тепловой пожарный извещатель

Формула изобретения

Тепловой пожарный извещатель, который содержит светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с катодом светодиодного индикатора и первыми выводами второго и третьего конденсаторов, база первого транзистора подключена через последовательно соединенные второй резистор и тепловой элемент к аноду светодиодного индикатора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а через четвертый резистор - с первым выводом второго конденсатора, а база второго транзистора подключена ко второму выводу первого конденсатора и к первому выводу пятого резистора, второй вывод которого соединен с катодом первого диода и эмиттером второго транзистора, коллектор которого через шестой резистор подключен к аноду светодиодного индикатора, а через второй диод - со вторым выводом третьего конденсатора, отличающийся тем, что база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер которого через седьмой резистор соединен со второй входной клеммой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пожарной сигнализации и может быть использовано в системах пожарной сигнализации для выявления увеличения температуры окружающей среды выше установленного предельного значения.

Известный тепловой пожарный извещатель (Извещатель пожарный тепловой максимальный "ИП101-1А", ТУ 4371-035-11858298-06, САПО.425212.003РЭ, http://www.arsenal-sib.ru/ip/) имеет тепловой сенсор, две клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, светодиодный индикатор, три конденсатора, два транзистора, шесть резисторов и два диода.

Кроме этого, этот извещатель содержит еще два диода, два транзистора и стабилитрон.

Недостатком известного извещателя является то, что он при большом количестве примененных элементов не обеспечивает фиксацию состояния "ПОЖАР" в шлейфах со знакопеременным формированием напряжения. При срабатывании теплового элемента извещатель увеличивает потребление тока как в прямом, так и в обратном направлениях. Поэтому приемно-контрольное устройство со знакопеременным формированием напряжения в шлейфе пожарной сигнализации такое изменение состояния шлейфа будет фиксировать не как "ПОЖАР", а как "НЕИСПРАВНОСТЬ", а для устранения этого недостатка при подключении извещателя к такому шлейфу пожарной сигнализации надо использовать еще один внешний диод.

Известный тепловой пожарный извещатель (Извещатель пожарный тепловой максимальный Феникс-1, ИП "Алай-103.1" - 62, ИЦМГ.425212.003ПС, ТУ У 19127306.029 - 99, www.alay.com.ua) содержит светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, первый вывод теплового сенсора через второй резистор подключен к базе первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а через третий резистор - с первым выводом второго конденсатора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу четвертого резистора, база второго транзистора через пятый резистор подключена к эмиттеру этого транзистора, коллектор которого подключен к первому выводу шестого резистора.

Кроме этого, этот извещатель содержит еще третий транзистор, второй и третий диоды, четвертый конденсатор, стабилитрон и седьмой резистор. Катод второго диода соединен с анодом третьего диода и катодами стабилитрона и первого диода, а коллектор первого транзистора через четвертый резистор подключен к базе второго транзистора и первого вывода пятого резистора. Катод светодиодного индикатора подключен к аноду стабилитрона и коллектору первого транзистора, а катод третьего диода соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого подключен к второму выводу третьего конденсатора. К эмиттеру первого транзистора подключен анод второго диода, и вторые выводы первого конденсатора и теплового сенсора, первый вывод которого соединен со вторым выводом третьего резистора. База третьего транзистора соединена с первыми выводами седьмого резистора и четвертого конденсатора, вторые выводы которых соединены между собой и подключены к второму выводу шестого резистора и эмиттера третьего транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора.

Недостатком такого извещателя является значительное количество примененных элементов. Для сохранения состояния пожара в шлейфе со знакопеременным напряжением питания емкость третьего конденсатора должна быть значительной, чтобы обеспечить необходимую величину тока базы первого транзистора во время провалов напряжения питания.

Применение электролитического конденсатора для этой цели значительно увеличивает габаритные размеры извещателя, но не обеспечивает температурную стабильность времени сохранения состояния пожара.

