Теплoвoй пoжарный извещатель
Автoры: Абушкевич Владимир Антoнoвич, Баканoв Владимир Виктoрoвич, Миcевич Игoрь Захарoвич
Изoбретение oтнocитcя к oблаcти пoжарнoй cигнализации и мoжет быть иcпoльзoвано в cиcтемах пожарной cигнализации для выявления увеличения температуры окружающей cреды выше уcтановленного предельного значения. Суть техничеcкого решения cоcтоит в том, что тепловой пожарный извещатель, который cодержит cветодиодный индикатор, шеcть резиcторов, три конденcатора, два диода, два транзиcтора, две входные клеммы и тепловой элемент, отличается тем, что в нем используется тепловой элемент с нормально замкнутыми контактами, который соединен со второй входной клеммой. В предложенном тепловом пожарном извещателе за счет применения других связей элементов с базой первого транзистора обеспечивается технический результат - возможность применения теплового элемента с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора. 1 ил.
Известный тепловой пожарный извещатель (Извещатель пожарный тепловой максимальный "ИП101-1А", ТУ 4371-035-11858298-06, САПА.425212.003РЭ, http://www.arsenal-sib.ru/ip/) такой, что имеет тепловой сенсор, две клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, светодиодный индикатор, три конденсатора, два транзистора, шесть резисторов и два диода. Кроме этого, этот извещатель содержит еще два диода, два транзистора и стабилитрон. А тепловой сенсор содержит нормально разомкнутые контакты.
Недостатком известного извещателя является то, что он не обеспечивает фиксацию состояния "ПОЖАР" в шлейфах со знакопеременным формированием напряжения, а для устранения этого недостатка при подключении извещателя к такому шлейфу пожарной сигнализации надо применять еще один внешний диод. Кроме того, более употребляемыми являются тепловые сенсоры с нормально замкнутыми контактами.
Наиболее близким к предложенному изобретению является выбранный в качестве прототипа тепловой пожарный извещатель (патент Украины на изобретение
78376 "Тепловой пожарный извещатель", опубл. в бюл. 3, 15.03.2007 г.) такой, что имеет светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, база первого транзистора подключена через второй резистор к первому выводу теплового элемента, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а база второго транзистора подключена ко второму выводу первого конденсатора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого через пятый резистор подключен к аноду светодиодного индикатора, а через второй диод - со вторым выводом третьего конденсатора. Эмиттер первого транзистора соединен со второй входной клеммой, а коллектор через шестой резистор - с базой второго транзистора. Второй вывод теплового элемента подключен к аноду светодиодного индикатора, а база первого транзистора подключена через седьмой резистор к первому выводу второго конденсатора.
Недостатком известного извещателя является низкая температурная стабильность времени сохранения состояния пожара и невозможность применения теплового элемента с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора.
В основу изобретения поставлена задача - применение теплового сенсора с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора, и увеличение температурной стабильности времени сохранения состояния пожара.
Поставленная задача решается тем, что тепловой пожарный извещатель, который содержит светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, база первого транзистора подключена через второй резистор к первому выводу теплового сенсора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а база второго транзистора подключена ко второму выводу первого конденсатора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого через пятый резистор подключен к аноду светодиодного индикатора, а через второй диод - ко второму выводу третьего конденсатора, который отличается тем, что тепловой сенсор с нормально замкнутыми контактами своим вторым выводом подключен ко второй входной клемме, база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер которого через шестой резистор подключен ко второй входной клемме.
В предложенном тепловом пожарном извещателе за счет применения других связей элементов с выводами первого транзистора обеспечивается возможность применения теплового сенсора с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора и увеличение температурной стабильности времени сохранения состояния пожара.
На чертеже представлена блок-схема теплового пожарного извещателя.
Тепловой пожарный извещатель (см. чертеж) содержит светодиодный индикатор 1, анод которого через первый резистор 2 подключен к первому выводу первого конденсатора 3 и к катоду первого диода 4, анод которого соединен с первой входной клеммой 5. Вторая входная клемма 6 подключена к первым выводам второго и третьего конденсаторов 7 и 8, база первого транзистора 9 соединена со вторым выводом второго конденсатора 7 и первым выводом второго резистора 10, второй вывод которого подключен к первому выводу теплового сенсора 11. Второй вывод теплового сенсора 11 с нормально замкнутыми контактами соединен с катодом светодиодного индикатора 1. Второй вывод третьего конденсатора 8 подключен к первому выводу третьего резистора 12, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора 9. База первого транзистора 9 также соединена со вторым выводом второго конденсатора 7, а эмиттер первого транзистора 9 через шестой резистор 13 - с первым выводом второго конденсатора 7. Эмиттер второго транзистора 14 соединен с катодом первого диода 4 и первым выводом четвертого резистора 15, второй вывод которого подключен к базе второго транзистора 14 и ко второму выводу первого конденсатора 3. Коллектор второго транзистора 14 соединен с первым выводом пятого резистора 16 и анодом второго диода 17, катод которого подключен ко второму выводу третьего конденсатора 8. Коллектор первого транзистора 9 соединен с базой второго транзистора 14. Второй вывод пятого резистора 16 соединен с анодом светодиодного индикатора 1.
