RU2470373C1 - Fire alarm signalling device - Google Patents
Fire alarm signalling device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470373C1 RU2470373C1 RU2011138670/08A RU2011138670A RU2470373C1 RU 2470373 C1 RU2470373 C1 RU 2470373C1 RU 2011138670/08 A RU2011138670/08 A RU 2011138670/08A RU 2011138670 A RU2011138670 A RU 2011138670A RU 2470373 C1 RU2470373 C1 RU 2470373C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- heat
- voltage
- processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам аварийной пожарной сигнализации, приводимым в действие тепловым воздействием очага возгорания, и может быть использовано в системах распределенного контроля протяженных пожароопасных объектов, например топливных магистралей, кабелей электроснабжения, газопроводов, резервуаров с горючими веществами, а также различных агрегатов.The invention relates to emergency fire alarm devices, driven by the thermal effect of the fire, and can be used in distributed control systems for long fire hazardous facilities, for example fuel lines, power cables, gas pipelines, tanks with combustible substances, as well as various units.
Известен сигнализатор возгорания (Ильин О. Сигнализатор возгорания. - Радио, 2009, №4, с.36, 37), содержащий генератор импульсов ультразвуковой частоты, передающий и приемный пьезоакустические преобразователи, термочувствительный элемент, представляющий собой гибкий провод из термостойкого металла, служащий ультразвуковым волноводом между пьезоакустическими преобразователями, расположенными с его противоположных концов, а также усилитель, детектор, интегратор, узел сравнения и узел индикации возгорания. В этом устройстве при возникновении возгорания и воздействии пламени на чувствительный элемент в зоне воздействия образуется участок с повышенной температурой. Следствие этого - изменение скорости распространения ультразвуковых волн в чувствительном элементе и рассеивание их энергии на образовавшейся акустической неоднородности, в результате чего изменяется волновая картина на входе приемного устройства. Амплитудные изменения этой картины анализируются в приемном устройстве. При достижении ими порогового значения вырабатывается сигнал оповещения о наличии возгорания, воспроизводимый узлом индикации.Known fire detector (Ilyin O. Fire detector. - Radio, 2009, No. 4, p.36, 37), containing an ultrasonic pulse generator, a transmitting and receiving piezoacoustic transducers, a heat-sensitive element, which is a flexible wire made of heat-resistant metal, serving as an ultrasonic a waveguide between piezoelectric transducers located at its opposite ends, as well as an amplifier, detector, integrator, comparison unit, and ignition indication unit. In this device, when a fire occurs and the flame acts on the sensing element, an area with an elevated temperature is formed in the affected zone. The consequence of this is a change in the propagation velocity of ultrasonic waves in the sensitive element and the dispersion of their energy on the resulting acoustic inhomogeneity, as a result of which the wave pattern at the input of the receiving device changes. The amplitude changes of this picture are analyzed in the receiving device. When they reach the threshold value, a fire warning signal is generated, which is reproduced by the display unit.
Недостатком этого аналога является отсутствие технических средств, контролирующих исправность акустического канала связи и оповещающих о возникновении аварийной ситуации при выходе из строя его элементов, например генератора импульсов ультразвуковой частоты, передающего и приемного пьезоакустических преобразователей, ультразвукового волновода или усилителя, поэтому в случае возникновения неисправности какого-либо из этих элементов уровень сигнала в приемном устройстве падает ниже порогового значения и формируется ложный сигнал оповещения о наличии возгорания.The disadvantage of this analogue is the lack of technical means that monitor the operability of the acoustic communication channel and notifies of an emergency situation when its elements fail, for example, an ultrasonic pulse generator, transmitting and receiving piezoacoustic transducers, an ultrasonic waveguide or amplifier, therefore, in the event of a malfunction either of these elements, the signal level in the receiving device falls below a threshold value and a false signal is formed fire alert.
Также известен сигнализатор возгорания (Ильин О. Сигнализатор возгорания. - Радиомир, 2009, №3, с.14-16), содержащий усилитель мощности, подключенный к входу излучающего пьезоакустического преобразователя, чувствительный элемент, выполненный в виде протяженной термостойкой трубки, заполненной легкоплавким материалом (сплавом), приемный пьезоакустический преобразователь, подключенный к входу предварительного усилителя, выход которого соединен через цепь обратной связи с входом усилителя мощности, а также последовательно включенные детектор, интегратор, узел сравнения и узел индикации возгорания. Усилитель мощности, чувствительный элемент, пьезоакустические преобразователи, предварительный усилитель и цепь обратной связи образуют ультразвуковой генератор с самовозбуждением. При нагревании пламенем легкоплавкий материал (сплав) чувствительного элемента на участке, подвергнутом воздействию высокой температуры, плавится, в результате чего акустическая связь между передающим и приемным пьезоакустическими преобразователями существенно ослабляется, при этом генерируемые колебания срываются, что является основанием для формирования сигнала оповещения о наличии возгорания.A fire detector (Ilyin O. Fire detector. - Radiomir, 2009, No. 3, pp. 14-16) is also known, comprising a power amplifier connected to the input of the radiating piezoacoustic transducer, a sensitive element made in the form of an extended heat-resistant tube filled with fusible material (alloy), a receiving piezoacoustic transducer connected to the input of the preamplifier, the output of which is connected via a feedback circuit to the input of the power amplifier, as well as detectors connected in series p, integrator, comparison unit, and ignition indication unit. A power amplifier, a sensing element, piezoacoustic transducers, a preamplifier, and a feedback circuit form a self-excited ultrasonic generator. When heated by a flame, the fusible material (alloy) of the sensing element melts in the area exposed to high temperature, as a result of which the acoustic coupling between the transmitting and receiving piezoacoustic transducers is significantly weakened, while the generated oscillations are broken, which is the basis for the formation of a warning signal about the presence of fire .
Недостатком второго аналога является отсутствие технических средств, контролирующих исправность ультразвукового генератора и оповещающих о возникновении аварийной ситуации при выходе из строя его элементов, например, усилителя мощности, передающего и приемного пьезоакустических преобразователей, чувствительного элемента, предварительного усилителя или цепи обратной связи, поэтому в случае возникновения неисправности какого-либо из этих элементов происходит срыв генерируемых колебаний, в результате чего уровень сигнала на выходе предварительного усилителя падает ниже порогового значения и формируется ложный сигнал оповещения о наличии возгорания.The disadvantage of the second analogue is the lack of technical means that monitor the health of the ultrasonic generator and notify of an emergency situation when its elements fail, for example, a power amplifier, transmitting and receiving piezoacoustic transducers, a sensing element, a preliminary amplifier or feedback circuit, therefore, in the event of malfunction of any of these elements is a breakdown of the generated oscillations, resulting in a signal level at the output of the preamplifier falls below the threshold value and a false fire warning signal is generated.
Кроме того, известно устройство аварийной пожарной сигнализации (патент РФ №2315362 от 22.05.2006, опубл. в Бюл. №2, 2008, МПК G08B 17/06), содержащее источник электропитания, термочувствительный элемент, сигнальное средство, формирователь ультразвуковых импульсов, излучающий и приемный пьезоакустические преобразователи, усилитель, блок обработки и управления, один выход которого подключен к входу формирователя ультразвуковых импульсов, а другой - ко входу сигнального средства, при этом один вход блока обработки и управления соединен с выходом источника питания, а другой - с выходом усилителя, выход формирователя ультразвуковых колебаний подключен ко входу излучающего пьезоакустического преобразователя, выход которого соединен с одним концом термочувствительного элемента, выполняющего роль акустической линии связи, параметры которой зависят от температуры, а другой конец его - со входом приемного пьезоакустического преобразователя, выход которого соединен со входом усилителя, при этом термочувствительный элемент представляет собой шнуроподобную конструкцию и выполнен в виде термостойкой трубки, заполненной легкоплавким материалом (сплавом), температура плавления которого задается рецептурой состава материала (сплава).In addition, a fire alarm device is known (RF patent No. 2315362 dated 05.22.2006, published in Bul. No. 2, 2008, IPC G08B 17/06), containing a power supply, a heat-sensitive element, a signaling means, an ultrasonic pulse shaper emitting and receiving piezoacoustic transducers, an amplifier, a processing and control unit, one output of which is connected to the input of the ultrasonic pulse generator, and the other to the input of the signal means, while one input of the processing and control unit is connected to the output of the source and the power supply, and the other with the amplifier output, the output of the ultrasonic oscillator is connected to the input of the emitting piezoacoustic transducer, the output of which is connected to one end of the thermosensitive element, which acts as an acoustic communication line, the parameters of which depend on temperature, and the other end of it with the input of the receiving a piezoacoustic transducer, the output of which is connected to the input of the amplifier, while the thermosensitive element is a cord-like design and is made in the form of a ostoykoy tube filled with fusible material (alloy) whose melting point is given formulation composition of the material (alloy) temperature.
