Обгрунтування імпульсного методу визначення часового параметра пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.244235

Ключові слова:

пожежний сповіщувач, терморезистивний чутливий елемент, ефект Джоуля-Ленца, часовий параметр

Анотація

Стосовно до пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом здійснено обґрунтування імпульсного методу визначення їх часового параметра – постійної часу. Такий метод базується на використанні ефекту Джоуля-Ленца, який має прояв при протіканні імпульсу електричного струму через терморезистивний чутливий елемент пожежних сповіщувачів. Теплові процеси в такому чутливому елементі описуються математичною моделлю, яка належить до класу рівнянь математичної фізики. Рішення диференціального рівняння такого класу одержано із використанням інтегрального перетворення Ханкеля і представлено у вигляді ряду відносно функцій Бесселя. Одержане рішення використовується для побудови математичної моделі терморезистивного чутливого елемента у вигляді передаточної функції, яка має вигляд передаточні функції інерційної ланки. Для активації терморезистивного чутливого елемента пожежних сповіщувачів використовується одиночний імпульс електричного струму у формі прямокутного трикутника. Із використанням інтегрального перетворення Лапласа одержано математичний опис реакції терморезистивного чутливого елемента на теплову дію такого тест-впливу. Для одержання інформації стосовно часового параметра пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом використовується відношення його вихідних сигналів, які вимірюються в апріорі задані моменти часу. Одержано двопараметричний вираз для визначення часового параметра пожежних сповіщувачів та надано словесну інтерпретацію імпульсного методу для його визначення. При реалізації цього методу забезпечується інваріантність часового параметра пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом відносно амплітуди одиночного імпульсу електричного струму, а також відносно параметра, який входить до його коефіцієнта передачі

Біографії авторів

Юрій Олексійович Абрамов, Національний університет цивільного захисту України

Доктор технічних наук, професор, головний науковий співробітник

Науково-дослідний центр

Олексій Євгенович Басманов, National University of Civil Defence of Ukraine

Доктор технічних наук, професор, головний науковий співробітник

Науковий відділ з проблем цивільного захисту та техногенно-екологічної безпеки науково-дослідного центру

Ярослав Ярославович Козак, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності

