RU2295159C1 - Smoke fire alarm - Google Patents
Smoke fire alarm Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295159C1 RU2295159C1 RU2005124695/09A RU2005124695A RU2295159C1 RU 2295159 C1 RU2295159 C1 RU 2295159C1 RU 2005124695/09 A RU2005124695/09 A RU 2005124695/09A RU 2005124695 A RU2005124695 A RU 2005124695A RU 2295159 C1 RU2295159 C1 RU 2295159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- power
- shift register
- current
- 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. 2004.01.10), которое содержит две клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, к первой из которых подключен вход элемента односторонней проводимости, выход которого 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, 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 ко входу тактового генератора, 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, к 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. Вход токового ключа подключен к выходу тактового генератора, а выводы питания тактового генератора, схемы сравнения, схемы сброса по напряжению питания и двоичного счетчика подключены к выводам конденсатора.A smoke detection device is known (patent of the Russian Federation RU 2221278, 7 G 08 B 17/10, publ. 2004.01.10), which contains two terminals for connecting to a fire alarm loop, the first of which is connected to the input of a one-way conduction element, the output of which is connected with the first power supply output 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 output of which is connected to the common bus, the second terminal for connecting to the fire signal loop and with the second power supply output of the generator of the smoke registration signal, the output of which 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 input of the clock generator, the output of which is connected to the V-input of the binary counter and the first input of the circuit the comparison, 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 is connected to the output of the reset circuit according to the supply voltage, a photodiode optically connected through the camera is connected to the inputs of the amplifier with light-absorbing walls with 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 output of the amplifier, the second power output of which is connected to the second power output of the current switch and the common bus. The input of the current switch is connected to the output of the clock generator, and the power leads of the clock generator, the comparison circuit, the reset circuit for the supply voltage and the binary counter are connected to the terminals of the capacitor.
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 тактового 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, power supply current. 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 current consumption increases, for example, the current consumption of the clock generator at the maximum value of the operating voltage can reach a value of 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 ИП212-201 "ДЫМ-1" Руководство по эксплуатации ИЦМГ.425231.001 РЭ, ТУ У 31.6.19127306-043:2003), который содержит две клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, к первой из которых подключен вход элемента односторонней проводимости, выход которого 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, второй клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации и со вторым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору, выход тактового генератора соединен со счетным входом первого сдвигового регистра, выход которого соединен со входом первого интегратора, информационный вход этого регистра подключен к шине питания, к которой подключены первые выводы питания тактового генератора, сдвиговых регистров, порогового элемента, логических элементов И, ИЛИ, И-НЕ, вторые выводы питания которых соединены с общей шиной, вход сброса первого сдвигового регистра через элемент ИЛИ соединен с выходом старшего разряда второго сдвигового регистра и входом формирователя сигнала регистрации дыма, выход первого разряда второго сдвигового регистра через первый фильтр высокой частоты подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу схемы сброса по напряжению питания, а выход этого элемента - к входу сброса второго сдвигового регистра, информационный вход которого через пороговый элемент подключен к выходу усилителя, первый вывод питания которого через второй интегратор соединен с первым выводом питания токового ключа, второй вывод питания которого соединен с общей шиной и вторым выводом питания усилителя, к входам которого подключен фотодиод, оптически связанный через камеру со светопоглощающими стенками с инфракрасным излучающим диодом, выводы которого подключены к выходам токового ключа. Выход первого сдвигового регистра подключен к входу токового ключа, а выход первого интегратора соединен со входом первого порогового элемента, выход которого соединен со счетным входом второго сдвигового регистра, а через последовательно соединенные третий интегратор и третий пороговый элемент соединен со вторым входом элемента ИЛИ. Выводы питания тактового генератора, схемы сброса по напряжению питания, сдвиговых регистров, логических и пороговых элементов подключены к общей шине и шине питания, которая соединена с первым выводом конденсатора.Closest to the proposed invention is a smoke detector selected as a prototype (Optoelectronic smoke smoke detector IP212-201 "DYM-1" Operation Manual ИЦМГ.425231.001 РЭ, ТУ У 31.6.19127306-043: 2003), which contains two terminals for connecting to the fire alarm loop, the first of which is connected to the input of the one-way conduction element, the output of which 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 it is connected to the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the common bus, the second terminal for connecting to the fire alarm loop and to the second power supply output of the smoke detector, whose output is connected to the indicator, the output of the clock generator is connected to the counting input of the first shift register, the output which is connected to the input of the first integrator, the information input of this register is connected to the power bus, to which the first power leads of the clock generator, shear registers are connected strov, threshold element, logical elements AND, OR, AND-NOT, the second power leads of which are connected to a common bus, the reset input of the first shift register through the OR element is connected to the output of the highest bit of the second shift register and the input of the shaper of the smoke registration signal, the output of the first discharge the second shift register through the first high-pass filter is connected to the first input of the AND-NOT element, the second input of which is connected to the output of the reset voltage supply circuit, and the output of this element to the reset input of the second shift the gaming register, the information input of which is connected through a threshold element to the output of the amplifier, the first power output of which is connected through the second integrator to the first power output of the current switch, the second power output of which is connected to a common bus and the second power output of the amplifier, to the inputs of which a photodiode is connected, optically connected through the camera with light-absorbing walls with an infrared emitting diode, the terminals of which are connected to the outputs of the current switch. The output of the first shift register is connected to the input of the current switch, and the output of the first integrator is connected to the input of the first threshold element, the output of which is connected to the counting input of the second shift register, and through the third integrator and the third threshold element connected in series, it is connected to the second input of the OR element. The power terminals of the clock generator, the reset circuit for the supply voltage, shift registers, logic and threshold elements are connected to a common bus and power bus, which is connected to the first terminal of the capacitor.