Тепловой пожарный извещатель работает таким образом. Если температура окружающей среды ниже предельной температуры теплового сенсора 11, то его сопротивление малое - доли Ом. После подачи напряжения питания на входные клеммы 5 и 6 и благодаря отсутствию заряда на всех трех конденсаторах 3, 7 и 8 оба транзистора 9 и 14 остаются закрытыми. Первый диод 4 осуществляет защиту других элементов теплового пожарного извещателя при ошибочном подключении полярности напряжения питания. В нормальном состоянии через диод 4 и светодиодный индикатор 1 будет проходить ток, ограниченный значением сопротивления первого резистора 2. Это значение не превышает 50 мкА, поэтому светодиодный индикатор 1 выполняет роль ограничителя напряжения на уровне (1,5-2) В, практически не излучая красный свет. Ток потребления тепловым извещателем в дежурном режиме работы не будет превышать указанное значение, так как обратные токи транзисторов 9 и 14 значительно меньше указанной величины в диапазоне рабочего напряжения до 30 В шлейфа пожарной сигнализации, который подключен к входным клеммам 5 и 6. В дежурном режиме работы, когда падение напряжения на третьем конденсаторе 8 составляет (1,2-1,5) В, делитель напряжения, созданный третьим и вторым резисторами 12 и 10, вместе с незначительным сопротивлением теплового элемента 11 не разрешает первому транзистору 9 быть открытым. Возможный незначительный ток коллектора первого транзистора 9 не создает на четвертом резисторе 15 напряжения, достаточного для открытия второго транзистора 14.
При достижении температуры окружающей среды предельного значения тепловой сенсор 11 резко повышает свое сопротивление до значения в несколько МОм. Потенциал на базе первого транзистора 9 прыжком повышается к потенциалу на аноде светодиодного индикатора 1. Через шестой резистор 13 протекает ток, достаточной величины для открытия второго транзистора 14. После его переключения значительная часть тока его коллектора будет протекать через пятый резистор 16. Значение сопротивления этого резистора выбирается достаточным для нормальной работы светодиодного индикатора 1, который в состоянии "ПОЖАР" должен обеспечивать надлежащий уровень яркости. Кроме того, значением сопротивления пятого резистора 16 в состоянии "ПОЖАР" обеспечиваются надлежащие условия формирования извещения о пожаре в шлейфе пожарной сигнализации. Потенциал на коллекторе второго транзистора 14 относительно второй входной клеммы 6 зависит от тока, который протекает между входными клеммами 5 и 6 извещателя. Чем больше будет протекать этот ток, тем более будет ток базы первого транзистора 9. Через второй диод 17 потечет ток, который обеспечит накопление заряда на третьем конденсаторе 8. Потенциал базы первого транзистора 9 увеличится так, что ток коллектора этого транзистора 9 будет достаточным для сохранности состояния "ПОЖАР", даже при восстановлении низкоимпедансного состояния тепловым сенсором 11. Таким образом, обеспечивается сохранение состояния "ПОЖАР" тепловым извещателем даже при снижении температуры окружающей среды до нормальной. Кроме того, за счет накопленного заряда на третьем конденсаторе 8 обеспечивается сохранение состояния "ПОЖАР" при наличии импульсов обратного напряжения на шлейфе пожарной сигнализации заданной скважности. Но отсутствие напряжения питания необходимой полярности на протяжении нескольких секунд и при восстановлении низкоимпедансного состояния теплового сенсора 11 возвращает тепловой извещатель в начальное состояние дежурного режима работы. Если температура среды возвращается к нормальному состоянию, тепловой сенсор 11 восстанавливает свое состояние, а значит, его сопротивление значительно падает. Таким требованиям отвечает реле температурное РТ-1-Р К ТУ 4218-001-42187449-2001.
За счет применения второго диода 17, третьего конденсатора 8 и третьего резистора 12, а также их связей с другими элементами схемы обеспечивается нормальная работа теплового извещателя в шлейфах со знакопеременным формированием напряжения. Кроме того, за счет применения других связей между первым и вторым транзисторами 9 и 14, а также шестым резистором 13 обеспечивается увеличение входного сопротивления каскада на первом транзисторе 9, что в свою очередь позволяет применить в качестве третьего конденсатора 8 конденсатор меньшей емкости со стабильно малыми температурными зависимостями, а также обеспечивается возможность применения теплового элемента с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора.