Наиболее близким к предложенному изобретению является выбранный в качестве прототипа тепловой пожарный извещатель (патент Украины на изобретение № 78376 "Тепловий пожежний сповiщувач", опубл. в бюл. № 3, 15.03.2007),который содержит светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, база первого транзистора подключена через последовательно соединенные второй резистор и тепловой элемент к аноду светодиодного индикатора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а через четвертый резистор - с первым выводом второго конденсатора, а база второго транзистора подключена ко второму выводу первого конденсатора и первого вывода пятого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого через шестой резистор подключен к аноду светодиодного индикатора, а через второй диод - с вторым выводом третьего конденсатора. Эмиттер первого транзистора соединен со второй входной клеммой, а коллектор через седьмой резистор - с базой второго транзистора.

Недостатком такого извещателя является низкая температурная стабильность времени сохранения состояния пожара.

В основу изобретения поставлена задача - увеличение температурной стабильности времени сохранения состояния пожара при сохранении всех функций теплового извещателя согласно требованиям нормативных документов, например, ДСТУ EN54-5: 2003 и НПБ 85-2000.

Поставленная задача решается тем, что тепловой пожарный извещатель, который содержит светодиодный индикатор, анод которого через первый резистор соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом первого диода, анод которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с катодом светодиодного индикатора и первыми выводами второго и третьего конденсаторов, база первого транзистора подключена через последовательно соединенные второй резистор и тепловой элемент к аноду светодиодного индикатора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, которая соединена со вторым выводом второго конденсатора, а через четвертый резистор - с первым выводом второго конденсатора, а база второго транзистора подключена ко второму выводу первого конденсатора и первого вывода пятого резистора, второй вывод которого соединен с катодом первого диода и эмиттером второго транзистора, коллектор которого через шестой резистор подключен к аноду светодиодного индикатора, а через второй диод - со вторым выводом третьего конденсатора, отличается тем, что база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер которого через седьмой резистор соединен со второй входной клеммой.

В предложенном тепловом пожарном извещателе за счет применения других связей между первым и вторым транзисторами, а также седьмым резистором обеспечивается увеличение входного сопротивления каскада на первом транзисторе, что в свою очередь разрешает применять в качестве третьего конденсатора конденсатор меньшей емкости со стабильно малыми температурными зависимостями.

На чертеже представлена блок-схема теплового пожарного извещателя. Тепловой пожарный извещатель (см. чертеж) содержит светодиодный индикатор 1, анод которого через первый резистор 2 подключен к первому выводу первого конденсатора 3 и катоду первого диода 4, анод которого соединен с первой входной клеммой 5. Вторая входная клемма 6 подключена к первым выводам второго и третьего конденсаторов 7 и 8, база первого транзистора 9 соединена со вторым выводом второго конденсатора 7 и первым выводом второго резистора 10, второй вывод которого подключен к первому выводу теплового сенсора 11. Второй вывод теплового сенсора 11 соединен с анодом светодиодного индикатора 1. Второй вывод третьего конденсатора 8 подключен к первому выводу третьего резистора 12, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора 9. База первого транзистора 9 также соединена с вторым выводом второго конденсатора 7, а через четвертый резистор 13 - с первым выводом второго конденсатора 7. Эмиттер второго транзистора 14 соединен с катодом первого диода 4 и первым выводом пятого резистора 15, второй вывод которого подключен к базе второго транзистора 14 и второго вывода первого конденсатора 3. Коллектор второго транзистора 14 соединен с первым выводом шестого резистора 16 и анодом второго диода 17, катод которого подключен ко второму выводу третьего конденсатора 8. Ко второй клемме 6 подключен первый вывод седьмого резистора 18, второй вывод которого подключен к эмиттеру первого транзистора 9, коллектор которого соединен с базой второго транзистора 14.