В этом аналоге в случае возникновения возгорания легкоплавкий материал (сплав) внутри термочувствительного элемента на участке, подвергнутом воздействию высокой температуры, плавится и переходит в жидкое состояние, вследствие чего уровень акустической связи между передающим и приемным пьезоакустическими преобразователями через термочувствительный элемент резко падает, при этом блок обработки и управления формирует сигнал включения средства сигнализации о наличии возгорания.In this analogue, in case of fire, the fusible material (alloy) inside the heat-sensitive element in the area exposed to high temperature melts and becomes liquid, as a result of which the level of acoustic coupling between the transmitting and receiving piezoacoustic transducers sharply decreases through the temperature-sensitive element, and the unit processing and control generates a signal to turn on the means of signaling the presence of fire.
Недостатком третьего аналога является отсутствие технических средств, контролирующих исправность акустического канала связи и оповещающих о возникновении аварийной ситуации при выходе из строя его элементов, например, формирователя ультразвуковых колебаний, передающего и приемного пьезоакустических преобразователей, термочувствительного элемента или усилителя, поэтому в случае возникновения неисправности какого-либо из этих элементов уровень сигнала на входе блока обработки и управления падает, при этом формируется ложный сигнал включения средства сигнализации о наличии возгорания.The disadvantage of the third analogue is the lack of technical means that monitor the operability of the acoustic communication channel and notifies of an emergency situation when its elements fail, for example, an ultrasonic vibrator, transmitting and receiving piezoacoustic transducers, a thermosensitive element or amplifier, therefore, in the event of a malfunction either of these elements the signal level at the input of the processing and control unit drops, while a false signal is formed turn signal means the presence of a fire.
В качестве прототипа выбрано устройство аварийной пожарной сигнализации (заявка на изобретение №2010136254/08 (051519) от 27.08.2010, решение о выдаче патента на изобретение от 29.07.2011, МПК G08B 17/00, G08B 17/06, H01H 85/00), содержащее термочувствительный элемент, состоящий из термостойкой трубки, заполненной легкоплавким материалом (сплавом), образующим линию акустической связи между передающим и приемным пьезоакустическими преобразователями, подключенными к противоположным концам термочувствительного элемента, формирователь ультразвуковых колебаний, выход которого соединен с входом передающего пьезоакустического преобразователя, усилитель, вход которого подключен к выходу приемного пьезоакустического преобразователя, а выход соединен с входом блока обработки и управления, выход которого подключен к входу сигнального средства, вторую линию акустической связи между пьезоакустическими преобразователями и блок модуляции акустического сопротивления термочувствительного элемента, при этом вторая линия акустической связи образована второй термостойкой трубкой, внутри которой расположен продольно термочувствительный элемент, вход блока модуляции акустического сопротивления термочувствительного элемента соединен с выходом усилителя, а выход этого блока посредством тепловой связи сопряжен с термочувствительным элементом на участке, расположенном между передающим пьезоакустическим преобразователем и рабочей зоной термочувствительного элемента.An emergency fire alarm device was selected as a prototype (application for invention No.2010136254/08 (051519) of 08/27/2010, a decision on the grant of a patent for the invention of 07/29/2011, IPC G08B 17/00, G08B 17/06, H01H 85/00 ), containing a heat-sensitive element, consisting of a heat-resistant tube filled with fusible material (alloy), forming an acoustic communication line between the transmitting and receiving piezoacoustic transducers connected to opposite ends of the heat-sensitive element, an ultrasonic vibrator, output to The input is connected to the input of the processing and control unit, the output of which is connected to the input of the signal means, the second line of acoustic communication between the piezo-acoustic transducers and the modulation unit of the acoustic resistance of the heat-sensitive element, while the second line of acoustic communication is formed by a second heat-resistant tube, inside which is located odolno temperature sensing element, the acoustic impedance modulation unit thermosensitive element input coupled to the output of the amplifier, and the output of this block by thermal coupling is associated with the temperature sensor at a location between the transmitting transducer and the piezoacoustic working area thermosensitive element.
В прототипе блок модуляции акустического сопротивления термочувствительного элемента представляет собой соединенные последовательно детектор огибающей, фильтр верхних частот и первый пороговый элемент, а также соединенные последовательно детектор нуля, интегратор и второй пороговый элемент, при этом вход детектора огибающей подключен к его входу, выход фильтра верхних частот соединен с входом детектора нуля и первым входом первого порогового элемента, выход которого подключен к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента и входом узла предварительной установки, выход которого подключен ко второму входу первого порогового элемента, третий вход ключевого элемента подключен к источнику напряжения, а выход - к нагревательному элементу.In the prototype, the acoustic resistance modulation unit of the heat-sensitive element is an envelope detector, a high-pass filter and a first threshold element connected in series, as well as a zero detector, an integrator and a second threshold element connected in series, while the input of the envelope detector is connected to its input, the output of the high-pass filter connected to the input of the zero detector and the first input of the first threshold element, the output of which is connected to the first input of the key element, the second input of which connected to the output of the second threshold element and the input node presetter whose output is connected to the second input of the first threshold element, the third input key element connected to a voltage source, and an output - to the heating element.
В прототипе блок обработки и управления включает в себя измеритель коэффициента амплитудной модуляции и решающий блок, при этом вход измерителя коэффициента амплитудной модуляции соединен с входом блока обработки и управления, первый вход решающего блока соединен с выходом измерителя коэффициента амплитудной модуляции, второй вход решающего блока подключен к выходу второго порогового элемента блока модуляции акустического сопротивления термочувствительного элемента, третий вход решающего блока соединен с выходом усилителя, а выход - с выходом блока обработки и управления.In the prototype, the processing and control unit includes an amplitude modulation coefficient meter and a deciding unit, wherein the input of the amplitude modulation coefficient meter is connected to the input of the processing and control unit, the first input of the decision unit is connected to the output of the amplitude modulation coefficient meter, and the second input of the decision unit is connected to the output of the second threshold element of the modulation unit of the acoustic resistance of the heat-sensitive element, the third input of the decisive unit is connected to the output of the amplifier, and the output - yield processing and control unit.
Прототип содержит технические средства, которые не только сигнализируют о наличии возгорания, но и контролируют исправность акустического канала связи и в случае выхода из строя его элементов оповещают о возникновении аварийной ситуации, поэтому устройство, выбранное в качестве прототипа, обладает высокой надежностью сигнализации.The prototype contains technical means that not only signal the presence of a fire, but also monitor the serviceability of the acoustic communication channel and, in case of failure of its elements, notify of an emergency, therefore, the device selected as a prototype has a high reliability of the alarm.
В прототипе определение факта наличия возгорания, а также контроль исправности акустического канала связи осуществляются путем анализа сигналов, поступающих в блок обработки и управления в процессе амплитудной модуляции акустического сопротивления легкоплавкого материала (сплава) термочувствительного элемента, которая производится блоком модуляции акустического сопротивления термочувствительного элемента путем периодического плавления и отвердевания легкоплавкого материала (сплава) на участке, расположенном между передающим пьезоакустическим преобразователем и рабочей зоной термочувствительного элемента.In the prototype, the fact of the presence of fire is determined, as well as the serviceability of the acoustic communication channel is carried out by analyzing the signals supplied to the processing and control unit in the process of amplitude modulation of the acoustic resistance of the fusible material (alloy) of the heat-sensitive element, which is performed by the acoustic resistance modulation unit of the heat-sensitive element by periodic melting and hardening of fusible material (alloy) in the area located between the transmitting ezoakusticheskim converter and the working area of the thermally responsive element.
Нагревательный элемент, входящий в состав блока модуляции акустического сопротивления термочувствительного элемента, потребляет от источника питания значительную мощность, идущую на нагревание термочувствительного элемента до температуры, обеспечивающей плавление легкоплавкого материала (сплава), заполняющего первую термостойкую трубку, поэтому экономичность прототипа низкая, что является его недостатком.The heating element, which is part of the acoustic resistance modulation unit of the heat-sensitive element, consumes significant power from the power source, which is used to heat the heat-sensitive element to a temperature that melts the fusible material (alloy) filling the first heat-resistant tube, so the prototype is economical, which is its disadvantage .
