Статьи

К списку статей

Оптимизация конструкции дымового датчика.

Начало статьи

Первая задача при конструировании оптической камеры — обеспечение минимального фонового сигнала на фотодиоде в условиях чистой среды. Отношение уровня сигнала фотодиода, при котором активизируется извещатель, к величине фонового сигнала определяет его помехозащищенность. В «ДИП-2» и «ДИП-3» с этой целью излучение фокусировалось в центральной части камеры дополнительными линзами. Боковые области камеры разбиты на части перегородками для обеспечения многократного переотражения и затухания сигнала светодиода на поверхностях черного до его попадания на фотодиод (рис. 8). Однако сплошная вертикальная боковая стенка не только создает препятствие для горизонтального воздушного потока, но и определяет значительное увеличение фонового сигнала при накоплении пыли за счет увеличения отражения излучения от стенок серого цвета. Этот процесс сначала сопровождается увеличением вероятности ложных сигналов «Пожар», а при отсутствии технического обслуживания фоновый сигнал может превысить порог и извещатель будет подтверждать режим «Пожар» даже после сброса.
Конструкция вертикально вентилируемой дымовой камеры
Рис. 8. Конструкция вертикально вентилируемой дымовой камеры
Конструкция горизонтальной оптической камеры
Горизонтально вентилируемая камера с боковым дымозаходом значительно эффективнее при горизонтальных воздушных потоках, но и здесь имеется масса проблем. Во-первых, должна быть защита от искусственных и естественных источников света. С этой целью по периметру камеры устанавливают вертикальные пластинки определенной формы, не допускающие прямого попадания света на фотодиод. На рис. 9 показана модель с использованием «Г»-образных пластинок: свет отражается несколько раз от черных поверхностей пластинок и значительно ослабляется. При накоплении пыли на поверхностях пластинок увеличивается коэффициент отражения и большая часть света проникает в оптическую камеру.
Модель оптической камеры с «Г»-образными пластинками
Рис. 9. Модель оптической камеры с «Г»-образными пластинками
Для повышения защиты от света иногда используют более сложные «Т»-образные пластинки (рис. 10), но такая конструкция значительно ухудшает вентилируемость из-за резкого изменения направления воздушного потока и уменьшения площади дымозахода.
Модель оптической камеры с «Т»-образными пластинками
Рис. 10. Модель оптической камеры с «Т»-образными пластинками
Во-вторых, необходимо обеспечить равномерное поступление воздушных потоков с различных направлений для исключения изменения чувствительности. Обычно часть дымозахода перекрывается светодиодом и фотодиодом, что определяет снижение воздушного потока с этих направлений. Данный эффект усиливается с уменьшением диаметра камеры, так как увеличивается часть ее периметра, препятствующая воздушному потоку.
В-третьих, остается проблема увеличения фонового сигнала при накоплении пыли на внутренних поверхностях камеры.
Конструкция оптической камеры адресно аналогового дымового извещателя
Рис. 11. Конструкция оптической камеры адресно аналогового дымового извещателя
Тщательная проработка конструкции оптической камеры позволяет если не исключить, то снизить до минимума проявление отрицательных эффектов. Например, на рис. 11 приведена конструкция камеры «Систем Сенсор», которая используется в большинстве адресно-аналоговых дымовых и комбинированных извещателей последних поколений. Основные характерные особенности:
  • сложная форма пластинок (рис. 12), расположенных по периметру камеры, обеспечивает более высокую степень защиты от внешнего света, по сравнению с пластинками с плоскими поверхностями;
  • плавные изгибы вертикальных пластинок не оказывают значительного сопротивления воздушным потокам;
  • внутрь дымовой камеры обращены заостренные края пластинок, и большая часть излучения светодиода попадает между пластинками, что максимально снижает уровень фонового сигнала;
  • изрезанность поверхности на дне и крышке камеры уменьшает, по сравнению с плоскими поверхностями, уровень отраженного сигнала, так как подсвечиваются только выступающие части;
  • значительное снижение площади внутренних поверхностей камеры, от которых отражается излучение в сторону фотодиода, определяет незначительное увеличение фонового сигнала при появлении пыли;
  • воздушные каналы, создаваемые удлиненными пластинками рядом с фотодиодом и светодиодом, практически полностью исключают зависимость от направления воздушного потока.
Фрагмент чертежа конструкции оптической камеры адресно-аналогового дымового извещателя
Рис. 12. Фрагмент чертежа конструкции оптической камеры адресно-аналогового дымового извещателя
Комплексная оптимизация конструкции дымового извещателя
В дымовых интеллектуальных извещателях «Систем Сенсор» неадресных «ПРОФИ» и адресных «Леонардо» реализован комплексный подход к оптимизации конструкции, при котором отдельные конструктивные элементы одновременно выполняют несколько функций.
Корпус извещателя имеет горизонтальный дымозаход, защищенный от насекомых сеткой, размещенной в крышке дымовой камеры (рис. 13). Абсолютно круглая в горизонтальной плоскости дымовая камера обеспечивает одинаково высокую чувствительность при поступлении дыма с любого направления (рис. 14). Сложная форма пластинок, расположенных по ее периметру, обеспечивает одновременно хорошую продуваемость и защиту от внешнего света. Незначительное аэродинамическое сопротивление определяет отсутствие снижения чувствительности при малых скоростях воздушного потока. Оптопара, расположенная на «втором этаже», чуть выше дымозахода, защищена от пыли, которая в основном скапливается на дне крышки дымовой камеры. Дымовая камера оптимизирована со специально разработанными для этих серий извещателей инфракрасными светодиодами и фотодиодами. Узкая диаграмма светодиода с двумя максимумами позволяет создать равномерно высокий уровень освещения в центральной части дымовой камеры, в секторе ±10° и снизить освещение боковых стенок камеры. Диаграмма направленности фотодиода также имеет ширину примерно ±10° с направлением максимума в центральную часть дымовой камеры (рис. 15). Таким образом, обеспечивается снижение фонового сигнала, принимаемого фотодиодом за счет переотражения от стенок камеры, и увеличение сигнала при появлении дыма. Повышение направленности оптопары эквивалентно увеличению отношения «сигнал - фон». Точная юстировка оптических осей при установке кристаллов светодиодов и фотодиодов определяет стабильность чувствительности извещателей. Свето- и фотодиод имеют SMD-исполнение и устанавливаются на плате одновременно с остальными электронными компонентами с обеспечением точной ориентации.
Конструкция извещателей серий «ПРОФИ» и «ЛЕОНАРДО» Конструкция дымовой камеры извещателей «ПРОФИ» и «Леонардо» (чертежи) Диаграммы направленности: а — светодиода; б — фотодиода
Рис. 13. Конструкция извещателей серий «ПРОФИ» и «ЛЕОНАРДО» Рис. 14 . Конструкция дымовой камеры извещателей «ПРОФИ» и «Леонардо» (чертежи) Рис. 15. Диаграммы направленности: а — светодиода; б — фотодиода
При изготовлении дымовой камеры по ее периметру со стороны печатной платы в ту же форму для обеспечения прочности соединения добавляется красный эластичный пластик (рис. 16). Этот слой обеспечивает герметизацию электронной схемы извещателя и ее влагозащиту. Чтобы не нарушать герметичность в месте установке индикаторов (кристаллы красного и зеленого светодиодов), сигнал передается через световод, установленный в корпусе дымовой камеры. На печатной плате хорошо видны круглые контактные площадки (рис. 17), которые используются для подключения игольчатых контактов при проведении компьютерного тестирования. В процессе тестирования осуществляется контроль элементов, статических и динамических характеристик устройства. Число контрольных точек на печатной плате определяет глубину тестирования извещателя в процессе изготовления.
Герметизация печатной платы Электроника дымового извещателя
Рис. 16. Герметизация печатной платы Рис. 17. Электроника извещателя
Большое внимание уделено защите от электромагнитного воздействия. Высокая степень интеграции и миниатюризация позволили выполнить практически все электрические соединения в одном слое печатной платы и использовать второй слой для экранировки. Точно так же заэкранирован фотодиод, а SMD-исполнение позволило до минимума сократить длину его выводов. Без экранировки входных цепей усилителя сигнала и выводов светодиода в реальных условиях невозможно избавиться от наводок от внешних электромагнитных помех и избежать ложных срабатываний без загрубления чувствительности извещателя. Отсутствие экранировки в извещателях определяет наличие ложных срабатываний в реальных условиях. Причем отсутствие ложных срабатываний при отсутствии экранировки, скорее всего, указывает на недопустимо низкий уровень чувствительности. Даже в обычном офисном или жилом здании может появляться значительный уровень электромагнитных помех от сотовой связи, офисных радиотелефонов, от включения и выключения различных силовых установок, от работы мобильных средств связи различных служб и т. д. При этом возможно как прямое детектирование электромагнитных сигналов на входных цепях усилителя сигнала фотодиода, так и наводки на другие электрические цепи извещателя и шлейфы сигнализации. Незначительное запыление дымовой камеры или уход порога срабатывания приводит к увеличению вероятности ложных срабатываний. Наличие ложных срабатываний следует классифицировать как неисправность системы пожарной сигнализации практически наравне со снижением чувствительности или отказом извещателя. В 2003 году для решения этой проблемы в нормативы было введено требование об увеличении минимального числа извещателей в помещении до 3-4 с формированием сигналов при одновременной активизации не менее 2 извещателей. Производители приемно-контрольных приборов были вынуждены ввести алгоритм перепроверки активизации извещателей, который только затрудняет идентификацию неисправного извещателя и приводит к более позднему оповещению о пожаре. Однако использование оптимальной конструкции извещателя со стабилизацией и контролем чувствительности обеспечивает возможность использования нескольких фиксированных уровней чувствительности, например 0,08, 0,12 и 0,16 дБ/м, без риска выхода за пределы допустимого диапазона 0,05-0,2 дБ/м и ложных срабатываний даже на верхнем уровне чувствительности.