Недостатком известного извещателя также является низкая надежность особенно при малом, например менее 0,1 мА, токе электропитания. Если величина тока, потребляемого усилителем, тактовым генератором, пороговыми и логическими элементами, схемой сброса по напряжению питания, сдвиговыми регистрами, токовым ключом совместно с током утечки конденсатора, достигнет величины заданной токоограничительным элементом, то возможна стабилизация напряжения на логических элементах, причем на такой величине, которая меньше допустимого 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 очередном включении питающего напряжения. Причем такой отказ извещателя может быть установлен после того, как такой извещатель не выполнит своей основной функции. А при любом очередном переключении питающего напряжения в шлейфе пожарной сигнализации может возникнуть отказ любого аналогичного извещателя, установленного в этот шлейф пожарной сигнализации или выход извещателя из такого состояния, 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 amount of current consumed by the amplifier, clock, threshold and logic elements, a reset circuit for the supply voltage, shift registers, the current switch together with the leakage current of the capacitor reaches the value specified by the current-limiting element, then voltage stabilization on the logic elements is possible, and at such a value , which is less than the permissible lower value of the operating voltage of the logic elements. This means that, consuming the set current value from the fire alarm loop, the detector may not go into standby mode at any next turn-on of the supply voltage. Moreover, such a detector failure can be installed after such a detector does not fulfill its main function. And at any next switching of the supply voltage in the fire alarm loop, a failure of any similar detector installed in this fire alarm loop or the detector exit from this state may occur in a chaotic manner.
При полностью разряженном конденсаторе ток утечки в начальный момент после включения достигнет 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 will reach the value limited by the current-limiting element, then slowly, within a few minutes, it will reach a value equal to
Iутеч=K×C×U+A,I leak = K × C × U + 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, микрофарады;C is the capacitance of the capacitor, microfarads;
U - рабочее напряжение конденсатора, Вольты;U is the operating voltage of the capacitor, 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 используемых в извещателе двух конденсаторов с номиналами 47 мкФ 25 В величина суммарного тока утечки двух конденсаторов может достигать паспортного значения тока потребления всем извещателем ИП212-201-150 мкА. Таким образом, при включении такого извещателя напряжение на конденсаторе может застабилизироваться 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 two capacitors used in the detector with nominal values of 47 μF 25 V, the total leakage current of the two capacitors can reach the passport value of the current consumption by the entire IP212-201-150 μA detector. Thus, when such a detector is turned on, the voltage across the capacitor can stabilize 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 прямой гальванической связи между логическим выходом первого сдвигового регистра и входом токового ключа уровень напряжения на выходе этого сдвигового регистра может оказаться достаточным, чтобы приоткрыть токовый ключ еще до достижения падения напряжения на конденсаторе значения рабочего напряжения логических элементов. В этом случае ток, протекающий через излучающий инфракрасный диод, еще 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 logic output of the first shift register and the input of the current switch, the voltage level at the output of this shift register may be sufficient to open the current switch even 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 такому отказу извещателя могут также логические элементы, охваченные отрицательной обратной связью, например, на которых собран тактовый генератор. Именно эти логические элементы потребляют значительную часть тока, протекающего через токоограничительный элемент, так как значительную часть времени они находятся в активном состоянии - в процессе переключения. Поэтому, при включении питающего напряжения логические элементы тактового генератора резко увеличивают потребление тока, когда падение напряжения на конденсаторе достигнет значения минимального рабочего напряжения, что может привести к уменьшению падения напряжения на конденсаторе, и дальнейшее увеличение падения напряжения на конденсаторе станет невозможным.Logical elements covered by negative feedback can also contribute to such a detector failure, for example, on which a clock generator is assembled. It is these logic elements that consume a significant part of the current flowing through the current-limiting element, since they are in an active state for a significant part of the time - in the process of switching. Therefore, when the supply voltage is turned on, the logic elements of the clock generator sharply increase the current consumption when the voltage drop across the capacitor reaches the minimum operating voltage, which 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 стабилизации 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 stabilizing the voltage drop on the logic elements by an amount less than the minimum operating voltage of these logic elements.