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение экономичности устройства аварийной пожарной сигнализации.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency of the emergency fire alarm device.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве аварийной пожарной сигнализации, содержащем термочувствительный элемент, состоящий из первой термостойкой трубки, заполненной легкоплавким материалом (сплавом), образующим первую линию акустической связи между передающим и приемным пьезоакустическими преобразователями, подключенными к противоположным концам термочувствительного элемента, вторую линию акустической связи между этими пьезоакустическими преобразователями, образованную второй термостойкой трубкой, внутри которой расположен продольно термочувствительный элемент, формирователь электрических импульсов, выход которого соединен с входом передающего пьезоакустического преобразователя, усилитель, вход которого подключен к выходу приемного пьезоакустического преобразователя, а выход соединен с первым входом блока обработки и управления, включающего в себя решающий блок, выход которого подключен к выходу блока обработки и управления, соединенного с входом сигнального средства, предусмотрены следующие отличия: в блок обработки и управления введены первый и второй формирователи электрических импульсов, первое и второе логические устройства, первый и второй триггеры, первый и второй интеграторы, первое и второе пороговые устройства, вход первого формирователя электрических импульсов соединен с первым входом блока обработки и управления, выход первого формирователя электрических импульсов соединен с первым входом первого и с первым входом второго логических устройств, вход второго формирователя электрических импульсов подключен ко второму входу блока обработки и управления и к первому входу первого триггера, первый выход второго формирователя электрических импульсов соединен со вторым входом первого логического устройства и с первым входом решающего блока, второй выход второго формирователя электрических импульсов подключен ко второму входу второго логического устройства и к первому входу второго триггера, выход первого логического устройства соединен со вторым входом первого триггера, выход второго логического устройства подключен ко второму входу второго триггера, выход первого триггера через соединенные последовательно первый интегратор и первое пороговое устройство подключен ко второму входу решающего блока, выход второго триггера через соединенные последовательно второй интегратор и второе пороговое устройство подключен к третьему входу решающего блока, при этом выход формирователя электрических импульсов соединен со вторым входом блока обработки и управления.The problem is solved due to the fact that in the emergency fire alarm device containing a heat-sensitive element, consisting of a first heat-resistant tube filled with fusible material (alloy), forming the first line of acoustic communication between the transmitting and receiving piezoacoustic transducers connected to the opposite ends of the heat-sensitive element, the second an acoustic communication line between these piezoelectric transducers formed by a second heat-resistant tube, internal which is a longitudinally thermosensitive element, an electric pulse generator, the output of which is connected to the input of the transmitting piezoacoustic transducer, an amplifier whose input is connected to the output of the receiving piezoacoustic transducer, and the output is connected to the first input of the processing and control unit, which includes a deciding unit whose output is connected the following differences are provided to the output of the processing and control unit connected to the input of the signal means: to the processing and control unit introduced the first and second electric pulse shapers, the first and second logic devices, the first and second triggers, the first and second integrators, the first and second threshold devices, the input of the first electric pulse shaper is connected to the first input of the processing and control unit, the output of the first electric pulse shaper is connected with the first input of the first and with the first input of the second logic devices, the input of the second driver of electrical pulses is connected to the second input of the processing and control unit and to the first input of the first trigger, the first output of the second electric pulse generator is connected to the second input of the first logic device and the first input of the deciding unit, the second output of the second electric pulse generator is connected to the second input of the second logic device and to the first input of the second trigger, the output of the first the logical device is connected to the second input of the first trigger, the output of the second logical device is connected to the second input of the second trigger, the output of the first trigger through the first integrator and the first threshold device connected in series are connected to the second input of the deciding unit, the output of the second trigger is connected through the second integrator and the second threshold device connected in series to the third input of the deciding unit, while the output of the electric pulse generator is connected to the second input of the processing and control unit.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно: по сравнению с прототипом повышается экономичность устройства аварийной пожарной сигнализации.Between the set of essential features of the claimed object and the achieved technical result there is a causal relationship, namely: in comparison with the prototype, the cost-effectiveness of the emergency fire alarm device is increased.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства аварийной пожарной сигнализации; на фиг.2 изображены временные диаграммы в характерных точках структурной схемы (для лучшей наглядности представления процессов, происходящих в устройстве, масштабы по осям абсцисс и ординат не соблюдены).Figure 1 presents a structural diagram of an emergency fire alarm device; figure 2 shows the timing diagrams at the characteristic points of the structural diagram (for better clarity, the representation of the processes occurring in the device, the scales along the axes of abscissas and ordinates are not observed).
Устройство аварийной пожарной сигнализации содержит (см. фиг.1): термочувствительный элемент 1, состоящий из первой термостойкой трубки 2, заполненной легкоплавким материалом (сплавом) 3; вторую термостойкую трубку 4, внутри которой расположен продольно термочувствительный элемент 1; передающий пьезоакустический преобразователь 5; приемный пьезоакустический преобразователь 6; формирователь электрических импульсов 7; усилитель 8; блок обработки и управления 9; сигнальное средство 10.The fire alarm device comprises (see FIG. 1): a heat-
Легкоплавкий материал (сплав) 3 термочувствительного элемента 1 и вторая термостойкая трубка 4 образуют соответственно первую и вторую линии акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями.The fusible material (alloy) 3 of the heat-
Блок обработки и управления 9 включает в себя: первый формирователь электрических импульсов 11; второй формирователь электрических импульсов 12; первое логическое устройство 13; второе логическое устройство 14; первый триггер 15; второй триггер 16; первый интегратор 17; второй интегратор 18; первое пороговое устройство 19; второе пороговое устройство 20; решающий блок 21.The processing and control unit 9 includes: a first electric pulse shaper 11; a second
Выход формирователя электрических импульсов 7 соединен с входом передающего пьезоакустического преобразователя 5 и со вторым входом 23 блока обработки и управления 9. Выход приемного пьезоакустического преобразователя 6 подключен к входу усилителя 8. Выход усилителя 8 соединен с первым входом 22 блока обработки и управления 9. Выход 24 блока обработки и управления 9 подключен к входу сигнального средства 10.The output of the electric pulse shaper 7 is connected to the input of the transmitting piezoacoustic transducer 5 and to the second input 23 of the processing and control unit 9. The output of the receiving piezoacoustic transducer 6 is connected to the input of the amplifier 8. The output of the amplifier 8 is connected to the
Вход первого формирователя электрических импульсов 11 соединен с первым входом 22 блока обработки и управления 9. Выход первого формирователя электрических импульсов 11 соединен с первым входом первого 13 и первым входом второго 14 логических устройств. Вход второго формирователя электрических импульсов 12 подключен ко второму входу 23 блока обработки и управления 9 и к первому входу первого триггера 15. Первый выход второго формирователя электрических импульсов 12 соединен со вторым входом первого логического устройства 13 и с первым входом решающего блока 21. Второй выход второго формирователя электрических импульсов 12 подключен ко второму входу второго логического устройства 14 и к первому входу второго триггера 16. Выход первого логического устройства 13 соединен со вторым входом первого триггера 15. Выход второго логического устройства 14 подключен ко второму входу второго триггера 16. Выход первого триггера 15 через соединенные последовательно первый интегратор 17 и первое пороговое устройство 19 подключен ко второму входу решающего блока 21. Выход второго триггера 16 через соединенные последовательно второй интегратор 18 и второе пороговое устройство 20 подключен к третьему входу решающего блока 21. Выход решающего блока 21 соединен с выходом 24 блока обработки и управления 9.The input of the first driver of electrical pulses 11 is connected to the
Первое 13 и второе 14 логические устройства выполняют операцию логического умножения (операцию «И»). Первый 15 и второй 16 триггеры представляют собой SR-триггеры, у которых первый вход предназначен для установки триггера в единичное состояние (вход S), а второй вход - для установки триггера в нулевое состояние (вход R).The first 13 and second 14 logical devices perform the operation of logical multiplication (operation "AND"). The first 15 and second 16 triggers are SR triggers, in which the first input is used to set the trigger to a single state (input S), and the second input is used to set the trigger to zero state (input R).
Первая термостойкая трубка 2 выполнена из материала, поглощающего ультразвуковые колебания, и служит акустическим изолятором между первой и второй линиями акустической связи. Вторая термостойкая трубка 4 выполнена из материала, скорость распространения продольных акустических волн в котором больше, чем в легкоплавком материале (сплаве) 3. Термочувствительный элемент 1 и вторая термостойкая трубка 4 образуют протяженную шнуроподобную конструкцию. Температура плавления легкоплавкого материала (сплава) 3 задается рецептурой его состава.The first heat-
Устройство аварийной пожарной сигнализации работает следующим образом.The emergency fire alarm device operates as follows.
