Báo cháy siêu âm. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / An toàn và bảo mật

 Bình luận bài viết

Thiết bị báo động được đề xuất dành cho các hệ thống giám sát phân tán của các vật thể có nguy cơ cháy mở rộng, ví dụ như đường dẫn nhiên liệu, cáp điện, đường ống dẫn khí, bể chứa chất dễ cháy, cũng như các thiết bị khác nhau. Nó phản ứng với hiệu ứng nhiệt của ngọn lửa. Bộ phận nhạy cảm là một ống dẫn sóng siêu âm, được chế tạo dưới dạng một sợi dây dẻo làm bằng kim loại chịu nhiệt, tương đương với một số cảm biến nhiệt độ phân bố dọc theo chiều dài của nó. Thiết kế giống như dây cho phép phần tử này được đặt dọc theo bề mặt của vật thể được điều khiển, theo hình dạng của nó.

Có các thiết bị báo cháy khẩn cấp đã biết, bộ phận nhạy cảm của nó được chế tạo dưới dạng một ống chịu nhiệt mở rộng chứa đầy vật liệu nóng chảy thấp và thông qua nó có một kết nối âm thanh giữa bộ phát và bộ thu siêu âm, đặt tại hai đầu đối diện của ống [1, 2]. Vật liệu bên trong nó tan chảy khi được đốt nóng bởi ngọn lửa, do đó kết nối âm thanh giữa bộ phát và bộ thu thay đổi, làm cơ sở cho việc hình thành tín hiệu báo động.

Nhược điểm của các thiết bị như vậy là thiết kế phức tạp của bộ phận cảm biến, giúp ngăn chặn sự rò rỉ chất tan chảy ra khỏi ống. Ngoài ra, nhiệt độ phản ứng luôn bằng nhiệt độ nóng chảy của vật liệu làm đầy phần tử nhạy cảm. Nó chỉ có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi thành phần hóa học của nó. Trong thực tế, đối với các điều kiện khác nhau cần phải có nguồn cung cấp các bộ phận nhạy cảm được làm từ các vật liệu khác nhau, điều này không phải lúc nào cũng được chấp nhận.

Thiết bị báo động được mô tả trong [3] hoạt động theo nguyên tắc tương tự, nhưng bộ phận nhạy cảm (ống dẫn sóng siêu âm) trong nó không được làm bằng một ống mà bằng một sợi dây chịu nhiệt rắn. Ưu điểm của nó là sự đơn giản trong thiết kế của phần tử nhạy cảm. Tín hiệu ở đầu vào của thiết bị thu thay đổi do hiện tượng nhiễu phức tạp xảy ra trong ống dẫn sóng siêu âm khi tốc độ truyền sóng thay đổi do nhiệt độ của nó. Nhiệt độ phản hồi có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi ngưỡng của đơn vị so sánh ở đầu ra máy thu.

Nhược điểm là để có được độ nhạy mong muốn, thường phải điều chỉnh tần số rung động siêu âm được tạo ra. Thực tế là nếu không có nó, tín hiệu nhận được trong đám cháy có thể giảm hoặc tăng và bộ phận so sánh trong thiết bị [3] chỉ phản ứng với mức giảm của nó.

Các báo động được thảo luận ở trên có một nhược điểm chung khác. Chúng phải có hai bộ chuyển đổi áp điện - truyền và nhận, được lắp đặt ở các đầu khác nhau của phần tử nhạy cảm. Điều này làm phức tạp việc thiết kế toàn bộ hệ thống báo động và trong một số trường hợp làm phức tạp việc cài đặt nó tại chỗ.

