Элементная схема оптоэлектронного извещателя
Сибирская Государственная Геодезическая Академия
Курсовая работа
По предмету: Оптоэлектронные системы
Тема: Оптоэлектронный извещатель дыма
Выполнил: Зюков А.
Проверил: Поллер Борис Викторович
Новосибирск 2004
Содержание
Введение
Классификация типов пожарных извещателей
Характеристика особенностей распространения сигнала в атмосфере
Расчет
Элементная схема оптоэлектронного извещателя
Нормы и требования
Список использованной литературы
Введение
История развития средств защиты от пожара это отдельная и очень интересная тема. Так, одна из первых автоматических систем водного пожаротушения появилась в Англии еще в начале 19 века. Система состояла из резервуара с водой, клапана, который запирал резервуар, сети труб «в дырочку», через которые вода разбрызгивалась в помещении, а также из «автоматического пускателя». Последний представлял собой веревку, привязанную одним концом к грузу, а другим к полу. При сгорании веревки груз падал и своим весом открывал клапан, запирающий воду в резервуаре, и, тем самым, обеспечивал подачу ее в трубы. Такое устройство «автоматического пускателя» было характерно для того периода времени и использовалось, в том числе и для подачи сигналов оповещения (груз при сгорании веревки, например, падал на взрывное устройство).
Первые пожарные датчики также были разработаны в 19 веке и основывались на определении температуры, т.е. по существующей классификации являлись тепловыми пожарными извещателями (ПИ). Работали они на основе изменения под действием температуры формы или объема материала (жидкости или пружины). Так одним из первых ПИ было устройство на основе металлической скрученной полосы, которая под действием высокой температуры разматывалась и замыкала контакты электрической цепи. Это пример первого максимального (с фиксированным порогом) теплового ПИ. Примером одного из первых дифференциальных (реагирующего на скорость изменения температуры) ПИ может служить датчик, состоящий из массивной цинковой рамы и тонкой цинковой пластины. При медленном повышении температуры увеличение размеров рамы и пластинки происходят одновременно. Но при быстром повышении температуры размер пластинки увеличивается быстрее, поскольку рама имеет большую теплоемкость. При этом замыкается контакт электрической цепи - ПИ сработал.
Дымовые пожарные извещатели.
Оптоэлектронный извещатель имеет встроенные импульсный ИК-излучатель и… Линейные дымовые извещатели состоят из двух конструктивных частей - источника и приемника ИК-излучения. Их принцип…Рис. 1
На графике отчетливо видно сильное затухание сигнала в атмосфере для длин волн около 1400 нм. Обратим внимание на частный характер графика, чтобы не было искушения приведенные результаты переносить на другие атмосферные условия в других регионах, т.к. результаты будут существенно различаться.
Затухание ИК сигнала включает в себя аэрозольное затухание, т.е. на мельчайших капельках влаги, находящейся в воздухе, и резонансное поглощение на молекулах различных газов, входящих в состав атмосферы (О2, О3, СО, СН4, N2O, CO2, H2O и др.). На резонансное поглощение особенно сильное влияние оказывают параметры спектра излучения, такие как ширина, структура и количество мод излучения и т.д. Расчеты резонансного поглощения производятся «линия к линии» (line by line) с учетом огромной базы данных по спектральным характеристикам атмосферы.
Расчет
Дано:
Склад древесины 300*500 метров
Очаг пожара 30*10 метров
Затухание оптического сигнала в дыме 0.2dB на метр
Длинна волны оптического сигнала 0.99 мкм
Предельная чувствительность приемника 10-8Вт
Sm = МДВ =от 0.5 до 5 км
Отношение сигнал/сигнал для уверенной работы системы 1:10
Найдем сторону b: b=a*tgβ=500* 0,2678=133.9 (м)
Найдем площадь рассеяния: Sр=π*r2 = 3.14* 17929.21=56326 м2
Площадь приёмника приму равной 0,01м2
E=
;
P- мощность излучателя в ватах(приму равной 200Вт)
Мощность, падающая на приемник: Eпр=
; E=
(Вт)
Мощность, падающая на приемник с учетом минимальной Sm МДВ
При минимальной данной Sm (0,5км) коэффициент затухания равен 3.91
E=
(Вт)
Площадь очага возгорания 30*10=300м2
Радиус очага возгорания r =
м
Диаметр очага возгорания 19,54м
Затухание сигнала при прохождении через дым 0,2(dB/м)*15(м)=3(dB)
Переведем получившиеся затухания в dB
Затухание сигнала без учета МДВ=-67,506dB
Затухание сигнала с учетом МДВ= -73,428dB
Затухание сигнала с учетом МДВ и поглощением сигнала
в дыме=-77,328dB
Таким образом, сигнал, поступающий с приемника излучения со стороны аi, измеряется и сравнивается с сигналом приемника bj, при однородной (линейной) атмосфере величина сигнала на противолежащих приемниках будет одинакова.
С учетом особенности расположения излучателей локальный источник дыма не может перекрыть сразу три луча.
Решение о возникновении пожара принимается после сравнения сигналов поступающих с приемников, если величина сигнала на приемнике (или группе) отличается от сигнала на приёмнике с противоположной стороны более чем на 3dB в течении 10 сек.
Расположение очага возгорания определяется по теневому следу от столба дыма, по количеству затененных приемников определяется зона возгорания.
Элементная схема оптоэлектронного извещателя
1. ИК источник.
2. Группа принимающих элементов.
3. Линии связи.
4. Блок обработки сигналов.
5. Аварийный блок питания.
Также считаю необходимым оснастить извещатель системой самотестирования и индикатором неисправного состояния системы, для принятия надлежащих мер.