digital sensor fire

1. Цифровой извещатель дымовой
(Перспективный проект. Общий вид, устройство и логика)
Современные извещатели, даже, казалось бы надежные и качественные изделия, все равно
являются устройством случайного срабатывания. Современный извещатель может сработать,
даже если дыма в помещении нет – так называемое ложное срабатывание. В таком случае
ставят два, а зачастую и три извещателя на помещение, что бы уже по второму или третьему
сработавшему извещателю получить достоверную информацию о пожаре. При этом извещатель
может и не сработать (брак, или засор). Так, например если в помещении стоит два извещателя.
Произошло возгорание. Один извещатель не сработал, а по сигналу сработавшего второго
извещателя диспетчер может принять как за ложное срабатывание. Таким образом, при наличии
сигнализации, есть полная вероятность того что возгорание своевременно не будет обнаружено.
Кроме того современные системы пожарной сигнализации предъявляют достаточно жесткие
требования к прокладке шлейфа извещателей. Ограничения по прокладке рядом с
высоковольтными линиями, ограничения по длине шлейфа, количестве нагрузок и мн. др. Требуется
расчет нагрузок, расчет сопротивлений, настройка всего плеча шлейфа и доработка системы
непосредственно на объекте для более качественной работы.
Наиболее интересным вариантом для современных систем, может быть решение цифрового
извещателя, высокой точности срабатывания и функционирующего по принципу “Plug and play”.
Один из вариантов цифрового извещателя рассматривается данной презентацией.

2. Общий вид
Корпус извещателя «Аркаим»
Оптический шнур/ кабель
Оптический приемопередатчик
Крышка верхнего
воздухоприёмника для
проб воздуха за
подвесным потолком
Воздухоприёмник
Воздухоприёмники
Электропитание 220В
Крышка корпуса блока
питания 220/ 5
Крышка корпуса
аккумуляторной батареи
Светодиодысостояния АКБ
Крышка нижнего
воздухоприёмника для проб
воздуха из помещения Воздухоприёмник
Воздухоприёмники
Светодиод работоспособности
извещателя
Окна вытяжки воздуха
200
90
90
Рис.1
Вид сверху
200
100

3. Размещение элементов извещателя
Аккумуляторная батарея
Плата с элементами контроля
и управления АКБ, компенсации
пусковых и сопутствующих
токов, контроля заряда/
разряда. Триггерыпереключений
Шторки приёмного
воздухопотока сверху
Крышка корпуса
аккумуляторной батареи
Плата индикации состояния АКБ
Микродвигатель (электромотор с
низкими оборотами)
Входящий поток воздуха с содержанием микрочастиц дыма
Крышка блока питания
Системная адресная плата и
интерфейсная плата оптического
приемо-передатчика
Плата управления и контроля двигателя
вентилятора + микроконстроллер
Блок питания 220В/ 5В
Крыльчатка вентилятора со
специальной формой лопастей
Шторки приёмного
воздухопотока снизу
Выходящий поток воздуха прошедший тестирование в извещателе
Рис.2

4. Размещение элементов извещателя
220
Крышка корпуса
аккумуляторной батареи
Кадровая съемка экрана
через проходящий дым
Входящий поток воздуха с содержанием микрочастиц дыма
Крышка блока питания
Эталонный экран или
«экран чистый воздух» Видеокамера (простейшая
видео/ фото камера как на
сотовом телефоне 1,3-2Мп)
Выходящий поток воздуха прошедший тестирование в извещателе
Крышка нижнего
воздухоприёмника для проб
воздуха из помещения
Видеокамера (простейшая видео/ фото
камера как на сотовом телефоне 1,3-2Мп)
Эталонный экран или
«экран чистый воздух»
Рис.3

5. Принцип работы
Извещатель состоит из:
- корпуса специальной формы;
- блока питания с возможностью включения в сеть 220В с понижениемнапряжения до требуемой
величины;
- аккумуляторной батареи с возможностью тестирования состояния и подзарядки;
- низкооборотистого двигателя (число оборотов 4-5 в сек.) с вентилятором (крыльчатка
вентилятора специальной формы, втягивающей воздух);
- окон воздухоприёмников и окон вытяжки воздуха;
- оптического порта/ интерфейса и оптического приёма-передатчика;
- микро видео/ фото камера с фокусом на микросъёмку;
- эталонный экран – площадка тестовой съёмки.
Вентилятор – предназначен для затягивания дыма в тестовуюкамеру. Микродвигатель крутит
вентилятор со скоростью 4-5 оборотов в секунду. Двигатель работает бесшумно. Для успешного
теста достаточно затягивания немного дыма.
Блок питания позволяет решать вопрос электропитания в любой точке здания или в любом здании
(если речь идет о масштабном предприятии).
Аккумуляторная батарея позволяет поддерживать изделие в работоспособном состоянии при
отключенном питании.
Видео/ фото камера предназначена для съёмки тестового экрана сквозь проходящий через каналы
воздух всасываемый вентилятором. Снятую картинку, изделие передает по каналам связи на ПАК как
цифровой код.
ПАК – компьютер со специальной программой.

