ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Alarma ultrasónica contra incendios. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Seguridad y proteccion El dispositivo de señalización propuesto está destinado a sistemas de control distribuido de objetos peligrosos de incendio extendidos, por ejemplo, líneas de combustible, cables eléctricos, tuberías de gas, tanques con sustancias combustibles, así como varias unidades. Reacciona al calor de la llama. El elemento sensible es una guía de ondas ultrasónicas realizada en forma de hilo flexible de metal resistente al calor, equivalente a una pluralidad de sensores de temperatura distribuidos a lo largo de su longitud. El diseño tipo cordón le permite colocar dicho elemento a lo largo de la superficie del objeto controlado, siguiendo su forma. Se conocen dispositivos de alarma contra incendios, cuyo elemento sensible está hecho en forma de un tubo resistente al calor extendido lleno de material de bajo punto de fusión, y a través de él se lleva a cabo la comunicación acústica del emisor y el receptor de ultrasonido ubicados en los extremos opuestos del tubo. fuera [1, 2]. El material en su interior se derrite cuando se calienta con una llama, como resultado de lo cual cambia la conexión acústica entre el emisor y el receptor, lo que sirve como base para la formación de una señal de alarma. La desventaja de tales dispositivos es el diseño complejo del elemento sensor, que debería evitar la fuga de la masa fundida del tubo. Además, la temperatura de respuesta siempre es igual a la temperatura de fusión del material que llena el elemento sensor. Solo se puede regular cambiando su composición química. En la práctica, para diferentes condiciones, es necesario tener un stock de elementos sensibles hechos de diferentes materiales, lo que no siempre es aceptable. El dispositivo de señalización descrito en [3] funciona con un principio similar, pero el elemento sensible (guía de ondas ultrasónicas) no está hecho de un tubo, sino de un cable sólido resistente al calor. Su ventaja es la simplicidad del diseño del elemento sensible. La señal en la entrada del dispositivo receptor cambia como resultado de fenómenos de interferencia complejos que ocurren en la guía de ondas ultrasónicas cuando la velocidad de propagación de la onda cambia como resultado de su calentamiento. La temperatura de respuesta se puede ajustar cambiando el umbral del nodo de comparación en la salida del receptor. La desventaja es que para obtener la sensibilidad deseada, a menudo es necesario ajustar la frecuencia de las vibraciones ultrasónicas generadas. El hecho es que sin él, la señal recibida durante un incendio puede disminuir y aumentar, y la unidad de comparación en el dispositivo [3] reacciona solo a su disminución. Los dispositivos de señalización discutidos anteriormente tienen un inconveniente común más. Deben tener dos transductores piezoacústicos, transmisor y receptor, instalados en diferentes extremos del elemento sensible. Esto complica el diseño del dispositivo de señalización en su conjunto y, en algunos casos, dificulta su instalación en la instalación. El detector de incendios propuesto está libre de las desventajas anteriores. Principales características técnicas
La estructura del dispositivo de señalización se muestra en la fig. 1. Incluye un generador de señal de frecuencia ultrasónica G, amplificadores de potencia UM1 y UM2, un transductor piezoacústico PP con una guía de onda ultrasónica (elemento sensor) adjunta, un equivalente resistivo de un transductor piezoeléctrico EPP, sensores para la corriente consumida por amplificadores UM1 y UM2 DT1 y DT2, amplificador diferencial DU, circuito integrado AND, dispositivos de umbral PU1 y PU2, unidad de indicación de encendido IND. Los nodos UM 1 y UM2, DT1 y DT2 son idénticos en pares. La señal de frecuencia ultrasónica de la salida del generador G se alimenta a las entradas de los amplificadores UM1 y UM2. Un transductor piezoeléctrico ultrasónico PP está conectado a la salida de UM1, y su equivalente está conectado a la salida de UM2 El PP excita oscilaciones ultrasónicas longitudinales en el elemento sensible a la guía de ondas, que se propagan hasta su extremo, son reflejadas y devueltas al transductor. Como resultado, se establece una onda acústica estacionaria en la guía de ondas. Este modo corresponde a una determinada impedancia acústica de entrada de la guía de ondas, que sirve de carga para el transductor, determina la potencia que toma el transductor de PA1 y la corriente que consume este amplificador de la fuente de alimentación. En ausencia de encendido, todos estos parámetros permanecen sin cambios. Sin embargo, cuando una sección de la guía de ondas se calienta con una llama, la velocidad de propagación del ultrasonido a través de ella cambia. En consecuencia, el patrón de ondas estacionarias y la impedancia acústica de entrada de la guía de ondas cambian. El resultado de esto es la desviación de la corriente consumida por UM1 del valor constante. La resistencia del equivalente resistivo del emisor EPP conectado a la salida de AM2 se elige de modo que, en ausencia de encendido, los valores de la corriente consumida por AM1 y AM2 sean iguales. Al mismo tiempo, los valores de voltaje provenientes de los sensores de corriente DT1 y DT2 a las entradas del amplificador diferencial DU que calcula su diferencia no difieren.
