alarm cable connected to terminals 2 and 3, a current whose value is limited by a current-limiting element 6.
По мере увеличения удельной оптической плотности среды увеличивается амплитуда импульсов на выходе усилителя 10, пока не достигнет порогового значения, при котором на R-входе двоичного счетчика 15 устанавливается низкий потенциальный уровень, разрешающий счет импульсов, поступающих на V-вход этого счетчика 15. В этом случае по каждому импульсу на выходе тактового генератора 13 состояние двоичного счетчика 15 увеличивается на единицу, пока не состоится переключение старшего разряда двоичного счетчика 15, по которому запрещается дальнейший счет импульсов, что соответствует состоянию извещателя "ПОЖАР". При наличии высокого потенциального уровня на старшем разряде двоичного счетчика 15 открывается формирователь 5 сигнала регистрации дыма, что обеспечивает заданное потребление тока от шлейфа пожарной сигнализации, к которому подключен дымовой пожарный извещатель своими входными клеммами 2 и 3. Кроме того, этим сигналом запрещается работа тактового генератора 13. В этом состоянии значительно уменьшается потребление тока тактовым генератором 13, усилителем 10 и другими элементами схемы, в то же время благодаря току, протекающему через формирователь 5 сигнала регистрации дыма, резко уменьшается разность потенциалов между клеммами 2 и 3. Если это падение напряжения превышает минимальное значение рабочего напряжения, то извещатель находится в состоянии "ПОЖАР" бесконечно долго. Вывести извещатель из этого состояния возможно только отключением напряжения питания шлейфа пожарной сигнализации на время, достаточное для разряда накопительного конденсатора 7 до величины, при которой на выходе схемы 12 сброса по напряжению питания установится низкий потенциальный уровень.As the specific optical density of the medium increases, the amplitude of the pulses at the output of the amplifier 10 increases until it reaches a threshold value at which a low potential level is established at the R-input of binary counter 15, allowing the count of pulses arriving at the V-input of this counter 15. In this In the case of each pulse at the output of the clock generator 13, the state of the binary counter 15 increases by one until the senior bit of the binary counter 15 is switched over, according to which a further count is prohibited tons of pulses, which corresponds to a detector of "FIRE". If there is a high potential level at the highest level of the binary counter 15, the smoke detector 5 is opened, which provides a predetermined current consumption from the fire alarm loop to which the smoke detector is connected with its input terminals 2 and 3. In addition, the clock operation is prohibited 13. In this state, current consumption is significantly reduced by the clock generator 13, amplifier 10 and other circuit elements, at the same time due to the current flowing through the form The detector 5 is a smoke detection signal, the potential difference between terminals 2 and 3 decreases sharply. If this voltage drop exceeds the minimum value of the operating voltage, the detector is in the "FIRE" state for infinitely long time. It is possible to get the detector out of this state only by turning off the supply voltage of the fire alarm loop for a time sufficient to discharge the storage capacitor 7 to a value at which a low potential level is established at the output of the reset circuit 12.
Предлагаемый извещатель изготавливается с использованием серийно выпускаемых промышленностью элементов и характеризуется более высокой надежностью по сравнению с известными аналогичными извещателями.The proposed detector is manufactured using elements commercially available from the industry and is characterized by higher reliability compared to known similar detectors.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200501709 | 2005-02-24 | ||
| UAA200501709A UA78837C2 (en) | 2005-02-24 | 2005-02-24 | Smoke detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005112574A RU2005112574A (en) | 2006-11-10 |
| RU2294018C2 true RU2294018C2 (en) | 2007-02-20 |
Family
ID=37500380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005112574/09A RU2294018C2 (en) | 2005-02-24 | 2005-04-27 | Smoke detector |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2294018C2 (en) |
| UA (1) | UA78837C2 (en) |
-
2005
- 2005-02-24 UA UAA200501709A patent/UA78837C2/en unknown
- 2005-04-27 RU RU2005112574/09A patent/RU2294018C2/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA78837C2 (en) | 2007-04-25 |
| RU2005112574A (en) | 2006-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3419168B1 (en) | Avalanche diode arrangement and method for controlling an avalanche diode arrangement | |
| CN100547913C (en) | Fault secure differential receiver circuit and method thereof | |
| EP0688152A1 (en) | Circuit and device for operating a low pressure fluorescent lamp | |
| US4317056A (en) | Voltage monitoring and indicating circuit | |
| RU54450U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| EP1615359B1 (en) | Infrared communication device | |
| JPS6014398B2 (en) | photoelectric smoke detector | |
| RU2294018C2 (en) | Smoke detector | |
| RU2295159C1 (en) | Smoke fire alarm | |
| KR0177093B1 (en) | CPU reset circuit | |
| RU80978U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| KR100907153B1 (en) | Detector circuit for a wake-up signal | |
| RU2306614C1 (en) | Smoke-sensitive alarm | |
| RU2273887C1 (en) | Smoke fire detector | |
| RU2356094C1 (en) | Smoke fire alarm | |
| RU55184U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| JP4335137B2 (en) | Transition detection at the input of an integrated circuit device. | |
| RU48658U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| RU121631U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| RU2273886C1 (en) | Smoke fire detector | |
| UA80313C2 (en) | Smoke fire detector | |
| JP3294200B2 (en) | Multi-optical axis photoelectric switch | |
| UA16629U (en) | Smoke fire detector | |
| UA9400U (en) | Smoke fire detector | |
| CN112290612B (en) | Light-load detection circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110124 |