Указанная цель достигается тем, что дымовой пожарный извещатель, который содержит две клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, к первой из которых подключен вход элемента односторонней проводимости, выход которого 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, второй клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации и со вторым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору, выход тактового генератора соединен со счетным входом первого сдвигового регистра, выход которого соединен со входом первого интегратора, информационный вход этого регистра подключен к шине питания, к которой подключены первые выводы питания тактового генератора, сдвиговых регистров, порогового элемента, логических элементов И, ИЛИ, И-НЕ, вторые выводы питания которых соединены с общей шиной, вход сброса первого сдвигового регистра через элемент ИЛИ соединен с выходом старшего разряда второго сдвигового регистра и входом формирователя сигнала регистрации дыма, выход первого разряда второго сдвигового регистра через первый фильтр высокой частоты подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу схемы сброса по напряжению питания, а выход этого элемента - к входу сброса второго сдвигового регистра, информационный вход которого через пороговый элемент подключен к выходу усилителя, первый вывод питания которого через второй интегратор соединен с первым выводом питания токового ключа, второй вывод питания которого соединен с общей шиной и вторым выводом питания усилителя, к входам которого подключен фотодиод, оптически связанный через камеру со светопоглощающими стенками с инфракрасным излучающим диодом, выводы которого подключены к выходам токового ключа, отличающийся тем, что дополнительно содержит логический элемент И и второй фильтр высоких частот, выход которого подключен к входу токового ключа, а вход - к счетному входу второго сдвигового регистра и к выходу логического элемента И, первый вход которого подключен к выходу схемы сброса по напряжению питания и входу тактового генератора, второй вход логического элемента И подключен к выходу первого сдвигового регистра, а выход первого интегратора подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ, шина питания соединена с первыми выводами питания усилителя.This goal is achieved by the fact that the smoke detector, which contains two terminals for connecting to the fire alarm loop, the first of which is connected to the input of the single-sided conduction element, the output of which is connected to the first power supply of the shaper of the smoke registration signal and the input of the current-limiting element, the output of which is connected to the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is connected to the common bus, the second terminal for connecting to the fire alarm loop and with the second terminal of the electric the power of the generator of the smoke registration signal, the output of which is connected to the indicator, the output of the clock generator is connected to the counting input of the first shift register, the output of which is connected to the input of the first integrator, the information input of this register is connected to the power bus, to which the first power leads of the clock generator, the shift registers, threshold element, logical elements AND, OR, AND NOT, the second power leads of which are connected to a common bus, the reset input of the first shift register through the AND element And connected to the output of the senior discharge of the second shift register and the input of the shaper of the smoke registration signal, the output of the first discharge of the second shift register through the first high-pass filter is connected to the first input of the NAND element, the second input of which is connected to the output of the reset circuit according to the supply voltage, and the output of this element - to the reset input of the second shift register, the information input of which through the threshold element is connected to the output of the amplifier, the first power output of which is connected through the second integrator to the first m a current key power output, the second power output of which is connected to a common bus and a second amplifier power output, to the inputs of which a photodiode is connected, optically connected through the camera to light-absorbing walls with an infrared emitting diode, the terminals of which are connected to the current key outputs, characterized in that additionally contains a logical element And and a second high-pass filter, the output of which is connected to the input of the current switch, and the input to the counting input of the second shift register and to the output of the logical element the And, the first input of which is connected to the output of the reset circuit for the supply voltage and the input of the clock generator, the second input of the AND gate is connected to the output of the first shift register, and the output of the first integrator is connected to the second input of the OR gate, the power bus is connected to the first power leads amplifier.
