Alarme de incêndio ultrassônico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Segurança e proteção

 Comentários do artigo

O dispositivo de sinalização proposto destina-se a sistemas de controle distribuído de objetos perigosos de incêndio estendido, por exemplo, linhas de combustível, cabos elétricos, gasodutos, tanques com substâncias combustíveis, bem como várias unidades. Ele reage ao calor da chama. O elemento sensível é um guia de ondas ultrassônico feito na forma de um fio flexível de metal resistente ao calor, equivalente a uma pluralidade de sensores de temperatura distribuídos ao longo de seu comprimento. O design semelhante a um cordão permite que você coloque esse elemento ao longo da superfície do objeto controlado, seguindo sua forma.

São conhecidos dispositivos de alarme de incêndio, cujo elemento sensível é feito na forma de um tubo estendido resistente ao calor, preenchido com material de baixo ponto de fusão, e através dele é realizada a comunicação acústica do emissor e do receptor de ultrassom localizados nas extremidades opostas do tubo [1, 2]. O material em seu interior derrete quando aquecido por uma chama, fazendo com que a conexão acústica entre o emissor e o receptor mude, o que serve de base para a formação de um sinal de alarme.

A desvantagem de tais dispositivos é o design complexo do elemento sensor, que deve evitar o vazamento do fundido do tubo. Além disso, a temperatura de resposta é sempre igual à temperatura de fusão do material que preenche o elemento sensor. Só pode ser regulado alterando sua composição química. Na prática, para diferentes condições, é necessário ter um estoque de elementos sensíveis de diferentes materiais, o que nem sempre é aceitável.

O dispositivo de sinalização descrito em [3] opera com um princípio semelhante, mas o elemento sensível (guia de onda ultrassônico) nele não é feito de um tubo, mas de um fio sólido resistente ao calor. Sua vantagem é a simplicidade do design do elemento sensível. O sinal na entrada do dispositivo receptor muda como resultado de complexos fenômenos de interferência que ocorrem no guia de ondas ultrassônico quando a velocidade de propagação da onda muda como resultado de seu aquecimento. A temperatura de resposta pode ser ajustada alterando o limite da unidade de comparação na saída do receptor.

A desvantagem é que, para obter a sensibilidade desejada, muitas vezes é necessário ajustar a frequência das vibrações ultrassônicas geradas. O fato é que sem ele, o sinal recebido durante um incêndio pode diminuir e aumentar, e a unidade de comparação no dispositivo [3] reage apenas à sua diminuição.

Os dispositivos de sinalização discutidos acima têm mais uma desvantagem comum. Eles devem ter dois transdutores piezoacústicos - transmissor e receptor, instalados em extremidades diferentes do elemento sensível. Isso complica o projeto do dispositivo de sinalização como um todo e, em alguns casos, dificulta sua instalação na instalação.

O detector de incêndio proposto está livre das desvantagens acima.

Principais características técnicas

• Temperatura de resposta °С, não superior a.......200
• Tempo de resposta s, não mais ....... 15
• Tempo de recuperação, s, não mais ....... 30
• Comprimento do sensor, m, não menor.......1
• Frequência de operação, kHz .... 80±0,5
• Tensão de alimentação, V ......27±3
• Corrente de consumo, mA, não mais ....... 100

A estrutura do dispositivo de sinalização é mostrada na fig. 1. Inclui um gerador de sinal de frequência ultrassônica G, amplificadores de potência UM1 e UM2, um transdutor piezoacústico PP com um guia de onda ultrassônico (elemento sensor) conectado a ele, um equivalente resistivo de um transdutor piezoelétrico EPP, sensores para a corrente consumida pelos amplificadores UM1 e UM2 DT1 e DT2, um amplificador diferencial DU, um circuito integrador AND, dispositivos de limite PU1 e PU2, uma unidade de indicação de ignição E ND. Os nós UM 1 e UM2, DT1 e DT2 são idênticos em pares.

O sinal de frequência ultrassônica da saída do gerador G é alimentado nas entradas dos amplificadores UM1 e UM2. Um transdutor piezo ultrassônico PP é conectado à saída de UM1 e seu equivalente é conectado à saída de UM2

O PP excita oscilações ultrassônicas longitudinais no elemento sensível ao guia de ondas, que se propagam até sua extremidade, são refletidas e devolvidas ao transdutor. Como resultado, uma onda acústica estacionária é estabelecida no guia de ondas. Este modo corresponde a uma determinada impedância acústica de entrada do guia de onda, que serve de carga para o transdutor, determina a potência que o transdutor recebe do PA1 e a corrente consumida por este amplificador da fonte de alimentação.

