SU1109776A1 - Optronic aerosol transducer - Google Patents

Abstract

1. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК АЭРОЗОЛЯ, содержащий регулируемый источник излучени , оптически св занньй с приемником излучени , выход которого подключен к одному входу дифференциального усилител , выходной элемент, отличающийс   тем, что, с целью повышени  на ,дежности датчика в работе, в него введены интегратор, элемент сравнени , формирователь опорных напр жений. регул тор светового потока, приемника излучени  и дополнительный приемник , излучени , оптически св занный с регулируемым источником излучени , выход дополнительного приемника излучени  подключен к другому входу дифференциального усилител , выход синфазного сигнала дифференциального усилител  через интегратор - к одному входу элемента сравнени , другой вход которого подключен к первому выходу формировател  опорных напр жений, выход элемента сравнени  подключен к управл ющему входу регулируемого источника излучени , выход разностного сигнала дифференциального усилител  - к регул тору (Л светового потока приемника излучени , выход которого подключен к выходному элементу. 2. Датчик по п. 1, отличающийс  тем, что в него введены переключатель и регул тор светового потока дополнительного приемника излучени , управл ющий вход которого через переключатель подключен к второму и третьему выходам формирова тел  qnopHbix напр жений. а1. An OPTOELECTRONIC AEROSOL SENSOR containing an adjustable radiation source, optically coupled to a radiation receiver whose output is connected to one input of a differential amplifier, an output element, characterized in that, in order to increase the reliability of the sensor in operation, an integrator is inserted into it, reference element, reference voltage driver. the regulator of the luminous flux, the radiation receiver and the auxiliary receiver, the radiation optically coupled to the adjustable radiation source, the output of the additional radiation receiver is connected to another input of the differential amplifier, the output of the common-mode signal of the differential amplifier through the integrator is to one input of the comparison element, the other input of which is connected to the first output of the reference voltage driver, the output of the reference element is connected to the control input of the controlled radiation source, the output The differential amplifier's signal is to a controller (L of the light flux of the radiation receiver whose output is connected to an output element. 2. Sensor according to claim 1, characterized in that a switch and a regulator of the light flux of the additional radiation receiver controlling input which is connected via a switch to the second and third outputs of the shaping of qnopHbix body voltages.

