установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта

Формула изобретения

1. Установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта, содержащая приемно-контрольный прибор, содержащий формирователь сигналов тревоги и источник тока, соединенный через селектор тока и двухпроводную цепь электропитания с питающим входом пожарного извещателя, содержащего последовательно соединенные датчик пожара, усилитель и триггер, соединенные по питающему напряжению через стабилизатор напряжения с питающим входом пожарного извещателя, отличающаяся тем, что приемно-контрольный прибор дополнительно содержит электронный ключ, генератор опросных сигналов пожарного извещателя, делитель частоты и двоичный счетчик, а пожарный извещатель - селектор опросных сигналов, соединенный по входу с питающим входом пожарного извещателя, а по выходу - с вторым входом триггера пожарного извещателя, причем электронный ключ приемно-контрольного прибора установлен на входе цепи электропитания и соединен по сигнальному входу с первым выходом селектора тока, второй выход которого через двоичный счетчик соединен с сигнальным входом формирователя сигналов тревоги и блокирующим входом генератора опросных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа непосредственно и через делитель частоты с входом сброса двоичного счетчика.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что генератор опросных сигналов пожарного извещателя выполнен в виде блокинг-генератора или мультивибратора с длительностью и периодом следования импульсов соответственно 15-20 мс и 0,8÷1,2 с.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что селектор опросных сигналов выполнен в виде высокочастотного фильтра.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что формирователь сигналов тревоги выполнен в виде электронного реле включения световой и звуковой сигнализации.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что датчик пожара содержит измеритель температуры и измеритель прозрачности воздушной среды в охраняемом помещении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике охранно-пожарной сигнализации.

Известна установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта (RU 2004102761, кл. G08В 17/10, 2005), которая содержит пожарный приемно-контрольный прибор, в состав которого входят блок питания, блок индикации, сигнализации, контроля и управления, а также пожарные извещатели, в состав каждого из них входят датчик дыма, тепловой датчик. При этом в пожарный приемно-контрольный прибор введены первый микропроцессор с согласующими устройствами, блок управления коммутаторами, первый, второй транзисторы типа р-n-р, третий, четвертый транзисторы типа n-р-n и первый резистор, первые выходы первого микропроцессора соединены с блоком индикации, сигнализации, контроля и управления, вторые выходы первого микропроцессора соединены с входами блока управления коммутаторами, четыре выхода которого подключены к базам первого-четвертого транзисторов, к эммитерам первого и второго транзисторов подключено опорное напряжение из блока питания, коллекторы первого и четвертого транзисторов подсоединены к первому проводу двухпроводной линии, а коллекторы второго и третьего транзисторов подсоединены к второму проводу двухпроводной линии, эммитеры третьего и четвертого транзисторов подключены к первому резистору и входу первого микропроцессора, пожарные извещатели подключены к двухпроводной линии, в каждый пожарный извещатель введены второй микропроцессор с согласующими устройствами, охранные датчики с нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами, выходы датчика дыма, теплового датчика и охранных датчиков связаны с вторым микропроцессором, выпрямитель, блок стабилизированного напряжения, пятый и шестой транзисторы типа n-р-n, входы выпрямителя подсоединены к двухпроводной линии, выход положительной полярности выпрямителя подключен к блоку стабилизированного напряжения и через светодиод к коллектору шестого транзистора, выход отрицательной полярности выпрямителя подключен к эммитеру пятого транзистора и к блоку стабилизированного напряжения непосредственно, а к эммитеру шестого транзистора - через второй резистор, база пятого транзистора соединена с первым проводом двухпроводной линии, база шестого транзистора соединена с выходом второго микропроцессора, стабилизированное напряжение через третий резистор подключено к коллектору пятого транзистора и отдельному входу второго микропроцессора, нагрузка, которая состоит из четвертого резистора и диода, подключена к двухпроводной линии.

Недостатком известной установки является сложность конструкции и относительная дороговизна, обусловленные использованием микропроцессорной техники. Кроме того, в данной установке не предусмотрено дополнительных мер по защите от ложных срабатываний и помех при обмене информацией между приемно-контрольным прибором и извещателем.

Известна установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта (Александров Ю.С. Пожарная безопасность вагонов. М.: Транспорт, 1988, с.23), содержащая приемно-контрольный прибор, содержащий источник тока, соединенный через селектор тока с формирователем сигналов тревоги и дополнительно через двухпроводную цепь электропитания с питающим входом пожарного извещателя, содержащего последовательно соединенные датчик пожара, усилитель и триггер, соединенные по питающему напряжению через стабилизатор напряжения с питающим входом пожарного извещателя.

Недостатком известной установки является недостаточная помехоустойчивость, обусловленная высоким уровнем электромагнитных помех в железнодорожном транспорте.

