×
13.01.2017
217.015.6e9f

ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННЫЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для обнаружения пожароопасной ситуации на самых ранних стадиях развития. Электроиндукционный пожарный извещатель содержит измерительный усилитель, блок обработки информации, блок питания, высоковольтный импульсный генератор и измерительную линию. Измерительная линия состоит из газохода, выполненного из диэлектрического материала и имеющего прямоугольное сечение, и побудителя расхода аэрозоля. Диэлектрический газоход состоит из зарядной камеры и измерительной камеры с индукционным электродом. Зарядная камера выполнена с возможностью реализации в ней барьерного разряда за счет двух плоских металлических электродов, установленных на внешних сторонах верхней и нижней граней диэлектрического газохода один под другим, при этом один из электродов подключен к высоковольтному импульсному генератору, а второй - заземлен. Техническим результатом является упрощение конструкции и уменьшение габаритных размеров пожарного извещателя, увеличение долговременной стабильности его работы, а также уменьшение потребления энергии, необходимой для зарядки аэрозольных частиц, при сохранении высокой достоверности определения пожароопасной ситуации. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для обнаружения пожароопасной ситуации на самых ранних стадиях развития.

Применение в качестве пожарных извещателей устройств, реализующих электроиндукционный принцип измерения параметров аэродисперсной системы, основанный на зарядке частиц, находящихся в потоке аэрозоля, и последующем измерении их суммарного объемного заряда индукционным способом, является наиболее перспективным направлением в области обнаружения пожароопасной ситуации. Электроиндукционные извещатели позволяют производить непрерывные измерения в широком диапазоне размеров частиц и обладают очень высокой чувствительностью.

Известен электроиндукционный пожарный извещатель, описанный в [1]. Данный пожарный извещатель состоит из измерительного усилителя, блока обработки информации, блока питания, высоковольтного импульсного генератора, схемы стабилизации тока коронного разряда и измерительной линии, содержащей полый цилиндрический газоход и побудитель расхода аэрозоля. Газоход состоит из зарядной камеры и измерительной камеры, включающей в себя индукционный электрод. Зарядная камера газохода содержит внешний некоронирующий электрод - кольцо, на который с выхода высоковольтного импульсного генератора подается импульсное напряжение, и заземленный внутренний коронирующий электрод - иглу. Вышеописанный извещатель выбран в качестве прототипа.

Принцип работы устройства-прототипа заключается в следующем.

Исследуемый аэрозоль с постоянной скоростью прокачивается побудителем расхода через газоход измерительной линии. В измерительной камере между коронирующим и некоронирующим электродами высоковольтным импульсным генератором возбуждается электрическое поле, напряженность которого обеспечивает зажигание короны на острие коронирующего электрода - иглы. Проходя между электродами зарядной камеры, аэрозольные частицы приобретают электрический заряд, пропорциональный их размеру и напряженности электрического поля между электродами. Заряженные аэрозольные частицы попадают в измерительную камеру, где на индукционном электроде наводят заряд, создающий на входной емкости измерительного усилителя пропорциональное этому заряду напряжение, на основании которого вычисляют соответствующее значение концентрации частиц.

Применение коронного разряда накладывает ряд существенных ограничений на конструкцию и работу вышеописанного извещателя.

Во-первых, наличие в газоходе таких элементов, как коронирующий электрод, расположенный по центру канала, вносит искажения в газовый поток, нарушая его равномерность, которая в газоходе пожарного извещателя электроиндукционного типа существенно влияет на количество заряженных аэрозольных частиц, достигающих области регистрации наведенного объемного заряда, и, как следствие, на качество выходного сигнала и достоверность определения пожароопасной ситуации. Для обеспечения равномерности потока в данном извещателе необходимо увеличить расстояние от области заряда частиц до области его регистрации, что существенно сказывается на габаритах измерительной линии и самого извещателя в целом.

Во-вторых, острие коронирующего электрода должно иметь определенный радиус, минимально необходимый для зажигания коронного разряда. В указанном пожарном извещателе коронирующий электрод расположен внутри зарядной камеры и подвержен деградации его острия, что приводит к снижению долговременной стабильности работы извещателя. Ухудшение качества острия коронирующего электрода ведет к необходимости увеличения напряженности поля, требуемой для поджигания и удержания коронного разряда, что приводит к заметному увеличению энергопотребления устройства. При автоматическом поддержании тока коронного разряда деградация острия может привести к выходу из диапазона регулирования высоковольтного генератора и прекращению коронного разряда. Значительное увеличение напряжения при деградации острия коронирующего электрода может также приводить к искровым пробоям в наименее защищенных частях схемы и конструкции устройства.

