Устройство для обнаружения очагов пожара в помещении

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГОВ ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИИ(71) Заявитель Государственное учреждение образования Институт переподготовки и повышения квалификации Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь(72) Авторы Лисицына Ольга Геннадьевна Бардушко Сергей Николаевич Рудковский Петр Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение образования Институт переподготовки и повышения квалификации Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь(57) Устройство для обнаружения очагов пожара в помещении состоит из датчика температуры окружающей среды, корпуса, в котором размещены элементы, преобразующие полученный сигнал в звуковой, и извещателя, отличающееся тем, что датчик температуры,содержит вмонтированную в него термопару и выполнен как выносной, в корпусе размещены усилители входного и выходного сигналов, аналого-цифровой преобразователь, устройство синхронизации, постоянное запоминающее устройство, выполненое с возможностью преобразования измеряемой температуры в электрический сигнал голосового сообщения,при этом датчик, корпус и извещатель соединены между собой посредством гибких термостойких проводов.(56) 1. Кимстач И.Ф., Девлишев П.П., Евтюшкин Н.М. Пожарная тактика. - М. Стройиздат,1984. - С. 590. 2. Шаровар Ф.И. Методы раннего обнаружения загораний. - М. Стройиздат, 1988. С. 336. 3. Есин В.М. Исследование процесса распространения продуктов горения по зданию при пожаре. Моделирование пожаров и взрывов / Под общ. редакцией Н.Н. Брушлинского, А.Я. Корольченко. - М. Изд-во Ассоциация Пожнаука, 2000. -С. 127-138. 44462008.06.30 4.. Каталог продукции 2005/2006. - Поисковые устройства и средства наблюдения для пожаротушения. - С. 26-27. 5. Патент 2037882, 1995 (прототип). Устройство для поиска и обнаружения очагов пожара в помещении относится к средствам пожарной техники и обеспечивает поиск очагов горения в помещениях со сложной планировкой и многочисленными преградами в условиях плохой видимости. Решением,на которое направлена заявляемая полезная модель, является ускорение обнаружения очага пожара. Это достигается тем, что с помощью термопары, вмонтированной в выносной датчик, фиксируется температура дымовых газов, электрический сигнал, выданный термопарой, усиливается и с помощью устройства преобразуется в звуковой сигнал в голосовой форме. Поиск очага пожара в сильно задымленных помещениях особенно при большой площади и сложной планировке представляет трудную задачу, занимающую много времени. Зона задымления при закрытом пожаре занимает практически весь объем не только помещения, где произошло возгорание, но и всех смежных с ним помещений, имеющих общие вентиляционные или иные сообщения. При возникновении очага горения на нижних этажах здания уже через 5-6 мин продукты горения и дым заполняют лестничные клетки всех этажей здания, а спустя еще 6-7 мин проникают в помещения верхних этажей. При возникновении пожара в цехах предприятия образующееся плотное задымление создает трудности для проведения разведки очага пожара и спасательных работ 1. Подобная картина имеет место и при пожарах в атриумах, подвалах, кинотеатрах, производственных помещениях 2 и т.д. Как известно, основным условием эффективного тушения является быстрое введение требуемого количества огнетушащих средств в очаг горения 1. Для этого необходимо обнаружить данный очаг в пространстве помещения. Однако видимость в задымленном помещении на высоте 0,5 м от пола составляет 1-2 м. Кроме того, наличие внутренних конструкций (стены,перегородки) и отдельно стоящих крупногабаритных предметов не дает возможности визуально обнаружить очаг горения площадью 5-6 м 2 и менее 3. Скорость даже целенаправленного движения (т.е. в известном направлении) спасателя реально снижается до 2-5 м/мин. Температура в помещении пожара такова, что выполнять физическую работу в нем, не рискуя получить тепловой удар, возможно на протяжении не более 10-15 мин. Несвоевременно обнаруженное прогорание в конструкциях, особенно несущих, как правило, приводит к их обрушению в местах работы спасателей. В процессе поиска очага пожара температура тела спасателя неуклонно повышается, и это приводит к снижению естественной тактильной чувствительности и невозможности дифференцировки участков окружающей газовоздушной среды по уровню их температуры. Следовательно, надежность обнаружения источников тепла с помощью открытой кисти руки (что, как правило, используется в практике работы спасателей) снижается. Известно устройство поиска тепловых объектов - тепловизор, в котором используется ИК-излучение. Тепловизор обладает чувствительностью к разности температур объектов 4. Тепловизор позволяет строить визуальную картину тепловой структуры окружающего пространства. Тепловизором можно измерять температуру в отдельных точках так же, как и с помощью заявляемого устройства. Главный недостаток прибора, препятствующий его массовому применению в подразделениях аварийно-спасательных служб первичного звена, - это сверхвысокая стоимость. Цена на тепловизоры составляет десятки тысяч долларов США за один прибор. Кроме того, при работе прибора спасателю необходимо держать его в руках и использовать тепловизор лишь при определенных внешних условиях влажность, температура, ударные нагрузки. 2 44462008.06.30 Известно также устройство поиска и обнаружения тепловых объектов, в котором инфракрасное излучение теплового объекта пироэлектрически формирует, усиливает и преобразует электрические сигналы в звуковой (слышится как аномальный звуковой сигнал) 5. Данное устройство содержит корпус, в котором размещены регулируемая диафрагма,инфракрасный объектив, пироэлектрический датчик и усилитель. Выход усилителя соединен с входом звукового преобразователя. Звуковой извещатель выполнен выносным. Поиск тепловых объектов осуществляется таким образом спасатель поворачивает корпус так, чтобы охватить все необходимое пространство обзора, если при этом в какой-то момент через диафрагму и объектив проходит градиент инфракрасного излучения, то пироэлектрический датчик преобразует сигнал с частотой импульсов, соответствующих амплитуде,которая слышится как аномальный звуковой сигнал. Затем операции повторяются до тех пор, пока не обнаружится соответствующий сектор в пространстве. Недостатком данного устройства является то, что оно может использоваться лишь в тех помещениях, где между очагом пожара и воспринимающим устройством отсутствует экранирование (крупногабаритные предметы, перегородки и т.