|
|
Спочатку розглянемо сповіщувач пожежний димовий радіоізотопний РИД-1 [17]. Радіоізотопний сповіщувач РИД-1 призначений для виявлення диму на контрольованому об'єкті і передачі сигналу на приймально-контрольний пульт. Конструкція сповіщувача РИД-1 складається з: 1 - корпусу; 2, 3 - сітки; 4 - диску; 5 - кришки; 6 - гвинта; 7 - корпусу; 8 - екрану; 9 - кришки; 10 - гвинта; 11 - контакту; 12 - гвинта регулювального джерела закритої камери. Основними елементами сповіщувача є дві іонізаційні камери Дт1 і Дт2 (рис. 4.2), включені послідовно. Точка з'єднання підключена до керуючого електроду тиратрона Л. Камера Дт2 відкрита, камера Дт1 закрита — вона виконує роль компенсуючого елемента.
|
|
|
|
|
Рис. 4.1 - Конструкція сповіщувача РИД-1 | |
|
Рис. 4.2 - Принципова електрична схема сповіщувача РИД-1 | |
Іонізація повітря в обох камерах створюється альфа-джерелами АДИ з ізотопами плутонію. Під дією прикладеної напруги в обох камерах протікає іонізаційний струм. У випадку попадання в іонізаційну камеру Дт2 часток диму її провідність зменшується, напруга на обох камерах розподіляється, у результаті чого зростає напруга на керуючому електроді тиратрона Л. При досягненні рівня напруги запалювання тиратрон починає проводити струм. Зростання струму в ланцюзі сповіщувача приводить до збільшення струму, споживаного блоком живлення БПЛ-1, що викликає спрацьовування сигналізації на приймально-контрольному пульті.
Крім перерахованих елементів, сповіщувач містить дільник напруги на резисторах R4, R5, призначений для подачі необхідного зсуву на екранну сітку тиратрона, і дільник напруги на резисторах R1, R2, призначений для створення певної напруги, що прикладається до контактів захисних кілець ізоляторів іонізаційних камер. Індикатором спрацьовування сповіщувача є світловий діод Д1, включений у ланцюг тиратрона. Діод починає світитися в момент запалювання тиратрона. Паралельно діоду підключений стабілітрон Д2, що забезпечує замкнутий ланцюг живлення тиратрона при виході з ладу світлового діода.
Конструкція сповіщувача дозволяє регулювати інтенсивність випромінювання радіоактивних джерел. Навантажувальний резистор R1 монтують на колодці останнього сповіщувача комплекту сповіщувачів, резистор R2 — на першій коробці комплекту шлейфу.
До складу системи пожежного захисту входять радіоізотопні сповіщувачі РИД-1, у яких застосовані закриті альфа-джерела АДИ. Убудовані в сповіщувач джерела не представляють радіаційної небезпеки, тому що випромінювання цілком поглинається в обсязі іонізаційних камер сповіщувача. При експлуатації прилад не забруднює навколишнє середовище радіоактивними газами й аерозолями.
Пожежний димовий радіоізотопний сповіщувач РИД-6М створений у результаті модернізації й удосконалення радіоізотопного сповіщувача РИД-1. Як і попередня модель, сповіщувач РИД-6М має дві іонізаційні камери, чим досягається більша сталість граничної чутливості сповіщувача до диму в широкому діапазоні зміни температур і відносної вологості навколишнього повітря.
У новій моделі радіоізотопного пожежного сповіщувача тиратрон ТХ-11М, який вимагає високовольтного живлення, замінений низьковольтним електрометричним Моп - транзистором КП-305Е, що дозволяє знизити напруги живлення сповіщувача з 220 до 20 В, знизивши при цьому вимоги до стабільності джерела живлення сповіщувача.
Низьковольтне живлення сповіщувача, у свою чергу, дозволило застосувати в ньому радіоактивні джерела іонізуючого випромінювання зі значно меншою інтенсивністю радіоактивного випромінювання, а також підвищити граничну чутливість сповіщувача до диму. Відмінні риси нового радіоізотопного сповіщувача значно поліпшили його основні технічні й експлуатаційні характеристики.
Конструкція сповіщувача РИД-6М наведена на рис. 4.3, електричну схему наведено на рис. 4.4. Сповіщувач складається з двох відсіків. У верхньому, закритому відсіку, розташована друкована плата 2 з елементами електричної схеми сповіщувача й електроди іонізаційної компенсуючої камери.
|
|
|
|
|
Рис. 4.3 - Конструкція сповіщувача РИД-6м | |
|
Рис. 4.4 - Електрична схема сповіщувача РИД-6м | |
У нижньому, сполученомк безпосередньо з атмосферою, відсіку 10 сповіщувача розташовані електроди робочої іонізаційної камери. Закрита іонізаційна камера, що не сполучається з атмосферою, утворена двома плоскими кільцевими електродами 4 і 13. У середині верхнього плоского електрода 13 установлене джерело іонізуючого випромінювання 12 іонізаційної компенсуючої камери.