В основу настоящего изобретения поставлена задача устранения недостатков прототипа и достижение технического результата, заключающегося в повышении помехоустойчивости установок пожарной сигнализации на железнодорожном транспорте.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата достигается тем, что установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта, содержащая приемно-контрольный прибор, содержащий формирователь сигналов тревоги и источник тока, соединенный через селектор тока и двухпроводную цепь электропитания с питающим входом пожарного извещателя, содержащего последовательно соединенные датчик пожара, усилитель и триггер, соединенные по питающему напряжению через стабилизатор напряжения с питающим входом пожарного извещателя, согласно изобретению приемно-контрольный прибор дополнительно содержит электронный ключ, генератор опросных сигналов пожарного извещателя, делитель частоты и двоичный счетчик, а пожарный извещатель - селектор опросных сигналов, соединенный по входу с питающим входом пожарного извещателя, а по выходу - с вторым входом триггера пожарного извещателя, причем электронный ключ приемно-контрольного прибора установлен на входе цепи электропитания и соединен по сигнальному входу с первым выходом селектора тока, второй выход которого через счетчик опросных сигналов соединен с сигнальным входом формирователя сигналов тревоги и блокирующим входом генератора опросных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа непосредственно и через делитель частоты с входом сброса счетчика опросных сигналов.

При этом генератор опросных сигналов пожарного извещателя выполнен в виде блокинг-генератора или мультивибратора с длительностью и периодом следования импульсов соответственно 15-20 мс и 0.8-1.2 с. Селектор опросных сигналов выполнен в виде высокочастотного фильтра. Формирователь сигналов тревоги выполнен в виде электронного реле включения световой и звуковой сигнализации. Датчик пожара содержит измеритель температуры и измеритель прозрачности воздушной среды в охраняемом помещении.

Введение в приемно-контрольный прибор электронного ключа, генератора опросных сигналов пожарного извещателя, делителя частоты и двоичного счетчика, а в пожарный извещатель - селектора опросных сигналов, соединенного по входу с питающим входом пожарного извещателя, а по выходу - с вторым входом триггера пожарного извещателя, причем электронный ключ приемно-контрольного прибора установлен на входе цепи электропитания и соединен по сигнальному входу с первым выходом селектора тока, второй выход которого через счетчик опросных сигналов соединен с сигнальным входом формирователя сигналов тревоги и блокирующим входом генератора опросных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа непосредственно и через делитель частоты с входом сброса счетчика опросных сигналов, позволяет автоматически проверять наличие ложных срабатываний установки пожарной сигнализации и тем самым повысить помехоустойчивость установок пожарной сигнализации на железнодорожном транспорте.

На фиг.1 представлена функциональная схема установки пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта.

Установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта содержит приемно-контрольный прибор 1 и пожарный извещатель 2, соединенные между собой двухпроводной цепью 11 электропитания. Приемно-контрольный прибор 1 содержит источник 3 тока, селектор 4 тока, электронный ключ 5, генератор 6 опросных сигналов пожарного извещателя, делитель 7 частоты, двоичный счетчик 8 и формирователь 9 сигналов тревоги, соединенный с сигнальным выходом прибора 1, второй «питающий» выход которого соединен через электронный ключ 5 и селектор 4 тока с выходом источника 3 тока. Сигнальный выход селектора 4 тока соединен со счетным входом счетчика 8, второй вход «сброса» которого соединен с выходом делителя 7, а выход - с сигнальным входом формирователя 9 и блокирующим входом генератора 6. Выход генератора 6 соединен с сигнальным входом делителя 7 и управляющим входом электронного ключа 5, выход которого через двухпроводную цепь 11 электропитания соединен с питающим входом пожарного извещателя 2. Извещатель 2 содержит стабилизатор 10 напряжения и селектор 15 опросных сигналов, соединенные по входу с питающим входом извещателя 2, а также - последовательно соединенные датчик 12 пожара, усилитель 13 и триггер 14, соединенные по питающему напряжению с выходом стабилизатора 10. Второй вход «сброса» триггера 14 соединен с выходом селектора 15. При этом источник тока 3 выполнен в виде стабилизатора напряжения, соединенного с бортовой сетью железнодорожного вагона. Генератор 6 опросных сигналов пожарного извещателя выполнен в виде блокинг-генератора или мультивибратора с длительностью и периодом следования импульсов соответственно 15-20 мс и 0.8-1.2 с. Селектор 15 опросных сигналов выполнен в виде высокочастотного фильтра с полосой пропускания (АЧХ_{фильтра}), соответствующей АЧХ импульсов длительностью =15-20 мс. Период следования импульсов соответственно 0.8-1.2 с выбран из условия среднего времени существования электромагнитных помех в железнодорожных вагонах. Формирователь 9 сигналов тревоги выполнен в виде электронного реле включения световой и звуковой сигнализации. Датчик 12 пожара содержит измеритель температуры и измеритель прозрачности воздушной среды в охраняемом помещении, соединенные через пороговое устройство с входом усилителя 13.