д.), а различие в мощности тепловых потоков от нагретых объектов осуществляется за счет различной частоты звука, воспринимаемого спасателем. Указанное устройство поиска очага пожара предполагает также комплекс последовательных целенаправленных операций, что концентрирует все внимание спасателя на манипуляциях с прибором и занимает его руки. Указанное устройство выбрано в качестве прототипа. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является ускорение поиска очагов закрытого пожара, в том числе тлеющих и скрытых, в условиях, где очаг пожара экранируется дымом или различными предметами. Устройство включает в себя выносной датчик температуры, содержащий вмонтированную в него термопару, которая непосредственно измеряет температуру окружающей среды. (Показания выносного датчика не зависят от степени задымления помещения, так как вмонтированная термопара непосредственно измеряет температуру окружающей среды). Выносной датчик температуры крепится на краге, манжете рукава или ином удобном для спасателя элементе защитного костюма, возможно также использовать выносную металлическую или деревянную штангу. Выносной датчик температуры посредством гибких проводов соединен с усилителем, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя,преобразующего полученный электрический сигнал от термопары в выносном датчике в цифровой код, соответствующий измеряемой температуре, который с аналого-цифрового преобразователя поступает на постоянное запоминающее устройство, которое цифровой код преобразует в электрический сигнал, который усиливается и посредством извещателя преобразуется в звуковой сигнал в виде голосового сообщения об измеряемой температуре. Все элементы преобразующего блока усилитель, аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминающее устройство и источник питания - размещены в корпусе устройства. Таким образом, задача решается путем использования доступного, надежного индивидуального устройства, содержащего выносной датчик с вмонтированной термопарой, которая позволяет измерять температуру окружающей среды, температурное поле и ее изменение в задымленном помещении, и блок, размещенный в корпусе, элементы которого преобразуют электрический сигнал, поступающий от термопары, в звуковой. Эта информация о температуре в голосовом сообщении обеспечивает достоверное обнаружение очагов пожара спасателями. На фигуре показана структурная схема индивидуального устройства, реализующего поставленную задачу. Устройство для поиска и обнаружения очагов пожара состоит из выносного датчика с вмонтированной термопарой (или термосопротивлением) 1 с погрешностью измерения не более 1 С и корпуса 9, в котором размещены усилитель входного 2, выходного 5 сигналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3 с шифратором, постоянного запоми 3 44462008.06.30 нающего устройства (ПЗУ) 4, устройства синхронизации 8 с встроенным таймером и блока питания 7, громкоговоритель 6 размещен вне корпуса 9. Громкоговоритель крепится на голове или шлеме спасателя и соединен гибкими проводами с соответствующими элементами корпуса 9. Датчик температуры 1, измеряющий фактическую температуру на расстоянии, ограничиваемом вытянутой рукой спасателя или штангой, находится вне корпуса 9. Корпус 9, содержащий преобразующие элементы устройства, также может закрепляться на боевой одежде спасателя. Устройство работает следующим образом аналоговый сигнал с выносного датчика температуры со встроенной термопарой 1 посредством гибких термостойких проводников подается на вход усилителя 2. Выход усилителя 2 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 3, преобразованный в АЦП сигнал шифруется и подаетсяна вход ПЗУ 4,с которого ранее записанное речевое сообщение в виде электрического сигнала, соответствующего измеряемой температуре, датчиком 1 и усиленное усилителем 5 подается на громкоговоритель 6, который и преобразует электрический сигнал в звуковой в виде голосового сообщения. Для синхронизации работы элементов АЦП 3 и ПЗУ 4 предусмотрено синхронизирующее устройство с встроенным таймером 8, подключенное к входам аналогоцифрового преобразователя 3 и ПЗУ 4, которое синхронизирует работу устройства и устанавливает периодичность воспроизведения значения, измеряемой температуры. Питание составных элементов устройства 2, 3, 4, 5, 8 осуществляется от встроенного блока питания 7. По заданному коду с выхода ПЗУ 4 подается сигнал на вход усилителя 5, выходы которого посредством гибких проводов соединены с громкоговорителем - звуковым извещателем с голосовым сообщением 6. Все элементы устройства являются стандартными, выпускаемыми промышленностью узлами и реализуются на базе стандартных интегральных аналоговых микросхем и электрорадиоэлементов. Преимущества использования предлагаемого индивидуального устройства для обнаружения очага пожара в помещении по сравнению с прототипом в следующем вместо пироэлектрического датчика используется датчик температуры со встроенными термопарой на основе ЭДС или термосопротивлением использование предлагаемого датчика не накладывает погрешности на температуру,связанную с экранизацией теплового потока дымовыми газами обеспечивает замер температуры различных поверхностей и окружающей среды в любых, в том числе и труднодоступных, местах крупногабаритные предметы и иные преграды не оказывают влияния на работу устройства информация об измеряемой температуре поступает в виде голосового сообщения крепление датчика, корпуса преобразователя и звукового извещателя на элементах защитной одежды не требует участия рук спасателя при его эксплуатации устройство термически более устойчиво, т.к. основные рабочие элементы устройства находятся под одеждой спасателя. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4