Na ausência de ignição, todos esses parâmetros permanecem inalterados. No entanto, quando uma seção do guia de ondas é aquecida por uma chama, a velocidade de propagação do ultrassom através dela muda. Consequentemente, o padrão de ondas estacionárias e a impedância acústica de entrada do guia de onda mudam. O resultado disso é o desvio da corrente consumida pelo UM1 do valor estável.

A resistência do equivalente resistivo do emissor EPP conectado à saída de AM2 é escolhida para que, na ausência de ignição, os valores da corrente consumida por AM1 e AM2 sejam iguais. Ao mesmo tempo, os valores de tensão provenientes dos sensores de corrente DT1 e DT2 para as entradas do amplificador diferencial DU que calcula sua diferença não diferem.

Fig. 1

O sinal de saída do controle remoto, tendo passado pelo circuito integrador E, atenuando ainda mais seu componente ultrassônico, é alimentado nas entradas dos dispositivos de limite PU1 e PU2. Um deles é configurado para reagir a um aumento de tensão em relação ao valor estacionário e o segundo - à sua diminuição.

Quando qualquer dispositivo de limite é acionado, a unidade de indicação IND gera sinais sonoros e luminosos de alarme.Depois que a ignição é eliminada e o elemento sensível esfria, o dispositivo de sinalização está pronto para operação novamente. Outros fatores desestabilizadores (por exemplo, uma mudança na tensão de alimentação) não violam a igualdade mútua da corrente consumida por UM1 e UM2, portanto, um sinal de alarme não é gerado quando eles são afetados.

Arroz. 2 (clique para ampliar)

O diagrama do alarme de incêndio é mostrado na fig. 2

O gerador G é montado no comparador DA1. Seu sinal de saída é uma sequência de pulsos retangulares com um ciclo de trabalho de cerca de dois. O capacitor C2 e os resistores R4, R7 são de ajuste de frequência, o resistor de ajuste R7 fornece a capacidade de alterar a frequência de pulso. Sua amplitude é reduzida ao valor desejado por um divisor de tensão resistivo R9R10. O capacitor C1 e o resistor R1 formam um filtro que reduz a penetração no circuito de alimentação do dispositivo de sinalização do ruído de impulso que ocorre durante a operação do gerador.

O amplificador UM1 é montado nos transistores VT3, VT4 e VT1, e o UM2 é montado nos transistores VT5 VT6 e VT2. O ganho de tensão de cada um deles é dado pelas relações de resistência dos resistores R13 a R1 1 e R14 a R12, respectivamente.Os resistores R15, R17 são os primeiros estágios de carga dos amplificadores correspondentes. Os resistores R13, R14, R16 R18, R20-R23 estabilizam o modo amplificador DC. Os diodos VD1-VD4 definem a tensão de polarização dos transistores VT3-VT6. Um transdutor piezoacústico BQ1 (PP) é conectado à saída UM1. Os resistores R24 e R25 formam o equivalente a esse conversor (ECP)

Os sensores DT1 e DT2 são resistores R19 e R26 conectados em série nos circuitos do amplificador de potência.

Um controle remoto é montado no DA3 OS. Os resistores R27-R29, R33 definem seu ganho, os resistores R30: R34 e o capacitor C9 garantem a operação normal do amplificador operacional com alimentação unipolar. O capacitor CU reduz a amplitude da tensão de frequência ultrassônica entre as entradas do controle

O circuito integrador AND é formado por um resistor R37 e um capacitor C13. PU1 e PU2 são montados respectivamente nos comparadores DA4 e DA5. Os divisores de tensão resistivos R31R35 e R32R36 definem os limites para sua operação. Capacitores C11 e C12 - filtragem

A unidade de indicação de incêndio consiste em um emissor de som eletromagnético HA1 com um gerador embutido, um capacitor de filtro C14 e um LED piscante HL2. O estabilizador integral DA2 e os capacitores de filtro C3, C4 formam uma fonte de tensão de +15 V. O LED HL1 com resistor R8 é a unidade para indicar que o dispositivo está ligado.

Os detalhes do dispositivo de sinalização são montados em uma placa de ensaio. Eles são interligados por fios isolados finos. O elemento sensível é um pedaço de fio de cobre com diâmetro de 2 mm e comprimento de 1,5 m, soldado em uma das extremidades à superfície de trabalho do transdutor piezoacústico BQ1.

Em vez do comparador K554SAZ, você pode usar K554SAZB, K521SAZ, 521 SAZ ou seu análogo importado LM311 com índices diferentes. OA K140UD6 pode ser substituído por 140UD6A, 140UD6B, 140UD601A 140UD601B KR140UD6 KR140UD608 e outros OA de uso geral. Análogos de importação do estabilizador integrado KR142EN8V - 7815 com vários prefixos e índices.