La señal de salida del control remoto, después de haber pasado por el circuito integrado Y, atenuando aún más su componente ultrasónico, se alimenta a las entradas de los dispositivos de umbral PU1 y PU2. Uno de ellos está configurado para que reaccione a un aumento de voltaje en relación con el valor estacionario, y el segundo, a su disminución. Cuando se activa cualquier dispositivo de umbral, la unidad de indicación IND genera señales de alarma de sonido y luz. Después de que el fuego se elimina y el elemento sensible se enfría, el dispositivo de señalización está listo para funcionar nuevamente. Otros factores desestabilizadores (por ejemplo, un cambio en el voltaje de suministro) no violan la igualdad mutua de la corriente consumida por UM1 y UM2, por lo tanto, no se genera una señal de alarma cuando se ven afectados. El diagrama de la alarma contra incendios se muestra en la fig. 2 El generador G está montado en el comparador DA1. Su señal de salida es una secuencia de pulsos rectangulares con un ciclo de trabajo de aproximadamente dos. El condensador C2 y las resistencias R4, R7 ajustan la frecuencia, la resistencia de sintonización R7 proporciona la capacidad de cambiar la frecuencia del pulso. Su amplitud se reduce al valor deseado mediante un divisor de voltaje resistivo R9R10. El condensador C1 y la resistencia R1 forman un filtro que reduce la penetración en el circuito de alimentación del dispositivo de señalización del ruido de impulso que se produce durante el funcionamiento del generador. El amplificador UM1 se ensambla en los transistores VT3, VT4 y VT1, y UM2 se ensambla en VT5 VT6 y VT2. La ganancia de voltaje de cada uno de ellos viene dada por las relaciones de resistencia de las resistencias R13 a R1 1 y R14 a R12, respectivamente.Las resistencias R15, R17 son las primeras etapas de carga de los amplificadores correspondientes. Las resistencias R13, R14, R16 R18, R20-R23 estabilizan el modo de amplificador de CC. Los diodos VD1-VD4 establecen el voltaje de polarización de los transistores VT3-VT6. Un transductor piezoacústico BQ1 (PP) está conectado a la salida UM1. Las resistencias R24 y R25 forman el equivalente de dicho convertidor (ECP) Los sensores DT1 y DT2 son resistencias R19 y R26 conectadas en serie en los circuitos amplificadores de potencia. Se ensambla un control remoto en el sistema operativo DA3. Las resistencias R27-R29, R33 establecen su ganancia, las resistencias R30: R34 y el condensador C9 aseguran el funcionamiento normal del amplificador operacional con un suministro unipolar. El capacitor CU reduce la amplitud del voltaje de frecuencia ultrasónica entre las entradas del control El circuito integrador AND está formado por una resistencia R37 y un condensador C13. PU1 y PU2 están ensamblados respectivamente en los comparadores DA4 y DA5. Los divisores de tensión resistivos R31R35 y R32R36 establecen los umbrales para su funcionamiento. Condensadores C11 y C12 - filtrado La unidad de indicación de incendios consta de un emisor de sonido electromagnético HA1 con un generador incorporado, un condensador de filtro C14 y un LED intermitente HL2. El estabilizador integral DA2 y los condensadores de filtro C3, C4 forman una fuente de voltaje de +15 V. El LED HL1 con la resistencia R8 es la unidad para indicar que el dispositivo está encendido. Los detalles del dispositivo de señalización están montados en una placa de prueba. Están interconectados por delgados cables aislados. El elemento sensible es un trozo de hilo de cobre de 2 mm de diámetro y 1,5 m de longitud, soldado por un extremo a la superficie de trabajo del transductor piezoacústico BQ1. En lugar del comparador K554SAZ, puede usar K554SAZB, K521SAZ, 521 SAZ o su análogo importado LM311 con diferentes índices. OU K140UD6 se puede reemplazar por 140UD6A, 140UD6B, 