Разработка и исследование тепловых пожарных извещателей с чувствительными элементами на пленочных термоиндикаторных покрытиях и полупроводниковых термопарах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.03, кандидат технических наук Фомин, Владимир Иванович

• Фомин, Владимир Иванович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фомин, Владимир Иванович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Ведение _

1. Обзор состояния вопроса и постановка задач исследования.

1.1. Современные тепловые пожарные извещатели выпускаемые промышленностью_

1.2. Тенденции развития датчиков температуры на основе тонкопленочных преобразователей и термоиндикаторов ______12

1.3. Цель и задачи исследования_18

2.Теоретическое исследование основных характеристик пленочных чувствительных элементов.

2.1. Методы определения теплофизических характеристик термоиндикаторных покрытий _19

2.1.1 .Вывод формулы для расчета тепловой инерционности

термопокрытия_28

2.1.2. Расчет тепловой инерционности термопокрытия_

2.2, Основные параметры приемников теплового излучения___

2.2.1 .Конструктивные и технологические особенности современных

пленочных приемников ИК- излучения._48

2.2.2. Исследование выходных параметров пленочного тегоюприемника на основе халькогенидов висмута и сурьмы, предназначенного для применения в качестве чувствительного элемента в тепловых ПИ_52

3. Разработка конструкций и экспериментальные исследования работоспособности пленочных пожарных извещателей

3.1. Разработка универсального стенда для снятия характеристик ПИ__59

3.1.1. Компоновка аппаратуры._61

3.1.2. Структурная схема универсального стенда__63

3.2. Разработка конструкции теплового пожарного извещателя с термоиндикаторным покрытием экрана._68

3.2.1 .Экспериментальное определение оптимальной толщины

термоиндикаторного покрытия экрана._________72

3.3. Разработка конструкции теплового пожарного извещателя

для объектов с взрывоопасной или агрессивной средой

3.4. Разработка конструкции теплового пожарного извещателя с волоконно-оптическим шлейфом для объектов со взрывоопасной или агрессивной средой ._82

3.4.1.Экспериментальное определение оптимальной толщины

термоиндикаторного состава разделяющего торцы световодов_88

3.5. Разработка конструкции теплового пожарного извещателя с чувствительным элементом на основе тонкопленочной полупроводниковой термопары _94

3.5.1. Пример конкретного выполнения извещателя_100

3.5.2. Расчет температуры поверхности вызывающей, срабатывание пожарного извещателя__106

4. Разработка методики испытаний теплового, тонкопленочного термоэлектрического пожарного извещателя и натурные

испытания пожарных извещателей.__

Выводы___125

Список литературы_128

Приложение 1 Авторские свидетельства на изобретения _140

Приложение 2 Акты о внедрении_151

Приложение 3 Методика испытаний извещателя пожарного Ш ИП -1 157 Приложение 4 Протоколы испытаний__166

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование тепловых пожарных извещателей с чувствительными элементами на пленочных термоиндикаторных покрытиях и полупроводниковых термопарах»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из эффективных методов предотвращения пожаров и убытков от них является применения автоматической пожарной сигнализации ( АПС), которая позволяет обнаружить очаг пожара в начальной стадии его развития.

Своевременное обнаружение загорания пожарными извещателями ( ПИ ) зависит от их технических характеристик, правильности выбора вида и типа ПИ, в соответствии с пожарной опасностью объекта, а также от правильности их размещения на защищаемом объекте.

В современных системах АПС наибольшее распространение получили тепловые и дымовые ПИ. Это объясняется спецификой начальной фазы процесса горения большинства пожароопасных веществ, так и относительной простотой схемных и конструктивных решений ПИ.

В чувствительных элементах ( ЧЭ ) тепловых пожарных извещателей широко используются : механические свойства легкоплавких сплавов; изменение линейных размеров металлов при изменении температуры; изменение при определенной температуре ферромагнитных свойств; термоэлектрический эффект; изменение электропроводности полупроводниковых материалов.

Анализ номенклатуры выпускаемых тепловых пожарных извещателей показывает, что до настоящего времени надежное обнаружение загораний в пожароопасных и агрессивных средах является проблемой, так как существующие пожарные извещатели обладают значительной инерционностью, а применяемые в них конст-

руктивные материалы не могут длительное время функционировать в агрессивных средах. В этой связи представляют интерес исследование и разработка пожарных извещателей в чувствительных элементах которых используются пленочные термоиндикаторные покрытия , пленочные полупроводниковые термоэлементы, а в качестве шлейфа используется волоконно-оптические световоды.

Термоиндикаторные покрытия могут применяться в широком диапазоне температур, в условиях повышенной влажности и агрессивной среды, они не подвержены влиянию статического электричества, токов высокой частоты, их можно наносить на поверхность изделия находящегося под напряжением любой величины. Инерционность термоиндикаторов находится в пределах от сотых долей секунды до нескольких секунд. Термоиндикаторы достаточно эффективны, дешевы и доступны.

Волоконно-оптические световоды, покрытые защитной оболочкой, могут использоваться как во влажной, так и в агрессивной средах.

В полупроводниковых термоэлементах, в отличие от металлических, термоэлектродвижущая сила значительно больше, и может достигать сотен микровольт на градус, что позволяет их использовать без предварительного усиления. Постоянная

и

времени пленочных термоэлементов порядка нескольких сотых долей секунды. Стоимость полу проводников ых пленочных термоэлементов ниже металлических.

Настоящая работа посвящена разработке и исследованию тепловых пожарных извещателей, в чувствительных элементах которых используются термоиндикаторные покрытия и полупроводниковые термоэлементы.

1.ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ПОЖАРНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ ВЫПУСКАЕМЫЕ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ .

Пожарные из вещатели классифицируются по целому ряду признаков. По виду контролируемого параметра (тепловые, дымовые, световые, комбинированные). По виду контролируемой зоны ( точечные, линейные, объемные и комбинированные). По виду порога срабатывания ( максимальные, дифференциальные и максимально-дифференциальные). Кроме того, ПИ классифицируются по признаку действия чувствительного элемента .

Доминирующим информационным параметром основной массы пожаров и загораний является температура, поэтому тепловые пожарные извещатели (ТПИ) широко применяются для обнаружения загораний. В данной работе рассматриваются тепловые пожарные извещатели. По принципу действия чувствительного элемента ТПИ классифицируются на: плавкие, биметаллические, ферромагнитные, полупроводниковые, термоэлектрические.

Тепловые пожарные извещатели с легкоплавким чувствительным элементом - наиболее распространенные. Они отличаются простотой конструкции, дешевизной и технологичностью в изготовлении. В качестве чувствительного элемента используется сплав Вуда ( Бп + Сё + В1 + РЬ).

В зависимости от процентного содержания, составляющих сплав металлов, температура плавления может быть от 55 - 120° С, обычно используется температура 72° С. В настоящее время промышленность стран СНГ выпускает ТПИ типа "ИГ1 - 104", с легкоплавким чувствительным элементом, точечный, максимального действия. Аналогичный по принципу действия и сходный по конструкции легкоплавкий извещатель типа "Lorentz" выпускается фирмой Siemens ( ФРГ) , а также извещатель типа"ОМ707"фирмы Keedde ( Великобритания ). Известны линейные пожарные с чувствительным элементом в виде кабелей или медных трубок, которые прокладываются по потолку помещения и осуществляют защиту сплошной полосой шириной 4 - 5 м. К таким извещателям относятся американские плавкие кабели типа "Zealand". Кабели "Zealand" имеют следующую конструкцию: в центре медная жила, затем слой легкоплавкого сплава, прикрытый легкопроницаемой для расплавленного металла изоляцией, второй проводник в виде медной ленты с наружной изоляцией из кембрика. При пожаре участок кабеля над очагом горения нагревается до критической температуры, легкоплавкий сплав расплавляется, прожигает изоляцию

и соединяет центральный провод со вторым, т. е. замыкает цепь тревоги.

К недостаткам ТПИ с легкоплавким чувствительным элементом относится большая инерционность (60-120 сек ), старение сплава.

Широко используется в качестве чувствительных элементов ТПИ свойство тел при нагревании расширяться. Получили распространение извещатели, чувствительный элемент которых состоит из стержня, помещенного в трубку и соединен-

ного с контактной группой системы сигнализации. Одним из таких извещателей является извещатель типа ТРВ, максимального действия, точечный, он выполнен во взрывобезопасном исполнении, принцип действия основан на различии коэффициентов линейного расширения латунной трубки и инварового стержня, связанных с электрическими контактами.

На принципе изменения линейных размеров при нагревании основано действие биметаллических ТПИ, в которых используется в качестве чувствительного элемента пластинка, состоящая из двух разновидных металлов. При нагревании пластинка изгибается и разрывает (или замыкает) контакт электрической сигнализации. Конфигурация пластины может быть различной: прямоугольной, спиральной, сложной формы - в виде мембраны, в виде сферы. Ранее в СССР выпускались извещатели типа "ATII-3M" с круглой биметаллической пластиной и "АТИМ-Г' с прямоугольной пластиной, которые были точечными, максимального действия, а также выпускался точечный максимально-дифференциальный извещатель типа "МДПИ-028". В зарубежных странах выпускаются биметаллические извещатели максимального действия фирмами: "Protektor" Австрия, " Hitton" Япония, " Salviko-Strem" Швеция.

К недостаткам биметаллических извещателей относится довольно большая инерционность ( 50 - 80 сек), малое давление контактной группы, дребезг при вибрации, старение биметалла.