Os transistores KT503G podem ser substituídos por transistores da mesma série ou outros com parâmetros semelhantes. Os transistores KT814G, KT815G podem ser substituídos pelos mesmos com outros índices de letras ou séries KT816 e KT817, respectivamente.

Os diodos KD522B são substituídos por outros diodos de silício pulsados ​​de baixa potência, por exemplo, da série KD503, KD521. O LED AL307VM pode ser qualquer outro, e o L-816BID pode ser um LED piscando, por exemplo, L-796BID

O dispositivo de sinalização usa capacitores de óxido importados, mas os domésticos também são adequados, por exemplo, K50-35. Capacitores de cerâmica - K10-17a, K10-176 e outros similares. Resistores fixos - C2-33 com possível substituição dos resistores C2-23, MLT, OMYAT Trimmer - SP4-3, em vez deles você pode usar SPZ-16a, SPZ-37, SPZ-ZEA e outros semelhantes.

O emissor de som eletromagnético HCM1212X pode ser substituído pelo HCM1612X. O transdutor piezoacústico BQ1 é um transdutor sem moldura de fabricação estrangeira (provavelmente tipo VSB35EW-0701 B), outro com uma frequência de ressonância de 80 kHz pode ser usado em seu lugar. O switch SA1 pode ser de qualquer tipo, por exemplo MT-1.

O estabelecimento de um dispositivo de sinalização devidamente montado começa com o ajuste da frequência do gerador G, igual à frequência da ressonância em série do transdutor piezoacústico BQ7, com um resistor de sintonia R1. A amplitude do sinal de saída deste gerador deve ser de cerca de 1 V, o que, se necessário, é alcançado selecionando o resistor R9. Ao selecionar os resistores R13 e R14, os modos de operação dos amplificadores (PA1 e PA2, respectivamente) são definidos para corrente contínua, de modo que os sinais máximos em suas saídas tenham a menor distorção. Ganhos iguais UM1 e UM2 na frequência operacional são obtidos selecionando os resistores R11 e R12.

O dispositivo de sinalização é equilibrado com um resistor de ajuste R25 - a tensão constante mínima possível é alcançada entre os terminais do capacitor SYU (entradas do controle remoto) com o elemento sensor aquecido uniformemente até a temperatura ambiente. Após o balanceamento, a tensão constante na saída do amplificador operacional DA3 deve ser de aproximadamente 7,5 V - metade da tensão de alimentação do chip DA3.

Se agora aquecermos pequenas áreas do elemento sensível, por exemplo, com a chama de uma lâmpada a álcool ou de uma vela, a tensão de saída do amplificador operacional deve diminuir ou aumentar (dependendo do local e do grau de aquecimento) em pelo menos 1 V em relação ao valor inicial. Você deve garantir que, quando o elemento sensível esfriar, o dispositivo de sinalização volte ao seu estado original, no qual o LED HL4 e o emissor de som estão desligados e a tensão na saída do amplificador operacional DA5 assumiu seu valor anterior.

Ao instalar um dispositivo de sinalização em um objeto, é necessário tomar medidas para excluir a influência da vibração do objeto e do ruído acústico que ele cria no elemento sensível. Para fazer isso, ele é montado, por exemplo, em suportes de isolamento de vibração. Um objeto de grande área ou volume é controlado dobrando o elemento sensível ao seu redor.

Literatura

1. Konnov V. P., Fomkin A. S. Dispositivo para alarme de incêndio de emergência RF Patent No. 2315362. Bulletin "Inventions Utility Models", 2008 No. 2.
2. Ilyin O.P.Dispositivo de alarme de incêndio de emergência. Patente da Federação Russa nº 2438183. - Boletim "Invenções. Modelos de utilidade", 2011, nº 36.
3. Ilyin O. Alarme de incêndio. - Rádio, 2009, nº 4, p. 36, 37

Autor: O.Ilyin

Veja outros artigos seção Segurança e proteção.

Leia e escreva útil comentários sobre este artigo.

<< Voltar

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

Armadilha de ar para insetos 01.05.2024

A agricultura é um dos sectores-chave da economia e o controlo de pragas é parte integrante deste processo. Uma equipe de cientistas do Conselho Indiano de Pesquisa Agrícola-Instituto Central de Pesquisa da Batata (ICAR-CPRI), em Shimla, apresentou uma solução inovadora para esse problema: uma armadilha de ar para insetos movida pelo vento. Este dispositivo aborda as deficiências dos métodos tradicionais de controle de pragas, fornecendo dados sobre a população de insetos em tempo real. A armadilha é alimentada inteiramente por energia eólica, o que a torna uma solução ecologicamente correta que não requer energia. Seu design exclusivo permite o monitoramento de insetos nocivos e benéficos, proporcionando uma visão completa da população em qualquer área agrícola. “Ao avaliar as pragas-alvo no momento certo, podemos tomar as medidas necessárias para controlar tanto as pragas como as doenças”, diz Kapil ... >>