Помимо этого, в извещателях такого типа в целях обеспечения равномерности поля коронного разряда предъявляются повышенные требования к качеству выполнения деталей зарядной камеры и шероховатости поверхностей (во избежание загрязнения газохода), а также к точности позиционирования коронирующего электрода - иглы, относительно некоронирующего электрода - кольца. При несоблюдении этих требований эффективность заряда аэрозольных частиц существенно снижается, что также влияет на достоверность определения пожароопасной ситуации.

Кроме того, конструкция прототипа усложнена наличием схемы стабилизации тока коронного разряда, обеспечивающей поддержание режима коронного разряда. Наличие данной схемы является обязательным условием эффективной работы вышеописанного пожарного извещателя, т.к. при ее отсутствии сигнал на выходе извещателя становится нестабильным, из-за чего эффективность работы устройства становится зависимой от внешних условий, что сильно сказывается на повторяемости результатов измерения.

Технический результат заявленного изобретения заключается в упрощении конструкции и уменьшении габаритных размеров измерительной линии пожарного извещателя при сохранении равномерности потока аэрозоля, увеличении долговременной стабильности работы извещателя, а также в уменьшении потребления энергии, необходимой для зарядки аэрозольных частиц, при сохранении эффективности передачи объемного заряда, обеспечивающей высокую достоверность определения пожароопасной ситуации.

Указанный технический результат достигается тем, что электроиндукционный пожарный извещатель, содержащий измерительный усилитель, блок обработки информации, блок питания, высоковольтный импульсный генератор и измерительную линию, состоящую из побудителя расхода аэрозоля и полого газохода, содержащего зарядную камеру и измерительную камеру с индукционным электродом, причем зарядная камера включает в себя два металлических электрода, один из которых подключен к высоковольтному импульсному генератору, а второй - заземлен, отличается тем, что газоход выполнен из диэлектрического материала и имеет прямоугольное сечение, а электроды зарядной камеры, выполненной с возможностью реализации в ней барьерного разряда, являются плоскими и установлены на внешних сторонах верхней и нижней граней диэлектрического газохода один под другим.

В заявляемом извещателе сечение газохода выполнено прямоугольным, с возможностью нанесения на его верхнюю и нижнюю грани плоских электродов один под другим, при этом в качестве материала газохода используется диэлектрик. Такое исполнение газохода обеспечивает возникновение электрического поля барьерного разряда между электродами зарядной камеры. При этом грани газохода выполняют роль диэлектрических барьеров для электродов зарядной камеры, тем самым предотвращая возможность образования сквозного тока в межэлектродном пространстве, что в свою очередь отменяет необходимость применения схемы стабилизации тока. Преимуществами такой конструкции также являются отсутствие элементов, вносящих искажения в воздушный поток, и высокая скорость прокачки аэрозоля, обусловленная небольшой площадью сечения газохода. Таким образом, поток аэрозоля будет проходить через газоход быстро и равномерно, а расстояние от области зарядки частиц до области регистрации заряда сократится, тем самым габариты измерительной линии и всего извещателя уменьшатся.

Кроме того, предлагаемый электроиндукционный пожарный извещатель отличается долговременной стабильностью работы, поскольку в нем полностью отсутствует эффект деградации электродов. Электроды находятся за пределами области протекания разряда и поэтому не подвергаются тем воздействиям, которые неизбежны для электродов коронного разряда - коррозии и потере массы на острие коронирующего электрода, приводящим к увеличению радиуса острия иглы.

Помимо этого, длительность импульса высокого напряжения, требующегося для зажигания барьерного разряда, на порядок меньше, чем длительность импульса - для зажигания коронного разряда. Если применять ионизацию пакетом импульсов, то при одинаковой длительности пакета энергозатраты барьерного разряда в разы меньше энергозатрат коронного, при этом эффективность заряда частиц остается одинаковой.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемого электроиндукционного пожарного извещателя.

На фиг. 2 представлено конструктивное исполнение зарядной камеры газохода.

На фиг. 3 приведена упрощенная схема зарядной камеры, реализующей барьерный разряд.

Электроиндукционный пожарный извещатель (фиг. 1) состоит из высоковольтного импульсного генератора 1, измерительного усилителя 2, блока обработки информации 3, блока питания 4 и измерительной линии 5, включающей в себя полый газоход прямоугольного сечения 6 и побудитель расхода аэрозоля 7. Газоход 6 образован установленными последовательно зарядной камерой 8 и измерительной камерой 9 с индукционным электродом 10, выход которого подключен к входу измерительного усилителя 2.

Полый газоход прямоугольного сечения 6 (фиг. 2) выполняется из любого диэлектрического материала с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости (например, из поликора) и имеет верхнюю 11 и нижнюю 12 грани, расстояние между которыми выбирается в диапазоне от одного до нескольких миллиметров (не более 3 мм) для обеспечения оптимального режима энергопотребления.