За счет введения цепи управления тактовым генератором от схемы сброса по напряжению питания, позволяющей включить тактовый генератор после того, как падение напряжения на логических элементах превысит мининальное значение рабочего напряжения, обеспечивается уменьшение потребления тока логическими элементами тактового генератора в первоначальный момент включения питающего напряжения. Разделение входной цепи токового ключа фильтром высокой частоты и логическим элементом И от выхода старшего разряда сдвигового регистра обеспечивает надежное удержание в закрытом состоянии токового ключа и тем самым уменьшение тока потребления токовым ключом в момент включения извещателя. Разделение цепей питания токового ключа от других элементов схемы интегратором обеспечивает создание разницы потенциалов 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 за счет второго интегратора не изменят потенциала питания шины, от которой осуществляется питание логических элементов. Все это позволяет исключить эффект стабилизации 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, which allows the clock generator to be switched on after the voltage drop across the logic elements exceeds the minimum value of the operating voltage, the current consumption by the logic elements of the clock generator at the initial moment of switching on the supply voltage is reduced. Separation of the input circuit of the current key by the high-pass filter and the logical element And from the output of the high order of the shift register ensures reliable holding of the current key in the closed state and thereby reducing the current consumption by the current key at the moment the detector is turned on. Separation of the power supply circuits of the current switch from other circuit elements by the integrator provides the creation of potential differences on the current key and on the logic elements of the detector circuit. Due to this potential difference, a stable detector operation is ensured, since short-term voltage dips at the capacitor terminals at the time of its discharge by the current switch due to the second integrator will not change the power supply potential of the bus from which the logic elements are powered. All this makes it possible to eliminate the effect of stabilizing 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 every time the power supply is turned on.
На чертеже представленная блок-схема дымового пожарного извещателя.The drawing shows a block diagram of a smoke detector.
Дымовой пожарный извещатель (см. чертеж) содержит клеммы 1 и 2 для подключения к шлейфу пожарной сигнализации. К первой клемме 1 подключен вход элемента 3 односторонней проводимости, выход которого соединен с первым выводом электропитания формирователя 4 сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента 5. Выход токоограничительного элемента 5 подключен к первому выводу первого конденсатора 6, второй вывод которого соединен со второй клеммой 2, вторым выводом питания формирователя 4 сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору 7. Выход тактового генератора 8 соединен со счетным входом первого сдвигового регистра 9, выход которого соединен со входом первого интегратора 10, информационный вход этого регистра подключен к шине питания 11. Вход сброса первого сдвигового регистра 9 подключен к выходу элемента ИЛИ 12, первый вход которого соединен с выходом старшего разряда второго сдвигового регистра 13. Выход первого разряда второго сдвигового регистра 13 через фильтр 14 высоких частот подключен к первому входу элемента И-НЕ 15. Второй вход элемента И-НЕ 15 подключен к выходу схемы 16 сброса по напряжению питания, а его выход - к входу сброса второго сдвигового регистра 13. Информационный вход второго сдвигового регистра 13 через пороговый элемент 17 подключен к выходу усилителя 18. Первый вывод питания усилителя 18 через второй интегратор 19 соединен с первым выводом питания токового ключа 20. Второй вывод питания токового ключа 20 соединен с общей шиной 21 и вторым выводом питания усилителя 18. К входам усилителя 18 подключен фотодиод 22, оптически связанный через камеру 23 со светопоглощающими стенками с инфракрасным излучающим диодом 24, выводы которого подключены к выходам токового ключа 20. Выход схемы 16 сброса по напряжению питания подключен к входу тактового генератора 8 и к первому входу элемента И 25, второй вход которого соединен с выходом первого сдвигового регистра 9. Выход элемента И 25 подключен к счетному входу второго сдвигового регистра 13, а через второй фильтр 26 высокой частоты соединен с входом токового ключа 20. Выход первого интегратора 10 подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ 12, шина питания 11 соединена с первыми выводами питания усилителя 18.The smoke detector (see drawing) contains terminals 1 and 2 for connecting to the fire alarm loop. The first terminal 1 is connected to the input of the single-sided conduction element 3, the output of which is connected to the first power supply of the smoke detector 4 and the input of the current-limiting element 5. The output of the current-limiting element 5 is connected to the first terminal of the first capacitor 6, the second terminal of which is connected to the second terminal 2, the second power output of the generator 4 of the smoke registration signal, the output of which is connected to the indicator 7. The output of the clock generator 8 is connected to the counting input of the first shift register 9, the output of which is connected to the input of the first integrator 10, the information input of this register is connected to the power bus 11. The reset input of the first shift register 9 is connected to the output of the OR element 12, the first input of which is connected to the output of the senior bit of the second shift register 13. The output of the first discharge of the second shift register 13 through the high-pass filter 14 is connected to the first input of the AND-NOT element 15. The second input of the AND-NOT element 15 is connected to the output of the reset voltage circuit 16 and its output is connected to the reset input of the second shear histra 13. The information input of the second shift register 13 through a threshold element 17 is connected to the output of the amplifier 18. The first power output of the amplifier 18 through the second integrator 19 is connected to the first power output of the current key 20. The second power output of the current key 20 is connected to a common bus 21 and the second a power output of the amplifier 18. A photodiode 22 is connected to the inputs of the amplifier 18, which is optically coupled through the camera 23 with light-absorbing walls with an infrared emitting diode 24, the terminals of which are connected to the outputs of the current switch 20. The output of the circuit 16 s the voltage dew is connected to the input of the clock generator 8 and to the first input of the And 25 element, the second input of which is connected to the output of the first shift register 9. The output of the And 25 element is connected to the counting input of the second shift register 13, and is connected through the second high-pass filter 26 with the input of the current switch 20. The output of the first integrator 10 is connected to the second input of the OR gate 12, the power bus 11 is connected to the first power leads of the amplifier 18.