6. Программно-аппаратный комплекс контроля и управления сетьюпожарной
сигнализации «Аркаим»
ПАК – программно-аппаратный комплекс (компьютер со специализированной программой,
которая постоянно контролирует состояние всех извещателей и элементов каждого извещателя.
Основные функции программы – контроль среды на состояние задымленности, повышения
температуры в помещениях и интеллектуальное управление системами пожаротушения и
эвакуацией.
Основным элементом цифрового извещателя, является цифровая микро видеокамера (достаточно
1,3 – 2Мп). Видеокамера извещателя каждую секунду фотографирует тестовый экран («экран
чистый воздух» рис.3). Сфотографированный объект камера передает по линии связи на АРМ по
пиксельно в цифровом виде. Т.е. каждый пиксель фото камеры в зависимости от воспринятого
цвета имеет свой цифровой код.
Если воздух чистый, он проходит мимо объектива камеры, камера фотографирует черно-белый
тестовый экран и передает на АРМ соответствующие коды. Программа АРМа принимает коды
пикселей от камеры и сравнивает с эталонной в своей программной базе. Если коды совпали –
значит сигнализация не срабатывает. Если некоторые пиксели по цветовому коду не совпали с
эталонным, значит (в соответствии с настойками) ПАК подаёт сигнал тревоги с указанием места
размещения извещателя на интерактивной трёхмерной карте здания (предприятия).
Принятые программой АРМфото экрана, по пиксельно.
Частичное отклонение от
эталонного экрана (настройка
программы – пыль, дым одной
сигареты)
Отклонение от эталонного
экрана (настройка программы
начало возгорания или дым
нескольких сигарет)
Существенное отклонение от
эталонного экрана (настройка
программы – возгорание,
задымление)
Рис.4
Такая форма экрана
создаст корректную
работу программы по
определению белого,
серого и черного
дыма, снижает риск
срабатывания на
строительную пыль
или летающий мусор
(бытовая пыль,
летающие семена
деревьев или цветов.

7. Разрабатываемый извещатель может быть снабжен датчиком температуры и дополнительной
простой видеокамерой осмотра помещения.
Датчик температуры может представлять из себя матрицу из тонких медных или
биметаллических пластин различной толщины или различных сплавов (в зависимости от ценового
диапазона) установленных на электрические контакты. При температуре 60 грд. Сжимается самая
тонкая пластина и размыкает первый контакт. Микроконтроллер формирует сигнал о достигнутой
температуре 60 грд. С. По той же теории, если сжалась и разомкнула контакт вторая пластина,
значит температура достигла 70 грд. С, и т.д. Матрица с пластинами - расходный материал,
который может быть легко заменен на новый.
Такой тепловой датчик и дымовой в одном, представленном корпусе представляют
извещательный комплекс с гарантированным обнаружением именно возгорания. Все параметры
датчиков могут быть настроеныпрограммно на компьютере.
Самое главное – это, то, что каждый такой комплекс (извещатель) имеет микроконтроллер с
зашитой стандартной программой интегрирующейся с программой управления ПАК. Программа
управления постоянно сканирует наличие, отсутствие или аварийное состояние всех извещателей.
Т.е. при подключении извещателя к сети, программа сама его находит, присваивает адрес по
умолчанию, включает в систему контроля и отключить не замено извещатель уж не возможно.
Так же в качестве преимущества применяется технология передачи сигнала по оптической
линии. В данном случае достаточно всё оборудование управления разместить в одном месте, т.е.
диспетчерской. Извещатели могут быть размещенына неограниченных расстояниях и даже в других
зданиях. При этом не нужны расчеты электрических шлейфов, приборы переприема сигнала или
несколько комплексов пожарной сигнализации. Только ПАК, извещатели и оптическая линия по
технологии PON.
Маленькая Veb камера
Установка нагр. матрицы
Для больших объектов извещатель, кроме дымового и теплового датчиков еще может быть снабжен микро видеокамерой
небольшого разрешения. Камера может быть размещена внизу крышки извещателя как показано на рис. 5.
В данном случае, если программа оповестила диспетчера о возникновении пожара в одном из помещений цеха или офиса, она
даёт диспетчеру 20-30 секунд на принятие решения. Диспетчер (если не спит или не отсутствует ) может за это время
принять решение – отключить автоматику тушения или оставить тушение пожара на управление программой. Если диспетчер
нажал кнопку отключить автоматику, то в этом случае он может запустить Veb-Камеру помещения, откуда пришел сигнал
о возгорании и посмотреть состояние помещения. Если стало понятно, что дымится мусорная корзина из-за оставленного
окурка, то диспетчер вправе организовать локализацию или выполнить тушение самостоятельно без нанесения вреда
имуществу предприятия. Если видно, что возгорание существенное или высокая степень задымления и ситуацию невозможно
оценить, диспетчер вправе вновь включить автоматику и тогда программа будет сама управлять всем процессом тушения.
Рис.5