Автoры: Абушкевич Владимир Антoнoвич, Баканoв Владимир Виктoрoвич, Миcевич Игoрь Захарoвич
Изoбретение oтнocитcя к oблаcти пoжарнoй cигнализации и мoжет быть иcпoльзoвано в cиcтемах пожарной cигнализации для выявления увеличения температуры окружающей cреды выше уcтановленного предельного значения. Суть техничеcкого решения cоcтоит в том, что тепловой пожарный извещатель, который cодержит cветодиодный индикатор, шеcть резиcторов, три конденcатора, два диода, два транзиcтора, две входные клеммы и тепловой элемент, отличается тем, что в нем используется тепловой элемент с нормально замкнутыми контактами, который соединен со второй входной клеммой. В предложенном тепловом пожарном извещателе за счет применения других связей элементов с базой первого транзистора обеспечивается технический результат - возможность применения теплового элемента с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора. 1 ил.
Известный тепловой пожарный извещатель (Извещатель пожарный тепловой максимальный "ИП101-1А", ТУ 4371-035-11858298-06, САПА.425212.003РЭ, http://www.arsenal-sib.ru/ip/) такой, что имеет тепловой сенсор, две клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, светодиодный индикатор, три конденсатора, два транзистора, шесть резисторов и два диода. Кроме этого, этот извещатель содержит еще два диода, два транзистора и стабилитрон. А тепловой сенсор содержит нормально разомкнутые контакты.
Недостатком известного извещателя является то, что он не обеспечивает фиксацию состояния "ПОЖАР" в шлейфах со знакопеременным формированием напряжения, а для устранения этого недостатка при подключении извещателя к такому шлейфу пожарной сигнализации надо применять еще один внешний диод. Кроме того, более употребляемыми являются тепловые сенсоры с нормально замкнутыми контактами.
Наиболее близким к предложенному изобретению является выбранный в качестве прототипа тепловой пожарный извещатель (патент Украины на изобретение
78376 "Тепловой пожарный извещатель", опубл. в бюл. 3, 15.03.2007 г.) такой, что имеет светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, база первого транзистора подключена через второй резистор к первому выводу теплового элемента, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а база второго транзистора подключена ко второму выводу первого конденсатора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого через пятый резистор подключен к аноду светодиодного индикатора, а через второй диод - со вторым выводом третьего конденсатора. Эмиттер первого транзистора соединен со второй входной клеммой, а коллектор через шестой резистор - с базой второго транзистора. Второй вывод теплового элемента подключен к аноду светодиодного индикатора, а база первого транзистора подключена через седьмой резистор к первому выводу второго конденсатора.
Недостатком известного извещателя является низкая температурная стабильность времени сохранения состояния пожара и невозможность применения теплового элемента с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора.
В основу изобретения поставлена задача - применение теплового сенсора с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора, и увеличение температурной стабильности времени сохранения состояния пожара.
Поставленная задача решается тем, что тепловой пожарный извещатель, который содержит светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, база первого транзистора подключена через второй резистор к первому выводу теплового сенсора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а база второго транзистора подключена ко второму выводу первого конденсатора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого через пятый резистор подключен к аноду светодиодного индикатора, а через второй диод - ко второму выводу третьего конденсатора, который отличается тем, что тепловой сенсор с нормально замкнутыми контактами своим вторым выводом подключен ко второй входной клемме, база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер которого через шестой резистор подключен ко второй входной клемме.
В предложенном тепловом пожарном извещателе за счет применения других связей элементов с выводами первого транзистора обеспечивается возможность применения теплового сенсора с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора и увеличение температурной стабильности времени сохранения состояния пожара.
На чертеже представлена блок-схема теплового пожарного извещателя.
Тепловой пожарный извещатель (см. чертеж) содержит светодиодный индикатор 1, анод которого через первый резистор 2 подключен к первому выводу первого конденсатора 3 и к катоду первого диода 4, анод которого соединен с первой входной клеммой 5. Вторая входная клемма 6 подключена к первым выводам второго и третьего конденсаторов 7 и 8, база первого транзистора 9 соединена со вторым выводом второго конденсатора 7 и первым выводом второго резистора 10, второй вывод которого подключен к первому выводу теплового сенсора 11. Второй вывод теплового сенсора 11 с нормально замкнутыми контактами соединен с катодом светодиодного индикатора 1. Второй вывод третьего конденсатора 8 подключен к первому выводу третьего резистора 12, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора 9. База первого транзистора 9 также соединена со вторым выводом второго конденсатора 7, а эмиттер первого транзистора 9 через шестой резистор 13 - с первым выводом второго конденсатора 7. Эмиттер второго транзистора 14 соединен с катодом первого диода 4 и первым выводом четвертого резистора 15, второй вывод которого подключен к базе второго транзистора 14 и ко второму выводу первого конденсатора 3. Коллектор второго транзистора 14 соединен с первым выводом пятого резистора 16 и анодом второго диода 17, катод которого подключен ко второму выводу третьего конденсатора 8. Коллектор первого транзистора 9 соединен с базой второго транзистора 14. Второй вывод пятого резистора 16 соединен с анодом светодиодного индикатора 1.