Принцип действия ТПИ с чувствительными элементами из ферромагнитных материалов, основан на изменении магнитных свойств ферромагнитных материа-

нов при достижении ими определенной температуры (точки Кюри). На этом принципе работает извещатель ИП 105-2/1 (ИТМ), термочувствительный датчик которого состоит из герметизированного магнитоуправляемого контакта ( геркона ), и закрепленной на стеклянном баллоне геркона замкнутой магнитной системой, которая при достижении определенной температуры , размыкает контакты геркона. Недостатками данного извещателя являются: большая инерционность (до 120 сек); изменение порога срабатывания в пределах 10%; возможность залипания , по мере старения контактов геркона ( герконы разрабатывались для работы в квазиэлектронных АТС, и их контактные группы рассчитаны на постоянное многократное срабатывание, а не нахождение в течении всего срока службы в замкнутом состоянии).

Более совершенна бесконтактная конструкция ферромагнитного извещателя, состоящая из трансформатора, сердечник которого выполнен из соответствующего ферромагнитного сплава. При нормальной температуре, напряжение во вторичной обмотке достаточно велико, при достижении критического значения (порог срабатывания), сердечник теряет магнитные свойства и напряжение во вторичной обмотке резко падает. Недостатком такого типа извещателя , помимо его значительной инерционности, является необходимость в трех или четырех проводной линии связи.

В основу работы ТПИ с термоэлектрическим чувствительным элементом положено явление термоЭДС. Выпускаемый на Украине с 1958 года точечный, дифференциальный, искробезопасный извещатель ДПС-038, представляет собой бата-

рею из 50 хромель-копелевых термопар, соединенных последовательно, для быстрого нагрева в малоинерционные (горячие) спаи введены серебренные пластины. Недостатком указанного извещателя, кроме использования драгоценного металла, морального старения, является невозможность прямого подключения к премо-контрольному пульту ( только через промежуточный исполнительный орган ПИО-017).

На самолетах гражданской авиации также применяются термоэлектрические извещатели типов ДПС-1АГ и ДТБГ, они отличаются меньшими размерами, предназначены для защиты двигательных отсеков самолетов и рассчитаны на темпера-

А

туру срабатывания свыше 180 С.

Принцип действия полупроводниковых чувствительных элементов ТПИ основан на изменении электрических параметров полупроводника при его нагревании.

В апреле 1997 года Испытательной лабораторией ЦСА ОПС МВД России, испытан и сертифицирован тепловой пожарный извещатель ИП-103-5/1, в котором в качестве чувствительного элемента используется температурное реле РТ 002.04-2, принцип действия которого основан на "эффекте памяти " сплава Нитинол ( Ni 55% + Ti 45%). ' Эффект памяти" заключается в восстановление в результате нагрева, после пластической деформации первоначальной формы изделия.

1.2. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ДА ТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОСНОВЕ

ТОНКО-ПЛЕНОЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И ТЕРМОИНДИКАТОРОВ.

В литературе последних лет приводятся сведения о новых видах ТПИ, а также о чувствительных элементах ( датчиках температуры ) которые можно использовать в перспективных извещателях.

Все большее развитие получают полупроводниковые датчики температуры, основанные на взаимодействии измеряемой величины и потока носителей зарядов в полупроводнике; волоконно-оптические , предусматривающие применение волоконных световодов в качестве конструктивных или функциональных элементов; тонкопленочные технологии, позволяющие значительно снизить цену на датчики температуры.

Фирма Опега ( Франция) разработала пленочные датчики температуры и теплового потока при конвективном теплообмене. Датчики, выполненные из пленки толщиной 80 мкм, наклеиваются на контролируемую поверхность без предварительной механической обработки, необходимой при использовании традиционных датчиков. Датчик температуры занимает площадь в несколько квадратных миллиметров. На подложке из гибкой пленки диэлектрика " Kapton" толщиной 6 ...100 мкм, монтируются термопары ( медно-н икелевая методом вакуумного выпаривания, хромель-константовая - катодным напылением). Рабочая температура датчика 0 ... 200 0С [ 18 ].

Фирма Rosemount Engineering ( Великобритания ) одной из первых приступила к промышленному освоению производства пленочных платиновых преобразова-

гелей типа " Platfilm в настоящее время аналогичные датчики температуры выпускаются также английскими фирмами Heraeus ("Thin Film Detektor"), Matthey "Thermafilm") [ 18].

Тонкопленочные датчики серии TD, предназначенные для контроля темпера-гуры двигателей, бытового электротеплового оборудования, выпускает фирма Honeywell ( США ). Основу датчика составляет кристалл (чип ) размером 1 х 1,3 мм с блоком сопротивления, протравленным фотохимическим способом. В качестве материала чувствительного элемента , в данном случае пленки , используется плагина или сплав ( Ni 80 % + Fe 20%). Рабочая температура датчика - 40 ... + 150 0 С. Стоимость датчиков ниже стоимости обычных проволочных термометров сопротивлений [ 86 ].

Аналогичные датчики температуры выпускают также западногерманские фирмы Degussa, Jumo, Jucheim, Sauter-Cumulas [ 86 ].

Фирма Jucheim производит в основном тонкопленочные платиновые термометры сопротивления в защитной капсуле, технология изготовления которых предусматривает использование метода фотолитографии с последующей обработкой

л

лазером. Диапазон измерений - 50 ... + 400 С.

Фирма Sauter-Gumuias производит тонкопленочный никелевый датчик температуры для систем кондиционирования, датчик отличается малыми размерами и небольшой инерционность, диапазон измерения температуры - 60... +180° С.

Тонкопленочная технология используется при создании приемников излучения для бесконтактного измерения температуры.

В национальном институте по исследованиям в области неорганических материалов совместно с фирмой Sumimoto Metal Mining Со LTD (Япония ) создан на основе тонкопленочной технологии приемник излучения с использованием нового материала PGO ( свинцовая окись германия РЬ5ОезОц ). Достоинством PGO является сравнительно низкая диэлектрическая постоянная и высокий пиротехнический коэффициент. Приемник излучения позволяет обнаруживать очень слабое инфракрасное излучение длиной волны 10 мкм [ 59 ].

В качестве чувствительных элементов в ТПИ также используются волоконно-оптические датчики, при разработке которых большое значения придается материалам чувствительным к тепловому излучению. Такие датчики появились за рубежом в 70- годах.

Фирмой Luxtron ( США ) был предложен термометр в котором в качестве датчика, служит кварцевое волокно, на концы которого наносится слой редкоземельного фосфора, весь датчик покрыт слоем тефлона. Источником излучения служит вольфрамо-галогенная лампа. Датчик рекомендуется применять в тех случаях, когда традиционные термопреобразователи подвержены влиянию явлений: микро- и высокочастотных волн, вихревых токов и так далее [ 109 ].

В специализированных научно-исследовательских организациях и ВУЗах бывшего СССР проводились, а в некоторых странах СНГ ведутся исследования термоэлектрических эффектов различных полупроводниковых материалов для создания на их основе датчиков температуры. Изучаются процессы измерения низких температур с использованием диодов с двойной инжекцией; применения кремневых

полевых транзисторов, соединенных в мостовую измерительную схему; зависимость тока насыщения полевых транзисторов с р - п - переходом от температуры и построение на этой основе датчиков температуры; явления отрицательной люминесценции в полупроводниках для создания оптических датчиков температуры [ 44, 45, 96 ].

В ВИПТШ МВД СССР в 1984 году разработан и исследован быстродействующий пожарный извещатель с термопреобразователем на основе тонкопленочного термометра сопротивления [ 47 ] ; разработаны принципы построения термо-электропараметрических устройств пожарной сигнализации [ 27 ].

Учитывая тенденцию развития пленочных технологий, в данной работе делается попытка использовать в качестве чувствительного элемента ТПИ тонкопленочные полупроводниковые термопары.

Одним из перспективных средств регистрации и измерения температуры являются цветовые термоиндикаторы. К таким термоиндикаторам относятся вещества обладающие способностью резко изменять свой цвет или прозрачность при определенной температуре, называемой критической или температурой перехода. Термоиндикаторы служат для измерения температуры в различных отраслях промышленности. Их широко применяют в машиностроении, авиации, радиоэлектроники, в научно-исследовательской практике и т.д. [ 2 ].

По принципу действия термоиндикаторы подразделяются на четыре основных типа: термохимические, жидкокристаллические, люминесцентные и термоиндикаторы плавления.

Термохимические индикаторы - это сложные вещества, которые при достижении определенной температуры резко изменяют свой цвет за счет химического взаимодействия компонентов.

Жидкокристаллические термоиндикаторы - это вещества, которые в определенном интервале температур переходят в жидкокристаллическое состояние, обладающее свойством при незначительном изменении температуры ( иногда в преде-

к* \ »_»

лах десятых и сотых долей градуса ) так изменять свою структуру, что падающии на них луч света разлагается и отражается с изменением цвета.

Люминесцентные термоиндикаторы - это разновидности люминофоров, которые в зависимости от температуры изменяют либо яркость, либо цвет или цветовой тон свечения.

Термоиндикаторы плавления - это вещества, которые изменяют свой цвет или прозрачность в результате плавления одного или нескольких составляющих компонентов, имеющих строго определенную температуру плавления.

Области применения термоиндикаторов в значительной степени зависит от их типа.

Применение термохимических индикаторов с каждым годом ограничивается, так как точность измерения с их помощью невелика, а температура перехода в значительной степени зависит от времени теплового воздействия . По этой причине их целесообразно применять для индикации температуры только таких объектов , которые работают в стационарном режиме и длительное время [ 2 ].