Дымовые пожарные извещатели

Внешний вид ИПД 3.1М Внешний вид ИПД 3.1М
ИПД 3.1М
245

Производитель Артон
Внешний вид ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5 Внешний вид ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5
ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5
8 980

Производитель Полисервис
Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-80) Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-80)
ИПДЛ-52 СМД (8-80)
12 180

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-100) Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-100)
ИПДЛ-52 СМД (8-100)
14 028

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Внешний вид ДИП-3СУ Внешний вид ДИП-3СУ
ДИП-3СУ
215

Производитель Ирсэт
Внешний вид ДИП-141 Внешний вид ДИП-141
ДИП-141
231

Производитель Рубеж
Внешний вид ИП-212-90 Один дома-2 Внешний вид ИП-212-90 Один дома-2
Дымовой пожарный извещатель с системой самотестирования
278

Производитель Юнитест
Внешний вид ИПД 3.4 Внешний вид ИПД 3.4
ИПД 3.4
393

Производитель Артон
Внешний вид Артон-ДЛ Внешний вид Артон-ДЛ
Артон-ДЛ
2 600

Производитель Артон
Внешний вид ИПДЛ-52 М (8-80) Внешний вид ИПДЛ-52 М (8-80)
ИПДЛ-52 М (8-80)
12 180

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Найдено товаров: 167
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