Тепловой пожарный извещатель работает таким образом. Если температура окружающей среды ниже предельной температуры теплового сенсора 11, то его сопротивление малое - доли Ом. После подачи напряжения питания на входные клеммы 5 и 6 и благодаря отсутствию заряда на всех трех конденсаторах 3, 7 и 8 оба транзистора 9 и 14 остаются закрытыми. Первый диод 4 осуществляет защиту других элементов теплового пожарного извещателя при ошибочном подключении полярности напряжения питания. В нормальном состоянии через диод 4 и светодиодный индикатор 1 будет проходить ток, ограниченный значением сопротивления первого резистора 2. Это значение не превышает 50 мкА, поэтому светодиодный индикатор 1 выполняет роль ограничителя напряжения на уровне (1,5-2) В, практически не излучая красный свет. Ток потребления тепловым извещателем в дежурном режиме работы не будет превышать указанное значение, так как обратные токи транзисторов 9 и 14 значительно меньше указанной величины в диапазоне рабочего напряжения до 30 В шлейфа пожарной сигнализации, который подключен к входным клеммам 5 и 6. В дежурном режиме работы, когда падение напряжения на третьем конденсаторе 8 составляет (1,2-1,5) В, делитель напряжения, созданный третьим и вторым резисторами 12 и 10, вместе с незначительным сопротивлением теплового элемента 11 не разрешает первому транзистору 9 быть открытым. Возможный незначительный ток коллектора первого транзистора 9 не создает на четвертом резисторе 15 напряжения, достаточного для открытия второго транзистора 14.
При достижении температуры окружающей среды предельного значения тепловой сенсор 11 резко повышает свое сопротивление до значения в несколько МОм. Потенциал на базе первого транзистора 9 прыжком повышается к потенциалу на аноде светодиодного индикатора 1. Через шестой резистор 13 протекает ток, достаточной величины для открытия второго транзистора 14. После его переключения значительная часть тока его коллектора будет протекать через пятый резистор 16. Значение сопротивления этого резистора выбирается достаточным для нормальной работы светодиодного индикатора 1, который в состоянии "ПОЖАР" должен обеспечивать надлежащий уровень яркости. Кроме того, значением сопротивления пятого резистора 16 в состоянии "ПОЖАР" обеспечиваются надлежащие условия формирования извещения о пожаре в шлейфе пожарной сигнализации. Потенциал на коллекторе второго транзистора 14 относительно второй входной клеммы 6 зависит от тока, который протекает между входными клеммами 5 и 6 извещателя. Чем больше будет протекать этот ток, тем более будет ток базы первого транзистора 9. Через второй диод 17 потечет ток, который обеспечит накопление заряда на третьем конденсаторе 8. Потенциал базы первого транзистора 9 увеличится так, что ток коллектора этого транзистора 9 будет достаточным для сохранности состояния "ПОЖАР", даже при восстановлении низкоимпедансного состояния тепловым сенсором 11. Таким образом, обеспечивается сохранение состояния "ПОЖАР" тепловым извещателем даже при снижении температуры окружающей среды до нормальной. Кроме того, за счет накопленного заряда на третьем конденсаторе 8 обеспечивается сохранение состояния "ПОЖАР" при наличии импульсов обратного напряжения на шлейфе пожарной сигнализации заданной скважности. Но отсутствие напряжения питания необходимой полярности на протяжении нескольких секунд и при восстановлении низкоимпедансного состояния теплового сенсора 11 возвращает тепловой извещатель в начальное состояние дежурного режима работы. Если температура среды возвращается к нормальному состоянию, тепловой сенсор 11 восстанавливает свое состояние, а значит, его сопротивление значительно падает. Таким требованиям отвечает реле температурное РТ-1-Р К ТУ 4218-001-42187449-2001.
За счет применения второго диода 17, третьего конденсатора 8 и третьего резистора 12, а также их связей с другими элементами схемы обеспечивается нормальная работа теплового извещателя в шлейфах со знакопеременным формированием напряжения. Кроме того, за счет применения других связей между первым и вторым транзисторами 9 и 14, а также шестым резистором 13 обеспечивается увеличение входного сопротивления каскада на первом транзисторе 9, что в свою очередь позволяет применить в качестве третьего конденсатора 8 конденсатор меньшей емкости со стабильно малыми температурными зависимостями, а также обеспечивается возможность применения теплового элемента с нормально замкнутыми контактами как наиболее употребляемого сенсора.