Thiết bị báo cháy được đề xuất không có những nhược điểm nêu trên

Đặc điểm kỹ thuật chính

• Nhiệt độ hoạt động °C, không quá ....... 200
• Thời gian đáp ứng s, không quá .......15
• Thời gian phục hồi, s, không quá ....... 30
• Chiều dài của phần tử nhạy cảm, m, không nhỏ hơn.......1
• Tần số hoạt động, kHz .... 80±0,5
• Điện áp nguồn, V ......27±3
• Mức tiêu thụ hiện tại, mA, không còn nữa.......100

Cấu trúc của báo động được hiển thị trong Hình. 1. Nó bao gồm một bộ tạo tín hiệu tần số siêu âm Г, bộ khuếch đại công suất UM1 và UM2, bộ chuyển đổi áp điện PP có ống dẫn sóng siêu âm (phần tử nhạy cảm) được gắn vào nó, điện trở tương đương với đầu dò áp điện EPP, cảm biến dòng điện tiêu thụ bởi bộ khuếch đại UM1 và UM2 DT1 và DT2, điều khiển từ xa bộ khuếch đại vi sai, mạch tích hợp AND, thiết bị ngưỡng PU1 và PU2, bộ chỉ báo cháy IND. Các nút UM 1 và UM2, DT1 và DT2 giống hệt nhau theo cặp.

Tín hiệu tần số siêu âm từ đầu ra của máy phát G được cung cấp cho đầu vào của bộ khuếch đại UM1 và UM2. Một đầu dò áp điện siêu âm PP được kết nối với đầu ra của UM1 và thiết bị tương đương của nó được kết nối với đầu ra của UM2

PP kích thích các rung động siêu âm theo chiều dọc trong phần tử nhạy cảm với ống dẫn sóng, truyền đến đầu cuối của nó, được phản xạ và quay trở lại đầu dò. Kết quả là một sóng âm đứng được hình thành trong ống dẫn sóng. Chế độ này tương ứng với trở kháng âm thanh đầu vào nhất định của ống dẫn sóng, đóng vai trò là tải cho PP. Công suất mà PP lấy từ PA1 và dòng điện mà bộ khuếch đại này tiêu thụ từ nguồn điện phụ thuộc vào nó.

Trong trường hợp không có lửa, tất cả các thông số này không thay đổi. Tuy nhiên, khi một phần của ống dẫn sóng được đốt nóng bằng ngọn lửa, tốc độ truyền sóng siêu âm dọc theo nó sẽ thay đổi. Theo đó, dạng sóng đứng và trở kháng âm đầu vào của ống dẫn sóng thay đổi. Kết quả của việc này là độ lệch của dòng điện do PA1 tiêu thụ so với giá trị ở trạng thái ổn định.

Điện trở tương đương của bộ phát EPP nối với đầu ra của UM2 được chọn sao cho khi không có cháy, giá trị dòng điện mà UM1 và UM2 tiêu thụ bằng nhau. Trong trường hợp này, các giá trị điện áp được cung cấp từ cảm biến dòng điện DT1 và DT2 đến đầu vào của bộ khuếch đại vi sai của điều khiển từ xa, tính toán sự khác biệt của chúng, không khác nhau.

Hình 1

Tín hiệu đầu ra của điều khiển từ xa, đi qua mạch tích hợp AND, làm suy yếu thêm thành phần siêu âm của nó, sẽ đến đầu vào của các thiết bị ngưỡng PU1 và PU2. Một trong số chúng được cấu hình để nó phản ứng với sự gia tăng điện áp so với giá trị đứng yên và thứ hai - với sự giảm của nó.

Khi bất kỳ thiết bị ngưỡng nào được kích hoạt, bộ chỉ báo IND sẽ tạo ra tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh và ánh sáng. Sau khi đám cháy được dập tắt và bộ phận nhạy cảm nguội đi, cảnh báo sẽ sẵn sàng hoạt động trở lại. Các yếu tố gây mất ổn định khác (ví dụ: thay đổi điện áp nguồn) không vi phạm sự bình đẳng lẫn nhau của dòng điện mà UM1 và UM2 tiêu thụ, do đó tín hiệu cảnh báo không được tạo ra khi tiếp xúc với chúng.