Зарядная камера 8 (фиг. 2 и 3) включает в себя два плоских металлических электрода 13 и 14, нанесенных методом напыления или приклеиванием на внешние стороны верхней 11 и нижней 12 граней диэлектрического газохода 6 один под другим, причем один из электродов, например 14, подключен к высоковольтному импульсному генератору 1, а другой электрод, например 13, заземлен. При этом электроды 13 и 14 с внешней стороны покрываются изолирующим диэлектрическим материалом (не показан) для обеспечения дополнительной защиты электродов от износа. Такая конструкция зарядной камеры 8 обеспечивает реализацию барьерного разряда, необходимого для заряда частиц аэрозоля.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

При подведении к одному из электродов, например 14, импульсного высокого напряжения от генератора 1 в зарядной камере 8 газохода 6 возникает барьерный безыскровой электрический разряд. Исследуемый аэрозоль с постоянной скоростью прокачивается побудителем расхода 7 через газоход 6. Проходя через зарядную камеру 8, аэрозольные частицы заряжаются в поле барьерного разряда. В результате, в том объеме аэрозоля, который прошел через зарядную камеру 8 во время импульса барьерного разряда, частицы получают электрический заряд, и поток аэрозоля оказывается промодулированным по плотности объемного заряда. Попадая в измерительную камеру 9, заряженные аэрозольные частицы индуцируют на индукционном электроде 10 заряд, создающий на входной емкости измерительного усилителя 2 пропорциональное этому заряду напряжение, соответствующее концентрации частиц.

Как следует из вышеизложенного, достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции электроиндукционного пожарного извещателя, имеющего небольшие габаритные размеры, а также в снижении потребления энергии, необходимой для зарядки аэрозольных частиц, при сохранении равномерности потока аэрозоля и эффективности передачи объемного заряда, обеспечивающего высокую достоверность определения пожароопасной ситуации, становится возможным за счет конструкции зарядной камеры, создающей поле барьерного разряда.

Кроме того, простота и высокая технологичность конструкции газохода измерительной линии с интегрированной зарядной камерой предлагаемого устройства позволяют снизить затраты при изготовлении электроиндукционных пожарных извещателей.

Из открытых источников патентной и другой информации применение барьерного разряда для заряда аэрозольных частиц в пожарных извещателях электроиндукционного типа неизвестно.

Испытания опытного образца показали, что электроиндукционный пожарный извещатель, изготовленный в соответствии с предлагаемым техническим решением, позволяет производить измерения в широком диапазоне размеров частиц и обеспечивает обнаружение пожароопасной ситуации на ранних стадиях возникновения.

Источники информации

[1] Патент РФ №2459268, опубликован 20.08.2012 г. - прототип.

Авторы: Анцев И.Г., Голиков А.В., Петухов C.H., Хазанов В.А., Романов А.Е., Янченков М.Ю., Торопов Д.А., Есипов А.Л., Милов Р.В.

Электроиндукционный пожарный извещатель, содержащий измерительный усилитель, блок обработки информации, блок питания, высоковольтный импульсный генератор и измерительную линию, состоящую из побудителя расхода аэрозоля и полого газохода, содержащего зарядную камеру и измерительную камеру с индукционным электродом, причем зарядная камера включает в себя два металлических электрода, один из которых подключен к высоковольтному импульсному генератору, а второй - заземлен, отличающийся тем, что газоход выполнен из диэлектрического материала и имеет прямоугольное сечение, а электроды зарядной камеры, выполненной с возможностью реализации в ней барьерного разряда, являются плоскими и установлены на внешних сторонах верхней и нижней граней диэлектрического газохода один под другим.
ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННЫЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ
ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННЫЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ
ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННЫЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 39 items.
20.02.2013
№216.012.27d4

Чувствительный элемент для измерения физических величин на магнитостатических волнах

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения физических величин (температуры, давления, деформации). Технический результат: увеличение чувствительности, уменьшение вносимых потерь и увеличение диапазона рабочих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475716
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.280c

Устройство автоматического сопровождения цели по дальности

Изобретение может быть использовано в радиолокационных станциях измерения координат малоразмерных движущихся целей. Заявленное устройство содержит амплитудный детектор, первую и вторую цепи, состоящие из последовательно соединенных соответствующего временного селектора, доплеровского фильтра и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475772
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.351c

Дискриминатор для синхронизации по задержке в-частотного дискретно-кодированного сигнала

Изобретение относится к области радиотехники и связи, в частности к устройствам квазикогерентного приема дискретно-кодированных многочастотных радиосигналов, и может найти применение в информационных радиоканалах систем управления беспилотными летательными аппаратами, в частности в активных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479139
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.06.2013
№216.012.523d

Датчик на поверхностных акустических волнах для беспроводного пассивного измерения перемещений

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах мониторинга напряженно-деформированного состояния объектов. Техническим результатом является увеличение точности измерения перемещений в реальных условиях эксплуатации, связанных с воздействием факторов окружающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486646
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5250