140UD601A 140UD601B KR140UD6 KR140UD608 y otras OU de uso general. Importar análogos del estabilizador integrado KR142EN8V - 7815 con varios prefijos e índices. Los transistores KT503G pueden ser reemplazados por transistores de la misma serie u otros con parámetros similares. Los transistores KT814G, KT815G pueden ser reemplazados por los mismos con otros índices de letras o series KT816 y KT817, respectivamente. Los diodos KD522B se reemplazan por otros diodos de silicio pulsado de baja potencia, por ejemplo, de la serie KD503, KD521. El LED AL307VM puede ser cualquier otro y L-816BID puede ser un LED parpadeante, por ejemplo, L-796BID El dispositivo de señalización utiliza condensadores de óxido importados, pero los domésticos también son adecuados, por ejemplo, K50-35. Condensadores cerámicos: K10-17a, K10-176 y otros similares. Resistencias fijas - C2-33 con un posible reemplazo para las resistencias C2-23, MLT, OMYAT Trimmer - SP4-3, en lugar de ellas puede usar SPZ-16a, SPZ-37, SPZ-ZEA y otras similares. El emisor de sonido electromagnético HCM1212X se puede reemplazar por HCM1612X. El transductor piezoacústico BQ1 es un transductor sin marco de fabricación extranjera (probablemente tipo VSB35EW-0701 B), en su lugar se puede utilizar otro con una frecuencia de resonancia de 80 kHz. El conmutador SA1 puede ser de cualquier tipo, por ejemplo, MT-1. El establecimiento de un dispositivo de señalización debidamente ensamblado comienza con el establecimiento de la frecuencia del generador G, igual a la frecuencia de la resonancia en serie del transductor piezoacústico BQ7, con una resistencia de sintonización R1. La amplitud de la señal de salida de este generador debe ser de aproximadamente 1 V, lo que, si es necesario, se logra seleccionando la resistencia R9.Al seleccionar las resistencias R13 y R14, los modos de funcionamiento de los amplificadores (PA1 y PA2, respectivamente) se configuran para corriente continua tal que las máximas señales en sus salidas tengan la menor distorsión. Las ganancias iguales UM1 y UM2 a la frecuencia de operación se logran seleccionando las resistencias R11 y R12. El dispositivo de señalización está equilibrado con una resistencia de sintonización R25: el voltaje constante mínimo posible se logra entre los terminales del capacitor SYU (entradas del control remoto) con el elemento sensor calentado uniformemente a temperatura ambiente. Después del equilibrio, el voltaje constante en la salida del amplificador operacional DA3 debe ser de aproximadamente 7,5 V, la mitad del voltaje de suministro del chip DA3. Si ahora calentamos pequeñas áreas del elemento sensor, por ejemplo, con la llama de una lámpara de alcohol o una vela, el voltaje de salida del amplificador operacional debería disminuir o aumentar (según el lugar y el grado de calentamiento) en al menos 1 V con respecto al valor inicial R4 y R5, mientras que el LED HL31 debe comenzar a parpadear y el emisor HA32 debe emitir un sonido intermitente. Debe asegurarse de que cuando el elemento sensible se enfría, el dispositivo de señalización vuelve a su estado original, en el que el LED HL2 y el emisor de sonido se apagan y el voltaje en la salida del amplificador operacional DA1 ha tomado su valor anterior. . Al instalar un dispositivo de señalización en un objeto, es necesario tomar medidas para excluir la influencia de la vibración del objeto y el ruido acústico que crea en el elemento sensible Para hacer esto, se monta, por ejemplo, en la vibración- soportes aislantes Un objeto de gran área o volumen se controla doblando el elemento sensible a su alrededor. Literatura
Autor: O.Ilyin Ver otros artículos sección Seguridad y proteccion. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Cuero artificial para emulación táctil.
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