Description

Изобретение относитс  к автомати ческой сигнализации и может использоватьс  при реализации противопожарньпс меропри тий, а также при калибровке датчиков дыма. Известен оптоэлектронный датчик аэрозол , содержащий источник, оптически св занный через контролируе мое и эталонное пространство с соот ветствующими фотоприемниками, включ ными в плечи неравновесного моста, блок электронной обработки сигнала с релейным выходным узлом П. Недостатком этого датчика  вл ет с  невысока  надежность его работы из-за непосто нства погрешности в диапазоне изменени  концентрации дыма, вызванного тем, что при изменении интенсивности излучени  источ ника, прошедшего через контролируемое пространство к фотоприемнику, измен етс  величина собственных его шумов и чувствительность фотоприемника . Это обусловлено неидентичност и нелинейностью характеристик обоих фотоприемников, что приводит к по влению дополнительной погрешности также в случа е одновременного изменени  световых потоков, прошедших через контролируемое и эталонное пространство, вызванное изменением интенсивности излучени  источника, что может вызвать ложное срабатывание прибора. Наиболее близким к изобретению  вл етс  электронный датчик аэрозол содержащий регулируемый источник излучени , оптически св занный с пр емником излучени , выход которого подключен к одному входу дифференциальиого усилител , другой вход Которого подключен к шифратору случайного сигнала, выход разностного сигнала дифференциального згсилител  подключен к регулируемому источнику излучени  и выходному элементу С21. Известное устройство обеспечивае компенсацию изменени  интенсивности излучени  источника, однако при это измен етс  порог его срабатыв ани , что приводит к снижению надежности J)aбoты датчика.Цель изобретени  - повышение надежности датчика в работе. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в оптоэлектронный датчик аэрозол , содержащий регулируемый источник излучени , оптически св за ный с приемником излучени , выход которого подключен к одному входу дифференциального усилител , выходной элемент, введены интегратор, элемент сравнени , формирователь опор ных напр жений, регул тор светового потока приемника излучени  и дополнительный приемник излучени , оптически св занный с регулируемым источником излучени , выход дополнительhoro приемника рзлучени  подключен к другому входу дифференциального усилител , выход синфазного сигнала дифференциального усилител  через интегратор - к одному входу элемента сравнени , другой вход которого подключен к первому выходу формировател  опорных напр жений, выход элемента сравнени  подключен к управ-л ющему входу регулируемого источника излучени , выход разностного сигнала дифференциального усилител  - к регул тору светового потока приемника излучени , выход которого подключен к выходному элементу. Кроме того, в устройство введены переключатель и регул тор светового потока дополнительного приемника излучени , управл ющий вход которого через переключатель подключен к второму и третьему выходам формировател  опорных напр жений. На чертеже представлена схема оптоэлектронного датчика аэрозол . Устройство содержит регулируемый источник 1 излучени , выполненный на лампе 2 с управл емым приводом 3 диафрагмой 4, приемник 5 излучени , дифференциальный усилитель 6, содержащий входные резисторы 7-9 и вычитающий элемент 10, выходной элемент 11, интегратор 12, элемент 13 сравнен ни , формирователь 14 опорных напр жений , выполненный на резисторах 15-19, регул тор 20 светового потока приемника 5 излучени , дополнительный приемник 21 излучени , переключатель 22, регул тор 23 светового потока дополнительного приемника 21 излучени . Регул торы 20 и 23 содержит исполнительные устройства 24 и диафрагмы 23. Устройство работает следующим образом. При отсутствии аэрозол  на пути светового потока приемника 5 излучени  интенсивность световых потоков этого приемника и дополнительногоThe invention relates to automatic signaling and can be used in the implementation of fire prevention measures, as well as in the calibration of smoke detectors. An optoelectronic aerosol sensor is known that contains a source optically connected through a controlled and reference space with corresponding photodetectors included in the shoulders of a non-equilibrium bridge, an electronic signal processing unit with a relay output node P. The disadvantage of this sensor is its low reliability. - due to the inconsistency of the error in the range of change in the concentration of smoke caused by the fact that when the radiation intensity of the source that passes through the controlled space to To the receiver, the amount of his own noise and the sensitivity of the photodetector change. This is due to the non-identity and non-linearity of the characteristics of both photodetectors, which leads to additional error also in the case of simultaneous changes in the light fluxes passing through the controlled and reference space caused by a change in the radiation intensity of the source, which can cause false triggering of the device. Closest to the invention is an electronic aerosol sensor containing an adjustable radiation source optically coupled to a radiation detector, the output of which is connected to one input of a differential amplifier, the other input of which is connected to a coder of a random signal, the output signal of a differential signal of a power amplifier is connected to an adjustable radiation source and output element C21. The known device compensates for changes in the intensity of the radiation source, however, this changes the threshold of its operation, which leads to a decrease in reliability J) sensor rates. The purpose of the invention is to increase the reliability of the sensor in operation. The goal is achieved by the fact that an optoelectronic sensor contains an adjustable radiation source optically coupled to a radiation receiver whose output is connected to one input of a differential amplifier, an output element, an integrator, a reference element, a voltage driver, a regulator the luminous flux of the radiation receiver and the additional radiation receiver optically coupled to the adjustable radiation source, the output of the secondary radiation receiver is connected to another input of the of the differential amplifier, the output of the in-phase signal of the differential amplifier through the integrator to one input of the comparison element, the other input of which is connected to the first output of the reference voltage driver, the output of the comparison element is connected to the control input of the adjustable radiation source, the output of the differential signal of the differential amplifier to a light output controller of a radiation receiver whose output is connected to an output element. In addition, a switch and a regulator of the luminous flux of an additional radiation receiver, the control input of which through a switch is connected to the second and third outputs of the reference voltage generator, are inserted into the device. The drawing shows a diagram of an optoelectronic sensor aerosol. The device contains an adjustable radiation source 1, made on the lamp 2 with a controlled drive 3, a diaphragm 4, a radiation receiver 5, a differential amplifier 6 containing input resistors 7-9 and a subtractive element 10, an output element 11, an integrator 12, a comparison element 13, shaper 14 of reference voltages, made on resistors 15-19, regulator 20 of the luminous flux of the radiation receiver 5, additional receiver 21 of the radiation, switch 22, regulator 23 of the luminous flux of the additional receiver 21 of radiation. Regulators 20 and 23 contain actuators 24 and diaphragms 23. The device operates as follows. In the absence of an aerosol in the path of the luminous flux of the radiation receiver 5, the intensity of the luminous fluxes of this receiver and additional

Ьриемника 21 излучени  одинаковы. При этом отсутствуют сигналы на выходах разностного сигнала (вычитающего элемента 10) и синфазного сигнала (точка соединени  резисторов 7-9) дифференциального усилител  6. Состо ние регул торов 20 и 23 светового потока неизменны. При включении в работу подбором напр жени , снимаемог с резистора 15, формировател  14 опорных напр жений можно обеспечить начальный режим работы устройства.The receiver of radiation 21 is the same. At the same time, there are no signals at the outputs of the differential signal (subtractive element 10) and the common-mode signal (connection point of resistors 7-9) of the differential amplifier 6. The state of the luminous flux regulators 20 and 23 is unchanged. When switching on the work by selecting the voltage removed from the resistor 15, the driver 14 of the reference voltages, the initial operation mode of the device can be ensured.

.X ..X.

