Математическая модель чувствительного элемента теплового пожарного извещателя с термистором
Адресно-аналоговые пожарные извещатели - один из важнейших элементов современных систем пожарной сигнализации. Методика расчета сопротивления термистора при номинальной температуре. Методы уменьшения инерционности чувствительного элемента извещателя.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.01.2020 |
| Размер файла | 27,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Современные системы пожарной сигнализации (СПС) содержат адресно-аналоговые пожарные извещатели (ИП), в документации к которым не всегда приведены их основные технические данные. Для исследования эффективности работы ИП необходима информация о динамических параметрах составляющих их элементов, в частности чувствительного элемента (ЧЭ).
Динамические параметры ИП можно определить, по его математической модели, которая должна учитывать материал, конструктивное оформление, а так же диапазон рабочих температур. Таким образом, существует проблема улучшения технических данных динамических параметров элементов СПС.
В [1, 2] представлены модели ЧЭ точечного теплового ИП с учетом конструктивных особенностей и условий развития пожара. Предложенные модели ЧЭ требуют точное математическое описание ЧЭ и дополнительные экспериментальные данные исследуемого ИП. В [3, 4, 5] представлены модели ЧЭ с термопарой, позистором и термистором, без учета конструктивных особенностей.
Согласно [6], зависимость сопротивления RT термистора от температуры, имеет вид:
; (1)
где А, b, В - константы, зависящие от полупроводникового материала и конструктивного оформления термистора; Т - текущая температура термистора, К.
Представленная в [5] модель ЧЭ с термистором, рассмотрена для b << 1, когда константа А соответствует сопротивлению термистора при бесконечно большой температуре.
Выполним математическое описание термистора, как чувствительного элемента пожарного извещателя в интервале рабочих температур, с учетом b. Расчетная схема ЧЭ с термистором представлена на рис.1.
Рисунок 1 - Расчетная схема чувствительного элемента с термистором
Для этого, в уравнении (1) приравняем дифференциалы левой и правой части:
. (2)
Выполним замену:
; , (3)
где Rt - сопротивление термистора при номинальной температуре, Ом; в - температурный коэффициент.
Математическую модель термистора, как динамического звена, получим из уравнения для нестационарного теплообмена при критерии Био < 0,1, что соответствует равномерному распределению температуры внутри ЧЭ. Тогда, количество тепла переданное и поглощенное термистором:
, (4)
где С - теплоемкость материала термистора, Дж•кг-1•К-1; m - масса термистора, кг; Т - температура термистора, К; ф - время, с; б - коэффициент конвективного теплообмена, Вт•м-2 •К-1; F- площадь поверхности термистора, м2; ТВ - температура окружающего воздуха, К.
Подставим (2), (3) в (4), получим:
. (5)
Выполним линеаризацию уравнения (5) методом полного дифференциала. Уравнение динамики термистора в относительных переменных примет вид:
; (6)
; , (7)
термистор аналоговый извещатель инерционность
где ТТ - постоянная времени термистора, с; КТ - коэффициент усиления термистора; , - относительные переменные.
Из уравнения (7) следует, что для уменьшения инерционности чувствительного элемента извещателя, необходимо уменьшать массу термистора и увеличивать его площадь. Кроме того, для снижения ТТ, на чувствительном элементе может быть размещен пластинчатый радиатор.
Для экспериментального определения величины постоянной времени извещателя, необходимо выполнить два сертификационных испытания [7]: определить статическую и динамическую температуры срабатывания.
Тогда:
, (8)
где ТИП - постоянная времени извещателя, с; ТСТ - статическая температура срабатывания ИП, 0С; ТДИН - динамическая температура срабатывания ИП, 0С; - скорость повышения температуры, 0С •с-1.
Выводы: Выполнено математическое описание чувствительного элемента максимального пожарного извещателя с термистором. Получены уравнения динамики, приведены зависимости для определения динамических параметров чувствительного элемента.
Список литературы
1. Абрамов Ю.А. Модель теплового пожарного извещателя и оценка времени его срабатывания/ Ю.А. Абрамов, Ю.Ю. Переста// Проблемы пожарной безопасности. - Х.: ХИПБ. - 1997. - С.53 - 57.
2. Гвоздь В.М. Терморезисторные тепловые пожарные извещатели с улучшенными характеристиками и методы их температурных испытаний. Дисс. канд. техн. наук: 21.06.02 - Черкассы. - 2005. -181с.
3. Литвяк А.Н. Математическое описание термопары теплового пожарного извещателя /А.Н. Литвяк, В.А. Дуреев // Проблемы пожарной безопасности. - Х.: УЦЗУ. - 2007. № 22 - С. 120-122.
4. Дуреев В.А. Математическое описание чувствительного элемента максимального теплового пожарного извещателя с терморезистором / В.А. Дуреев, А.Н. Литвяк // Проблемы пожарной безопасности. - Х.: НУГЗУ. - 2012. № 32 - С. 74-77. Режим доступу: http://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfFireSafety/vol32/dureev.pdf
5. Дуреев В.А. Математическое описание чувствительного элемента теплового пожарного извещателя с термистором // Проблемы пожарной безопасности. - Х.: НУГЗУ. - 2016. Випуск 39 - С. 100-102. Режим доступу: http://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfFireSafety/vol39/Dureev.pdf
6. Шашков А.Г. Динамические свойства цепей с термисторами/ А.Г. Шашков, А.С. Касперович// - М.- Л.:Госэнергоиздат.-1961.-208с.
