Povyšenie èffektivnosti raboty sovremennyh točečnyh optičeskih dymovyh izveŝatelej

• Autorzy: Kitsak A. I. , Lushchik A. P. , Yesipovich D. L. , Kaval'chuk I. V.

Warianty tytułu

EN

Improvement in the Operating Effectiveness of Modern Optical Point Smoke Detectors

PL

Zwiększenie skuteczności pracy nowoczesnych optycznych punktowych czujek dymu

• Języki publikacji: RU

Abstrakty

EN

Aim: Optical point smoke detectors have a number of significant drawbacks. The foremost are: dependence on the sensitivity of average smoke particle size, of different smoke variety, detection of the smoke emission path, dispersed by given particles, and reaction lead time, determined by the speed of convective air flow and design characteristics of the smoke detector chamber. These drawbacks are absent in linear optical smoke detectors, where the reaction to a fire is determined by the control of flow intensity of transmitted rays (non-dispersed) from smoke emissions. The purpose of this research is to improve the optical design of laser smoke detectors by exploiting traditional fire detection methods (intensity level of rays dispersed by smoke particles), and techniques used by linear smoke detectors. Methods: The project aim is realized with the aid of mathematical techniques and experimental modeling of energy transfer processes, by recording light beam expansion in an optically disparate environment, using aerosol smoke. Results: A two-channel laser smoke detector model was produced and tested for effectives. The main focus of tests was on the sensor’s sensitivity threshold. Tests were conducted in a flow through smoke chamber, with transverse dimensions of 500-500 mm². The optical smoke density in the channel was controlled by a smoke control block. Sawdust was applied to create smoke. The lowest average unit value of optical smoke density during tests revealed a stable deviation for measured signals in both channels of the sensor. During an absence of smoke the value was identified as 0.11 dB/m. The optical smoke density measurements in the testing chamber, for dispersed ray emissions of the test model, revealed a reading of 0.065 dB/m.. Conclusions: Sensitivity research results for the enhanced laser smoke detector confirmed the potential for improving reliability, by increasing the proportion of detected emissions dispersed at small angles. The special structure of the detector light beam allows for the creation of an effective algorithm used for processing of registered signals, thus improving the sensor’s resistance to noise interference.

PL

Cel: Punktowe optyczne czujki dymu, jak wiadomo, mają wiele istotnych wad. Główne z nich to: 1) zależność czułości od średnich rozmiarów cząsteczek różnorodnych dymów i kierunku rejestrowania promieniowania, rozproszonego przez dane cząsteczki; 2) zależność czasu reakcji od prędkości strumieni konwekcyjnych powietrza i właściwości konstrukcyjnych komory dymowej czujki. Wymienione niedoskonałości nie dotyczą liniowych optycznych czujek dymu, których reakcja na rozgorzenie pożaru polega na kontroli intensywności przechodzącego (nierozproszonego) przez dym promieniowania. Celem pracy jest udoskonalenie optycznego schematu laserowej punktowej czujki dymu, pozwalającego na jednoczesne zastosowanie tradycyjnej metody wykrywania pożaru charakterystycznej dla czujek tego typu (stopień intensywności promieniowania rozproszonego przez cząsteczki dymu) oraz metody stosowanej w liniowych czujkach dymu. Projekt i metody: Aby zrealizować ten cel, wykorzystano metodę matematycznego i eksperymentalnego modelowania procesu przenoszenia i rejestrowania wiązek świetlnych poprzez optycznie niejednorodne środowisko typu aerozol dymowy. Wyniki: Przygotowano model punktowej dwukanałowej laserowej czujki dymu, na którym przeprowadzono badanie jej skuteczności. Podstawową badaną cechą modelu czujki była jej czułość progowa. Badania prowadzono w dymowej komorze przepływowej o rozmiarach poprzecznych 500 x 500 mm². Optyczna gęstość dymu w komorze była kontrolowana przez blok kontroli zadymienia. Do wytworzenia dymu zastosowano trociny. Najmniejsza średnia wartość jednostkowej optycznej gęstości dymu w komorze badawczej, przy której odnotowano stabilne odchylenie wartości sygnałów mierzonych w obu kanałach modelu czujki od ich średnich wartości przy braku dymu, wyniosła 0,11 dB/m. Przy tym optyczna gęstość dymu mierzona w kanale rejestrowania rozproszonego promieniowania modelu czujki wyniosła 0,065 dB/m. Wnioski: Wyniki badania czułości udoskonalonego modelu laserowej dymowej czujki świadczą o możliwości poprawienia jej niezawodności poprzez zwiększenie udziału rejestrowanego promieniowania rozproszonego na małe kąty. Specjalna struktura wiązki świetlnej w czujce pozwala na sformułowanie skutecznego algorytmu przetwarzania rejestrowanych sygnałów w celu poprawy odporności czujki na zakłócenia.

Słowa kluczowe

EN

optical point smoke detector; linear smoke detector; laser source; smoke; sensitivity; emission

PL

punktowa czujka dymu; liniowa czujka dymu; źródło laserowe; dym; czułość; skupianie promieniowania

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 4
• Strony: 125--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., il.

Twórcy

autor

Kitsak A. I.

• Research Institute of Fire Safety and Emergencies (RIFSE) Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus

autor

Lushchik A. P.

• Research Institute of Fire Safety and Emergencies (RIFSE) Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus

autor

Yesipovich D. L.

• Research Institute of Fire Safety and Emergencies (RIFSE) Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus

autor

Kaval'chuk I. V.

• Private Company “Zapspectechservice”, Republic of Belarus, Minsk

Bibliografia

• 1. Neplokhov I.G., Razvitiye dymovykh pozharnykh izveshchateley, „Grani bezopasnosti” Issue 5, 2008, pp. 22-25.
• 2. Neplokhov I.G., Lineynyye dymovyye pozharnyye izveshchateli, „Grani bezopasnosti” Issue 33, 2006, pp. 42-46.
• 3. Kitsak A.I., Dvukhkanal’nyy opticheskiy dymovoy izveshchatel’, „Doklady BGUIR” Vol. 84 Issue 6, 2014, pp. 101-103.
• 4. Kitsak A.I., Luschik А.P., Yesipovich D.L., Kavalchuk I.V., Sovershenstvovaniye mekhanizma obnaruzheniya vozgoraniya sovremennykh tochechnykh dymovykh izveshchateley, „Chrezvychaynyye situatsii: preduprezhdeniye i likvidatsiya” Vol. 35, Issue 3, 2014, pp. 86-95.
• 5. Landsberg G.S., Optika, Nauka, Moscow 1976, p. 600.