Cơm. 2 (bấm để phóng to)

Mạch báo cháy được thể hiện trong hình. 2

Máy phát G được lắp ráp trên bộ so sánh DA1. Tín hiệu đầu ra của nó là một chuỗi các xung hình chữ nhật có chu kỳ hoạt động khoảng hai. Tụ điện C2 và điện trở R4, R7 có chức năng cài đặt tần số, điện trở cắt R7 cung cấp khả năng thay đổi tần số xung. Biên độ của chúng được giảm xuống giá trị mong muốn bằng bộ chia điện trở R9R10. Tụ điện C1 và điện trở R1 tạo thành bộ lọc giúp giảm sự xâm nhập của nhiễu xung xảy ra trong quá trình vận hành máy phát điện vào mạch cấp nguồn của máy dò.

Bộ khuếch đại UM1 được lắp ráp trên các bóng bán dẫn VT3, VT4 và VT1, còn bộ khuếch đại UM2 được lắp ráp trên VT5 VT6 và VT2. Hệ số khuếch đại điện áp của mỗi chúng được xác định bằng tỷ số điện trở lần lượt của các điện trở R13 đến R1 1 và R14 đến R12. Các điện trở R15, R17 là tải của các tầng đầu tiên của bộ khuếch đại tương ứng. Các điện trở R13, R14, R16 R18, R20-R23 ổn định chế độ DC của bộ khuếch đại. Điốt VD1-VD4 thiết lập điện áp phân cực của bóng bán dẫn VT3-VT6. Bộ chuyển đổi áp điện BQ1 (PP) được kết nối với đầu ra của UM1. Điện trở R24 và R25 tương đương với bộ chuyển đổi (EPC) như vậy

Cảm biến DT1 và DT2 là các điện trở R19 và R26 mắc nối tiếp trong mạch công suất khuếch đại công suất.

Điều khiển từ xa được lắp ráp tại op amp DA3. Điện trở R27-R29, R33 đặt mức tăng Điện trở R30: R34 và tụ điện C9 đảm bảo hoạt động bình thường của op-amp với nguồn điện đơn cực. Tụ điện SY làm giảm biên độ điện áp tần số siêu âm giữa các đầu vào điều khiển từ xa

Mạch tích hợp And được tạo thành bởi điện trở R37 và tụ điện C13. PU1 và PU2 được lắp ráp tương ứng trên bộ so sánh DA4 và DA5. Bộ chia điện áp điện trở R31R35 và R32R36 đặt ngưỡng đáp ứng của chúng. Tụ điện C11 và C12 - lọc

Bộ báo cháy gồm có bộ phát âm điện từ HA1 tích hợp máy phát điện, tụ lọc C14 và đèn LED HL2 nhấp nháy, tích hợp ổn áp DA2 và tụ lọc C3, C4 tạo thành nguồn điện áp +15 V. LED HL1 có điện trở R8 là thiết bị chỉ báo bật thiết bị.

Các thành phần báo động được gắn trên một bảng mạch. Chúng được kết nối với nhau bằng dây cách điện mỏng. Phần tử nhạy là một đoạn dây đồng có đường kính 2 mm, dài 1,5 m được hàn một đầu vào bề mặt làm việc của đầu dò áp điện BQ1.

Thay vì bộ so sánh K554SAZ, bạn có thể sử dụng K554SAZB, K521SAZ, 521 SAZ hoặc LM311 tương tự nhập khẩu của chúng với các chỉ số khác nhau. Bộ khuếch đại thuật toán K140UD6 có thể được thay thế bằng 140UD6A, 140UD6B, 140UD601A 140UD601B KR140UD6 KR140UD608 và các bộ khuếch đại thuật toán đa năng khác. Các chất tương tự nhập khẩu của bộ ổn định tích hợp KR142EN8V - 7815 với nhiều tiền tố và chỉ số khác nhau.

Các bóng bán dẫn KT503G có thể được thay thế bằng các bóng bán dẫn cùng dòng hoặc các loại khác có thông số tương tự. Các bóng bán dẫn KT814G, KT815G có thể được thay thế tương ứng bằng các chỉ số chữ cái khác hoặc dòng KT816, KT817 tương ứng.