В момент времени t0 после включения устройства формирователь электрических импульсов 7 формирует на своем выходе короткий импульс напряжения Uвых. ФИ (см. фиг.2) высокого логического уровня, который поступает на вход передающего пьезоакустического преобразователя 5. Передающий пьезоакустический преобразователь 5 преобразует импульс напряжения Uвых. ФИ в затухающие по амплитуде А механические колебания ультразвуковой частоты, которые в виде продольных акустических волн распространяются от передающего пьезоакустического преобразователя 5 к приемному пьезоакустическому преобразователю 6.At time t 0 after turning on the device, the electric pulse generator 7 generates a short voltage pulse U o at its output . FI (see figure 2) of a high logical level, which is fed to the input of the transmitting piezoacoustic transducer 5. The transmitting piezoacoustic transducer 5 converts the voltage pulse U o. FI in amplitude-damped mechanical vibrations of ultrasonic frequency, which in the form of longitudinal acoustic waves propagate from the transmitting piezoacoustic transducer 5 to the receiving piezoacoustic transducer 6.
Распространение продольных акустических волн в указанном направлении происходит двумя путями, а именно: по первой линии акустической связи, образованной легкоплавким материалом (сплавом) 3; по второй линии акустической связи, образованной материалом второй термостойкой трубки 4. Продольные акустические волны, распространяющиеся по второй термостойкой трубке 4, достигают приемного пьезоакустического преобразователя 6 в момент времени t1, а в момент времени t2 приемного пьезоакустического преобразователя 6 достигают продольные акустические волны, распространяющиеся по легкоплавкому материалу (сплаву) 3.The propagation of longitudinal acoustic waves in this direction occurs in two ways, namely: along the first line of acoustic communication formed by a fusible material (alloy) 3; along the second acoustic communication line formed by the material of the second heat-resistant tube 4. Longitudinal acoustic waves propagating through the second heat-resistant tube 4 reach the receiving piezoacoustic transducer 6 at time t 1 , and at time t 2 the receiving piezoacoustic transducer 6 reach longitudinal acoustic waves, propagating through fusible material (alloy) 3.
Приемный пьезоакустический преобразователь 6 преобразует механические колебания ультразвуковой частоты, поступающие на его вход, в электрический сигнал, который усиливается усилителем 8. На выходе усилителя 8 в моменты времени t1 и t2 появляются соответственно первый и второй импульсы напряжения Uвых. У в виде затухающих по амплитуде колебаний ультразвуковой частоты (на временной диаграмме Uвых. У=f(t), изображенной на фиг.2, эти импульсы условно обозначены как «1» и «2» соответственно, при этом амплитуда импульса напряжения Uвых. У, появляющегося на выходе усилителя 8 в момент времени t1, больше, чем амплитуда импульса напряжения Uвых. У, появляющегося на его выходе в момент времени t2, поскольку распространение продольных акустических волн по материалу второй термостойкой трубки 4 происходит с меньшим затуханием, чем по легкоплавкому материалу (сплаву) 3).The receiving piezo-acoustic transducer 6 converts the mechanical vibrations of the ultrasonic frequency input to its electrical signal, which is amplified by the amplifier 8. At the output of the amplifier 8, the first and second voltage pulses U output appear at the times t 1 and t 2 , respectively . In the form of ultrasonic frequency oscillations damped in amplitude (in the time diagram U o. Y = f (t) shown in Fig. 2, these pulses are conventionally designated as “1” and “2”, respectively, while the amplitude of the voltage pulse U o .U , appearing at the output of amplifier 8 at time t 1 , is larger than the amplitude of the voltage pulse U o.Y , appearing at its output at time t 2 , since the propagation of longitudinal acoustic waves through the material of the second heat-resistant tube 4 occurs with less attenuation than fusible mat series (alloy) 3).
Первый и второй импульсы напряжения Uвых. У с выхода усилителя 8 поступают на первый вход 22 блока обработки и управления 9, а затем - на вход первого формирователя электрических импульсов 11, который преобразует их соответственно в первый и второй прямоугольные импульсы напряжения Uвых. ФИ1 высокого логического уровня, длительность каждого из которых равна τ1 (на временной диаграмме Uвых. ФИ1=f(t), изображенной на фиг.2, эти импульсы условно обозначены как «1» и «2» соответственно).The first and second voltage pulses U o At the output of the amplifier 8, they are fed to the
В момент времени t0 с выхода формирователя импульсов 7 на второй вход 23 блока обработки и управления 9, а также на вход второго формирователя электрических импульсов 12 и на первый вход первого триггера 15 поступает импульс напряжения Uвых. ФИ высокого логического уровня. В момент времени t0 второй формирователь электрических импульсов 12 формирует на своем первом выходе передний фронт прямоугольного импульса напряжения Uвых. 1 ФИ2 высокого логического уровня длительностью τ2, задний фронт которого расположен по оси времени t на интервале, находящемся между задним фронтом первого и передним фронтом второго импульсов напряжения Uвых. ФИ1. На втором выходе второго формирователя электрических импульсов 12 формируется импульсное напряжение Uвых. 2 ФИ2, которое противофазно напряжению на его первом выходе Uвых. 1 ФИ2.At time t 0, from the output of the pulse shaper 7 to the second input 23 of the processing and control unit 9, as well as to the input of the second shaper of
В момент времени t0 на первый вход первого 13 и на первый вход второго 14 логических устройств поступает напряжение низкого логического уровня Uвых. ФИ1, поэтому на выходе первого 13 и на выходе второго 14 логических устройств также формируются напряжения низкого логического уровня Uвых. ЛУ1 и Uвых. ЛУ2, которые подаются на второй вход первого 15 и на второй вход второго 16 триггеров соответственно. В момент времени t0 импульс напряжения Uвых. ФИ высокого логического уровня, поступающий на первый вход первого триггера 15 с выхода формирователя электрических импульсов 7, устанавливает первый триггер 15 в единичное состояние, в результате чего на его выходе появляется напряжение Uвых. Т1 высокого логического уровня.At time t 0 at the first input of the first 13 and the first input of the second 14 logical devices receives a voltage of a low logic level U o. FI1 , therefore, at the output of the first 13 and at the output of the second 14 of the logic devices, voltages of a low logic level U o are also generated . LU1 and U out. LU2 , which are fed to the second input of the first 15 and to the second input of the second 16 triggers, respectively. At time t 0, the voltage pulse U o FI of a high logical level, arriving at the first input of the
В момент времени t1 на первый вход первого логического устройства 13 поступает первый импульс напряжения Uвых. ФИ1 высокого логического уровня длительностью τ1, вследствие чего выходное напряжение первого логического устройстваAt time t 1 at the first input of the first logical device 13 receives the first voltage pulse U o. FI1 high logic level duration τ 1 , as a result of which the output voltage of the first logical device
13 Uвых. ЛУ1 во время действия этого импульса принимает высокий логический уровень. Импульс напряжения Uвых. ЛУ1 высокого логического уровня с выхода первого логического устройства 13 подается на второй вход первого триггера 15, вследствие чего выходное напряжение первого триггера 15 Uвых. Т1 в момент времени t1 переходит с высокого на низкий логический уровень. В результате этого на интервале времени от t0 и до t1 на выходе первого триггера 15 формируется прямоугольный импульс напряжения Uвых. Т1 высокого логического уровня длительностью τ3.13 U out. LU1 during the action of this pulse takes a high logical level. Voltage pulse U o LU1 high logic level from the output of the first logical device 13 is supplied to the second input of the
На интервале времени от t1 и до t2 на втором выходе второго формирователя электрических импульсов 12 появляется напряжение Uвых. 2 ФИ2 высокого логического уровня, которое поступает на второй вход второго логического устройства 14 и на первый вход второго триггера 16. В результате воздействия на первый вход второго триггера 16 напряжения Uвых. 2 ФИ2 высокого логического уровня выходное напряжение второго триггера 16 Uвых. Т2 переходит с низкого на высокий логический уровень.In the time interval from t 1 to t 2 at the second output of the second shaper of
В момент времени t2 на первый вход второго логического устройства 14 поступает второй импульс напряжения Uвых. ФИ1 высокого логического уровня длительностью τ1, вследствие чего выходное напряжение второго логического устройства At time t 2 at the first input of the second logic device 14 receives a second voltage pulse U o. FI1 high logic level duration τ 1 , as a result of which the output voltage of the second logic device
14 Uвых. ЛУ2 во время действия этого импульса принимает высокий логический уровень. Импульс напряжения Uвых. ЛУ2 высокого логического уровня с выхода второго логического устройства 14 поступает на второй вход второго триггера 16, при этом выходное напряжение второго триггера 16 Uвых. Т2 переходит с высокого на низкий логический уровень, в результате чего на выходе второго триггера 16 в момент времени t2 заканчивается формирование прямоугольного импульса напряжения14 U out. LU2 during the action of this pulse takes a high logical level. Voltage pulse U o LU2 high logic level from the output of the second logical device 14 is supplied to the second input of the
Uвых. Т2 высокого логического уровня длительностью τ4.U out. T2 high logic level duration τ 4 .