7. Комар С.В. Визначення постійної часу точкового теплового пожежного сповіщувача за даними сертифікаційних випробувань / С.В. Комар, О.М. Литвяк, В.О. Дурєєв // Зб. наукових праць. - Х.: УкрДАЗТ. - 2008. Випуск 97 - С. 120-123.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Система пожарной сигнализации (СПС) – совокупность технических средств, предназначенных для обнаружения факторов пожара, классификация СПС. Традиционные пороговые, адресные пороговые (неопросные и опросные), адресно-аналоговые. Пожарные извещатели.
реферат [20,6 K], добавлен 24.01.2009Выбор структурной и функциональной схемы системы охранно-пожарной сигнализации объекта. Разработка пожарного извещателя, моделирование его узлов в пакете Micro Cap. Системный анализ работоспособности и безопасности системы пожарной сигнализации.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 27.01.2016Математическая модель тетрады чувствительных элементов прибора БИУС-ВО. Принцип действия чувствительного элемента прибора БИУС-ВО – волоконно–оптического гироскопа. Разработка методики оценки шумовых составляющих канала измерения угловой скорости.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.09.2012Ознакомление с сервисным центром оргтехники ТОО "Монтеко"; организация систем офисной связи, контроля доступа; выбор и обоснование схемы охранно-пожарной сигнализации: пороговые системы с радиальными шлейфами, с модульной структурой; пожарные извещатели.
отчет по практике [810,2 K], добавлен 18.01.2013Телеграфный аппарат как система сигнализации. Появление пожарной каланчи. Первые попытки создать устройства автоматического извещения о пожаре в XIX в. Тепловые пожарные извещатели. Разработка дымовых оптикоэлектронных устройств обнаружения загораний.
реферат [34,5 K], добавлен 21.09.2013Монтаж и пуско-наладка системы охранно-пожарной сигнализации и речевого оповещения в нежилом здании торгового центра. Технические характеристики цифрового совмещенного пассивного инфракрасного оптико-электронного извещателя с акустическим датчиком.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.08.2015Состав и назначение систем охранно-пожарной сигнализации. Пороговые системы сигнализации с радиальными шлейфами и с модульной структурой. Классификация систем передачи извещений. Настройка приемо-контрольного охранно-пожарного прибора "КОДОС А-20".
дипломная работа [3,7 M], добавлен 29.06.2011Проектирование системы пожарной сигнализации для производственного корпуса. Технические характеристики извещателя ИП 212, зануление корпуса электрооборудования. Оценка эффективности эксплуатации установок пожарной автоматики производственных зданий.
контрольная работа [36,3 K], добавлен 10.05.2011Конструкция и проектные параметры микромеханического акселерометра. Технологический процесс его производства. Расчет чувствительного элемента, пружин, коэффициента демпфирования, компенсирующего градиента, емкостного интерфейса, параметров датчика.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 27.07.2013Назначение, конструкция и принцип работы тепловых расходомеров. Расчёт чувствительного элемента датчика, преобразователей. Структурная схема измерительного устройства. Выбор аналогово-цифрового преобразователя и вторичных приборов, расчет погрешности.
курсовая работа [906,9 K], добавлен 24.05.2015Классификация физических явлений и эффектов, применяемых при конструировании устройств получения первичной измерительной информации. Виды упругих элементов. Расчет чувствительного элемента датчика давления и первичного измерительного преобразователя.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.04.2012Алгоритм работы адресного порогового извещателя, разработка его функциональной схемы. Внешний вид устройства и описание последовательности его работы. Конструктивно-технологическая реализация цифровых интегральных схем, их схемотехнические решения.
курсовая работа [717,4 K], добавлен 28.12.2014Регулятор частоты вращения дизеля КамАЗ-740. Топливный насос как исполнительный элемент регулятора. Исследование устойчивости системы по критерию Рауса-Гурвица. Шарнирный механизм центробежного чувствительного элемента. Оценка качества регулирования.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.04.2014Изобретение в области приборостроения, его предназначение для питания электролитического гигрометра "Байкал-5". Структурная схема устройства. Подключение стабилитрона к выходу источника. Принцип действия гигрометра, строение его чувствительного элемента.
реферат [50,4 K], добавлен 11.03.2012Проект системы определения перемещения движущегося предмета на основании магнитной системы и магнитодиода. Выбор и обоснование применяемых материалов и конструкций. Разработка технологии изготовления чувствительного элемента. Сборка измерительного блока.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.12.2012Проектирование системы определения перемещения движущегося предмета на основании магнитной системы и магнитодиода. Выбор применяемых материалов и конструкций. Расчет параметров магнитной системы. Технология изготовления чувствительного элемента.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.10.2012Разработка переменного проволочного резистора с каркасом прямоугольного сечения для измерительной аппаратуры. Обзор аналогичных конструкций. Расчет резистивного элемента, температуры его перегрева элемента, частотных характеристик, контактной пружины.
курсовая работа [50,7 K], добавлен 29.08.2010Характеристики технических средств охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации, разрешенных к применению в настоящее время ГУ ВО МВД России и применяемых ранее. Классификация и виды извещателей. Организация охраны объектов с помощью сигнализации.
контрольная работа [37,2 K], добавлен 29.05.2010Обзор существующих систем охранно-пожарной сигнализации. Характеристика практического применения пожарных извещателей, описание их конструкции, самостоятельного решения датчиков. Пуско-наладочные работы системы ОПС, проработка неисправностей монтажа.
дипломная работа [707,2 K], добавлен 16.06.2012Структура и функции охранно-пожарной сигнализации. Приемно-контрольная аппаратура, извещатели. Функции управления и оповещения. Периферийные устройства: пульт управления, модуль изоляции коротких замыканий, подключения неадресной линии. Питание устройств.
лабораторная работа [538,6 K], добавлен 13.09.2013