На чертеже выводы питания схемы 16 сброса по напряжению питания, тактового генератора 8, сдвиговых регистров 9 и 13, порогового элемента 17, логических элементов ИЛИ 12, И-НЕ 15, И 25 условно не показаны.In the drawing, the power leads of the reset circuit 16 for the supply voltage, the clock generator 8, the shift registers 9 and 13, the threshold element 17, the logic elements OR 12, AND 15, AND 25 are not conditionally shown.
Дымовой пожарный извещатель работает таким образом.Smoke detector works this way.
При подаче напряжения питания на входные клеммы 1 и 2 через элемент 3 односторонней проводимости и токоограничительный элемент 5 осуществляется заряд накопительного конденсатора 6. Элемент 3 односторонней проводимости осуществляет защиту других элементов дымового пожарного извещателя при ошибочном подключении полярности напряжения питания, которое поступает от шлейфа пожарной сигнализации. Пока напряжение на выводах накопительного конденсатора 6 недостаточное для нормальной работы дымового пожарного извещателя падение напряжения на интеграторе 19 незначительное - значительно меньше падения напряжения между шиной 11 питания и общей шиной 21. Это обусловлено низким потреблением тока логическими элементами в статическом режиме. Еще до достижения минимального значения рабочего напряжения на выходе схемы 16 сброса по напряжению питания формируется низкий потенциальный уровень, который запрещает работу тактового генератора 8. Но при этих напряжениях на выходах логических элементов ИЛИ 12, И-НЕ 15, И 25, а также на выходах сдвиговых регистров 9 и 13 будут присутствовать потенциалы, близкие к половине падения напряжения на шине 11 питания относительно общей шины 21. Второй фильтр 26 верхних частот не позволяет токовому ключу 20 открыться. В момент достижения минимального значения рабочего напряжения все элементы схемы извещателя будут находиться в статическом режиме. В этом случае второй сдвиговый регистр 13 будет находиться в нулевом состоянии независимо от сигналов на других его входах. Формирователь 4 сигнала регистрации дыма будет закрыт и индикатор 7 будет выключен. В то же время низкий потенциальный уровень, который поступает с выхода старшего разряда второго сдвигового регистра 13 через элемент ИЛИ 12 на вход сброса первого сдвигового регистра 9 разрешает работу этого сдвигового регистра 9.When the supply voltage is supplied to the input terminals 1 and 2 through the one-way conduction element 3 and the current-limiting element 5, the storage capacitor 6 is charged. The one-way conduction element 3 protects other elements of the smoke detector when the polarity of the supply voltage from the fire alarm cable is incorrectly connected. While the voltage at the terminals of the storage capacitor 6 is insufficient for the smoke detector to operate normally, the voltage drop across the integrator 19 is insignificant - much less than the voltage drop between the power bus 11 and the common bus 21. 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 16, which prohibits the operation of the clock generator 8. But at these voltages, the outputs of the logic elements OR 12, NAND 15, AND 25, as well as the outputs potential registers 9 and 13 will be present close to half the voltage drop on the power bus 11 relative to the common bus 21. The second high-pass filter 26 does not allow the current switch 20 to open. When the minimum value of the operating voltage is reached, all elements of the detector circuit will be in static mode. In this case, the second shift register 13 will be in the zero state, regardless of the signals at its other inputs. The smoke detector 4 is closed and indicator 7 is turned off. At the same time, the low potential level that comes from the output of the high order of the second shift register 13 through the OR element 12 to the reset input of the first shift register 9 allows this shift register 9 to work.