Жидкокристаллические термоиндикаторы, в нашей стране, получили наибольшее распространение в медицинской диагностики [3, 50 ]. Чувствительность жидкокристаллических термоиндикаторов необычайно высока - до тысячных долей градуса, поэтому их используют при самых точных экспериментах. Так, например, с их помощью преобразуют инфракрасное изображение в видимое, визуализируя первое [50].

Люминесцентные термоиндикаторы могут применяться в тех же случаях, что и жидкокристаллические, но так как их температурный диапазон значительно шире, то и возможности для из применения больше. Люминесцентные термоиндикаторы позволяют наблюдать быстрое распространение тепловых волн, определять температурные градиенты даже у самых миниатюрных деталей [ 60, 62 ].

Термоиндикаторы плавления могут применяться практически во всех случаях производственной или исследовательской деятельности, где только они могут быть нанесены или установлены. Это самый перспективный тип термоиндикаторов, применяемых в машиностроении авиастроении, радиоэлектронной промышленности.

Термоиндикаторы плавления позволяют измерять температуры при любом времени теплового воздействия, причем они позволяют контролировать температуру и в период нагревания, и в период охлаждения.

На термоиндикаторы плавления не оказывает влияния влажность, их можно применять при относительной влажности до 98% и в условиях тумана. Температурный диапазон применения составляет 35 - 1500° С, относительная погрешность -

0,5 - 2,5 %. Термоиндикаторы плавления не подвержены влиянию статического электричества, токов высокой и сверх высокой частоты, их можно наносить на поверхность изделия находящегося под напряжением любой величины. Термоиндикаторы плавления выпускаются в виде порошка, краски, пасты, лак, карандаша, таблетки, печатной краски.

В специализированной литературе нет данных об использовании термоиндикаторов в качестве чувствительных элементов тепловых пожарных извещателей, в связи с этим в данной работе делается попытка исследовать возможность использования термоиндикаторной краски плавления, в виде тонкопленочного покрытия, в качестве чувствительного элемента ТПИ.

1.3. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Целью данного исследования является научно обоснованная разработка и построения тепловых пожарных извещателей с чувствительными элементами на основе пленочных термоиндикаторных покрытий и полупроводниковых термоэлектрических элементов.

Задачами исследования являются:

- разработка математической модели для оценки тепловой инерционности термоиндикаторных покрытий при различных температурных режимах;

- разработка комплекса аппаратуры дм снятия характеристик и проведения испытаний пожарных извещателей;

- разработка принципиальных схем чувствительных элементов пленочных тепловых пожарных извещателей;

- экспериментальные и теоретические исследования действующих образцов тонкопленочных пожарных извещателей.

- разработка методики испытаний тонкопленочного термоэлектрического пожарного извещателя.

2.1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОИНДИКАТОРНЫХ ПОКРЫТИЙ.

Термочувствительные покрытия, как и любые другие контактные датчики температуры, всегда измеряют свою собственную температуру. Будет ли она равна температуре окружающей среды , близка к ней или же будет отличаться от нее на значительную величину, зависит от многих факторов и в первую очередь от тепло-физических характеристик покрытия.

Этими характеристиками являются коэффициент теплопроводности X, удельная теплоемкость с и производные от них коэффициент температуропроводности а и тепловая активность материала Ь.

Коэффициент а определяется по формуле

X

а =-, (2.1.)

с р

а величина Ь - по формуле

Ь = V Хер , ( 2.2. )

где р - плотность вещества.

Различие теплофизических характеристик объекта измерения и термоиндикаторного покрытия приводит к тому , что при измерении температуры термоиндикаторами необходимо учитывать :

1) динамическую погрешность, обусловленную тепловой инерционностью;

2) погрешность, вызванную искажающим влиянием термопокрытия на температурное поле окружающей среды;

3) погрешность, вызванную участием термоиндикаторного покрытия в теплообмене излучением.

Динамическая погрешность возникает за счет собственной теплоемкости термодатчика при измерениях в нестационарном режиме, т.е. она определяется главным образом различием коэффициентов удельной теплоемкости окружающей среды и термоиндикаторного покрытия.

Установка датчика температуры, в том числе и термопокрытия, влечет за собой изменение температурного поля вследствие нарушения однородности окружающей среды и перераспределении тепла. В связи с этим датчик фиксирует не температуру, которая была бы до его установки, а некоторую другую. Разность этих температур составляет погрешность, вызванную искажающим влиянием термопокрытия на температурное поле окружающей среды, для расчета которой необходимо знать коэффициенты тепло- и температуропроводности термопокрытия.

Если нагрев термопокрытия осуществляется преимущественно излучением, то погрешность образуется из-за различия коэффициентов поглощения термочувст-

вительного покрытия и окружающей среды и термоиндикатор может фиксировать температуры, значительно отличающуюся от температуры прилегающей среды. При относительно невысоких температурах влияние лучеиспускания не значительно , при температурах выше 500 0 С это влияние резко возрастает. Учитывая, что температура срабатывания чувствительных элементов ТПИ, как правило не превышает 100 0 С, погрешностью из-за различия коэффициентов поглощения можно пренебречь.

Несмотря на наличие различных методов, разработанных для исследования теплофизических характеристик различных материалов, общность их состоит в том, что все они основаны на решении дифференциального уравнения теплопроводности при определенных начальных и граничных условиях

йТ я ¥

- = а V2 Т +-, (2.3.)

йх с р

где: Т- температура; т - время;

а - коэффициент температуропроводности;

V - оператор Лапласа, записанный в соответствующей системе координат; Я у- удельная мощность объемного источника тепла.

Это уравнение, справедливое для веществ, теплофизические характеристики которых не зависят от температуры, устанавливает связь между временными и пространственными изменениями в теле под действием источника тепла. Посколь-

ку температурное поле тела зависит от его тепловых свойств, то по найденному изменению температуры в одной или нескольких точках исследуемого тела можно вычислить коэффициенты тепло- или температуропроводности. В связи с тем, что решение дифференциальных уравнений теплопроводности второго порядка представляет собой сложные функциональные зависимости, при разработке методов исследования используются несложные решения, в частности для одномерных тепловых потоков при тех начальных и граничных условиях, которые можно реализовать в теплофизическом эксперименте [ 64 ].

Теоретически и экспериментально доказано, что если тело поместить в среду с постоянной температурой то изменение его температуры во времени включает три стадии - начальную ( иррегулярную ), регулярную, в том числе монотонный разогрев ( или охлаждение ), и стационарную. При наличии в теле источника тепла расчет теплофизических коэффициентов может быть проведен на любом участке температурной кривой, необходимо только выбрать тот участок, который позволяет наиболее эффективно и рационально решить задачу, связанную с измерением теплофизических характеристик в требуемом интервале температур для конкретных материалов [29, 72, 75,80, 84, 98 ].

Все известные методы определения теплофизических характеристик материалов можно разделить на три группы: стационарные, нестационарные и квазистационарные.

Достоинством нестационарных и квазистационарных методов является возможность определения по данным одного непродолжительного опыта коэффициен-

тов тепло- и температуропроводности самых разнообразных материалов, а в квазистационарном режиме - температурную зависимость этих величин.

Стационарные методы находят достаточно широкое применение при высокотемпературных исследованиях теплофизических характеристик. В стационарных методах тепловой поток, проходящий через тело или систему тел, остается постоянным по величине и направлению, т.е. находятся частные решения уравнения теплопроводности ( 2.3.) при условии, что температурное поле будет стационарным (dT/dx = 0). В этом случае используется закон Фурье в виде:

dT

q = _ х- = const (2.4.)

dn

и дифференциальное уравнение теплопроводности d Т2 d Т2 d Т2

— +-+ -- = 0 (2.5.)

d х2 d у2 dz2

Уравнения (2.4.) и (2.5.) не имеют общего решения. Получены [ 64 ] частные решения применительно к телам определенной геометрической формы при конкретно заданных условиях однозначности. Эти решения для одномерного теплового потока позволяют вычислить коэффициент теплопроводности из соотношения

Q

X = -- • К (2.6.)

Ti - т2

где: 0 - тепловой поток через поверхность, Вт;

К - коэффициент формы исследуемого материала, м Для бесконечно плоского, цилиндрического и шаровых слоев коэффициенты форм можно определить соответственно из следующих соображений:

Заключение диссертации по теме «Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)», Фомин, Владимир Иванович

ВЫВОДЫ

1. Анализ современных тепловых пожарных извещателей показал , что в настоящее время является перспективным разработка пожарных извещателей с чувствительными элементами на основе тонкопленочных термопокрытий и термопар.

2. Рассмотрены методы определений теплофизических характеристик термоиндикаторных покрытий.

3. Предложен метод расчета тепловой инерционности термоиндикаторных покрытий и произведен расчет для конкретных покрытий.

4. В качестве термоиндикаторного покрытия для чувствительных элементов пожарных извещателей предложено использовать термоиндикаторные краски плавления.

5. Рассмотрены конструктивные и технологические особенности тонкопленочных приемников ИК-излучения , на основе исследования выходных параметров приемников ИК- излучения, предложено в качестве чувствительных элементов пожарных извещателей использовать тонкопленочные приемники ИК- излучения на основе халькогенидов висмута и сурьмы.

6. Разработан универсальный стенд для снятия характеристик тепловых и дымовых пожарных извещателей , позволяющий определять работоспособность и инерционность извещателей при различных режимах нагрева и задымленноста

7. Разработана конструкция теплового пожарного извещателя с чувствительным элементом из прозрачного экрана, покрытого термоиндикаторной краской плавления , экспериментально определена оптимальная толщина термопокрытия в пределах 0,05 -г 0,1 мм. Опытная партия извещателей эксплуатировалась на объектах народного хозяйства, на извещатель получено Авторское свидетельство.

