ДАТЧИК-ИЗВЕЩАТЕЛЬ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ДАТЧИК-ИЗВЕЩАТЕЛЬ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ


RU (11) 2289850 (13) C2

(51) МПК
G08B 17/12 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.12.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004105359/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.02.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.02.24 
(43) Дата публикации заявки: 2005.08.10 
(45) Опубликовано: 2006.12.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2179743 C1, 20.02.2002. RU 2217796 С1, 27.11.2003. SU 577552, 25.10.1977. GB 1555182, 07.11.1979. GB 2263352, 21.07.1993. 
(72) Имя изобретателя: Шайдуров Георгий Яковлевич (RU); Гондарев Виктор Викторович (RU); Лукьянчиков Валерий Николаевич (RU); Амельчугов Сергей Петрович (RU); Горностаев Роман Владимирович (RU); Васильев Сергей Александрович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Системы пожарной безопасности" (RU); Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Фаза" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 660036, г.Красноярск, Академгородок, ВНИИ ПО МЧС России, ООО НТЦ "Системы пожарной безопасности", Ю.А. Короткову 

(54) ДАТЧИК-ИЗВЕЩАТЕЛЬ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации и предназначено для обнаружения очага возгорания по инфракрасному излучению источника повышенной температуры; может быть использовано для обеспечения взрывобезопасности и пожаробезопасности в производственных помещениях и на промышленных площадках. Технический результат - повышение быстродействия, надежности и безошибочности срабатывания систем пожаротушения и сигнализации. Достигается тем, что датчик содержит корпус, фоточувствительный элемент со светофильтром, пропускающим ИК-излучение, соединенный с вычитающим устройством, выходом через усилитель соединенным с АЦП, микроконтроллер с блоком памяти, предназначенный для управления получением от АЦП с помощью приемопередатчика последовательного порта измеряемого сигнала и получением из линии связи сигнала о величине естественного фона, а также управления формированием в блоке памяти сигнала компенсации величины естественного фона и передачей его через ЦАП на второй вход вычитающего устройства для образования параметрической обратной связи. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации и предназначено для обнаружения очага возгорания по инфракрасному излучению источника повышенной температуры, может быть использовано в автоматических системах пожарной сигнализации и пожаротушения для обеспечения взрывобезопасности и пожаробезопасности в производственных помещениях и на промышленных площадках.

Известно оптико-электронное устройство охранной пожарной сигнализации, содержащее фотоприемник, подключенный к входу усилителя, ключевой транзистор, коллектор которого подключен к одному выводу излучающего диода, оптически соединенного с фотоприемником, другой вывод излучающего диода подключен к одному выводу накопительного конденсатора, другой вывод которого соединен с одним полюсом источника питания, исполнительный элемент, один вывод которого соединен с другим полюсом источника питания, импульсный генератор, при этом импульсный генератор выполнен управляемым, синхронизирующий вход импульсного генератора соединен с одним выводом конденсатора, выход импульсного генератора подключен к входу усилителя, выход которого соединен с базой ключевого транзистора, эмиттер которого подключен к к одному полюсу источника питания, другой вывод исполнительного элемента соединен с другим выводом излучающего диода / SU патент №1417662, 2000.06.20/.

Известное решение не достаточно надежно, ограниченно применимо в экстремальных условиях при высоких температуре и запыленности, наличии вибрации.

Известен пирометрический датчик пожарной сигнализации, содержащий инфракрасные фотодетекторы, светофильтры с разными спектрами пропускания и усилители, выходы которых соединены с входом исполнительной схемы, при этом в него введены блок термостабилизации темновых токов фотодетекторов, разделитель светового потока и оптическая система для фокусировки потока на чувствительных окнах фотодетекторов, а исполнительная схема содержит соединенные последовательно блок вычисления отношения двух значений напряжения, блок усреднения и пороговый детектор, при этом последовательно установленные оптическая система для фокусировки потока на чувствительных окнах фотодетекторов и разделитель светового потока оптически связаны с фотодетекторами, которые подключены к неинвертирующим входам усилителей, а выходы блока термостабилизации подключены к инвертирующим входам усилителей, вход блока вычисления отношения двух значений напряжения является входом исполнительной схемы / RU патент №2109345, 1998.04.20/.

Известное решение конструктивно сложно и недостаточно надежно, ограниченно применимо в экстремальных условиях при высоких температуре и запыленности, наличии вибрации.

Наиболее близким к заявляемому является 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, при этом введены маятниковый модулятор, микролампа тестирования, формирователь прямоугольных импульсов и счетчик импульсов, маятниковый 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 /RU Патент №2179743/.

Известное решение излишне инерционно и недостаточно надежно, ограниченно применимо в экстремальных условиях при высоких температуре и запыленности, наличии вибрации.

Задачей изобретения является повышение быстродействия, надежности, помехоустойчивости и безошибочности срабатывания систем пожаротушения и сигнализации.