A ameaça dos detritos espaciais ao campo magnético da Terra 01.05.2024

Cada vez mais ouvimos falar de um aumento na quantidade de detritos espaciais que cercam o nosso planeta. No entanto, não são apenas os satélites e naves espaciais activos que contribuem para este problema, mas também os detritos de antigas missões. O número crescente de satélites lançados por empresas como a SpaceX cria não só oportunidades para o desenvolvimento da Internet, mas também sérias ameaças à segurança espacial. Os especialistas estão agora a voltar a sua atenção para as potenciais implicações para o campo magnético da Terra. O Dr. Jonathan McDowell, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, sublinha que as empresas estão a implementar rapidamente constelações de satélites e que o número de satélites poderá crescer para 100 na próxima década. O rápido desenvolvimento destas armadas cósmicas de satélites pode levar à contaminação do ambiente de plasma da Terra com detritos perigosos e uma ameaça à estabilidade da magnetosfera. Detritos metálicos de foguetes usados ​​podem perturbar a ionosfera e a magnetosfera. Ambos os sistemas desempenham um papel fundamental na proteção da atmosfera e na manutenção ... >>

Solidificação de substâncias a granel 30.04.2024

Existem alguns mistérios no mundo da ciência, e um deles é o estranho comportamento dos materiais a granel. Eles podem se comportar como um sólido, mas de repente se transformarem em um líquido fluido. Este fenômeno tem atraído a atenção de muitos pesquisadores e podemos finalmente estar mais perto de resolver este mistério. Imagine areia em uma ampulheta. Geralmente flui livremente, mas em alguns casos suas partículas começam a ficar presas, passando de líquido a sólido. Esta transição tem implicações importantes em muitas áreas, desde a produção de medicamentos até à construção. Pesquisadores dos EUA tentaram descrever esse fenômeno e chegar mais perto de compreendê-lo. No estudo, os cientistas realizaram simulações em laboratório utilizando dados de sacos de esferas de poliestireno. Eles descobriram que as vibrações dentro desses conjuntos tinham frequências específicas, o que significa que apenas certos tipos de vibrações poderiam viajar através do material. Recebido ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo Folhas magnéticas de beira de estrada 27.11.2009 De acordo com as folhas das árvores, pode-se avaliar o nível de poluição do ar, segundo geofísicos americanos. Tudo o que está contido nos gases de escape, e não apenas neles, se deposita nas folhas das árvores, incluindo partículas microscópicas de óxido de ferro com propriedades magnéticas. Depois disso, as folhas também se tornam magnéticas, e o nível de seu magnetismo pode ser usado para avaliar quão poluído está o ar pelos produtos da combustão do combustível. Isso foi descoberto por pesquisadores da Universidade de Western Washington, liderados por Bernie Hausen, analisando as folhas das árvores que crescem na cidade ao lado do ponto de ônibus, na rua ao lado e fora da cidade. Como esperado, as mais magnéticas, ou seja, sujas, foram as folhas na área da parada. Na rua vizinha, o nível de poluição acabou sendo 2-8 vezes menor e fora da cidade - 4-10 vezes menor. Acontece que se, ao viajar pela cidade, você escolher não uma rua movimentada, mas uma rua tranquila, não apenas um ar mais limpo, mas um ar muito mais limpo entrará em seus pulmões. Aliás, esses dados são confirmados pela pesquisa de cientistas da Universidade de Leeds (Grã-Bretanha), chefiada pela professora Alison Tomlin. Eles descobriram que na rua ao lado da rodovia da cidade, o teor de monóxido de carbono no ar é menor que uma porcentagem, mas até quatro vezes.

Outras notícias interessantes:

▪ Você pode interromper a operação do HDD com o som de alto-falantes comuns

▪ Chips subcutâneos com passaporte COVID

▪ LG lançará telefone com tela OLED flexível

▪ Ciclomotor a hidrogênio

▪ Explosivos em um raio de 100 metros encontrarão um laser

Feed de notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica

Materiais interessantes da Biblioteca Técnica Gratuita:

▪ seção do site Suas histórias. Seleção de artigos

▪ Artigo Investimentos. Berço

▪ artigo O que tabaco de frango tem a ver com tabaco? Resposta detalhada

▪ artigo A bordo com uma vela. transporte pessoal

▪ artigo Campainha para concentradores. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

▪ artigo Sobre o transceptor Radio-76. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Deixe seu comentário neste artigo:

Todos os idiomas desta página

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site

www.diagrama.com.ua
2000-2024