Điốt KD522B được thay thế bằng điốt silicon xung công suất thấp khác, chẳng hạn như dòng KD503, KD521. Đèn LED AL307VM có thể là bất kỳ loại nào khác và L-816BID có thể là đèn LED nhấp nháy, ví dụ: L-796BID

Cảnh báo sử dụng tụ oxit nhập khẩu, nhưng tụ điện trong nước cũng phù hợp, chẳng hạn như K50-35. Tụ gốm - K10-17a, K10-176 và các loại tương tự khác. Điện trở cố định - S2-33 có thể thay thế bằng S2-23, MLT, OMYAT Điện trở tông đơ - SP4-3, thay vì chúng, bạn có thể sử dụng SPZ-16a, SPZ-37, SPZ-ZEA và các loại tương tự.

Bộ phát âm thanh điện từ NSM1212X có thể được thay thế bằng NSM1612X. Đầu dò áp điện BQ1 là đầu dò không có khung của nước ngoài sản xuất (có lẽ là loại VSB35EW-0701 B), thay vào đó, bạn có thể sử dụng loại khác có tần số cộng hưởng 80 kHz. Công tắc SA1 có thể thuộc bất kỳ loại nào, ví dụ MT-1.

Việc thiết lập một thiết bị báo động được lắp ráp chính xác bắt đầu bằng việc cài đặt tần số của máy phát G bằng điện trở cắt R7 bằng tần số cộng hưởng nối tiếp của bộ chuyển đổi áp điện BQ1. Biên độ tín hiệu đầu ra của bộ tạo này phải ở khoảng 1 V, nếu cần, đạt được bằng cách chọn điện trở R9. Bằng cách chọn điện trở R13 và R14, chế độ hoạt động của bộ khuếch đại (tương ứng là UM1 và UM2) được đặt cho dòng điện một chiều sao cho tín hiệu tối đa ở đầu ra của chúng có độ méo ít nhất. Đạt được sự bằng nhau về mức tăng của UM1 và UM2 ở tần số hoạt động bằng cách chọn điện trở R11 và R12.

Điện trở điều chỉnh R25 được sử dụng để cân bằng thiết bị báo hiệu - đạt được điện áp không đổi tối thiểu có thể giữa các cực của tụ điện SY (đầu vào của điều khiển từ xa) với phần tử nhạy cảm được làm ấm đều đến nhiệt độ phòng. Sau khi cân bằng, điện áp không đổi ở đầu ra của op-amp DA3 phải xấp xỉ 7,5 V - một nửa điện áp cung cấp của chip DA3.

Nếu bây giờ bạn làm nóng các khu vực nhỏ của phần tử nhạy cảm, chẳng hạn như bằng ngọn lửa của đèn cồn hoặc nến, thì điện áp đầu ra của op-amp sẽ giảm hoặc tăng (tùy thuộc vào vị trí và mức độ gia nhiệt) ít nhất 1 V so với giá trị ban đầu. Hoạt động của bộ so sánh DA4 và DA5 khi làm nóng phần tử nhạy cảm đạt được bằng cách sử dụng điện trở cắt R31 và R32, trong khi đèn LED HL2 sẽ bắt đầu nhấp nháy và bộ phát HA1 sẽ phát ra âm thanh ngắt quãng. Bạn nên đảm bảo rằng khi phần tử nhạy nguội đi, cảnh báo sẽ trở về trạng thái ban đầu, trong đó đèn LED HL2 và bộ phát âm thanh tắt và điện áp ở đầu ra của op-amp DA3 đã trở về giá trị trước đó .

Khi lắp đặt thiết bị báo hiệu tại một vật thể, cần thực hiện các biện pháp để loại trừ ảnh hưởng của rung động của vật thể và tiếng ồn âm thanh mà nó tạo ra đối với phần tử nhạy cảm, chẳng hạn như để làm được điều này, nó được gắn trên bộ cách ly rung động. hỗ trợ.Một vật thể có diện tích hoặc thể tích lớn được điều khiển bằng cách uốn cong phần tử nhạy cảm xung quanh nó.