8. Разработана конструкция точечного теплового пожарного извещателя для агрессивных и взрывоопасных сред , в конструкции использованы термоиндикаторное покрытие и коаксиальный световолоконный кабель. На извещатель получено Авторское свидетельство.

9. Разработана конструкция теплового пожарного извещателя с волоконно-оптическим шлейфом для агрессивных и взрывоопасных сред , в конструкции использованы термоиндикаторный состав , секции световода , экспериментально определена толщина термоиндикаторного состава , разделяющего секции световода , которая составила 0,15 -4- 0, 45 мм. На извещатель получено Авторское свидетельство.

10. Разработана конструкция теплового пожарного извещателя , реагирующего на ИК- излучение , с чувствительным элементом из тонкопленочной полупроводниковой термопары на основе халькогенидов висмута и сурьмы. Произведен теоретический расчет температуры, вызывающей срабатывание извещателя , определена оптимальна площадь, контролируемая одним извещателем, которая составляет 30 м 2. Разработанный извещатель принят к серийному производству в Республике Узбекистан. На извещатель получен патент на изобретение.

И. Разработана и прошла апробацию методика испытания пожарного извещателя , реагирующего на ИК - излучение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фомин, Владимир Иванович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Процессы горения. / Абдурагимов И.М., Андросов A.C., Исаева Л.К., Крылов E.B. - М. : ВИПТШ МВД СССР, 1984. - 268 с.

2. Абрамович Б.Г. Термоиндикаторы и их применение. - М.: Энергия, 1972,- 224с.

3. Абрамович Б.Г. К измерению температуры поверхности термоиндикаторами . //Теплофизика высоких температур. - 1967. Т.5 , № 3. С.535 - 536.

4. Абрамович Б.Г., Новиченок Л.Н. Теплофизические характеристики термочувствительных красок. // Теплофизика высоких температур. - 1968. Т.6, № 5. С.

839 - 843.

5. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л. Приемники оптического излучения. - М.: Радио и связь, 1987. - 241 с.

6. Алексашенко A.A., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С. Тепломассоперенос при пожаре. - М. : Стройиздат, 1982. - 173 с.

7. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. - Киев: Наук, думка, 1979. - 766 с.

8. Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников.-М.: Наука, 1978. - 615с.

9. Арифов У.А., Эрзин Н.И., Кулагин А.И. Электрофизические параметры термоэлектрических пленок на основе Bi - Те - Se. // Гелиотехника. - 1978. - № 5. - С. 62 - 63.

10. Термогазодинамика пожаров в помещениях./ Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С., Щевляков А.Н. - М : Стройиздат, 1988. - 448 с.

11. Ашкенази Г.И. Цвет в природе и технике. - М.: Энергия, 1974. - 88с.

12. Бабуров В.П. Исследование эффективности и надежности автоматической пожарной сигнализации с тепловыми извещателями: Афтореф. дис. ... канд. тех. Наук. - М,: Академия МВД СССР, 1975. - 20с.

13. . Исследование влияния лучеиспускательной способности термоиндикаторов плавления на тепловой режим элементов РЭА. / Бажева Т.П., Задаянная В.Г. Казаков С.М. и др. // Вопросы радиоэлектроники. - 1972 - № 2 . - С. 55 - 59.

14. Богомолов П.А., Сидоров В.И., Усольцев И.Ф. Приемные устройства ИК- систем. - М. : Радио и связь, 1987. - 280 с.

15. Богомолов Г.А., Куртев Н.Д., Сидоров В.И. Обзор современного состояния те-пловизионной аппаратуры за рубежом. // Тепловидение. - 1984. - № 5.- С. 19 - 34.

16. Бойков Ю.А., Гольцман Б.М., Синенко С.Ф. Методика определения теплопроводности тонких пленок // Физика твердого тела. - 1975. - № 2. - С. 230 - 232.

17. Бойков Ю.А., Гольцман Б.М., Кутасов В.А. Теплопроводность пленок Bi 2 (Те Se) з. // Физика твердого тела. - 1978 , №20. - С. 189 - 192 с.

18. Болванский Э.И. Полупроводниковые пленки и миниатюрные измерительные преобразователи. Минск. "Наука и техника" 1981.

19. A.c. № 368288 (СССР). Флуоресцентные температурные индикаторы / Болотин Б.М., Лосева М.В., Чернова Н.И. // Открытия. Изобретения. - 1973,- № 9,- С.97.

20. Бреннон Р.Р., Голдстейн Р.Ж. Степень черноты окисных пленок на металлической подложке. // Теплопередача. - 1980. - №2. - С. 49 - 57.

21. A.c. 1339610 ( СССР). Световой пожарный датчик / Берман А.И., Ливанов Л.А., Перевалова Т.В. // Открытия. Изобретения. - 1987. - № 35. - С. 115.

22. Берченко H.H., Матвиенко A.B. Многоцветные инфракрасные приемники. //Труды ЦНИИ Электроника. 1979. - № 16. - С. 46 - 56.

23. Бреславский С.И., Казакова С.М. Химические термоиндикаторы как средство индивидуального контроля тепловых режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры. // Вопросы радиоэлектроники. - 1967. - сер. ТРТО. - С. 115-119.

24. Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. Пожарная автоматика. - М., Стройиздат, 1984. - 208 с.

25. Бубырь Н.Ф., Завражнов В.Н. Совершенствование пожарной автоматики - настоятельное требование жизни. // Пожарное дело. - 1982. - № 6. - С. 23-24.

26. Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Потапов В.А. Производственная и пожарная автоматика. - М.: ВИПТШ МВД СССР , 1986. - 294 с.

27. Булахов Э.А. Разработка принципов построения термоэлектропара-метрических устройств пожарной сигнализации: Автореф. дис. ...канд. техн. Наук. - М. ВИПТШ МВД СССР, 1984. - 24с.

28. Вавилов В.Р. Тепловые методы контроля композиционных структур и изделий радиоэлектроники. - М.: Радио и связь, 1984. - 240 с.

29. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. - Л.: Энергия, 1971. - 145 с.

30. Гельфтгат Д.М., Дашевский З.М., Каллер Я.А. Разработка пленочных термоэлектрических батарей и их характеристики.// Термоэлектрические материалы и пленки: Материалы Всесоюзного совещания - Л.: Наука, 1976.- с. 234-239.

31. Гиваргизов Е.И. Материалы для оптоэлектроники. - М.: Мир, 1976. - 223 с.

32. Гольцман Б.М. Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основе Ы 2 Те з ■ - М.: Наука, 1972. - 217 с.

33. Гольцман Б.М. Пленочные термоэлементы: физика и применение. - М.: Наука, 1985.-236 с.

34. Гордов А.Н. Основы пирометрии. - М.: Металлургия, 1981. - 448 с.

35. Грязнов О.С. Вычисление кинетических коэффициентов для полупроводников. - Л.: Наука, 1977. - 167 с.

36. ГОСТ 12.1.033-81. ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения.

37. ГОСТ 12.1.004-85. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

38. ГОСТ 12.4.009-83. ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание.

39. ГОСТ 12.2.047-86. ССБТ. Пожарная техника. Термины и определения.

40. ГОСТ 4.188.-85. СПКП. Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Номенклатура показателей.

41. ГОСТ 27990-88. Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Общие технические требования.

42. ГОСТ 26342-84. Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Типы , основные параметры и размеры.

43. Гроднев И.И. и др. Оптические кабели. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 267 с.

44. Гудкин Т.С., Дашевский З.М. Исследование свойств пленочного термоэлектрического материала. // Электронная техника. - 1979. - №3. - С. 76 - 79.

45. Дашевский З.М., Ерусалимская Т.М., Каллер Я.А. Получение и исследование низкотемпературных пленочных термоэлектрических материалов n-типа проводимости. // Термоэлектрические материалы и пленки : Материалы Всесоюзного совещания - Л.: Наука, 1976. - с. 32 - 37.

46. Дашевский З.М., Доброхотова М.Л., Емельянова Л.Н. Исследование свойств диэлектрических подложек для высокочувствительных пленочных термоэлектрических датчиков излучения. // Электротехническая промышленность. Сер. Хим. и физ. источники тока. - 1982 - №5. - С. 3 - 5.

47. Дегтярев С.А. Разработка и исследование характеристик быстродействующего тонкопленочного термопреобразователя пожарного извещателя: Автореф. дис. ...канд. техн. Наук,- М. ВИПТШ МВД СССР, 1984. - 24 с.

48. Дрыжаков Е.В., Козлов Н.П., Корнейчук Н.К.. Техническая термодинамика . -М.: Высшая школа, 1978. - 326 с.

49. Жуков А.Г., Горюнов А.Н., Кальфа A.A., Тепловизионные приборы и их применение.-М.; Радио и связь, 1983. - 283 с.

50. Звягин В.И., Патыченко В.П. Индикация тепловых полей и измерение температуры с помощью жидких кристаллов // Электронная промышленность. - 1974. -№ 1.-С. 56-57.

51. Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением.- М.: Мир, 1975. - 246 с.

52. Зуев B.C. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере. -М.: Советское радио, 1970. - 193 с.

53. Иванов-Есыпович Н.К. Инженерные основы пленочной микроэлектроники .М.: Энергия, 1978. - 96 с.

54. Ишанин Г.Г. Приемники излучения оптических и оптико-электронных приборов. - JI.: Машиностроение, 1986. - 321 с.

55. Казакова С.М. , Скуинып JIM. Термочувствительные краски для измерения температуры // Лакокрасочные материалы и их применение. - 1974,- № 3.- С. 40-42.

56. Казакова С.М., Бажева Т.П., Энан A.A. К измерению температуры термоиндикаторами плавления. //Теплофизика высоких температур. - 1973. - Т.2, № 2. - С. 452 - 453.