Импульсы напряжения Uвых. Т1 и Uвых. Т2 высокого логического уровня длительностью τ3 и τ4 с выхода первого 15 и выхода второго 16 триггеров поступают на вход первого 17 и на вход второго 18 интеграторов соответственно. Величины постоянной времени интегрирования первого 17 и второго 18 интеграторов выбраны таким образом, что существенно превышают длительность импульсов напряжения Uвых. Т1 и Uвых. Т2 первого 15 и второго 16 триггеров τ3 и τ4 соответственно. Поэтому за время интегрирования τ3 и τ4 выходное напряжение первого интегратора 17 Uвых.И1 и выходное напряжение второго интегратора 18 Uвых. И2 не достигают порогов срабатывания первого 19 и второго 20 пороговых устройств Uпорог. ПУ1 и Uпорог. ПУ2 соответственно, в результате чего выходное напряжение первого 19 Uвых. ПУ1 и выходное напряжение второго 20 Uвых. ПУ2 пороговых устройств остаются на низком логическом уровне.Voltage pulses U o T1 and U out. T2 of a high logical level of duration τ 3 and τ 4 from the output of the first 15 and the output of the second 16 triggers are fed to the input of the first 17 and to the input of the second 18 integrators, respectively. The values of the integration time constant of the first 17 and second 18 integrators are selected in such a way that significantly exceed the duration of the voltage pulses U o. T1 and U out. T2 of the first 15 and second 16 triggers τ 3 and τ 4 respectively. Therefore, during the integration time τ 3 and τ 4, the output voltage of the first integrator is 17 U o.I1 and the output voltage of the second integrator is 18 U o. And2 do not reach the thresholds of the first 19 and second 20 threshold devices U threshold. PU1 and U threshold. PU2, respectively, resulting in an output voltage of the first 19 U o. PU1 and the output voltage of the second 20 U o PU2 threshold devices remain at a low logical level.
В момент времени t3 на выходе формирователя электрических импульсов 7, а также на втором входе 23 блока обработки и управления 9 вновь появляется импульс напряжения Uвых. ФИ высокого логического уровня, а на выходе усилителя 8 в моменты времени t4 и t5 появляются соответственно первый и второй импульсы напряжения Uвых. У, поступающие на первый вход 22 блока обработки и управления 9. В блоке обработки и управления 9 вновь происходят процессы, описанные выше, при этом состояние устройства аварийной пожарной сигнализации не изменяется.At time t 3 at the output of the electric pulse shaper 7, as well as at the second input 23 of the processing and control unit 9, a voltage pulse U o appears again . FI is of a high logical level, and at the output of amplifier 8, at times t 4 and t 5 , the first and second voltage pulses U o , respectively, appear . U entering the
Решающий блок 21 функционирует следующим образом.The decision block 21 operates as follows.
Если на первый вход решающего блока 21 поступает импульсное напряжение If the first input of the decision block 21 receives a pulse voltage
Uвых. 1 ФИ2, длительность импульсов которого равна τ2, а на второй и третий входы решающего блока 21 подаются соответственно напряжения Uвых. ПУ1 и Uвых. ПУ2 низкого логического уровня, то решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о нормальном функционировании устройства аварийной пожарной сигнализации - неисправность устройства аварийной пожарной сигнализации и возгорание отсутствуют.U out. 1 FI2 , the pulse duration of which is equal to τ 2 , and the second and third inputs of the decision block 21 are supplied, respectively, the voltage U o. PU1 and U out. PU2 low logic level, the decisive unit 21 generates at its output a signal about the normal functioning of the emergency fire alarm device - a malfunction of the emergency fire alarm device and fire are absent.
Если на первый вход решающего блока 21 поступает импульсное напряжениеIf the first input of the decision block 21 receives a pulse voltage
Uвых. 1 ФИ2, длительность импульсов которого равна τ2, на второй вход решающего блока 21 поступает напряжение Uвых. ПУ1 высокого логического уровня, а на третий вход решающего блока 21 подается напряжение Uвых. ПУ2 низкого логического уровня, то решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии неисправности устройства аварийной пожарной сигнализации.U out. 1 FI2 , the pulse duration of which is equal to τ 2 , the second input of the decision block 21 receives the voltage U o. PU1 high logic level, and the voltage U U is applied to the third input of the decision block 21 . PU2 low logic level, the decision unit 21 generates at its output a signal about the presence of a malfunction of the emergency fire alarm device.
Если на первом входе решающего блока 21 импульсное напряжение Uвых. 1 ФИ2 отсутствует или длительность импульсов напряжения Uвых. 1 ФИ2 не равна τ2, то независимо от логических уровней напряжений, поступающих на второй и третий входы решающего блока 21, решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии неисправности устройства аварийной пожарной сигнализации.If the first input of the decisive block 21 pulsed voltage U o. 1 FI2 is absent or the duration of the voltage pulses U o. 1 FI2 is not equal to τ 2 , then regardless of the logical levels of voltages supplied to the second and third inputs of the decision block 21, the decision block 21 generates at its output a signal about the presence of a malfunction of the emergency fire alarm device.
Если на первый вход решающего блока 21 поступает импульсное напряжение If the first input of the decision block 21 receives a pulse voltage
Uвых. 1 ФИ2, длительность импульсов которого равна τ2, а на второй и третий входы решающего блока 21 подаются соответственно напряжения Uвых. ПУ1 и Uвых. ПУ2 высокого логического уровня, то решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии неисправности устройства аварийной пожарной сигнализации.U out. 1 FI2 , the pulse duration of which is equal to τ 2 , and the second and third inputs of the decision block 21 are supplied, respectively, the voltage U o. PU1 and U out. PU2 high logic level, the decision unit 21 generates at its output a signal about the presence of a malfunction of the emergency fire alarm device.
Если на первый вход решающего блока 21 поступает импульсное напряжение If the first input of the decision block 21 receives a pulse voltage
Uвых. 1 ФИ2, длительность импульсов которого равна τ2, на второй вход решающего блока 21 поступает напряжение Uвых. ПУ1 низкого логического уровня, а на третий вход решающего блока 21 подается напряжение Uвых. ПУ2 высокого логического уровня, то решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии возгорания.U out. 1 FI2 , the pulse duration of which is equal to τ 2 , the second input of the decision block 21 receives the voltage U o. PU1 low logic level, and the voltage U U is applied to the third input of the decision block 21 . PU2 high logic level, the decision unit 21 generates at its output a signal about the presence of fire.
Сигналы, сформированные решающим блоком 21, поступают на вход сигнального средства 10, которое оповещает о нормальном функционировании устройства аварийной пожарной сигнализации или о наличии неисправности, а также о возникновении возгорания.The signals generated by the deciding unit 21 are fed to the input of the signaling means 10, which notifies of the normal functioning of the emergency fire alarm device or the presence of a malfunction, as well as the occurrence of a fire.
Если в момент времени t6 происходит пропадание акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по материалу второй термостойкой трубки 4, например, в результате нарушения сочленения второй термостойкой трубки 4 с каким-либо из пьезоакустических преобразователей 5, 6 или ее повреждения (разрыва), то после воздействия в момент времени t7 на вход передающего пьезоакустического преобразователя 5 импульсного напряжения If at time t 6 the acoustic connection between the transmitting 5 and receiving 6 piezoelectric transducers on the material of the second heat-resistant tube 4 disappears, for example, as a result of a violation of the articulation of the second heat-resistant tube 4 with any of the piezoelectric transducers 5, 6 or its damage (rupture) ), then after exposure at time t 7 to the input of the transmitting piezoelectric transducer 5 of the pulse voltage
Uвых. ФИ высокого логического уровня, поступающего с выхода формирователя электрических импульсов 7, продольные акустические волны распространяются от передающего пьезоакустического преобразователя 5 к приемному пьезоакустическому преобразователю 6 только по легкоплавкому материалу (сплаву) 3. Поэтому выходное напряжение усилителя 8 Uвых. У в момент времени t8 равно нулю, где t8 - момент времени появления на выходе усилителя 8 первого импульса напряжения Uвых. У в случае, если бы отсутствовало нарушение акустической линии связи по второй термостойкой трубке 4. В результате этого выходное напряжение первого формирователя электрических импульсов 11 Uвых. ФИ1 в момент времени t8 остается на низком логическом уровне (отсутствует первый импульс напряжения Uвых. ФИ1 высокого уровня).U out. FI of a high logical level coming from the output of the electric pulse generator 7, longitudinal acoustic waves propagate from the transmitting piezoacoustic transducer 5 to the receiving piezoacoustic transducer 6 only through the fusible material (alloy) 3. Therefore, the output voltage of the amplifier is 8 U out. Y at time t 8 is equal to zero, where t 8 is the time at which the first voltage pulse Uout appears at the output of amplifier 8 . In case if there was no violation of the acoustic communication line through the second heat-resistant tube 4. As a result, the output voltage of the first electric pulse shaper is 11 U o. FI1 at time t 8 remains at a low logic level (there is no first voltage pulse U output. FI1 high level).
