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 первыми выводами второго и третьего конденсаторов, а также эмиттером первого транзистора, база которого соединена со вторым выводом второго конденсатора, а через второй резистор - с первым выводом теплового сенсора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, а коллектор первого транзистора через четвертый резистор подключен к базе второго транзистора и первого вывода пятого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого подключен к первому выводу шестого резистора, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй диод и седьмой резистор, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора, и вторым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с катодом второго диода, анод второго диода соединен с коллектором второго транзистора, база которого подключена к второму выводу первого конденсатора, первый вывод которого подключен к эмиттеру второго транзистора, второй вывод седьмого резистора соединен с эмиттером первого транзистора и катодом светодиодного индикатора, анод которого подключен к вторым выводам теплового сенсора и шестого резистора.

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», www.samoxa.ru), который 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 есть то, что он при значительном количестве примененных элементов не обеспечивает фиксацию состояния "ПОЖАР" в шлейфах со знакопеременным формированием напряжения. При срабатывании теплового элемента извещатель увеличивает потребление тока как положительного, так и отрицательного направления. Поэтому приемно-контрольный прибор со знакопеременным формированием напряжения в шлейфе пожарной сигнализации такое изменение состояния шлейфу будет фиксировать не как «ПОЖАР», а как «НЕИСПРАВНОСТЬ».

Наиболее близким к изобретению есть выбранный в качестве прототипа 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), который имеет 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, а также эмиттером первого транзистора, база которого соединена со вторым выводом второго конденсатора, а через второй резистор - с первым выводом теплового сенсора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, а коллектор первого транзистора через четвертый резистор подключен к базе второго транзистора и первого вывода пятого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго 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. Катод светодиодного индикатора подключен к аноду стабилитрона и коллектора первого транзистора, а катод третьего резистора 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 с вторым выводом третьего резистора. База третьего транзистора соединена с первыми выводами седьмого резистора и четвертого конденсатора, вторые выводы которых соединены между собою и подключены к второму выводу шестого резистора и эмиттера третьего транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора.

Недостатком такого извещателя также есть 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. Применения электролитического конденсатора большой емкости для этой цели значительно увеличивает габаритные размеры извещателя.

В основу изобретения поставлена задача - уменьшение количества примененных элементов и габаритных размеров извещателя при сохранении всех функций теплового извещателя согласно требованиям нормативных документов, например ДСТУ EN54-5: 2003.

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 первыми выводами второго и третьего конденсаторов, а также эмиттером первого транзистора, база которого соединена со вторым выводом второго конденсатора, а через второй резистор - с первым выводом теплового сенсора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу третьего резистора, а коллектор первого транзистора через четвертый резистор подключен к базе второго транзистора и первого вывода пятого резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого подключен к первому выводу шестого резистора, согласно изобретению, дополнительно содержит второй диод и седьмой резистор, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора, и вторым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с катодом второго диода, анод второго диода соединен с коллектором второго транзистора, база которого подключена к второму выводу первого конденсатора, первый вывод которого подключен к эмиттеру второго транзистора, второй вывод седьмого резистора соединен с катодом светодиодного индикатора, катод которого подключен к вторым выводам теплового сенсора и шестого резистора.

В предложенном тепловом пожарном извещателе за счет применения незначительного количества элементов с указанными связями обеспечивается соответствие всем требованиям нормативных документов к тепловым пожарным извещателям, кроме того, такой извещатель обеспечивает сохранение своего состояния после окончания действия импульсов напряжения обратного направления, которые создаются приборами приемоконтрольными со знакопеременным питанием шлейфа пожарной сигнализации.

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 клеммой 5 для подключения к шлейфу пожарной сигнализации. Вторая клемма 6 подключена к первым выводам второго и третьего конденсаторов 7 и 8, а также эмиттеру первого транзистора 9, база которого 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 второго конденсатора 8 подключен к первому выводу третьего резистора 12. Эмиттер второго транзистора 13 соединен с катодом первого диода 4 и первым выводом четвертого резистора 14. Второй вывод четвертого резистора 14 подключен к первому выводу пятого резистора 15, к второму выводу первого конденсатора 3 и к базе второго транзистора 13. Коллектор второго транзистора 13 соединен с первым выводом шестого резистора 16 и анодом второго диода 17, катод которого подключен к второму выводу третьего конденсатора 8. К второй клемме 6 подключен первый вывод седьмого резистора 18, второй вывод которого подключен к второму выводу третьего резистора 12 и к базе первого транзистора 9, коллектор которого соединен с вторым выводом пятого резистора 15. Эмиттер первого транзистора 9 подключен к катоду светодиодного индикатора 1, анод которого соединен с вторым выводом шестого резистора 16 и вторым выводом теплового сенсора 11.

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 13 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, так как обратные токи транзисторов 9 и 13 значительно меньше этой величины в диапазоне рабочих напряжений шлейфа пожарной сигнализации, который подключен к клеммам 5 и 6.

При достижении температуры окружающей среды предельного значения тепловой сенсор 11 резко изменяет свое сопротивление до значений в несколько десятков Ом. На седьмом резисторе 18 выделяется напряжение достаточной величины для открытия первого транзистора 9. Благодаря току коллектора первого транзистора 9 на четвертом резисторе 14 также создается падение напряжение, от которого открывается второй транзистор 13. После переключения второго транзистора 13 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 надлежащие условия формирования извещения о пожаре в шлейфе пожарной сигнализации. Падение напряжения на коллекторе второго транзистора 13 будет в несколько раз превышать падение напряжения на седьмом резисторе 18, поэтому через второй диод 17 потечет ток, который обеспечит накопление заряда на третьем конденсаторе 8, а также увеличение базового тока первого транзистора 9. Таким образом обеспечивается сохранение состояния «ПОЖАР» тепловым извещателем даже при восстановлении высокоимпедансного состояния тепловым сенсором 11. Кроме того, за счет накопленного заряда на третьем конденсаторе 8 обеспечивается сохранение состояния «ПОЖАР» при наличии импульсов обратного напряжения на шлейфе пожарной сигнализации с заданной скважностью. Но отсутствие напряжения питания необходимой полярности на протяжении нескольких секунд при восстановлении высокоимпедансного состояния теплового сенсора 11 возвращает тепловой извещатель в начальное состояние дежурного режима работы.

Если температура среды возвращается к нормальному состоянию, тепловой сенсор 11 восстанавливает свое состояние, а значит его сопротивление значительно возрастает. 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 переключения 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 используемых связей обеспечивается значительное уменьшение тока базы первого транзистора 9, что, в свою очередь, разрешает значительно уменьшить емкость третьего конденсатора 8 по сравнению с прототипом, а потому уменьшить габаритные размеры самого извещателя.