Ад’юнкт

Кафедра пожежної тактики та аварійно-рятувальних робіт

Посилання

  1. Wadoud, A. A., El Eissawi, H. M., Saleh, A. A. (2017). Protection of High Ceiling Nuclear Facilities Using Photoelectric Sensors and Infrared Fire Detectors. Arab Journal of Nuclear Science and Applications, 50 (1), 194–203. Available at: http://www.esnsa-eg.com/download/researchFiles/(19)%20%20%20%20%20123-15.pdf
  2. Dinh, T., Phan, H.-P., Qamar, A., Woodfield, P., Nguyen, N.-T., Dao, D. V. (2017). Thermoresistive Effect for Advanced Thermal Sensors: Fundamentals, Design Considerations, and Applications. Journal of Microelectromechanical Systems, 26 (5), 966–986. doi: https://doi.org/10.1109/jmems.2017.2710354
  3. Szelmanowski, A., Zieja, M., Pazur, A., Głyda, K. (2019). Studying the Dynamic Properties of Thermoelectric Fire Detectors in Terms of False Tripping of an Air Fire Suppression System. Engineer of the XXI Century, 103–120. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-13321-4_10
  4. Choi, M.-S., Lee, K.-O. (2018). Study on Influence of Air Flow of Ceiling Type Air Conditioner on Fire Detector Response. Fire Science and Engineering, 32 (5), 40–45. doi: https://doi.org/10.7731/kifse.2018.32.5.040
  5. Jevtić, R., Blagojević, M. (2017). Smoke and heat detectors arrangement in hallways. Safety Engineering, 7 (2). doi: https://doi.org/10.7562/se2017.7.02.04
  6. Kalchenko, Y., Abramov, Y. (2018). Methods of heat detectors technical condition control. Problemy pozhezhnoi bezpeky, 44, 44–48. Available at: https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfFireSafety/vol44/Kalchenko.pdf
  7. Lugovkin, V. V., Zhuravlev, S. Y., Bulatova, V. V. (2019). Mathematic Simulation of Thermal Sensor Operation at Various Temperature Conditions of Controlled Media. 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). doi: https://doi.org/10.1109/rusautocon.2019.8867603
  8. Lu, K. H., Mao, S. H., Wang, J., Lu, S. (2017). Numerical simulation of the ventilation effect on fire characteristics and detections in an aircraft cargo compartment. Applied Thermal Engineering, 124, 1441–1446. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.06.128
  9. Kushnir, A., Kopchak, B., Gavryliuk, A. (2021). Operational algorithm for a heat detector used in motor vehicles. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (111)), 6–18. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.231894
  10. Kushnir, A., Kopchak, B., Gavryliuk, A. (2020). The Development of Operation Algorithm of Heat Detector with Variable Response Parameters. 2020 IEEE XVIth International Conference on the Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH). doi: https://doi.org/10.1109/memstech49584.2020.9109436
  11. Güllüce, Y., Çelik, R. N. (2020). FireAnalyst: An effective system for detecting fire geolocation and fire behavior in forests using mathematical modeling. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 44 (2), 127–139. doi: https://doi.org/10.3906/tar-1907-11
  12. Wang, J., Li, G., Shi, L., Xie, Q., Zhang, S. (2018). A mathematical model for heat detector activation time under ship fire in a long-narrow space. Ocean Engineering, 159, 305–314. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.04.012
  13. Sharma, S., Sharma, A., Vishwakarma, P., Sharma, M. (2021). A theoretical framework representing seminal fire detection system design using shape memory polymer embedded with carbon nanotubes sponge. Materials Today: Proceedings, 44, 1617–1620. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.11.816
  14. Yuan, L., Thomas, R. A., Rowland, J. H., Zhou, L. (2018). Early fire detection for underground diesel fuel storage areas. Process Safety and Environmental Protection, 119, 69–74. doi: https://doi.org/10.1016/j.psep.2018.07.022
  15. Sharma, V., Varma, A. S., Singh, A., Singh, D., Yadav, B. P. (2018). A Critical Review on the Application and Problems Caused by False Alarms. Intelligent Communication, Control and Devices, 371–380. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-10-5903-2_38
  16. Malykhina, G. F., Guseva, A. I., Militsyn, A. V. (2017). Early fire prevention in the plant. 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). doi: https://doi.org/10.1109/icieam.2017.8076375
  17. Saeed, F., Paul, A., Karthigaikumar, P., Nayyar, A. (2019). Convolutional neural network based early fire detection. Multimedia Tools and Applications, 79 (13-14), 9083–9099. doi: https://doi.org/10.1007/s11042-019-07785-w
  18. Sowah, R., Ampadu, K. O., Ofoli, A. R., Koumadi, K., Mills, G. A., Nortey, J. (2019). A Fire-Detection and Control System in Automobiles: Implementing a Design That Uses Fuzzy Logic to Anticipate and Respond. IEEE Industry Applications Magazine, 25 (2), 57–67. doi: https://doi.org/10.1109/mias.2018.2875189
  19. Jang, H.-Y., Hwang, C.-H. (2020). Test Method Using Shield-cup for Evaluating Response Characteristics of Fire Detectors. Fire Science and Engineering, 34 (4), 36–44. doi: https://doi.org/10.7731/kifse.8696ecf9
  20. Hong, S. H., Kim, D. S., Choi, K. O. (2017). A Study on the Classification of Domestic Fire Detector using Response Time Index. Journal of the Korean Society of Safety, 32 (2), 46–51. doi: https://doi.org/10.14346/JKOSOS.2017.32.2.46
  21. Yoon, G.-Y., Han, H.-S., Mun, S.-Y., Park, C.-H., Hwang, C.-H. (2020). DB Construction of Activation Temperature and Response Time Index for Domestic Fixed-temperature Heat Detectors in Ceiling Jet Flow. Fire Science and Engineering, 34 (3), 35–42. doi: https://doi.org/10.7731/kifse.103eea8f
  22. Abramov, Yu. O., Kalchenko, Ya. Yu. (2016). Teplovi pozhezhni spovishchuvachi ta yikh vyprobuvannia. Kharkiv: NUTsZU, 120.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-21

Як цитувати

Абрамов, Ю. О., Басманов, О. Є., & Козак, Я. Я. (2021). Обгрунтування імпульсного методу визначення часового параметра пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (114), 49–55. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.244235

Номер

Том 6 № 5 (114) (2021): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Yuriy Abramov, Oleksii Basmanov, Yaroslav Kozak

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.