Потребление тока тактовым генератором 8 существенно зависит от напряжения питания, поэтому необходимо, чтобы переключение схемы 16 сброса по напряжению питания осуществлялось при рабочем напряжении, близком к его минимальному значению, но превышающим его. В момент изменения состояния на выходе схемы 16 сброса по напряжению питания запускается тактовый генератор 8, а на входе сброса первого сдвигового регистра 9 устанавливается потенциальный уровень, который разрешает изменение состояний этого регистра 9 при перепадах напряжения на его счетном входе. С этого момента падение напряжения между шиной 11 питания и общей шиной 21 стабилизируется, а падение напряжения на накопительном конденсаторе 6 продолжает расти. Через время около 1 с после разрешения работы на выходе первого сдвигового регистра 9 появится короткий, продолжительностью несколько десятков микросекунд, импульс. Длительность этого импульса определяется постоянной времени первого интегратора 10. С такой же длительностью и периодичностью около 1 с будут повторяться импульсы на выходе этого регистра 9. Такое состояние будет наблюдаться до появления сигнала на входе тактового генератора 8, который запрещает его работу, или сигнала на входе сброса первого сдвигового регистра 9, который запрещает работу этого сдвигового регистра 9.The current consumption by the clock generator 8 significantly depends on the supply voltage, therefore, it is necessary that the switching of the reset circuit 16 according to the supply voltage is carried out at an operating voltage close to its minimum value, but exceeding it. At the time of the state change, the output of the voltage supply reset circuit 16 starts the clock generator 8, and a potential level is established at the reset input of the first shift register 9, which allows the state of this register 9 to change when the voltage drops at its counting input. From this moment, the voltage drop between the power bus 11 and the common bus 21 is stabilized, and the voltage drop across the storage capacitor 6 continues to increase. After a time of about 1 s after the work is allowed, a short pulse of several tens of microseconds will appear at the output of the first shift register 9. The duration of this pulse is determined by the time constant of the first integrator 10. Pulses at the output of this register 9 will be repeated with the same duration and frequency of about 1 second. This state will be observed until a signal appears at the input of clock 8, which prohibits its operation, or a signal at the input reset the first shift register 9, which prohibits the operation of this shift register 9.
С выхода первого сдвигового регистра 9 импульсы поступают через элемент И 25 и второй фильтр 26 высокой частоты на вход токового ключа 20. Токовый ключ 20 обеспечивает разряд накопительного конденсатора 6 заданной величиной тока через свой выход на инфракрасный излучающий диод 24. Величина, на которую будет разряжаться накопительный конденсатор 6, будет зависеть от продолжительности и периода импульсов, которые появляются на выходе первого сдвигового регистра 9, а также отношения тока заряда накопительного конденсатора 6 через токоограничительный элемент 5 к току разряда этого конденсатора 6 через токовый ключ 20. Таким образом, в установившемся режиме работы падение напряжения на накопительном конденсаторе 6 будет превышать потенциал шины 11 питания на величину падения напряжения на интеграторе 19. За счет этой разницы потенциалов обеспечивается устойчивая работа извещателя, так как кратковременные провалы напряжения на выводах накопительного конденсатора 6 в моменты его разряда токовым ключом 20 за счет интегратора 19 не изменят потенциала шины 11 питания.From the output of the first shift register 9, the pulses pass through the element And 25 and the second high-pass filter 26 to the input of the current switch 20. The current switch 20 provides the discharge of the storage capacitor 6 with a given current through its output to the infrared emitting diode 24. The value by which it will be discharged the storage capacitor 6 will depend on the duration and period of the pulses that appear at the output of the first shift register 9, as well as the ratio of the charge current of the storage capacitor 6 through the current limit element 5 to the discharge current of this capacitor 6 through the current switch 20. Thus, in the steady state operation mode, the voltage drop across the storage capacitor 6 will exceed the potential of the power line 11 by the value of the voltage drop across the integrator 19. Due to this potential difference, the detector works stably , since short-term voltage dips at the terminals of the storage capacitor 6 at the time of its discharge by the current switch 20 due to the integrator 19 will not change the potential of the power bus 11.