57. Казакова С.М., Лаздин В.П. Термоиндикаторы плавления //Вопросы радиоэлектроники. - 1974,- сер. ТРТО , № 1. - С. 162.

58. A.c. 1339607 (СССР). Тепловой пожарный извещатель / Кривоносов A.B.// Открытия. Изобретения. - 1987. - № 35. - С. 127.

59. Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. - М.: Сов. радио , 1984. - 400 с.

60. Применение люминофоров дж исследования тепловых режимов радиоэлектронных схем / Кутуков Л.В., Митрофанова Н.В., Тимофеев Ю.П. и др. // Приборы и техника эксперимента. -1981. - № 3. - С. 147-149.

61. A.c. 402766 ( СССР). Термоиндикаторное покрытие / Куцына Л.М., Красовиц-кий Б.М. // Открытия. Изобретения. - 1973. - № 42. - С. 93.

62. Левшин В.Л., Левшин Л.В. Люминесценция и ее применение. - М.: Наука, 1972.- 184с.

63. A.c. 392363 ( СССР). . Состав для термоиндикаторов плавления / Лодыгин H.A., Толмачева К.,Ф., Ильина С.А // Открытия. Изобретения. - 1973. № 32. -С. 104.

64. Лыков A.B. Теория теплопроводности.- М.: Высшая школа, 1978. - 392с.

65. A.c. 1339607 ( СССР) . Тепловой пожарный извещатель / Кривоносов A.B.// Открытия. Изобретения. - 1987. - № 35. - С. 125.

66. Малыгин Е.А., Милонов В.П., Козорезов М.П. Исследование свойств пленочных термоэлементов.// Нитевидные кристаллы и тонкие пленки: Материалы Все-союз. совещ. -Воронеж.: 1975. - 255-267 с.

67.. A.c. 788135 ( СССР). Пожарный извещатель / Метелкин Г.А., Невзоров Д.В.// Открытия. Изобретения. - 1980. -№ 46. - С. 115.

68. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. - Л.: Машиностроение. 1983. - 329 с.

69. Пат. № 2200 (Узбекистан) ,1994. МКИ G 08 В 17/06.

70. A.c. 1059595 ( СССР). Пожарный извещатель / Невзоров Д.В.// Открытия. Изобретения. - 1983. - № 45. - С. 132.

71. Новиченок Л.Н., Свирновская И.Л., Казакова С.М. Теплофизические характеристики термоиндикаторов плавления // Инженерно - физический журнал. -1974.- Т. 27 , № 5 .- С. 802 - 803.

72. Новиченок Л.Н., Шульман З.П. Теплофизические свойства полимеров. - Минск: Наука и техника, 1976. -120 с.

73. НПБ 58-97. Системы пожарной сигнализации адресные. Общие технические требования. Методы испытаний. - М.: ВНИИПО МВД РФ, 1997. - 37 с.

74. Олейник Б.Н., Лаздина В.П., Жагулло О.М. Приборы и методы температурных измерений. -М.: Йзд-во стандартов, 1987. - 243 с.

75. Осипова В. А. Экспериментальные исследования процессов теплообмена. - М. -Л.: Энергия . 1976. - 328 с.

76. Палатник Л.С., Сорокин В.К. Основы пленочного полупроводникового материаловедения. - М.: Энергия, 1973. - 295 с.

77. Палатник Л.С., Сорокин В.К. Материаловедение в микроэлектронике. - М.: Энергия, 1978. - 279с.

78. A.c. 746649 ( СССР). Датчик дыма . / Патлах А.Л.// Открытия. Изобретения. -1987. - №35. - С. 132.

79. Пашковский М.В., Гречух З.Г. Фотоэлектрические и инфракрасные приемники на теллуридах кадмия ртути. // Зарубежная электронная техника. -1987. - № 24. -С. 3 - 37.

80. Пластунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. -Л.: Энергия, 1978,- 143 с.

81. Поскачей A.A., Чубаров Е.П. Оптико-электронные системы измерения температуры. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 247 с.

82. Раренко И.М. Полупроводниковые материалы и приборы инфракрасной техники. - Киев: Технжа, 1980. - 173 с.

83. Свечников С.В. Полупроводниковые пленки и слоистые структуры.- Киев: Техшка, 1977. - 238 с.

84. Смирнов Е.В. Экспериментальная методика определения коэффициента теплопроводности и излучательной способности покрытий. // Теплофизика высоких температур - 1976. - Т.8, № 4. - С.875 -880.

85. Стрельников A.B., Гудков A.B. / Технические средства пожарной сигнализации.// Итоги науки и техники., Пожарная охрана. - 1988. - С. 147 - 182.

86. Технология тонких пленок: Справочник./ Под ред. Мейссела Л., Глэнга Р. - М.: Сов. радио, 1977. - 341 с.

87. Тименский М.Н., Зуйков Г.М. Контрольно-измерительные приборы для противопожарной и противовзрывной защиты. - М.: Стройиздат, 1982. - 256 с.

88. Тимофеев Ю.В., Чудновский А.Ф. Приемник излучения на основе пленочной термобатареи. // Термоэлектрические материалы и пленки: Материалы Всесоюз. совещ. -Л.: Наука, 1976. - с . 247 - 250.

89. Ткачевская М.Я., Невзоров Д.В. Ультрафиолетовые и инфракрасные пожарные извещатели: Обзорная информация. - М.: ВНИИПО МВД СССР. - 1983. - 42с.

90. A.c. 767798 ( СССР). Пожарный извещатель /Томасевич Б.Э., Кудрявцев Ю.В.// Открытия. Изобретения. - 1980. - № 36. - С. 118.

91. A.c. 391423 ( СССР). Термоиндикаторное покрытие / Худенький Ю.К., Куцына JIM., Корнеева ОТ.// Открытия. Изобретения. - 1973,- № 31.- С. 127.

92. A.c. 922834 ( СССР). Тепловой пожарный извещатель. / Членов А.Н., Бычков О.В., Метелкин Г. А.// Открытия. Изобретения. - 1982. - № 15. - С. 97.

93. Чопра K.JI. Электрические явления в тонких пленках. - М.: Мир, 1972. - 434 с.

94. A.c. 773662 ( СССР). Пожарный извещатель . /Шакиров В.А.// Открытия. Изобретения. - 1980. - №39. - С. 121.

95. Шаровар Ф.И. Устройства и системы пожарной сигнализации. - М.: Стройиз-дат, 1985. - 375 с.

96. Шаровар Ф.И. Принципы построения устройств и систем автоматической пожарной сигнализации. - М.: Стройиздат, 1983. - 334 с.

97. Шаровар Ф.И. Методы раннего обнаружения загораний. - М.: Стройиздат, 1988.-336 с.

98. Методы определения теплопроводности и температуропроводности. / Шаликов А.Г., Волохов Г.М., Абраменко Т.Н., Козлов В.П.- М.: Энергия, 1973. - 336 с.

99. Юдаев Б.И. Теплопередача. - М. : Высшая школа, 1981. - 192 с.

100. A.c. 1282179 ( СССР). . Пожарный извещатель / Юсупбеков Н.Р., Мавлянка-риев Б.А., Фомин В.И. // Открытия. Изобретения. - 1987. - № 1. - С. 114.

101. A.c. 1485039 ( СССР). Индикатор температуры . / Юсупбеков Н.Р., Мавлян-кариев Б.А., Фомин В.И. // Открытия. Изобретения. - 1989. - № 21. - С. 124.

102. A.c. 1786497 ( СССР). Пожарный извещатель . / Юсупбеков Н.Р., Мавлянкари-ев Б.А., Фомин В.И.// Открытия. Изобретения. - 1993. -№1. - С. 119.

103. Юрченко Д.И. Научно-технический прогресс в пожарной охране. - М.: Строй-издат, 1987. - 187 с.

104. Пленочные висмут-сурьмяные термобатареи для радиационной пирометрии./ Якашвили Д.В., Колесников В.II., Вигдорович В.Н., Углинов Г.А. // Приборы и техника эксперимента. - 1979. - № 6. - С. 207 - 208.

105. Analog fire detector and analog fire alarm system using the same: Пат. 4749987 (США), 1988. МКИ G 08 B17 / 00.

106. Smoke detector with dual sensors: Пат. 4319234 (США), 1982. МКИ G 08 B17/10.

107. Combination detector: Пат. 4401978 (США), 1983. НКИ 340 /628.

108. Rauch detector: Пат. 655396 (Швейцария ), 1986. МКИ G 08 В17/10.

109. Photo-electrik smoke detector with light shielding electrode: Пат. 4678921 (США), 1987. НКИ 250/574.

110. Dispositif optique de fumec: Заявка 2609342 (Франция), 1987. МКИ G 08 B17/10.

111. Fire andexpiosion detection: Заявка2089503 (Великобритания), 1981.НКИ G1A.

112. Detecteur d'incendies et d'explosions: Заявка 2526565 (Франция), 1983. НКИ A62 С 30/00.

113. Detecteur d'echauftement et d'incendie, a-fibre d'optique: Заявка 2599839 (Франция), 1986. НКИ A62 С 39/00.

114. Haus meldesystem: Заявка 3149225 (ФРГ), 1981. МКИ G 08 В26/00.

115. Alarm and signalling systems: Заявка 2182791 (Великобритания ), 1988. НКИ G1A.

116. Steinstrasser R. Flussige Kristalle. - Grundlagen und chemische Strukturen. // Chemiker Zeitung -1971 - № 15. - S. 661 - 668.