Тепловой пожарный извещатель работает таким образом. Если температура окружающей среды ниже предельной температуры теплового сенсора 11, то его сопротивление значительное - несколько МОм. После подачи напряжения питания на входные клеммы 5 и 6, благодаря отсутствию заряда на всех трех конденсаторах 3, 7 и 8, оба транзистора 9 и 14 остаются закрытыми. Первый диод 4 осуществляет защиту других элементов теплового пожарного извещателя при ошибочном подключении полярности напряжения питания. В нормальном состоянии через диод 4 и светодиодный индикатор 1 будет проходить ток, ограниченный значением сопротивления первого резистора 2. Это значение не превышает 50 мкА, поэтому светодиодный индикатор 1 выполняет роль ограничителя напряжения на уровне (1,5-2) В, практически не излучая красный свет. Ток потребления тепловым извещателем в дежурном режиме работы не будет превышать указанное значение, потому что обратные токи транзисторов 9 и 14 значительно меньше указанной величины в диапазоне рабочего напряжения (от 10 до 30 В) шлейфа пожарной сигнализации, который подключен к входным клеммам 5 и 6. В дежурном режиме работы, когда падение напряжения на третьем конденсаторе 8 составляет (1,2-1,5) В, делитель напряжения, созданный третьим и четвертым резисторами 12 и 13, не позволяет первому транзистору 9 быть открытым. Возможный незначительный ток коллектора первого транзистора 9 не создает на пятом резисторе 15 напряжения, достаточного для открытия второго транзистора 14.

При достижении температуры окружающей среды предельного значения тепловой сенсор 11 резко изменяет свое сопротивление до значений в несколько десятков Ом. Потенциал на базе первого транзистора 9 скачком повышается до потенциала на аноде светодиодного индикатора 1. Через седьмой резистор 18 протекает ток, достаточной величины для открытия второго транзистора 14. После его переключения значительная часть тока его коллектора будет протекать через шестой резистор 16. Значение сопротивления этого резистора выбирается достаточным для нормальной работы светодиодного индикатора 1, который в состоянии "ПОЖАР" должен обеспечивать надлежащий уровень яркости. Кроме того, значением сопротивления шестого резистора 16 в состоянии "ПОЖАР" обеспечиваются необходимые условия формирования извещения о пожаре в шлейфе пожарной сигнализации. Потенциал на коллекторе второго транзистора 14 относительно второй входной клеммы 6 будет в несколько раз превышать падение напряжения на седьмом резисторе 18, поэтому через второй диод 17 потечет ток, что обеспечит накопление заряда на третьем конденсаторе 8, а также увеличение базового тока первого транзистора 9 через третий резистор 12. Потенциал базы первого транзистора 9 увеличится так, что ток коллектора этого транзистора 9 будет достаточным для сохранения состояния "ПОЖАР" даже при восстановлении высокоимедансного состояния тепловым сенсором 11. Таким образом, обеспечивается сохранение состояния "ПОЖАР" тепловым извещателем даже при снижении температуры окружающей среды до нормальной. Кроме того, за счет накопленного заряда на третьем конденсаторе 8 обеспечивается сохранения состояния "ПОЖАР" при наличии импульсов обратного напряжения на шлейфе пожарной сигнализации заданной скважности. Но отсутствие напряжения питания необходимой полярности на протяжении нескольких секунд при восстановлении высокоимедансного состояния теплового сенсора 11 возвращает тепловой извещатель в начальное состояние дежурного режима работы. Если температура среды возвращается к нормальному состоянию, тепловой сенсор 11 возобновляет свое состояние, а значить его сопротивление значительно увеличивается. Таким требованиям отвечают терморезистор ТРП68-01И2 ТУ 6190-003-42187449-2001 и реле температурное РТ-1-3 КТУ 4218-001-42187449-2001.

За счет ограничения напряжения, которое прикладывается к тепловому сенсору 11, обеспечивается стабильная работа извещателя в широком диапазоне напряжений питания шлейфа пожарной сигнализации. Кроме того, благодаря ограничению напряжения на тепловом сенсоре 11 достигается стабильность температуры сработки извещателя при применении в качестве теплового сенсора 11 терморезистора ТРП68-01И2. За счет применения второго диода 17, третьего конденсатора 8 и третьего резистора 12, а также их связей с другими элементами схемы обеспечивается нормальная работа теплового извещателя в шлейфах со знакопеременным формированием напряжения. Кроме того, за счет применения других связей между первым и вторым транзисторами 9 и 14, а также седьмым резистором 18 обеспечивается увеличение входного сопротивления каскада на первом транзисторе 9, что в свою очередь разрешает применять в качестве третьего конденсатора 8 конденсатор меньшей емкости со стабильно малыми температурными зависимостями.