Рассеянное оптической камерой 23 со светопоглощающими стенками инфракрасное излучение инфракрасного диода 24 поступает на фотодиод 22. Усиленные усилителем 18 импульсы по своей амплитуде и фазе будут существенно зависеть от оптической плотности воздуха в оптической камере 23. Так, при абсолютной прозрачности воздуха на выходе усилителя 18 будут присутствовать треугольные импульсы малой амплитуды, так как будет иметь место некоторое отражение от стенок оптической камеры 23. Импульс треугольной формы на выходе усилителя 18 будет достигать своего максимума в момент окончания импульса на выходе первого сдвигового регистра 9. При малой амплитуде этих импульсов на выходе порогового элемента 17 будет присутствовать низкий потенциальный уровень сигнала. Таким образом на двух его выходах будет присутствовать низкий потенциальный уровень. Этот низкий потенциальный уровень поступает на вход формирователя 4 сигнала регистрации дыма, поэтому индикатор 7 не будет светиться. Извещатель будет оставаться в дежурном режиме работы, потребляя от шлейфа пожарной сигнализации, который подключен к клеммам 1 и 2 ток, величина которого ограничена токоограничительным элементом 5.The infrared radiation of the infrared diode 24 scattered by the optical camera 23 with light-absorbing walls is supplied to the photodiode 22. The pulses amplified by the amplifier 18 in their amplitude and phase will substantially depend on the optical density of the air in the optical chamber 23. Thus, with absolute transparency of the air, the output of the amplifier 18 will be present small amplitude triangular pulses, since there will be some reflection from the walls of the optical camera 23. The triangular pulse at the output of amplifier 18 will reach its th maximum at time of termination of the pulse at the output of the first shift register 9. At these low amplitude pulses on the output of the threshold element 17 will present a low level signal potential. Thus, two of its outputs will have a low potential level. This low potential level is fed to the input of the shaper 4 of the smoke registration signal, so indicator 7 will not light. The detector will remain in standby mode, consuming a current from the fire alarm loop that is connected to terminals 1 and 2, the value of which is limited by the current-limiting element 5.
По мере увеличения удельной оптической плотности среды будет увеличиваться амплитуда импульсов на выходе усилителя 18, пока не достигнет порогового значения, при котором произойдет переключение порогового элемента 17. Если по каждому положительному перепаду на счетном входе второго сдвигового регистра 13 на его информационном входе будут присутствовать импульсы, то будет отбиваться заполнение этого регистра 13 логическими "1". После заполнения этого сдвигового регистра 13 логическими "1" на выходе старшего разряда появится сигнал, изменяющий состояние формирователя 4 сигнала регистрации дыма, индикатора 7, что соответствует состоянию извещателя - "ПОЖАР". Этим же сигналом также сбрасывается в нулевое состояние первый сдвиговый регистр 9. Если в процессе заполнения второго сдвигового регистра 13 на первом разряде произойдет переключение сигнала на низкий уровень, то через первый фильтр 14 высокой частоты отрицательный импульс поступит на вход элемента И-НЕ 15. Импульс с выхода этого элемент сбросит второй сдвиговый регистр 13 в нулевое состояние, а если в моменты перепадов на счетном входе второго сдвигового регистра 13 будут присутствовать импульсы на его информационном входе, то заполнение этого регистра начнется сначала.As the specific optical density of the medium increases, the amplitude of the pulses at the output of the amplifier 18 increases until it reaches the threshold value at which the switching of the threshold element 17 occurs. If for each positive difference at the counting input of the second shift register 13 there will be pulses at its information input, then the filling of this register 13 with logical "1" will be repulsed. After filling this shift register 13 with logical “1”, a signal will appear at the output of the high-order bit, which changes the state of the former 4 of the smoke registration signal, indicator 7, which corresponds to the state of the detector - “FIRE”. The same signal also resets the first shift register 9. If during the filling of the second shift register 13 on the first discharge the signal switches to a low level, then through the first high-pass filter 14 a negative pulse will go to the input of the AND-NOT element 15. The pulse from the output of this element will reset the second shift register 13 to the zero state, and if at the moment of drops at the counting input of the second shift register 13 there will be pulses at its information input, then filling that register will start over.
При наличии высокого потенциального уровня на старшем разряде второго сдвигового регистра 13 открывается формирователь 4 сигнала регистрации дыма, что обеспечивает заданное потребление тока от шлейфа пожарной сигнализации, к которому подключен дымовой пожарный извещатель своими клеммами 1 и 2. Благодаря току, протекающему через формирователь 4 сигнала регистрации дыма, резко уменьшается разность потенциалов между клеммами 1 и 2. Если это падение напряжения будет превышать минимальное значение рабочего напряжения, то извещатель будет находиться 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 6 до величины, при которой на выходе схемы 16 сброса по напряжению питания установится низкий потенциальный уровень.If there is a high potential level at the high level of the second shift register 13, the smoke detector 4 is opened, which provides the specified current consumption from the fire alarm loop, to which the smoke detector is connected with its terminals 1 and 2. Due to the current flowing through the detector 4 of the registration signal smoke, the potential difference between terminals 1 and 2 decreases sharply. If this voltage drop exceeds the minimum value of the operating voltage, the detector will dress in a state of "FIRE" for an 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 6 to a value at which a low potential level is established at the output of the reset circuit 16.