117. Castellano Joseph A., Brown Glenn H. Thermotropic liquid crystals. // Chemical Technology. - 1973 . - Vol. 3 , № 4. - P. 229 - 235.

118. Dave I. S., Kurian G. Liquil crystalline properties of a homologous series of naphtnylidene schriffs base compounds of cholesterol. // Curr. Sei. -1973. - Vol. 42, №6.-P. 200.

119. Manasevit H.M. Heteroepitaxial growth of semiconductor films on insulating substrates. Hi. Cryst. Growth. - 1974. - Vol2 - P. 125 - 128.

120. Sullivan C., Zehe M. Heats of reaction for gaseous species in the vaporisation of solid antimony telluride ( Sb2 Te3). // High Temp. Sei. - 1974. - № 1. - P. 80 - 97.

121. Albers C., Walkoqiak Ch., Schäfer P. Time-dependet negative weak-field magnetoresistance in n-tupe lead telluride epitaxial films. // Phys. status solidi. - 1978.-Vol. 27.-P. 31 -34.

122. Krikorian E. Thin films for electrooptical devices. // J. Vas. Sei. and Technol. -1975. -Vol. 12. - P. 186- 187.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Авторские свидетельства на изобретения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

На основании полномочий, предоставленных Правительством СССР, Государственный комитет. СССР по делам изобретений и открытий выдад настоящее авторское свидетельство на изобретение:

"Пожарный увещатель ь

Автор (авторы): Юсудбвкав Еадырбек Рустамбекович, Мавяянкариев Еахтиер Абдугафурович, Фомин Владимир Иванович и Еябшев Радиант Аодуллович

Заявитель: адСЕНТОКИЙ ГОЛШШШИЛШЙ ИНСТИТУТ Ш.А-Р. ШШ

Заявка №

3696101

Приоритет изобретения ^

н 30 января 1984г

Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР

8 сентября 1986г.

Действие авторского свидетельства распространяется на 'всю территорию Союза ССР.

Председатель Комитета^^^^.^^Зссл*,

Начальник отдела

МПФ Гознака. 1979. Зак. 79-3083.

союз советских

социалистических

реслублин

государственный номитет ссср по делам изобретений и отнрытий

Ü9)

SU „„ 1282179 А1

(51) 4 G 08 В 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

(21) 3696101/24-24

(22) 30.01.84

(46) 07.01.87. Бкш. »1 -

(71) Ташкентский ордена Дружбы наро-: дов политехнический институт

им* А.Р.Бируни

(72) Н.Р.Юсупбеков, Б.А.Мавлянкариев, В.И.Фомин и Р.А.Бибишев

.(53) 628.74(088.8) (56) Добровольский A.A. и др. Пожарная техника. - Киев: Техника, 1981, с. 40-41.

(54) ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ (57) Пожарный извбщатель предназначен для использования на объектах народного хозяйства, подлежащих оборудованию пожарной сигнализацией. С целью повышения надежности обнаружения пожара светонепрозрачный экран, расположенный между источником света и фотоприемником, выполнен в виде прозрачной подложки с нанесенным на нее слоем термоиндикаторной краски плавления серии Тй. Температура просветления краски выбрана-'в зависимости от пожарной опасности объекта. 1 ил.'

а £

со

>

í

1282379

Изобретение относится к автоматической сигнализации и может быть использовано на объектах народного хозяйства, подлежащих оборудованию пожарной сигнализацией.

Цель изобретения - повышение надежности обнаружения пожара.

На чертеже изображен предлагаемый изЕб-датель.

Извещатель содержит источник 1 света, диафрагму 2, светонепрозрачный экран 3, выполненный в виде прозрачной подложки с нанесенным на нее слоем термоиндикаторной краски плавления серии ТИ толщиной 0,05-0,1 мм, Сотоприемник 4.

Устройство работает следующим образом.

В дежурном режиме излучение от источника 1 света на фотоприемник 4 не попадает, так как находящийся между ними экран 3, покрыты^ термоиндикаторной краской плавления, не пропускает света. При появлении дыма свет рассеивается .на частицах дама и, минуя экран 3, попадает на фотоприем-

15

20

25

них 4, вызывая перевод электрической схемы извещения в режим тревоги.

При повышении температуры до заданного значения в зависимости от пожарной опасности объекта и выбранной в соответствии с этим температурой просветления термоиндикаторной краски плавления экран 3 становится прозрачным и свет источника 1 попадает на фотоприемник 4, также вызывая перевод электрической схемы извеща-теля в режим тревоги.

Формула изобретения

Пожарный извещатель, содержащий размещенные в корпусе источник света, светонепрозрачный экран, фотоприемник, электронную схему усиления сигнала фотоприемннка, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности обнаружения пожара, светонепрозрачный экран выполнен в виде прозрачной подложки с нанесенным на нее слоем термоиндикаторной краски плавления серии ТИ.

Составитель Й.Гапоненко Редактор Н.Бобкова Техред Л.ОлеЙник Корректор А.Обручар'

Заказ 7272/50 Тираж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

На основании полномочий, предоставленных Правительством СССР, Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий выдал настоящее авторское свидетельство на изобретение:

"Индикатор температуры"

Автор (авторы): Юсунбеков Надырбек Рустамбекович, Мавлянкариев Бахтиер Абдугафурович и Фомин Владимир Иванович

Заявитель: ТАШКЕНТСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ.А.Р, ШРУНИ

Заявка №

4078563 Приоритет изобретения.23 июня 1986г,

Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР

8 февраля 1989г.

Действие авторского свидетельства распространяется на всю территорию Союза ССР.

'Председатель Комитета У^ #

Начальник отдела

МПФ Гознака. 1979. Зак. 79-3083.

союз советских

социалистических

республик

государственный номитет по изобретениям и отнрытиям при гннт ссср

,,„SU,„, 1485039 А1

(51) 4 G 01 К 11/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

(21) 4078563/24-10

(22) 23.06.86

(46) 07.06.89: Бюл. № 21

(71) Ташкентский политехнический институт им. А. Р. Бируни

(72) Н. Р. Юсунбеков, Б. А. Мавлянкариев и В. И. Фомин

(53) 536.53(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 746649, кл. в 08 В 17/10, 1978.

Заявка Франции № 2213493, кл. в 01 К 11/00, 1974.

(54) ИНДИКАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

(57) Изобретение относится к области автоматической пожарной сигнализации и позволяет повысить точность индикации температуры в помещениях с повышенной влажностью, запыленностью воздуха, с взрыво-пожароопасными средами. В состав пожарного извещателя входят источник 1 излу-

чения, приемник 2 излучения, система передачи излучения. В качестве системы передачи излучения используется коаксиальный световод 3. На торцовую часть световода 3 герметично надет металлический колпачок 4 сферической формы. Внутренняя поверхность колпачка 4 является светоотражающей и покрыта слоем термоиндикаторной краски плавления. От источника 1 излучение передается по внутренней жиле световода 6 и, отразившись от колпачка 4, по внешней жиле световод 5 попадает в приемник 2. При повышении температуры термокраска обесцвечивается, отражательная способность колпачка 4 увеличивается, поток отраженного излучения возрастает. Приемник 2 регистрирует два уровня излучения: низкий соответствует дежурному режиму, высокий — режиму тревоги, пропадание излучения сигнализирует о неисправности. I ил.

с 5S

СО

и

6 5

00 СП

о

оо со

>

3

1485039

4

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для защиты объектов народного хозяйства, подлежащих обо-рудованиюавтоматической пожарной сигнализацией, з частности на животноводчес ^ ких и птицеводческих объектах агропромышленного комплекса.

Цель изобретения — повышение точности индикации температуры.

На чертеже представлен индикатор температуры. 10

Индикатор температуры содержит источник 1 излучения, приемник 2 излучения, узел 3 передачи излучения, выполненный в виде коакси'альных световодов и металлический сферический колпачок 4. Внешний 15 световод 5 является передающим, внутренний световод 6 — приемным. Металлический сферический колпачок 4, герметически надетый на конец узла передачи излучения, имеет внутреннюю светоотражающую поверхность, на которую нанесен тер- ^ мочувствительный элемент 7 в виде термоиндикаторной краски плавления толщиной 0,05—0,1 мм. Колпачок 4 выполнен тонкостенным и обладает высоким коэффициентом теплопередачи. 25

Индикатор температуры работает следующим образом.

В дежурном режиме излучение от источника 1 излучения распространяется по внутреннему световоду 6 до его торца, далее 30 часть излучения, отразившись от сферичес-

кой поверхности колпачка 4, покрытой термоиндикаторной краской плавления, попадает на торец внешнего световода 5 и по нему передается к приемнику 2 излучения и фиксируется в нем. При повышении температуры в контролируемом помещении до определенного значения термоикди-каторная краска плавления.расплавляется и становится прозрачной, за счет чего резко увеличивается поток отраженного от сферической части колпачка 4 излучения, которое по внешнему световоду 5 попадает на приемник излучения, где фиксируется резкое увеличение потока излучения и вырабатывается сигнал тревоги.

Формула изобретения

Индикатор температуры, содержащий последовательно расположенные источник излучения, узел передачи излучения в виде двух световодов с колпачком, герметически надетым на его конец, термочувствительный элемент, размещенный внутри колпачка, и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности индикации температуры, в нем колпачок выполнен сферическим из теплопроводного материала с внутренней светоотражающей поверхностью, световоды выполнены коаксиальными, а термочувствительный элемент — в виде термоиндикаторной краски плавления, нанесенной на светоотражающую поверхность колпачка.