Văn chương

1. Konnov V.P., Fomkin A.S. Thiết bị báo cháy khẩn cấp Bằng sáng chế RF số 2315362. Bản tin "Các mô hình hữu ích của phát minh", 2008 số 2.
2. Hệ thống báo cháy khẩn cấp Ilyin O.P. Bằng sáng chế RF số 2438183. - Bản tin "Phát minh. Mô hình tiện ích", 2011, số 36.
3. Ilyin O. Báo cháy. - Đài phát thanh, 2009, số 4, tr. 36, 37

Tác giả: O. Ilyin

Xem các bài viết khác razdela An toàn và bảo mật.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Trong thế giới công nghệ âm thanh hiện đại, các nhà sản xuất không chỉ nỗ lực đạt được chất lượng âm thanh hoàn hảo mà còn kết hợp chức năng với tính thẩm mỹ. Một trong những bước cải tiến mới nhất theo hướng này là hệ thống loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D mới, được giới thiệu tại sự kiện Thế giới Samsung 2024. Samsung HW-LS60D không chỉ là một chiếc loa mà còn là nghệ thuật của âm thanh kiểu khung. Sự kết hợp giữa hệ thống 6 loa có hỗ trợ Dolby Atmos và thiết kế khung ảnh đầy phong cách khiến sản phẩm này trở thành sự bổ sung hoàn hảo cho mọi nội thất. Samsung Music Frame mới có các công nghệ tiên tiến bao gồm Âm thanh thích ứng mang đến cuộc hội thoại rõ ràng ở mọi mức âm lượng và tính năng tối ưu hóa phòng tự động để tái tạo âm thanh phong phú. Với sự hỗ trợ cho các kết nối Spotify, Tidal Hi-Fi và Bluetooth 5.2 cũng như tích hợp trợ lý thông minh, chiếc loa này sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của bạn. ... >>

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Sạc thiết bị bằng nước nóng 12.01.2021 Các thiết bị nhiệt điện được làm từ vật liệu có khả năng chuyển đổi sự chênh lệch nhiệt độ thành điện năng. Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các thiết bị nhiệt điện có thể lưu trữ nhiệt dư và tạo ra điện từ nó, từ đó thay thế pin trên tàu vũ trụ. Các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Tên lửa Trung Quốc, một trong những nhà sản xuất tên lửa hàng đầu của nước này, đã phát triển một loại bình nước cách nhiệt được trang bị chip nhiệt điện có thể biến nhiệt nước thành điện năng để sạc điện thoại di động. Khi điện thoại di động trở thành bộ vi xử lý mạnh hơn và giao diện màn hình cảm ứng lớn hơn, mức tiêu thụ điện năng của chúng cũng tăng theo. Và nhiều người thường xuyên gặp phải vấn đề không sạc được điện thoại, nhất là khi đi du lịch, dã ngoại. Trong video demo, thiết bị nhiệt điện được chế tạo trên nắp chai có cổng sạc USB. Khi nhà nghiên cứu kết nối iPhone với chai bằng cáp, màn hình của điện thoại sẽ cảnh báo chủ nhân của nó về việc bắt đầu sạc. Một bình 300-500 ml nước sôi có thể cung cấp điện 20-30 phút.

Tin tức thú vị khác:

▪ Ổ cứng di động SSD X5 siêu tốc độ chắc chắn của Samsung

▪ Kiểm soát độ sáng mà không cần thanh trượt

▪ Cười phụ thuộc vào gen

▪ Con trai trái, con gái phải

▪ Động cơ tên lửa thu nhỏ chạy bằng nước

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Bộ tổng hợp tần số. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết giáo dục giới tính. Những điều cơ bản của cuộc sống an toàn

▪ bài viết Tại sao nước đá làm vỡ đường ống? đáp án chi tiết

▪ Bài báo Công nhân phụ của cửa hàng cơ khí năng lượng. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài viết Máy dò radar. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Micrô hiện đại và ứng dụng của chúng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

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

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024