В момент времени t7 на первый вход первого триггера 15 с выхода формирователя электрических импульсов 7 поступает импульс напряжения Uвых. ФИ высокого логического уровня, вследствие чего выходное напряжение первого триггера At time t 7 at the first input of the
15 Uвых. Т1 переходит с низкого на высокий логический уровень.15 U out. T1 goes from low to high logic level.
Поскольку в момент времени t8 с выхода первого формирователя электрических импульсов 11 на первый вход первого логического устройства 13, поступает напряжение Uвых. ФИ1 низкого логического уровня, то в этот момент времени выходное напряжение первого логического устройства 13 Uвых. ЛУ1 остается на низком логическом уровне. Поэтому в случае пропадания акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по материалу второй термостойкой трубки 4 на второй вход первого триггера 15 с выхода первого логического устройства 13 в момент времени t8 не поступает импульс напряжения Uвых. ЛУ1 высокого логического уровня, вследствие чего состояние первого триггера 15 в этот момент времени не изменяется и длительность импульса выходного напряжения первого триггера Uвых. Т1 начинает превышать величину τ3.Since at time t 8 from the output of the first driver of the electrical pulses 11 to the first input of the first logical device 13, the voltage U o. FI1 low logic level, then at this point in time the output voltage of the first logic device 13 U o. LU1 remains at a low logical level. Therefore, in the case of loss of acoustic coupling between the transmitting 5 and receiving 6 piezoelectric transducers based on the material of the second heat-resistant tube 4, the voltage pulse Uout does not arrive at the second logic device 13 from the output of the first logic device 13 at time t 8 . LU1 high logical level, as a result of which the state of the
С момента времени t7 происходит возрастание выходного напряжения первого интегратора 17 Uвых. И1, которое в момент времени t10 достигает уровня порога срабатывания первого порогового устройства 19 Uпорог. ПУ1. В результате этого в момент времени t10 на выходе первого порогового устройства 19 появляется напряжение Uвых. ПУ1 высокого логического уровня, которое поступает на второй вход решающего блока 21.From time t 7 there is an increase in the output voltage of the first integrator 17 U o. And1 , which at time t 10 reaches the threshold level of the first threshold device 19 U threshold. PU1 . As a result of this, at time t 10 , a voltage U o appears at the output of the first threshold device 19 . PU1 high logical level, which is fed to the second input of the decision block 21.
В момент времени t9 на выходе усилителя 8 появляется второй импульс напряжения Uвых. У. Первый формирователь электрических импульсов 11 преобразует его в прямоугольный импульс напряжения Uвых. ФИ1 высокого логического уровня длительностью τ1 который поступает на первый вход первого логического устройства 13 и на первый вход второго логического устройства 14. В момент времени t9 на второй вход первого логического устройства 13 поступает напряжение Uвых. 1 ФИ1 низкого логического уровня, а на второй вход второго логического устройства 14 подается напряжение Uвых. 1 ФИ2 высокого логического уровня, вследствие чего выходное напряжение первого логического устройства 13 Uвых. ЛУ1 остается на низком логическом уровне, а выходное напряжение второго логического устройства 14 Uвых. ЛУ2 переходит с низкого на высокий логический уровень. В результате этого в момент времени t9 состояние первого триггера 15 не изменяется, а выходное напряжение второго триггера 16 Uвых. Т2 переходит с высокого на низкий логический уровень.At time t 9 , a second voltage pulse U o appears at the output of amplifier 8 . U. The first electric pulse shaper 11 converts it into a rectangular voltage pulse U o. FI1 high logic level of duration τ 1 which is supplied to the first input of the first logical device 13 and to the first input of the second logical device 14. At time t 9, the voltage U output is applied to the second input of the first logical device 13 . 1 FI1 low logic level, and the second input of the second logical device 14 is supplied with voltage U o. 1 FI2 high logic level, as a result of which the output voltage of the first logical device 13 U output. LU1 remains at a low logic level, and the output voltage of the second logic device is 14 U o. LU2 goes from low to high logic level. As a result of this, at time t 9, the state of the
Поскольку длительность импульсов выходного напряжения второго триггера 16 Uвых. Т2 τ4 не изменяется в результате пропадание акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по материалу второй термостойкой трубки 4, то и выходное напряжение второго интегратора 18 Uвых. И2 не достигает уровня порога срабатывания второго порогового устройства 20 Uпорог. ПУ2, в результате чего выходное напряжение второго порогового устройства 20 Uвых. ПУ2 остается на низком логическом уровне.Since the pulse width of the output voltage of the second trigger 16 U o T2 τ 4 does not change as a result of the disappearance of the acoustic connection between the transmitting 5 and receiving 6 piezoacoustic transducers based on the material of the second heat-resistant tube 4, then the output voltage of the second integrator is 18 U o. And2 does not reach the threshold level of the second threshold device 20 U threshold. PU2 , resulting in the output voltage of the second threshold device 20 U o. PU2 remains at a low logical level.
Таким образом, в момент времени t10 на первый вход решающего блока 21 поступает импульсное напряжение Uвых. 1 ФИ2, длительность импульсов которого равна τ2, на второй вход решающего блока 21 поступает напряжение Uвых. ПУ1 высокого логического уровня, а на третий вход решающего блока 21 подается напряжение Uвых. ПУ1 низкого логического уровня, поэтому в момент времени t10 решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии неисправности, который воспроизводится сигнальным средством 10.Thus, at time t 10 at the first input of the decision block 21 receives the pulse voltage U o. 1 FI2 , the pulse duration of which is equal to τ 2 , the second input of the decision block 21 receives the voltage U o. PU1 high logic level, and the voltage U U is applied to the third input of the decision block 21 . PU1 low logic level, therefore, at time t 10 the decision block 21 generates at its output a signal about the presence of a malfunction, which is reproduced by the signal means 10.
После устранения этой неисправности, например, в момент времени t11 и восстановления акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по материалу второй термостойкой трубки 4, а также после появления в момент времени t11 на выходе формирователя электрических импульсов 7 напряжения Uвых. ФИ высокого логического уровня, на выходе усилителя 8 и на выходе первого формирователя электрических импульсов 11 в моменты времени t13 и t14 вновь появляются соответственно первый и второй импульсы напряжения Uвых. У и Uвых. ФИ1 высокого логического уровня.After eliminating this malfunction, for example, at time t 11 and restoring the acoustic connection between the transmitting 5 and receiving 6 piezoelectric transducers based on the material of the second heat-resistant tube 4, as well as after the appearance of voltage U o at the output of the pulse shaper 7 at the time t 11 . FI of a high logic level, at the output of amplifier 8 and at the output of the first driver of electric pulses 11 at times t 13 and t 14 , the first and second voltage pulses U o respectively reappear . U and U out. FI1 high logical level.
В момент времени t13 первый импульс напряжения Uвых. ФИ1 высокого логического уровня поступает с выхода первого формирователя электрических импульсов 11 на первый вход первого логического устройства 13, при этом выходное напряжение первого логического устройства 13 Uвых. ЛУ1 во время действия этого импульса переходит на высокий логический уровень.At time t 13, the first voltage pulse U o FI1 high logical level comes from the output of the first driver of the electrical pulses 11 to the first input of the first logical device 13, while the output voltage of the first logical device 13 U output. LU1 during the action of this pulse goes to a high logical level.