При по влении аэрозол  на пути светового потока, падающего на при:емник 5 излучени , по вл етс  резисторный сигнал на выходе вычитающего элемента 10, что приводит к срабатыванию регул тора 20 светового потока в направлении увеличени  величины потока (регул тор 20 открываетс ) . Этот процесс происходит до того момента, пока не будет восстановлена интенсивность светового потока, падающего на приемник 5 излучени , т.е. пока не будет скомпенсировано уменьшение прозрачности среды. Одновременно сигнал с выхода регул тора 20 светового потока поступает Hd вход выходного элемента 11. Величина этого сигнала пропорциональна количеству аэрозол , что позвол ет измерить его концентрацию и обеспечить вьщачу сигнала при заранее заданном уровне концентрацииWhen an aerosol appears in the path of the luminous flux incident on: the radiation emitter 5, a resistor signal appears at the output of the subtractive element 10, which triggers the luminous flux regulator 20 in the direction of increasing flux (the regulator 20 opens). This process occurs until the intensity of the light flux incident on the radiation receiver 5 is restored, i.e. until the reduced transparency of the medium is compensated. At the same time, the signal from the output of the luminous flux regulator 20 enters the Hd input of the output element 11. The magnitude of this signal is proportional to the amount of aerosol, which makes it possible to measure its concentration and ensure that the signal is at a predetermined concentration level

аэрозол  (уменьшение прозрачности среды).aerosol (reduced transparency of the environment).

В случае изменени  интенсивности излучени  лампы 2 регулируемого источника 1 излучени  мен ютс  одинаково интенсивности световых потоков , падающих на приемник 5 и дополнительный приемник 21 излучени , что приводит к по влению сигнала на выходе синфазного сигнала (точка соединени  резисторов 7-9) дифференциального усилител  6. Этот сигнал . через интегратор 12 поступает на вход элемента 13 сравнени . Сигнал с выхода элемента 13 сравнени  воздействует на привод 3 диафрагмы 4 регулируемого источника 1 излучени . Это обеспечивает посто нства рабочей точки и порога срабатывани  датчика при изменении интенсивности излучени  регулируемого источника 1 излучени , например, вследствие оседани  пьши и старени  лампы 2.In the case of a change in the radiation intensity of the lamp 2 of the controlled radiation source 1, the intensities of the light fluxes incident on the receiver 5 and the additional radiation receiver 21 equally change, which leads to the appearance of a signal at the common-mode signal output (connection point of resistors 7-9) of the differential amplifier 6. This signal. through the integrator 12 is fed to the input of the comparison element 13. The signal from the output of the comparison element 13 acts on the actuator 3 of the diaphragm 4 of the controlled radiation source 1. This ensures the constancy of the operating point and threshold of the sensor when the radiation intensity of the adjustable radiation source 1 changes, for example, due to subsidence and aging of the lamp 2.

Дл  калибровки переключатель 22 переводитс  в нижнее (по схеме) положение . При этом обеспечиваетс  уменьшение светового потока, падаю-, щего на дополнительный приемник 21 излучени . Это приводит к изменению регул торбм 20 светового потока приёмника 5 излучени  до величины, соответствующей порогу срабатывани .For calibration, switch 22 is moved to the lower (according to the diagram) position. At the same time, the luminous flux falling on the additional radiation detector 21 is reduced. This leads to a change in the regulation torbm 20 of the luminous flux of the radiation receiver 5 to the value corresponding to the trigger threshold.

Экономическа  эффективнбсть предлагаемого устройства обусловлена его техническими особенност ми.The economic efficiency of the proposed device is due to its technical features.

Claims (2)

1. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК АЭРОЗОЛЯ, содержащий регулируемый источник излучения, оптически связанный с приемником излучения, выход которого подключен к одному входу дифференциального усилителя, выходной элемент, отлич'ающий- с я тем, что, с целью повышения надежности датчика в работе, в него введены интегратор, элемент сравнения, формирователь опорных напряжений, регулятор светового потока, приемника излучения и дополнительный приемник излучения, оптически связанный с регулируемым источником излучения, выход дополнительного приемника излучения подключен к другому входу дифференциального усилителя, выход синфазного сигнала дифференциального усилителя через интегратор - к одному входу элемента сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу формирователя опорных напряжений, выход элемента сравнения подключен к управляющему входу регулируемого источника излучения, выход разностного сигнала дифференциального усилителя - к регулятору светового потока приемника излучения, выход которого подключен к выходному элементу.1. Optoelectronic AEROSOL SENSOR, containing an adjustable radiation source, optically coupled to a radiation receiver, the output of which is connected to one input of a differential amplifier, an output element, characterized in that, in order to increase the reliability of the sensor in operation, integrator, reference element, reference voltage driver, light flux regulator, radiation receiver and additional radiation receiver, optically coupled to an adjustable radiation source, output of an additional receiver radiation is connected to another input of the differential amplifier, the output of the common-mode signal of the differential amplifier through the integrator is to one input of the comparison element, the other input of which is connected to the first output of the reference voltage driver, the output of the comparison element is connected to the control input of an adjustable radiation source, the output of the differential signal of the differential amplifier is to the regulator of the light flux of the radiation receiver, the output of which is connected to the output element. 2. Датчик по π. 1, отличающийся тем, что в него введены переключатель и регулятор светового потока дополнительного приемника излучения, управляющий вход которого через переключатель подключен к второму и третьему выходам формирователя упорных напряжений.2. The sensor according to π. 1, characterized in that a switch and a luminous flux regulator of an additional radiation receiver are introduced into it, the control input of which through the switch is connected to the second and third outputs of the resistive voltage generator. SU η·. 1109776SU η 1109776