Відкрита іонізаційна камера утворена циліндричною внутрішньою стінкою 7 відсіку 10 і коаксиально розташованим у ньому циліндричним електродом 6, усередині якого встановлене друге джерело іонізуючого випромінювання 5.
Іонізація повітряного середовища в робочих об'ємах обох іонізаційних камер здійснюється за допомогою двох однотипних джерел з ізотопами плутонію активністю не більшее 1,85-105 Бк. Потужність експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань на поверхні сповіщувача РИД-6М не перевищує величини 0,22× 10 -10 А/кг чи 0,3 м Р/ч. У всіх режимах експлуатації при дотриманні мір безпеки він є радіаційно-безпечним.
У підставці сповіщувача, на плоскій кільцевій поверхні, установлений світлодіодний індикатор спрацьовування 3.
З метою проведення оперативних перевірок працездатності сповіщувача в його конструкції передбачений кнопковий імітатор 9. При натисканні на кнопку 9 у зазор між джерелом випромінювання 5 і внутрішнім електродом 6 вводиться втулка з поглинаючого матеріалу, унаслідок чого іонізуюча дія джерела випромінювання знижується, викликаючи зменшення іонізаційного струму.
Основними елементами електричної принципової схеми є дві іонізаційні камери, У1 і В2, з'єднані послідовно між собою і джерелом постійної напруги з електронним згладжуючим фільтром на транзисторі VT4. Камера В1 розташована в закритому відсіку, а камера В2 розташована у відкритому відсіку, сполученому з атмосферою, і є робочою камерою. Спільна точка з'єднання обох іонізаційних камер підключена до затвору польового транзистора VT1 типу КП305Е. При влученні в камеру В2 аерозольних часток, що виникають при горінні чи тлінні пожежонебезпечних матеріалів, її опір постійному струму збільшується внаслідок зменшення іонізаційного струму за рахунок зниження концентрації, а також рухливості іонів у камері, за наявності в ній заряджених аерозольних часток диму.
Збільшення концентрації аерозольних часток у робочій камері сповіщувача призводить до зростання потенціалу затвора транзистора VT1 відносно спільного проводу схеми сповіщувача, зростання потенціалу джерела цього транзистора, тобто напруги на послідовно з'єднаних резисторах R1 і R9. Як тільки потенціал джерела транзистора VT1 перевищить напругу пробою стабілітрона УД1, що виконує функцію граничного елемента, струм через стабілітрон різко збільшується, що приводить до відмикання транзисторів VT3 і VT2. Наростання струму колектора транзистора VT2 викликає насичення ключового елемента на транзисторі VT5, що включає оптичний індикатор спрацьовування сповіщувача — світлодіод УД5 червоного світіння типу червоний-307БМ.
Ключовий транзистор VT5 забезпечує також передачу в сигнальну лінію тривожного повідомлення у виді східчастої посилки струму величиною 18...20 мА. При цьому струм через сповіщувач повинен обмежуватися на рівні не більшее 20 мА.
Підведемо підсумок. Для створення потоку a - часток у конструкціях радіоізотопних димових сповіщувачів застосовуються джерела з ізотопами плутонію. При цьому у спеціальній камері під дією прикладеної напруги протікає іонізаційний струм. У випадку потрапляння в іонізаційну камеру часточок диму її провідність змінюється, що і реєструється спеціальною електронною схемою. У цьому полягає принцип дії цілого класу високочутливих димових датчиків.
Причину зміни провідності іонізаційної камери можна пояснити геометрично - за допомогою зображення треків потоку a -часток, порівнюючи різницю кількості треків - тих, що “вийшли” з першого електрода, та тих, що “досягли” другого електрода з урахуванням скривлення траєкторій полем часточки диму (рис. 4.5 і рис. 4.6).
Отже, при конструюванні димових сповіщувачів актуальним є зображення треків a - часток, які рухаються у полі іншої частки. Це допоможе знайти нові конструктивні рішення геометричного оформлення іонізаційних камер. Далі розглянемо теоретичні основи, які можуть забезпечити алгоритм побудови зображень треків. На початковій стадії досліджень розглянута лише одна частка, у полі якої утворюються треки руху потоку a - часток.
|
|
|
Рис. 4.5 - Треки потоку a - часток у випадку дії
сил відштовхування
|
|
|
Рис. 4.6 - Треки потоку a -часток у випадку дії сил притягування
|
|
|