Импульс напряжения Uвых. ЛУ1 высокого логического уровня с выхода первого логического устройства 13 поступает на второй вход первого триггера 15, в результате чего выходное напряжение первого триггера 15 Uвых. Т1 в момент времени t13 переходит с высокого на низкий логический уровень. В результате этого выходное напряжение первого интегратора 17 Uвых. И1 с момента времени t13 начинает уменьшаться. При достижении им величины порога срабатывания первого порогового устройства 19 Uпорог. ПУ1 выходное напряжение первого порогового устройства 19 Uвых. ПУ1 переходит с высокого на низкий логический уровень, при этом на втором входе решающего блока 21 вновь появляется напряжение низкого логического уровня и решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал об отсутствии неисправности, который воспроизводится сигнальным средством 10. Устройство аварийной пожарной сигнализации вновь готово к работе и с появлением в момент времени t14 на выходе усилителя 8 второго импульса напряжения Uвых. У функционирует согласно вышеизложенному.Voltage pulse U o LU1 high logical level from the output of the first logical device 13 is supplied to the second input of the
Если выходит из строя формирователь электрических импульсов 7 и на его выходе не формируются прямоугольные импульсы напряжения Uвых. ФИ высокого логического уровня, то второй формирователь электрических импульсов 12 прекращает формировать на своих первом и втором выходах импульсы напряжения Uвых. 1 ФИ2 и Uвых. 2 ФИ2 соответственно. В результате этого импульсное напряжение Uвых. 1 ФИ2 на первый вход решающего блока 21 не поступает и решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии неисправности, который воспроизводится сигнальным средством 10. После устранения этой неисправности устройство аварийной пожарной сигнализации вновь готово к работе.If the electric pulse shaper 7 fails and rectangular voltage pulses U o are not formed at its output . FI of a high logical level, the second
Если выходят из строя усилитель 8, передающий 5 или приемный 6 пьезоакустические преобразователи, а также нарушается акустическая связь между ними как по легкоплавкому материалу (сплаву) 3, так и по материалу второй термостойкой трубки 4, то на выходе усилителя 8 в соответствующие моменты времени не появляются первый и второй импульсы напряжения Uвых. У. В результате этого первый формирователь электрических импульсов 11 прекращает формировать на своем выходе импульсы напряжения Uвых. ФИ1, при этом выходные напряжения первого 13 и второго 14 логических устройств Uвых. ЛУ1 и Uвых. ЛУ2 принимают низкий логический уровень, а импульсы напряжения Uвых. ФИ и Uвых. 2 ФИ2 высокого логического уровня, поступающие соответственно на первый вход первого 15 и первый вход второго 16 триггеров, устанавливают эти триггеры в единичное состояние, которое до устранения неисправности не изменяется.If the amplifier 8, transmitting 5 or receiving 6 piezoelectric transducers, fails, and the acoustic connection between them is broken both by the fusible material (alloy) 3 and the material of the second heat-resistant tube 4, then the output of the amplifier 8 at the corresponding time the first and second voltage pulses U output appear . U. As a result of this, the first electric pulse shaper 11 stops generating voltage pulses U o at its output . FI1 , while the output voltages of the first 13 and second 14 of the logical devices U o. LU1 and U out. LU2 take a low logic level, and voltage pulses U o. FI and U out. 2 FI2 of a high logical level, respectively, arriving at the first input of the first 15 and the first input of the second 16 triggers, set these triggers in a single state, which does not change until the fault is fixed.
В результате этого выходные напряжения первого 17 и второго 18 интеграторов Uвых. И1 и Uвых. И2 достигают уровней порогов срабатывания первого 19 и второго 20 пороговых устройств Uпорог. ПУ1 и Uпорог. ПУ2 соответственно, а на выходах этих пороговых устройств формируются напряжения Uвых. ПУ1 и Uвых. ПУ2 высокого логического уровня, поступающие соответственно на второй и третий входы решающего блока 21. Поскольку на первый вход решающего блока 21 при этом поступает импульсное напряжение Uвых. 1 ФИ2, длительность импульсов которого равна τ2, то решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии неисправности, который воспроизводится сигнальным средством 10. После устранения этой неисправности устройство аварийной пожарной сигнализации вновь готово к работе.As a result, the output voltages of the first 17 and second 18 integrators U o. I1 and U out. I2 reach the threshold levels of the first 19 and second 20 threshold devices U threshold. PU1 and U threshold. PU2, respectively, and at the outputs of these threshold devices are formed voltage U o. PU1 and U out. PU2 high logic level, respectively, received at the second and third inputs of the decision block 21. Since the first input of the decision block 21 receives the pulse voltage U o. 1 FI2 , the pulse duration of which is equal to τ 2 , the decision block 21 generates at its output a signal about the presence of a malfunction, which is reproduced by the signal means 10. After eliminating this malfunction, the emergency fire alarm device is again ready for operation.
При возникновении возгорания, например, произошедшего в момент времени t15, термочувствительный элемент 1 на участке, подвергнутом воздействию высокой температуры, нагревается и при достижении температуры плавления материал (сплав) 3 на этом участке переходит в жидкое состояние, что вызывает существенное ослабление уровня акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по материалу (сплаву) 3.When a fire occurs, for example, that occurred at time t 15 , the heat-
Вследствие этого после поступления в момент времени t16 с выхода формирователя электрических импульсов 7 на вход передающего пьезоакустического преобразователя 5 импульса напряжения Uвых. ФИ продольные акустические волны распространяются от передающего пьезоакустического преобразователя 5 к приемному пьезоакустическому преобразователю 6 только по материалу второй термостойкой трубки 4 и достигают приемного пьезоакустического преобразователя 6 в момент времени t17. Поэтому выходное напряжение усилителя 8 Uвых. У в момент времени t18 равно нулю, где t18 - момент времени появления на выходе усилителя 8 второго импульса напряжения Uвых. У в случае, если бы отсутствовало нарушение акустической линии связи по материалу (сплаву) 3. В результате этого выходное напряжение первого формирователя электрических импульсов 11 Uвых. ФИ1 в момент времени t18 остается на низким логическом уровне (отсутствует второй импульс напряжения Uвых. ФИ1 высокого уровня).As a result, after receipt at time t 16 from the output of the electric pulse shaper 7 to the input of the transmitting piezoelectric transducer 5 of the voltage pulse U o. FI longitudinal acoustic waves propagate from the transmitting piezoacoustic transducer 5 to the receiving piezoacoustic transducer 6 only through the material of the second heat-resistant tube 4 and reach the receiving piezoacoustic transducer 6 at time t 17 . Therefore, the output voltage of the amplifier is 8 U o At the time t 18 is equal to zero, where t 18 is the time of occurrence at the output of the amplifier 8 of the second voltage pulse U o. In case if there was no violation of the acoustic communication line for the material (alloy) 3. As a result, the output voltage of the first electric pulse shaper is 11 U o. FI1 at time t 18 remains at a low logic level (there is no second voltage pulse U output. FI1 high level).
На интервале времени от t17 и до t18 на втором выходе второго формирователя электрических импульсов 12 появляется напряжение Uвых. 2 ФИ2 высокого логического уровня, которое поступает на второй вход второго логического устройства 14 и на первый вход второго триггера 16. В результате воздействия на первый вход второго триггера 16 напряжения Uвых. 2 ФИ2 высокого логического уровня выходное напряжение второго триггера 16 Uвых. Т2 переходит с низкого на высокий логический уровень.In the time interval from t 17 to t 18 at the second output of the second shaper of
Поскольку в момент времени t18 на первый вход второго логического устройства 14 с выхода первого формирователя электрических импульсов 11 поступает напряжение Uвых. ФИ1 низкого логического уровня, то в момент времени t18 выходное напряжение второго логического устройства 14 Uвых. ЛУ2 остается на низком логическом уровне. Поэтому в случае пропадания акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по материалу (сплаву) 3 на второй вход второго триггера 16 с выхода второго логического устройства 14 в момент времени t18 не поступает импульс напряжения Uвых. ЛУ2 высокого логического уровня, вследствие чего состояние второго триггера 16 не изменяется и длительность импульса выходного напряжения второго триггера 16 Uвых. Т2 начинает превышать величину τ4.Since at time t 18 the voltage U o is supplied to the first input of the second logic device 14 from the output of the first electric pulse shaper 11 . FI1 low logic level, then at time t 18 the output voltage of the second logic device 14 U o. LU2 remains at a low logical level. Therefore, in the event of loss of acoustic coupling between the transmitting 5 and receiving 6 piezoelectric transducers for the material (alloy) 3, the voltage pulse Uout does not arrive at the second input of the
С момента времени перехода выходного напряжения второго триггера 16 Uвых. Т2 с низкого на высокий логический уровень происходит возрастание выходного напряжения второго интегратора 17 Uвых. И2, которое в момент времени t19 достигает уровня порога срабатывания второго порогового устройства 20 Uпорог. ПУ2. В результате этого в момент времени t19 на выходе второго порогового устройства 20 появляется напряжение Uвых. ПУ2 высокого логического уровня, которое поступает на второй вход решающего блока 21.From the time of the transition of the output voltage of the second trigger 16 U o T2 from low to high logic level there is an increase in the output voltage of the second integrator 17 U o. And2 , which at time t 19 reaches the threshold level of the second threshold device 20 U threshold. PU2 . As a result of this, at time t 19 , a voltage U o appears at the output of the second threshold device 20 . PU2 high logic level, which is fed to the second input of the decision block 21.