Составитель В. Агапова Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 3020/37 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКПТ СССР 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ш«

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГОСУДАРСТВЕННОМ КОМИТЕТЕ СССР ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ (госкомизобретений)

На основании полномочий., предоставленных Правительством СССР, Госкомизсбретений выдал настоящее авторское свидетельство на изобретение:

чджарный иввещатель®

> !; ! {;

Автор (авторы): <$0№Н ^¡вдймир йваношч и другие, указанные в описании

Заявитель:

МШТОКЙЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ШОПШ Ш«А.Р<

Заявка №

4734221 Приоритет изобретения зд тт 1939^

Зарегистрировано в Государственном реестре п изобретений СССР л

8 сентября 1992г*

Действие авторского свидетельства распространяется на всю территорию Союза ССР.

/ /

Председатель Ком и те та <

4 5

Начальник отдел$

а

г—п

I

0, ЙГ

146

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

(19)

¿Ц„„ 1786497 А1

(51)5 в 08 В 17/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР '

(ГОСПАТЕНТ СССР)

Е ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

(21)4734221/24

(22)22.06.89 (46)07.01.93. Бюл. № 1

(71)Ташкентский политехнический институт им. А.Р.Бируни

(72) Н.Р.Юсупбеков, Б.А.Мавлянкариев и В.И.Фомин.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1241272, кл. С 08 В 17/10, 1984. (54) ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

(57) Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации. Целью изо-

бретения является повышение функциональной надежности работы устройства в агрессивных и пожаро-взрывоопасных средах. Пожарный извещатель содержит источник 1 излучения, приемник 2 излучения, секции 3 световода, соединенные металлическими муфтами 4, содержащими термоиндикаторный состав. При повышении температуры объекта контроля термоиндикаторный состав в муфте 4 изменяет свою прозрачность и устройство формирует сигнал тревоги. 1 ил.

Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации и может быть использовано для защиты объектов народного хозяйства, подлежащих оборудованию автоматической пожарной сигнализацией, в частности на животноводческих и птицеводческих объектах агропромышленного комплекса, где из-за агрессивной среды ' применение существующих извещателей не эффективно.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности работы устройства в агрессивных и пожаро-взрывоопасных средах.

На чертеже представлен пожарный извещатель, состоящий из источника 1 излучения, приемника 2 излучения, линии передачи излучения в контролируемое пространство в виде секций 3 световода, соединенных металлическими муфтами 4.

Внутри муфт 4 торцы световода разделяют термоиндикаторный состав 5. Муфты 4 выполнены тонкостенными и обладают высоким коэффициентом теплопередачи. В качестве термоиндикаторного состава 5 могут

быть использованы термохимические, жидкокристаллические или люминесцентные термоиндикаторы, изменяющие свою прозрачность, цвет или способность люминес-цировать, при достижении определенного значения температуры.

Извещатель работает следующим образом. .

В дежурном режиме излучение от источника 1 распространяется по секции 3 световода до его торца, далее проходит через прозрачный слой термоиндикаторного состава 5, попадает в следующую секцию 3 световода и так далее до последней секции 3 световода, с торца которой попадает на приемник 2 излучения и фиксируется в нем. При повышении температуры в контролируемом помещении индикаторный состав 5 изменяет свою прозрачность, в результате приемник 2 излучения фиксирует резкое уменьшение потока излучения и формирует сигнал тревоги. Вследствие повышения температуры в контролируемом помещении, возникает соответствующий сигнал

(Л

XI

оо о

Ю >

3

1786497

4

тревоги приемника 2 излучения и срабатывает система сигнализации.

Устройство может быть так же использовано в пожаро-взрывоопасиых помеще- ■ ниях различных производств, т.к. в нем нет 5 токоведущих частей, способных вызвать искру.

Муфты 4 придают термоиндикаторному составу 5 геометрическую форму световода 2, проводят тепло от окружающей среды к 10 термосоставу, изолируют торцы световода и термоиндикаторный состав 5 от воздействия агрессивной и пожаро-взрывоопасной среды. При соединении секции световода муфтами отпадает необходимость в элемен- 15 тах фокусировки. В отличие от прототипа, предлагаемое устройство реагирует не на дым, а на повышение температуры. В предлагаемом устройстве в отличие от прототипа, кроме системы передачи излучения, 20 содержится только источник и приемник излучения, что значительно сокращает элементную базу изделия, а следовательно, повышается надежность. Световод, используемый в предлагаемом устройстве, для за- 25 щиты от агрессивной среды, покрыт химической стойкой оболочкой.

Были проведены измерения коэффициента пропускания х термоиндикаторного состава для подтверждения возможности реализации устройства.

Условия измерения: I - толщина исследуемых образцов — 0,3 мм, источник излучения - лампа типа КГМ 6,6-100. Результаты измерений приведены в таблице.

Формула изобретения

Пожарный извещатель, содержащий источник излучения^ пинию передачи излучения в контролируемое пространство в виде секций световода, в разрывах между секциями световода размещены непрозрачные муфты и приемник излучения, отличаю-щ и й с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности работы устройства в агрессивных и пожаро-взрывоо-пасных средах, в устройство введены термочувствительные элементы, выполненные из термоиндикаторного состава, секции световода покрыты химически стойкой оболочкой, герметично соединены металлическими муфтами, внутри которых расположены термочувствительные элементы, выполненные из термоиндикаторного состава.

Температура воздействия, °С Иттрий бромноватис-токислый X Кадмий хлорноватистокислый X Цинк, бромноватисто-кислый X

40 0,93 0,92 0,92

60 0.93 0,92 0,92

75 0,24 0,92 0,92

80 0,24 0,22 0,92

100 0,24 0,22 0,21

110 0,24 0,22 0,21

1Ш497

т

±

\

Редактор

Составитель О. Богомолова Техред М.Моргентал

Корректор М.Андрушенко

Заказ 248 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

УЗБЕКИСТ(}$ РЕСПУБЛИКАСИ

Йхтиро номи: йссиврзик ёнгин даракчиси

'„ ,, Патент эгаси (мамлакат): УзбвКИСТШ Респубжкасж ФШ1Лар ' академилси У. О. Орифов номли электроника института (УТи)

I

: Муаллиф <лар): Мисюченко Татьяна Васильевна, ЗДсгпов Бахо • дир, Вергун Валерий; Романович, Атабаев ■ Бахтиер Гафурович, Михайлов Сергей Борисович,Притуло Владимир Алексеевич, Фомин Владимир' Иванович

Ш109-94 да

tft.it. ^

' Талабнома № 1Н ДР 9400266.1

Ихтиро приоритета 19.04.94 . . Узбекистан Республикаси ихтиролар Давлат реестри руйхатидан

• ^тказилган

- ИХТИРОга берилган ДАСТЛАБКИ 'ПАТЕНТ унинг эгаси Рес-у публика худудида-ихтиродан < фойдаланишда па.. уни, тасарруф >.,1 .. этишда, шунингдек- 'Узга шахсларнингундан фойдаланиишии таки.кдаб к$йишда мутлак зо'КУНКа эга эканлигини тасдицлайди.;

Давлат,патент идораси' директори.;

РЕСПУБЛИКА УЗБЕКИСТАН

ГОСУДАРСТВ Пмый КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПАТЕНТ

№ 2200

Название изобретения: Тепловой пожарный извещатель

Патентовладелец (страна): Институт электроники им.У. А. Атгг*ова Акаде наук Республики Узбекистан (иъ)

Автор (авторы):Мисюченко Татьяна Васильевна,Турсунов Баходир,Верг Валерий Романович,Атабаев Бахтиер Гафурович,Михайлов Сергей Бор Притуло Владимир Алексеевич,Фомин Владимир Иванович

Заявка № IH ДР 9400266.1 Приоритет изобретения 19. 04.94

Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Республики Узбекистан 08. 09. 94

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПАТЕНТ на данное изобретение удостоверяет исключительное прапо владельца на владение, использо вание, распоряжение, а также запрещение использования изобретении другими лицами на территории Республики Узбекист«!

REPUBLIC OF UZBEKISTAN

THE STATE COMMITTEE OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN FOR SCIENCE AND TECHNOLOGY

STATE PATENT OFFICE PROVISIONAL PATENT №_ '

Title of the Invention:

Patentee (country):

Inventor (s):

Applicatipn № Priority" of the Invention:

Sealed in the State Register of Inventions of the Republic of Uzbekistan

The Provisional Pateni for this Invention is to grant the exclusive right of the Patentee to possess, use, dispose and prohibit the use of this Invention by other persons at the territory of the Republic of Uzbekistan.

149

Узбекистон Республикаси Фан ва техника давлат кумитаси

Давлат патент идораси

Дастлабки патентга

(19) и2 (П) 2200 £

ИХТИРО ТАВСИФИ

(51) 5 6 08 в 17/06

(21) 1Н ОР 9400266.1

(22) 19.04.94

(46) 30. 12. 94, Бюл. Н 4

(71) Рзбекистон республикаси Фанлар академияси V. о. орифов нонли электроника институти (иг) г

Институт электроники им. V. А. Арифова Академии наук Республики Узбекистан (иг)

(72) Нисюченко Татьяна Васильевна, Турсунов Баходир, Вергун Валерий Романович. Атабаев Бахтиер гафуровкч, Михайлов Сергей Борисович, Притуло Владимир Алексеевич, фомин Владимир Иванович (ТО)

(73) Узбекистон Республикаси фанлар академияси V. О. Орифов номли электроника институти (иг)

институт электроники им, у, а. АРИФова Академии наук республики Узбекистан (иг)

(54) Исси^лик енгин даракчиси Тепловой пожарный извещатель

(57) Фойдаланиш со^аси: енгин сигнализааияеи ^урилмаяарида. вази-Фаси: сезиш имкони, тезкорлиги ва агрессив ку>^итларда Фойдаланиш. Ихтиро мокияти: иссинликли ёнгин даракчиси исси^лик батареяси шаклидаги сезиш элемента ва сигнални ^айта ишлаш блокидан иборат. Сезиш элементи диэлектрик тагликдаги плёнкасимон ярим Утказгич иссщлик батареяси шаклида ясалган. Тагликнинг полимер пл&нкадан ишланган ор$а томони "совук" пайванд щемила зарногоз билан епил-ган камда "иссик" пайванд ^исми ^ора рангли таркиб билан ^оплан-ган. Иссш^лик батареяси иссга^лик сигимли металлдан ишланган б^либ четки деворларидан бирига $абул даракчиси учун тешикча лдприлган. диэлектрик тешик эса ^аво Утказиладиган ^олатда зар^огозли тарафи билан шу четки деворнинг ички сиртига тегиб турадики, бунда ^абул даракчиси тешиги батареянинг "иссщ" пайвандлари 1^ар-шисига тУгри келади.