Радиочастотное устройство идентификации на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах идентификации объектов. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих температур радиочастотного устройства идентификации на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Устройство идентификации на ПАВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486665
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.54db

Способ измерения деформации чувствительного элемента на поверхностных акустических волнах

Способ измерения деформации чувствительного элемента на ПАВ относится к области измерительной техники и может быть использован в приборостроении и машиностроении для измерения деформации. Способ состоит в излучении считывателем запросного радиосигнала, преобразовании встречно-штыревым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487326
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.07.2013
№216.012.5b04

Способ формирования запросного сигнала для датчика на пав с отражающими структурами

Использование: в приборостроении и машиностроении для измерения физических величин, а именно в способе формирования запросного сигнала для датчика на ПАВ с отражающими структурами. Сущность: способ формирования запросного сигнала для датчика на ПАВ с отражающими структурами состоит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488921
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5b08

Сверхширокополосная антенна

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к рупорно-полосковым антеннам с линейной поляризацией. Технический результат -уменьшение длины полоскового рупора при работе в широком диапазоне частот, а также расширение полосы частот согласования за счет конструктивного объединения для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488925
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.68be

Способ измерения влажности

Использование: для измерения влажности. Сущность заключатся в том, что на чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах и на эталонное устройство на поверхностных акустических волнах подается запросный сигнал, который преобразуется в чувствительном элементе на поверхностных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492461
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.7023

Чувствительный элемент для измерения температуры

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры. Чувствительный элемент для измерения температуры состоит из пьезоплаты 1, на поверхности которой сформированы не менее одного встречно-штыревого преобразователя 3 и не менее четырех отражающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494358
Дата охранного документа: 27.09.2013
Showing 1-10 of 40 items.
27.06.2013
№216.012.523d

Датчик на поверхностных акустических волнах для беспроводного пассивного измерения перемещений

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах мониторинга напряженно-деформированного состояния объектов. Техническим результатом является увеличение точности измерения перемещений в реальных условиях эксплуатации, связанных с воздействием факторов окружающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486646
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5250

Радиочастотное устройство идентификации на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах идентификации объектов. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих температур радиочастотного устройства идентификации на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Устройство идентификации на ПАВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486665
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.5b04

Способ формирования запросного сигнала для датчика на пав с отражающими структурами

Использование: в приборостроении и машиностроении для измерения физических величин, а именно в способе формирования запросного сигнала для датчика на ПАВ с отражающими структурами. Сущность: способ формирования запросного сигнала для датчика на ПАВ с отражающими структурами состоит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488921
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.09.2013
№216.012.7023

Чувствительный элемент для измерения температуры

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры. Чувствительный элемент для измерения температуры состоит из пьезоплаты 1, на поверхности которой сформированы не менее одного встречно-штыревого преобразователя 3 и не менее четырех отражающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494358
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.7b78

Устройство для усиления сверхширокополосного сигнала

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к сверхширокополосным устройствам. Техническим результатом является усиление сверхширокополосных сигналов при использовании стандартных методов узкополосной радиотехники. Устройство для усиления сверхширокополосного сигнала, содержащее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497270
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.11.2013
№216.012.8504

Самолет дальнего радиолокационного обнаружения корабельного базирования

Изобретение относится к области авиационной радиолокации. Самолет дальнего радиолокационного обнаружения корабельного базирования состоит из фюзеляжа, переднего крыла обратной стреловидности и заднего крыла нормальной стреловидности, расположенных в верхней части фюзеляжа и отклоненных вверх,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499730
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.10.2014
№216.012.fad1

Устройство приготовления поверочных газовых смесей

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может найти применение при разработке газоаналитических приборов. Устройство приготовления поверочных газовых смесей содержит смеситель газов, по меньшей мере, один канал для подвода целевого газа в смеситель газов, по меньшей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530055
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.11.2014
№216.013.08bb

Рефлекторная антенна френеля

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может быть использовано в радиолокационных станциях различного назначения, станциях радиосвязи, использующих два далеко разнесенных частотных диапазона, например сантиметровый и миллиметровый диапазоны волн....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533636
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.01.2015
№216.013.18b3

Чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах для измерения температуры

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры. Заявлен чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах для измерения температуры, состоящий из пластины из альфа-кварца, на поверхности которой сформированы не менее одного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537751
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.08.2015
№216.013.6b72

Питательный торфяной брикет для выращивания растений и способ его получения

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Смесь для формования питательных торфяных брикетов содержит, мас.%: дерново-подзолистую или суглинистую почву - 20-40, верховой торф - 50-60, измельченный низинный торф высокой степени разложения в качестве связующего - 10-15, компост, полученный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559064
Дата охранного документа: 10.08.2015
+ добавить свой РИД