УДК 628.74 УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАДЫМЛЕННОСТИ СРЕДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО «ОБРАТНОЕ» РАССЕЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
advertisement
УДК 628.74 УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАДЫМЛЕННОСТИ СРЕДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО «ОБРАТНОЕ» РАССЕЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ Антошин А. А., Василевский А. Г., Олефир Г. И., Русак А. А. Белорусский национальный технический университет Минск, Республика Беларусь Типичная конструкция точечного дымового пожарного извещателя (ПИ) представляет собой оптико-электронное устройство, содержащее источник оптического излучения и фотоприемник. Их оптические оси располагаются друг относительно друга под углом равным примерно 120о [1], Чувствительная площадка фотоприемника должна воспринимать только рассеянное вперед дымом излучение и поэтому между источником и приемником расположен экран, препятствующий попаданию на фотоприемник прямого излучения источника. Но наличие этого экрана приводит также и к тому, что на фотоприемник не попадает и излучение, рассеянное под малыми углами к направлению распространения исходного пучка. В то же время известно, что при прочих равных условиях интенсивность света, рассеянного под малыми углами, больше, чем рассеянного под большими углами. Таким образом, традиционная конструктивная схема дымового ПИ не позволяет в полной мере реализовать на практике потенциально высокую чувствительность используемого метода. Физическая величина, контролируемая таким дымовым ПИ – интенсивность рассеянного вперед излучения. Для дымов, образующихся при горении многих горючих материалов, интенсивность света рассеянного вперед больше, чем рассеянного назад. Но при этом достаточно много и таких, для дыма которых характерно обратное соотношение [2]. К ним относятся материалы, дающие при сгорании так называемый «черный дым» (например, пропилен, гептан, ацетилен и т.д.). Поэтому дымовой ПИ, регистрирующий обратное рассеяние, во многих случаях был бы более чувствителен к таким пожарам, чем ПИ традиционной схемы. К тому же он представляется и конструктивно более простым, так как отпадает необходимость в экранировании фотоприемника от прямого излучения источника. В настоящей работе сообщается о макете устройства для исследования рассеянного дымом и другими аэрозолями излучения в направлении обратном по отношению к падающему. Его принципиальная схема представлена на рис. 1. Макет установки для регистрации рассеянного назад излучения создан на основе оптоволоконного пятиканального коннектора. Четыре канала коннектора (четыре сектора периферийной кольцевой зоны на выходном торце оптоволоконного жгута) используются для ввода излучения от четырех светодиодов в среду, содержащую рассеивающие свет частицы (дым). Один канал (центральная область на выходном торце жгута) – служит для передачи рассеянного назад излучения к фотоприемнику. Расходимость пучка зондирующего излучения равна угловому полю зрения принимающего канала, составляет примерно 30о и определяется только параметрами оптоволокна. Диаметр выходного торца оптоволоконного коннектора составляет 4 мм. Рисунок 1– Принципиальная схема макета для регистрации обратного рассеяния излучения на основе оптоволоконного пятиканального коннектора Описываемая схема легко может быть модифицирована для решения многих других задач по исследованию параметров излучения, рассеянного аэрозолями различного происхождения. В настоящее время такие исследования вызывают широкий интерес как с научной точки зрения, так и с точки зрения применения их результатов для решения ряда важных прикладных проблем. Например, измерения интенсивности рассеянного света одновременно в нескольких участках спектра позволяет определить тип рассеивающего аэрозоля и отделить аэрозоли, появляющиеся в результате пожара, от бытовых аэрозолей (пыль, пар, лак для волос, сигаретный дым и т.д.). Это дает принципиальную возможность уменьшения вероятности ложных срабатываний дымовых ПИ [1]. Также для решения этой проблемы важной представляется и информация о поляризационных характеристиках рассеянного излучения [3]. Схема, представленная на рис. 1, дает широкие возможности при проведении такого рода исследований. Неплохов И. Развитие дымовых извещателей // Грани безопасности (до 01. 01. 2005 г. «Скрытая камера»). - 2008. -№ 5 (53). - С.22252. 2. Weinert D. F., Cleary T. G., Mulhholland G. W., Beever P. F. Light scattering characteristics and size distribution of smoke and nuisance aerosols. // Fire safety science. proceedings. seventh (7th) international symposium. International association for fire safety science (IAFSS). Jun 16–21, 2003, Worcester, MA, Intl. Assoc. for Fire Safety Science, Boston, MA, Evans D.D., Editor(s), 209–220 pp, 2003. Loepfe M., Ryser P., Tompkin C., Wieser D. Optical Properties of Fire and Non-fire Aerosols. // Fire Safety Journal. 29, 1997.-p. 185-194. 1. 2. 3.