(57) Использование: в устройствах попарной сигнализации, задача: повышение чувствительности, быстродействие и возможность использования в агрессивных средах. Сущность изобретения: тепловой пожарный извешатеяь включает чувствительный элемент в виде терноба-тареи и блок обработки сигнала; чувствительный элемент выполнен в виде пленочной полупроводниковой термобатареи на диэлектрической подложке, выполненной из полимерной пленки. Обратная сторона подложки Фольгирована в месте расположения "холодных" спаев и покрыта чернящим составом в месте расположения "горячих" спаев, термобатарея помещена в корпус из теплоемкого металла, одна из торцевых стенок которого имеет отверстие для приемного окна, а диэлектрическая подложка герметично примыкает фольгированной стороной к внутренней поверхности этой торцевой стенки так, что отверстие для приемного окна расположено напротив "горячих" спаев батареи.

i изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации и но/ жет быть использовано на различных объектах . подлйжлшх оборудованию пожарной сигнализацией, в частности, на объектах, где возможный •пожар характеризуется быстрым ростом температуры.

Известен пожарный извешатель. используемый для зашиты двигательных отсеков самолетов [1].

извешатель содержит чувствительный элемент в виде хронель-копе-левой тернопары и блок обработки сигналов, недостатком устройства является низкая чувствительность, обусловленная использованием про волочной термопары» имеющей низкий коэффициент преобразования вследствие большой теплоемкости, массы и низкого коэффициента термо ЭДС.

наиболее близким по технической сущности и достигаемому резуль тату к предлагаемому является извешатель типа дпс-038, который со держит батарею хромель- Копелевых термопар, включенных последовательно, и блок обработки сигнала, для повышения чувствительности и уменьшения инертности в "горячие" спаи термопары вварены серебряные пластинки, вследствие чего "горячие" спаи нагреваются быстрее,Г23,

недостатком устройства является низкая чувствительность и значительная инертность, обусловленные использованием в качестве чувствительного элемента проволочной (массивной) хромель-копелевой термопары. Кроме того, конструкция извешателя не позволяет использовать его в помещениях с агрессивной средой, поскольку чувствительный элемент инеет непосредственный контакт с воздухом, и извешатели имеют высокую стоимость.

Задачей изобретения является создание такого пожарного извета теля, который обладал бы повышенной чувствительностью, быстро действием, мог эксплуатироваться в агрессивных средах и не имел зле ментов, выполненных из драгоценных металлов.

Поставленная задача решается тем, что в тепловом пожарном изве шателе, включающем чувствительный элемент и блок обработки сигнала, чувствительный элемент выполнен в виде пленочной полупроводниковой термобатареи на диэлектрической подложке. Обратная сторона подложки Фольгирована в месте расположения "холодных" спаев и покрыта черня шин составом в месте расположения "горячих" спаев, причем термобата рея помешена в корпус из теплоемкого металла, одна из торцевых сте нок которого имеет отверстие для приемного окна, диэлектрическая подложка герметично примыкает Фольгированной стороной к внутренней поверхности этой торцевой стенки так, что отверстие для приемного окна расположено напротив "горячих" спаев батареи.

Конструктивно заявляемый пожарный извешатель устроен так, чтс его чувствительный элемент находится в герметичном корпусе с прием нын окном в виде отверстия, термобатарея внутри корпуса герметичнс примыкает обратной стороной подложки к приемному окну и, таким обра зон, не имеет непосредственного контакта с окружающей средой. "Горя чие" спаи термобатареи расположены напротив приемного окна, а "холодные" заэкранированы корпусом чувствительного элементу иззешателя, благодаря чему создается разность температур между "горячими" и "хо лодными" спаями.

Именно сочетание высокой чувствительности и малой инерционности полупроводниковых пленочных элементов с наличием у них подложки, которую можно использовать как защиту от окружающей среды, позволило создать высокочувствительный и иалоинерционный извешатель, которые можно использовать для работы в агрессивных средах.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен тепловог пожарный извешатель. Пленочная термобатарея 1 сформирована на диэлектрической подложке г и имеет "горячие" 3 и "холодные" 4 спаи. Об ратная сторона подложки, покрытая фольгой 5, герметично примыкает i корпусу*6 чувствительного элемента. Корпус изготовлен из теплоемкого металла, например, меди, и выполняет Функции теплоотвода для "холодных" спаев 4. "Горячие" спаи з термобатареи расположены напротш приемного окна 7 корпуса чувствительного элемента. Термобатарея че рез тоководы 0 соединена с блокон обработки сигнала 9. Корпус е чувствительного элемента герметично примыкает к корпусу пожарного извешателя 10, выполненному из пластмассы.

Подложкой чувствительного элемента является полимерная пленка, обладающая высокой стойкость» к различным агрессивным с редан» потомз

итл Р ЯДШУЛЙ vnvrn<mvmrtrvr Т*1 й W 1 л и ж rvI М9ва1тг41ПАП0 nAirirowui nrm«

i 50

2 ZOO

ZZOö

Функции зашиты от воздействия внешней среды, в том числе даров неко торых кислот, щелочей, растворителей.

для терноэлектрически батарей можно использовать системы типа В1 - Sb, (Bise)лтез Bl(SeTe)°. т.е. полупроводниковые материалы, имеющие высокую эффективность в диапазоне температуры окружающей среды (-50) -( + 150)° с.

извешатель работает следующим образом. ик-из л учение, конвективный поток горячего воздуха, горячий дым через приемное окно 7 разог ревают диэлектрическую подложку 2 в месте расположения "горячих" спаев 3. Для срабатывания пожарного нзвешателя скачкообразный перепад температуры между "горячими" з и "холодныни" 4 спаями должен составить 1,5 - 2°с за 1 - 2 с. Такой перепад температуры создает быстро внесенная,, в поле зрения извешателя пластина размером 1 м*. разогретая до 100 с, находящаяся на расстоянии 3 м от поверхности чувствительного элемента, при этом на выходе термобатареи в течение 0.5 с появляется сигнал порядка 1,5 - 2 мв, который усиливается блоком обработки сигнала 9 и передается извешателем в виде сигнала тревоги на приемную аппаратуру пожарной сигнализации.

пример конкретного выполнения извешателя. На Фольгированном ди электрике, представляющей собой "сэндвич", верхний слой которого является полиимидной пленкой толщиной 16 мкн, а нижний - медной Фольгой толщиной ~ 35 мкн, на полиимидном слое методами фотолитографии и вакуумного распыления сформирована пленочная термобатарея, ветви термобатареи выполнены из твердых растворов халькогенидов висмута v сурьмы. Ветви расположены радиально, причем сходящиеся к центру термоспаи являются тепловоспринимаюшими - "горячими", а спаи, лежащие на внешней окружности и находящиеся через полиимидную пленку в теп ловон контакте с медной Фольгой и корпусом, являются "холодными". .

в месте расположения "горячих" спаев в медной фольге вытравленс отверстие диаметром 5 мм, являющееся приемной площадкой для ик-излу чения, и вместо фольги нанесен чернящий состав на основе граФита длз повышения оптического поглощения полиимидной пленки, диэлектрическаз подложка с термобатареей размешена в медном корпусе диаметром 22 mí и высотой 5 им. Дно корпуса имеет отверстие. При этом подложка гер кетично примыкает Фольгированной стороной ко дну корпуса, а от верстие в Фольге совпадает с отверстием в корпусе. Токоподводы выве дены через крышку медного корпуса извешателя и подсоединены к блок; усиления и обработки сигнала.

ФОРНУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Тепловой пожарный извешатель, включающий чувствительный эле мент в виде термобатареи и блок обработки сигнала, отличаю ш и й с я тем, что чувствительный элемент выполнен в виде пленочно полупроводниковой термобатареи на диэлектрической подложке, обрата а сторона подложки Фольгирована в месте расположения "холодных" спае и покрыта черняшим составом в несте расположения "горячих" спаев причем термобатарея помешена в корпус из теплоемкого металла, оде из торцевых стенок которого имеет отверстие для приемного окна, диг лектрическая подложка герметично примыкает Фольгированной стороной внутренней поверхности этой торцевой стенки так, что отверстие дх приемного окна расположено напротив "горячих" спаев батареи.

2. извешатель по п. 1, отличающийся тем, что диэлек*! рическая подложка выполнена из полимерной пленки.

(5&) 1. лужедкий в. к. противопожарная зашита самолетов граэ данской авиации, н. : Транспорт, 1987; с. 45.

,. 2. Бубырь н. Ф. и др. эксплуатация установок пожарной авт< натики. М. : Стройиздат, 1906; с. 78.

Эксперт е. А. принцева Редактор в. п. осиновская