Поскольку длительность импульсов выходного напряжения первого триггера 15 Uвых. Т1 τ3 не изменяется в результате пропадание акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по легкоплавкому материалу (сплаву) 3, то и выходное напряжение первого интегратора 17 Uвых. И1 не достигает уровня порога срабатывания первого порогового устройства 19 Uпорог. ПУ1, в результате чего выходное напряжение первого порогового устройства 19 Uвых. ПУ1 остается на низком логическом уровне.Since the pulse width of the output voltage of the first trigger 15 U o T1 τ 3 does not change as a result of the disappearance of the acoustic connection between the transmitting 5 and receiving 6 piezoacoustic transducers for fusible material (alloy) 3, then the output voltage of the first integrator is 17 U o. I1 does not reach the threshold level of the first threshold device 19 U threshold. PU1 , resulting in the output voltage of the first threshold device 19 U o. PU1 remains at a low logical level.
Таким образом, в момент времени t19 на первый вход решающего блока 21 поступает импульсное напряжение Uвых. 1 ФИ2, длительность импульсов которого равна τ2, на второй вход решающего блока 21 поступает напряжение Uвых. ПУ1 низкого логического уровня, а на третий вход решающего блока 21 подается напряжение Uвых. ПУ2 высокого логического уровня, поэтому в момент времени t19 решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал о наличии возгорания, воспроизводимый сигнальным средством 10.Thus, at time t 19 at the first input of the decision block 21 receives the pulse voltage U o. 1 FI2 , the pulse duration of which is equal to τ 2 , the second input of the decision block 21 receives the voltage U o. PU1 low logic level, and the voltage U U is applied to the third input of the decision block 21 . PU2 of a high logical level, therefore, at time t 19, the decision block 21 generates at its output a signal about the presence of fire, reproduced by the signal means 10.
После устранения возгорания, например, в момент времени t20, температура термочувствительного элемента 1 на участке, подвергавшемся воздействию высокой температуры, понижается, легкоплавкий материал (сплав) 3 на этом участке переходит в твердое состояние, вследствие чего уровень акустической связи между передающим 5 и приемным 6 пьезоакустическими преобразователями по легкоплавкому материалу (сплаву) 3 восстанавливается до прежней величины.After eliminating the fire, for example, at time t 20 , the temperature of the heat-
В момент времени t21 на выходе формирователя электрических импульсов 7 вновь появляется импульс напряжения Uвых. ФИ высокого логического уровня, а в моменты времени t22 и t23 на выходе усилителя 8 и выходе первого формирователя электрических импульсов 11 появляются соответственно первый и второй импульсы напряжения Uвых.У и Uвых. ФИ1 высокого логического уровня.At time t 21 at the output of the electric pulse shaper 7 again appears a voltage pulse U o. FI high logic level, and at time instants t 22 and t 23, the output of the amplifier 8 and the output of the first generator of electric pulses 11 appear, respectively, first and second voltage pulses and vyh.U U U O. FI1 high logical level.
В момент времени t23 второй импульс напряжения Uвых. ФИ1 высокого логического уровня поступает с выхода первого формирователя электрических импульсов 11 на первый вход второго логического устройства 14, при этом выходное напряжение второго логического устройства 14 Uвых. ЛУ2 во время действия этого импульса переходит на высокий логический уровень.At time t 23, the second voltage pulse U o FI1 high logical level comes from the output of the first driver of electrical pulses 11 to the first input of the second logical device 14, while the output voltage of the second logical device 14 U output. LU2 during the action of this pulse goes to a high logical level.
Импульс напряжения Uвых. ЛУ2 высокого логического уровня с выхода второго логического устройства 14 поступает на второй вход второго триггера 16, в результате чего выходное напряжение второго триггера 16 Uвых. Т2 в момент времени t23 переходит с высокого на низкий логический уровень. В результате этого выходное напряжение второго интегратора 18 Uвых. И2 с момента времени t23 начинает уменьшаться. При достижении им уровня порога срабатывания второго порогового устройства 20 Uпорог. ПУ2 выходное напряжение второго порогового устройства 20 Uвых. ПУ2 переходит с высокого на низкий логический уровень, при этом на третьем входе решающего блока 21 вновь появляется напряжение низкого логического уровня и решающий блок 21 формирует на своем выходе сигнал об отсутствии возгорания, который воспроизводится сигнальным средством 10, после чего устройство аварийной пожарной сигнализации вновь готово к работе.Voltage pulse U o LU2 high logic level from the output of the second logical device 14 is supplied to the second input of the
Таким образом, предлагаемое устройство аварийной пожарной сигнализации не только сигнализирует о наличии возгорания, но и контролирует исправность акустического канала связи и в случае выхода из строя его элементов оповещает о возникновении аварийной ситуации, вследствие чего это устройство обладает высокой надежностью сигнализации, достигаемой с помощью технических средств, потребляющих незначительную мощность от источника питания.Thus, the proposed device for emergency fire alarms not only signals the presence of fire, but also monitors the operability of the acoustic communication channel and, in the event of failure of its elements, notifies of an emergency situation, as a result of which this device has a high reliability of signaling, achieved by technical means consuming little power from a power source.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138670/08A RU2470373C1 (en) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | Fire alarm signalling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138670/08A RU2470373C1 (en) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | Fire alarm signalling device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2470373C1 true RU2470373C1 (en) | 2012-12-20 |
Family
ID=49256647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011138670/08A RU2470373C1 (en) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | Fire alarm signalling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2470373C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549507C2 (en) * | 2013-08-08 | 2015-04-27 | Олег Петрович Ильин | Fire alarm |
| RU2557759C1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-27 | Олег Петрович Ильин | Fire alarm device |
| RU215899U1 (en) * | 2022-11-14 | 2023-01-09 | Алексей Михайлович Андрианов | Device for generating counting pulses from a gas-discharge photon indicator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2128535C1 (en) * | 1997-08-12 | 1999-04-10 | Тярасов Герман Павлович | Fire alarm |
| RU2181505C2 (en) * | 1999-11-09 | 2002-04-20 | Академия государственной противопожарной службы МВД России | Thermal fire alarm |
| RU2315362C1 (en) * | 2006-05-22 | 2008-01-20 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс" | Fire alarm device |
| US7385518B2 (en) * | 2000-06-30 | 2008-06-10 | Cooper Technologies Company | Compact fused disconnect switch |
-
2011
- 2011-09-20 RU RU2011138670/08A patent/RU2470373C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2128535C1 (en) * | 1997-08-12 | 1999-04-10 | Тярасов Герман Павлович | Fire alarm |
| RU2181505C2 (en) * | 1999-11-09 | 2002-04-20 | Академия государственной противопожарной службы МВД России | Thermal fire alarm |
| US7385518B2 (en) * | 2000-06-30 | 2008-06-10 | Cooper Technologies Company | Compact fused disconnect switch |
| RU2315362C1 (en) * | 2006-05-22 | 2008-01-20 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс" | Fire alarm device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549507C2 (en) * | 2013-08-08 | 2015-04-27 | Олег Петрович Ильин | Fire alarm |
| RU2557759C1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-27 | Олег Петрович Ильин | Fire alarm device |
| RU215899U1 (en) * | 2022-11-14 | 2023-01-09 | Алексей Михайлович Андрианов | Device for generating counting pulses from a gas-discharge photon indicator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5829854B2 (en) | Ultrasonic measuring device | |
| JPH01136087A (en) | Monitor for retraction safety device of automobile | |
| US5631633A (en) | Device for determining and/or monitoring a predetermined material level in a container | |
| RU2470373C1 (en) | Fire alarm signalling device | |
| CN104634424B (en) | For the condition detection method of ultrasonic flowmeter | |
| GB1579676A (en) | Apparatus for detecting changes in parameters of liquid flowing in apipe based on singaround method | |
| CN106133550A (en) | Object detection device and object detection method | |
| US4682153A (en) | Fail-safe sensor system | |
| JP2017227641A5 (en) | ||
| RU2438183C1 (en) | Device of emergency fire alarm | |
| US3407398A (en) | Liquid presence detector | |
| KR20180124382A (en) | Apparatus for diagnosing malfunction of ultrasonic sensor and method thereof | |
| RU2466459C1 (en) | Fire alarm | |
| RU2315362C1 (en) | Fire alarm device | |
| CN109209651A (en) | The aircraft of device including the turbogenerator for monitoring aircraft | |
| RU2557759C1 (en) | Fire alarm device | |
| US4955004A (en) | Liquid acoustic waveguide tube | |
| JPH1183579A (en) | Apparatus for measuring volume flow of gaseous medium running in pipe with high time resolution | |
| RU2549507C2 (en) | Fire alarm | |
| RU2510911C2 (en) | Fire alarm signalling device | |
| CA2948991A1 (en) | Hydrosound marine anti-fouling system | |
| JP3469405B2 (en) | Temperature measurement device | |
| JPH05232241A (en) | Ultrasonic sensor | |
| RU2592045C1 (en) | Ultrasonic waveguide liquid level indicator | |
| RU2180731C1 (en) | Indicator of position of level |