За счет введения цепи управления тактовым генератором 8 от схемы 16 сброса по напряжению питания, гальванического разделения входной цепи токового ключа 20 фильтром 26 высокой частоты и разделения цепей питания токового ключа 20 от других элементов схемы интегратором 19 обеспечивается устойчивый запуск при включении напряжения питания и повышение надежности работы извещателя, так как исключается эффект "защелкивания" падения напряжения на логических элементах на величине, меньшей минимального значения рабочего напряжения.By introducing the control circuit of the clock generator 8 from the supply voltage reset circuit 16, galvanic separation of the input circuit of the current switch 20 by the high-pass filter 26 and the separation of the power circuits of the current switch 20 from other circuit elements by the integrator 19, a stable start-up when the supply voltage is turned on and reliability is improved the detector’s operation, since the effect of “snapping-in” the voltage drop on the logic elements by an amount less than the minimum value of the operating voltage is eliminated.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200503185 | 2005-04-05 | ||
| UAA200503185A UA78855C2 (en) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | Smoke detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2295159C1 true RU2295159C1 (en) | 2007-03-10 |
Family
ID=37992575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005124695/09A RU2295159C1 (en) | 2005-04-05 | 2005-08-03 | Smoke fire alarm |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA008681B1 (en) |
| RU (1) | RU2295159C1 (en) |
| UA (1) | UA78855C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665868C1 (en) * | 2017-09-27 | 2018-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "РУБЕЖ" (ООО "Группа компаний "РУБЕЖ") | Method of smoke detection and device for implementation thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698961C1 (en) * | 2018-08-31 | 2019-09-02 | Андрей Юрьевич Петров | Smoke detector |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH638331A5 (en) * | 1979-02-22 | 1983-09-15 | Cerberus Ag | SMOKE DETECTOR. |
| SU1418784A2 (en) * | 1987-01-13 | 1988-08-23 | Предприятие П/Я А-3462 | Smoke alarm |
| RU2134907C1 (en) * | 1998-06-15 | 1999-08-20 | ТОО "Производственное объединение "Спецавтоматика" | Method and device for smoke recording |
| RU2221278C2 (en) * | 2001-01-26 | 2004-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро Пожарной Автоматики" | Smoke recording gear |
-
2005
- 2005-04-05 UA UAA200503185A patent/UA78855C2/en unknown
- 2005-08-03 RU RU2005124695/09A patent/RU2295159C1/en active
-
2006
- 2006-04-04 EA EA200600538A patent/EA008681B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП212-201 «ДЫМ-1». Руководство по эксплуатации ИЦМГ.425231.001 РЭ. ТУ У 31.6.19127306-043:2003. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665868C1 (en) * | 2017-09-27 | 2018-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "РУБЕЖ" (ООО "Группа компаний "РУБЕЖ") | Method of smoke detection and device for implementation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA78855C2 (en) | 2007-04-25 |
| EA200600538A1 (en) | 2006-10-27 |
| EA008681B1 (en) | 2007-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6367024B1 (en) | Low power power-on reset circuitry having dual states | |
| SE452812B (en) | PHOTOELECTRIC ROCK DETECTOR | |
| EP1615359B1 (en) | Infrared communication device | |
| RU2295159C1 (en) | Smoke fire alarm | |
| RU54450U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| KR100271951B1 (en) | Power-on reset circuit | |
| KR0177093B1 (en) | CPU reset circuit | |
| JPS605090B2 (en) | Vehicle flashing device | |
| RU2294018C2 (en) | Smoke detector | |
| RU80978U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| EP0720027B1 (en) | Laser range finder power management system | |
| RU2306614C1 (en) | Smoke-sensitive alarm | |
| RU2356094C1 (en) | Smoke fire alarm | |
| RU55184U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| CN109785874A (en) | Power supply reset circuit | |
| JP3294200B2 (en) | Multi-optical axis photoelectric switch | |
| RU121631U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR | |
| RU2305325C1 (en) | Smoke fire alarm | |
| UA73596C2 (en) | Smoke detector | |
| US6573767B1 (en) | Power ground short circuit, with adjustable activation delay and activation time period | |
| UA16629U (en) | Smoke fire detector | |
| JP2021536017A (en) | Voltage detection system | |
| RU2273886C1 (en) | Smoke fire detector | |
| JPH08274795A (en) | Circuit device to receive signal transmitted in form of changed voltage level through bus | |
| RU48658U1 (en) | SMOKE FIRE DETECTOR |