Задача решается тем, что в датчике-извещателе инфракрасного излучения, включающем корпус, фоточувствительный элемент со светофильтром, пропускающим ИК-излучение, аналоговую часть с усилителем, вычитающим устройством, цифровую часть с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), микроконтроллером, имеющим элементы памяти, приемопередатчиком последовательного порта, согласно изобретению микроконтроллер цифровой части своим выходом соединен с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), а выход ЦАП подсоединен ко входу вычитающего устройства аналоговой части, при этом АЦП имеет многоканальные входы с возможностью связи с дополнительными датчиками, а микроконтроллер совместно с АЦП, ЦАП, вычитающим устройством и усилителем образуют параметрическую обратную связь, при этом микроконтроллер соединен через АЦП с дополнительными датчиками.

Отличительными от прототипа являются следующие признаки:

- микроконтроллер цифровой части своим выходом соединен с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), а выход ЦАП подсоединен ко входу вычитающего устройства аналоговой части, (что позволяет исключить влияние мешающих факторов, например тепловой фон, снизить вероятность ложных срабатываний);

- АЦП имеет многоканальные входы с возможностью связи с дополнительными датчиками, (что позволяет повысить надежность, расширяет информативность датчика, что в свою очередь способствует повышению чувствительности и помехозащищенности, в том числе защиту от ложных срабатываний);

- микроконтроллер совместно с АЦП, ЦАП, вычитающим устройством и усилителем образуют параметрическую обратную связь, (что повышает помехозащищенность и надежность и обеспечивает возможность интеграции в системы контроля);

- датчик снабжен дополнительными входами для подключения дополнительных датчиков, (что повышает надежность системы контроля и улучшает защиту от ложных срабатываний).

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения с известными аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень»

Изобретение поясняется чертежом, где представлена схема датчика-извещателя.

Датчик-извещатель инфракрасного излучения содержит фоточувствительный элемент 1, дифференциальный усилитель 2, вычитающее устройство 3, усилитель 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, микроконтроллер 6, приемопередатчик последовательного порта 7, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, входы для подключения дополнительных датчиков 9.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с выхода фоточувствительного элемента 1 поступает на вход дифференциального усилителя 2, осуществляющего предварительное усиление и преобразование дифференциального сигнала в униполярный сигнал. С выхода дифференциального усилителя униполярный сигнал поступает на вход вычитающего устройства 3, на другой вход которого поступает сигнал обратной связи с выхода цифроаналогового преобразователя. С выхода вычитающего устройства 3 разностный сигнал поступает на вход оконечного усилителя 4 и далее преобразуется аналого-цифровым преобразователем 5 (АЦП) в двоичный код. АЦП имеет несколько входов 9 для подключения дополнительных датчиков, сигналы от которых также преобразуются в цифровую форму.

Микроконтроллер 6 получает преобразованный с помощью АЦП в цифровую форму основной сигнал и при наличии дополнительных датчиков сигналы от них. С помощью приемопередатчика последовательного порта 7 микроконтроллер получает информацию из линии связи. На основе полученной информации микроконтроллером с помощью цифроаналогового преобразователя 8 (ЦАП) формируется сигнал параметрической обратной связи, позволяющей исключить из измеряемого сигнала мешающее влияние естественного (технологического) фона и других мешающих факторов, информацию о воздействии которых микроконтроллер 6 получает от дополнительных датчиков и по линии связи с помощью приемопередатчика последовательного порта.

Датчик-извещатель позволяет производить измерение величины инфракрасного излучения (фона) до 100 раз в секунду и передавать эту информацию в оцифрованном виде по интерфейсу RS-485 при получении запроса от управляющей станции (пожаротушения), что обеспечивает быстродействие и надежность работы системы. Устройство позволяет программно настраивать допустимые пределы величин фоновой освещенности на каждый конкретно датчик-извещатель, т.к. каждый датчик имеет свой адрес, который устанавливается программным способом с помощью микроконтроллера; вести мониторинг пожарной опасности и обнаруживать предаварийные ситуации (опасный перегрев подшипников, транспортерных лент и другого оборудования) раннего обнаружения очагов тления, пожаров и взрывов как технологических помещений, так и на открытых площадках, автоматическое тестирование работоспособности, что обеспечивает постоянный контроль состояния датчика и выдаваемой им информации. Датчик является технологическим устройством и работает постоянно в одном режиме вне зависимости от обнаруживаемой информации.

Датчик-извещатель позволяет повысить быстродействие надежность и помехоустойчивость, снизить вероятность ложных срабатываний.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Датчик-извещатель инфракрасного излучения, включающий корпус, фоточувствительный элемент со светофильтром, пропускающим ИК-излучение, соединенный с вычитающим устройством, выходом через усилитель соединенным с АЦП, микроконтроллер с блоком памяти, предназначенный для управления получением от АЦП с помощью приемопередатчика последовательного порта измеряемого сигнала и получением из линии связи сигнала о величине естественного фона, а также управления формированием в блоке памяти сигнала компенсации величины естественного фона и передачей его через ЦАП на второй вход вычитающего устройства для образования параметрической обратной связи.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru