SU1188772A1 - Fume detector - Google Patents
Fume detector Download PDFInfo
- Publication number
- SU1188772A1 SU1188772A1 SU833662863A SU3662863A SU1188772A1 SU 1188772 A1 SU1188772 A1 SU 1188772A1 SU 833662863 A SU833662863 A SU 833662863A SU 3662863 A SU3662863 A SU 3662863A SU 1188772 A1 SU1188772 A1 SU 1188772A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- fiber
- section
- sections
- smoke
- last
- Prior art date
Links
- 239000003517 fume Substances 0.000 title 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 12
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
ДАТЧИК ДЫМА, содержащий приемник излучени , установленные на одной оптической оси секции световода, излучатель, обращенный к входному торцу первой секции световода, на выходных торцах всех секций световода, кроме последней установлены первые элементы фокусировки, которые через контролируемую среду оптически св заны с вторыми элементами фокусировки, установленными на входных торцах всех секций световода, кроме первой, выходной торец последней секции световода вл етс отражателем, отличающийс тем, что, с целью увеличени чувствительности датчика, входной торец первой секции световода и выходной торец последней секции световода выполнены скошенными с углом скоса от 15 до 46°, приемник излучени установлен под углом к оси секций световода, а оптическа ось излучател перпендикул рна плоскости входного торца первой секции световода.A SMOKE SENSOR containing a radiation receiver mounted on the same optical axis of the fiber section, an emitter facing the input end of the first fiber section, on the output ends of all fiber sections, except the last, have the first focusing elements that are optically connected to the second focusing elements mounted on the input ends of all sections of the fiber, except for the first, the output end of the last section of the fiber is a reflector, characterized in that, in order to increase the senses itelnosti sensor input end of the first section of the fiber and the output end of the last section of fiber are chamfered with an angle of taper of from 15 to 46 °, radiation receiver is mounted at an angle to the fiber axis of the section, and the optical emitter axis perpendicular to the plane of the entrance end of the first section of the fiber.
Description
Изобретение относитс к автоматической пожарной сигнализации и может найти применение в качестве датчика дыма на объектах , св занных с изготовлением, переработкой , хранением или транспортировкой пожароопасных материалов.The invention relates to an automatic fire alarm and can be used as a smoke detector at facilities associated with the manufacture, processing, storage or transportation of fire-hazardous materials.
Цель изобретени - увеличение чувствительности датчика.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the sensor.
На фиг. 1 приведена схема датчика дыма дл одной контролируемой зоны пространства; на фиг. 2 - схема датчика дыма дл нескольких контролируемых зон пространства .FIG. 1 is a diagram of a smoke sensor for one controlled zone of space; in fig. 2 is a diagram of a smoke detector for several controlled areas of space.
Датчик дыма содержит приемник 1 излучени , секции 2 и 3 световода, излучатель 4, элемент 5 фокусировки, выходной торец 6 последней секции световода, вл ющийс отражателем, входной торец 7 первой секции 2 световода. Контролируемое датчиком дыма пространство обозначено позицией 8.The smoke sensor contains a radiation receiver 1, sections 2 and 3 of the optical fiber, an emitter 4, a focusing element 5, an output end 6 of the last section of the optical fiber, which is a reflector, an input end 7 of the first section 2 of the optical fiber. The space controlled by the smoke detector is indicated by the position 8.
Излучатель 4 формирует заданный световой поток в световоде 2.The emitter 4 generates a given luminous flux in the optical fiber 2.
Секции 2 и 3 световода предназначены дл передачи излучени в контролируемую среду 8.Sections 2 and 3 of the light guide are designed to transmit radiation to the controlled medium 8.
У секции 2 световода входной торец 7, обращенный к излучателю 4, скощен под углом ф, превышающим критический угол полного внутреннего отражени на границе двух сред с разными показател ми преломлени .In section 2 of the fiber, the input end 7, facing the emitter 4, is angled at an angle φ exceeding the critical angle of total internal reflection at the interface of two media with different refractive indices.
Угол скоса ф входного торца 7 секции 2 и выходного торца 6 последней секции 3 световода определ етс соотношениемThe bevel angle φ of the input end 7 of section 2 and output end 6 of the last section 3 of the fiber is determined by the ratio
,,
П2P2
гдеп| - показатель преломлени внещнейwhere | - refractive index
среды, т. е. воздуха; П2 - показатель преломлени материала сердцевины секции 2 и 3 световода; Ф - угол между оптической осью секций 2 и 3 световодов и нормалью к поверхности торца 6 и 7. Так, например, если сердцевина секций 2 и 3 световода выполнена из стекла (показатель преломлени П2 1,53), а внещней средой вл етс воздух (показатель преломлени П1 1), то угол скоса .environment, i.e. air; P2 is the refractive index of the core material of section 2 and 3 of the fiber; Ф is the angle between the optical axis of sections 2 and 3 of the optical fibers and the normal to the surface of the end face 6 and 7. For example, if the core of sections 2 and 3 of the fiber is made of glass (the refractive index is P2 1.53), and the external medium is air ( refractive index P1 1), the bevel angle.
При угле скоса, удовлетвор ющем соотношению (1), все лучи, распростран ющиес по секци м световода 2 и 3, испытывают полное внутреннее отражение и ни один луч не выходит через скощенный выходной торец 6, вл ющийс отражателем устройства.At a bevel angle satisfying relation (1), all the rays propagating through the sections of the optical fiber 2 and 3 experience complete internal reflection and not a single beam comes out through the broadcasted output end 6, which is a reflector of the device.
По соотношению (1) определ ютугол ско са дл интервала показателей преломлени Пг от 1,4 до 4, что позвол ет перекрыть практически весь интервал показателей преломлени оптических материалов, примен емых ныне дл изготовлени волоконных элементов .By the relation (1), we determine the angle for the interval of the refractive indices of Pg from 1.4 to 4, which makes it possible to cover almost the entire interval of the refractive indices of the optical materials used today for the manufacture of fiber elements.
Дл П2 1,4 имеем Sincp -j- , что соот jFor P2 1,4 we have Sincp -j-, which is corresponding to j
ветствует углу скоса .It bends a bevel angle.
1one
Дл П2 4 имеем 51пф - что соответствует углу скоса ф 15°.For P2 4 we have 51pf - which corresponds to a bevel angle of 15 °.
Таким образом, угол скоса торца световода , при котором обеспечиваетс полное внутреннее отражение на границе двух сред воздух-материал световода, находитс вThus, the bevel angle of the fiber end face, at which full internal reflection is provided at the interface of two air-to-fiber media, is in
интервале от 15 до 46° дл большинства материалов, из которых изготавливаютс световоды.ranging from 15 to 46 ° for most materials of which the optical fibers are made.
При углах скоса ф 46° также удовлетвор етс соотнощение (1), но при этом ухудшаютс услови ввода излучени от излучател 4 через скошенный входной торец секции 2 световода.At bevel angles φ 46 °, the relation (1) is also satisfied, but the conditions for the input of radiation from the radiator 4 through the beveled input end of section 2 of the fiber deteriorate.
Отражатель, представл ющий собой выходной торец 6 последней секции световода 3, предназначен дл формировани встречного основному потоку излучени .The reflector, which is the output end 6 of the last section of the light guide 3, is designed to form a counter-radiation mainstream.
Приемник излучени преобразует оптическое излучение, рассе нное частицами в электрический сигнал.A radiation receiver converts optical radiation scattered by particles into an electrical signal.
Элемент фокусировки 5 обеспечивает направленную передачу оптического излучени .Focusing element 5 provides directional transmission of optical radiation.
Отражателем датчика дыма вл етс косой выходной торец 6 световодных секций 3 с углом скоса от 15 до 46°.The smoke sensor reflector is a slanting output end of 6 light guide sections 3 with a bevel angle of 15 to 46 °.
Датчик дыма работает следующим образом .The smoke detector works as follows.
При отсутствии дыма в контролируемом пространстве световой поток излучател 4 распростран етс через входной торец 7 по секции 2 световода и передаетс через контролируемую среду 8 на выходной торец 6 последней секции 3 световода. Поэтому в секци х 2 и 3 световода создаетс световой поток, встречный основному, который проходит через элементы 5 фокусировки и контролируемую среду 8 на скошенный входной торец 7 секции 2 световода, излучение вновь испытывает полное внутреннее отражение, что приводит к повторному отражению излучени в секции 2 световода. Таким образом лучи света попадают как бы в ловушку между входным 7 торцом световода и выходным торцом 6 последней секции 3 световода .In the absence of smoke in the controlled space, the luminous flux of the radiator 4 propagates through the input end 7 through section 2 of the optical fiber and is transmitted through the controlled medium 8 to the output end 6 of the last section 3 of the optical fiber. Therefore, in sections 2 and 3 of the optical fiber, a luminous flux is created which is opposed to the main one, which passes through the focusing elements 5 and the controlled medium 8 to the beveled input end 7 of the optical fiber section 2, the radiation again experiences total internal reflection, which leads to repeated reflection of radiation in section 2 light guide. Thus, the rays of light, as it were, fall into a trap between the input 7 end of the light guide and the output end 6 of the last section 3 of the light guide.
Таким образом, в контролируемой среде 8 обеспечиваетс встречное многократное прохождение светового потока излучени излучател 4, который не попадает на приемник излучени 1 благодар концентрации потокаThus, in a controlled environment 8, a counter multiple passage of the luminous flux of the radiator 4, which does not reach the radiation receiver 1 due to the concentration of the flux, is provided.
излучени в секци х 2 и 3 световода.radiation in sections 2 and 3 of the fiber.
При по влении дыма в контролируемой среде 8 часть светового потока излучател 4 рассеиваетс частицами дыма и попадает в фотоприемник 1, а остальной световой поток излучател 4 проходит через элементыWhen smoke appears in the controlled environment 8, part of the light flux of the radiator 4 is scattered by smoke particles and enters the photodetector 1, and the rest of the light flux of the radiator 4 passes through the elements
фокусировки 5 и секции 2 и 3 световода и попадает на выходной торец 6 и отражаетс обратно в секции 2 и 3 световода.focusing 5 and sections 2 and 3 of the light guide and falls on the output end 6 and is reflected back to section 2 and 3 of the light guide.
Отраженное от выходного торца 6 излучение повторно проходит через секции 2 и 3 световода , элементы фокусировки 5 и контролируемую среду 8, где снова рассеиваетс частицами дыма на приемник излучени 1.The radiation reflected from the output end 6 re-passes through sections 2 and 3 of the light guide, focusing elements 5 and the monitored medium 8, where it is again scattered by smoke particles to the radiation receiver 1.
Остальной световой поток распростран етс по секци м 2 и 3 световода, испытывает полное внутреннее отражение и попадает в контролируемую среду 8, где рассеиваетс частицами дыма на приемник излучени 1.The remaining luminous flux propagates through sections 2 and 3 of the fiber, undergoes total internal reflection and enters a controlled environment 8, where it is scattered by smoke particles on the radiation receiver 1.
Таким образом, многократное прохождение излучени через контролируемую среду 8 (дым) значительно увеличивает чувствительность датчика дыма, т. е. увеличивает рассеиваемый дымом световой поток, регистрируемый приемником излучени 1, электрический сигнал которого, проход через устройство обработки, вызывает сигнал тревоги .Thus, repeated passage of radiation through the controlled medium 8 (smoke) significantly increases the sensitivity of the smoke sensor, i.e., increases the light flux dissipated by smoke detected by radiation receiver 1, whose electrical signal, passing through the processing device, triggers an alarm signal.
В предлагаемом устройстве при многократном прохождении излучени через дым дол рассеиваемого дымом светового потока излучател 4, регистрируемого приемником излучени 1, определ етс формулой суммыIn the proposed device, when multiple radiation passes through the smoke, the fraction of the luminous flux scattered by smoke of the radiator 4, registered by the radiation receiver 1, is determined by the formula
бесконечно убывающей геометрической прогрессии ,,infinitely decreasing geometric progression ,,
lim 5„ где б - часть светового потока источника излучени 4, рассе нного дымом на приемник излучени 1 при однократном прохождении света через дым;lim 5 where b is part of the luminous flux of the radiation source 4 dispersed by smoke to the radiation receiver 1 with a single passage of light through the smoke;
q-коэффициент ослаблени света при его однократном прохождении черезq is the attenuation coefficient of light when it passes through once
контролируемую среду 8. Так, например, при q 0,975 дол рассеиваемого дымом светового потока на приемник излучени 1 у предлагаемого устройстваcontrolled medium 8. For example, at q 0.975 a fraction of the light flux scattered by smoke to the radiation receiver 1 of the proposed device
равна 406equal to 406
Рассе ние частицами дыма двух встречно направленных потоков обеспечивает воздействие на приемник излучени 5 излучени рассе нного дымом как под острыми, так и под тупыми углами, что позвол ет достигнуть приблизительно равной чувствительности к белому и черному дыму.The scattering of smoke by particles of two oppositely directed flows ensures that the radiation emitted by the radiation emitter 5 is dispersed by smoke both at sharp and obtuse angles, which makes it possible to achieve approximately equal sensitivity to white and black smoke.
//
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833662863A SU1188772A1 (en) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | Fume detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833662863A SU1188772A1 (en) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | Fume detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1188772A1 true SU1188772A1 (en) | 1985-10-30 |
Family
ID=21089243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU833662863A SU1188772A1 (en) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | Fume detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1188772A1 (en) |
-
1983
- 1983-11-16 SU SU833662863A patent/SU1188772A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 593227, кл. G 08 В 17/10, 1976. Авторское свидетельство СССР № 999077, кл. G 08 В 17/10, 1981. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3994603A (en) | Detection system to determine the transmissivity of a medium with respect to radiation, particularly the light transmissivity of smoke-contaminated air, for fire detection | |
| US4475789A (en) | Optical fiber power tap | |
| US4381137A (en) | Optical fiber mode separation systems | |
| US4893894A (en) | Evanescent sensor | |
| US5012103A (en) | Radiation detector | |
| US5274721A (en) | Fiber optic system and method | |
| SU1179402A1 (en) | Smoke transducer | |
| US4372165A (en) | Apparatus for measuring fluid flow | |
| GB2115175A (en) | Fibre optics head featuring core spacing to block specular reflection | |
| NO813096L (en) | MEASURING DEVICE FOR DETERMINING THE EXTINCTION VALUE OF LASER DISTANCE METERS | |
| SU1188772A1 (en) | Fume detector | |
| JPS63273042A (en) | optical measuring device | |
| US6041150A (en) | Multipass cavity sensor for measuring a tissue-equivalent radiation dose | |
| US5224188A (en) | Eccentric core optical fiber | |
| SU1591054A1 (en) | Fire detector | |
| SU746649A1 (en) | Smoke sensor | |
| SU1265822A1 (en) | Smoke detector | |
| JPS6066137A (en) | liquid refractive index sensor head | |
| US5037171A (en) | Optical fiber coupling structure | |
| SU1119047A2 (en) | Smoke transducer | |
| SU1174784A1 (en) | Temperature-sensitive element | |
| SU1150488A1 (en) | Optical fibre level indicator | |
| KR910018820A (en) | Eccentric core fiber optic | |
| SU999077A1 (en) | Smoke detector | |
| JPH0228428Y2 (en) |