Работа установки пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта состоит в следующем. Генератор 6 импульсов вырабатывает импульсы опроса длительностью =15-20 мс с периодом следования Т=0.8-1.2 с (фиг.2), которые подаются на вход делителя 7. Импульсы опроса, поступающие на управляющий вход ключа 5, коммутируют напряжение питания в цепи 11 электропитания. При этом отключение питания ключом 5 в цепи 11 на время =15-20 мс приводит к модуляции питающего напряжения опросными импульсами (уменьшению до нуля потребляемого тока от источника 3 приемно-контрольного прибора 1, а подключение питания равно току (I_пот) потребления пожарного извещателя 2). Модулирующие импульсы опроса выделяются селектором 15 и подаются на вход сброса триггера 13, поддерживая его в закрытом состоянии. Поскольку амплитуда модулирующих импульсов не превышает значения I_пот, то с выхода селектора 4 тока модулирующий сигнал на счетный вход счетчика 8 не поступает. Одновременно на вход сброса счетчика 8 подаются импульсы с делителя частоты 7. Период следования импульсов сброса Т_сб =N×T, где Т - период следования импульсов опроса, а N - коэффициент деления частоты делителя 7. При этом счетчик 8 указанными импульсами сброса поддерживается в «нулевом» состоянии, при котором напряжение на его выходе равно нулю. Формирователь 9 закрыт и на его табло высвечивается соответствующая информация о пожарной безопасности железнодорожного вагона.

При появлении в момент t₁ сигнала помехи (фиг.2), например, при случайном изменении проницаемости воздушной среды в вагоне, не связанной с пожаром, срабатывает датчик 12. Возникший при этом ложный сигнал «пожара» с выхода датчика 12 через усилитель 13 подается на единичный вход триггера 14, который переводится из закрытого положения в открытое. При этом резко возрастает ток (фиг.2), протекающий по пути «источник 3 тока - селектор 4 тока - ключ 5 - цепь 11 - триггер 14». Селектор 4 приемно-контрольного прибора 1 тока вырабатывает импульсный сигнал, пропорциональный скачку тока (фиг.2), который подается на счетчик 8. На счетчике 8 записывается первый импульс в двоичном коде 001. Одновременно скачок тока выделяет селектор 15 пожарного извещателя 2 и триггер 14 переводится в закрытое состояние. Однако наличие на его единичном входе сигнала помехи (фиг.2) снова возвращает триггер 4 в открытое состояние. При поступлении очередного опросного импульса (фиг.2) процесс повторяется. В момент t₂ действие помехи заканчивается. Очередной импульс опроса с генератора 6 через делитель 7 частоты переведет счетчик 8 в исходное нулевое состояние. Поскольку число сосчитанных счетчиком 8 входных импульсов не достигло порогового значения N_сч<N _пор, то на выходе этого счетчика сигнал отсутствует и сигнал тревоги «пожар» формирователем 9 по помехе (фиг.2) не вырабатывается.

В момент t₃ (фиг.2) появляется сигнал пожара. При его появлении датчик 12 через усилитель 13 переводит триггер 14 в открытое положение. Резко увеличивается потребление тока (фиг.2), срабатывает селектор 4 тока и счетчик 8 начинает подсчитывать количество опросных импульсов (фиг.2), поступивших на его вход и вход триггера 14, сбрасывающего сигнал тревоги с извещателя 2. Поскольку сигнал пожара в отличие от сигнала помехи носит не временный, а постоянный характер, то количество записанных импульсов на счетчик 8 достигнет своего предельного значения N_сч = N_пор . При подсчете счетчиком 8 N импульсов на выходе счетчика 8 появляется постоянный сигнал. Этот сигнал поступает на вход формирователя 9 на вход блокировки сигналов генератора 6 импульсов опроса. В момент t₃ (фиг.2) генератор 6 сигналом со счетчика 8 останавливается, импульсы опроса не вырабатываются. При этом состояние «пожар» извещателя 2 тоже фиксируется. Формирователь 9 вырабатывает соответствующий сигнал на включение световой и звуковой сигнализации. Из рассмотренного видно, что чем больше коэффициент деления делителя 7 частоты, тем выше вероятность правильного обнаружения сигнала «пожар» на фоне помех. Экспериментальные испытания на пассажирских вагонах производства Тверского вагоностроительного завода показали, что рациональное значение коэффициента деления частоты генератора опросных сигналов находится в диапазоне N _пор=3-5. Нижний предел N_пор=3 обеспечивает вероятность правильного обнаружения пожара на фоне помех не менее 0.7. Увеличение числа N_пор более 5, хотя и приводит к дальнейшему увеличению указанной вероятности, однако может привести к несвоевременному принятию мер для ликвидации очага пожара.

Изобретение разработано на уровне экспериментального образца. Проведено его успешное испытание. Испытания показали существенное (не менее чем на 30%) повышение помехоустойчивости установок пожарной сигнализации на железнодорожном транспорте по сравнению с промышленными установками пожарной сигнализации. При этом также обеспечивается автоматическая проверка ложных тревог. В прототипе и в других существующих установках пожарной сигнализации такая проверка осуществляется вручную путем отключения и повторного включения сетевого питания от установки машинистом электропоезда.