Анотація до роботи:

Коврегін В.В. Температурні об’єктові випробування теплових пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – пожежна безпека. Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, Львів, 2008.

В дисертації обґрунтовано можливість одержання оцінок основних параметрів та технічних характеристик теплових пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом в процесі їх експлуатації на об’єкті. Одержані математичні моделі чутливого елемента, що належать до класу перехідних та передаточних функцій, усереднених по його об’єму і які описують процеси в умовах, коли теплова дія формується як шляхом зміни температури навколишнього середовища, так і шляхом пропускання через нього електричного струму. Показано ідентичність таких моделей. Побудований комплекс математичних моделей, які описують реакцію терморезистивного чутливого елемента пожежного сповіщувача на дію, обумовлену протіканням електричного струму у вигляді одиночних імпульсів або у вигляді періодичної послідовності імпульсів трикутної, прямокутної або синусоїдальної форми. Розроблено методи визначення динамічного параметра пожежного сповіщувача, які базуються на вимірюванні часових або енергетичних параметрів його вихідного сигналу, обумовленого тепловою дією електричного струму. Розроблено імітаційну модель процесу визначення такого динамічного параметра. Створено макетний зразок теплового пожежного сповіщувача і експериментальним шляхом визначено його постійну часу. Розроблено алгоритми проведення температурних випробувань пожежних сповіщувачів безпосередньо на об’єкті, що охороняється.

В роботі одержані нові науково обґрунтовані результати, які в сукупності забезпечують розв'язання науково-практичної задачі по обґрунтуванню можливості одержання оцінок основних параметрів і технічних характеристик теплових пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом в процесі їх експлуатації на об’єкті.

1. Установлено, що всі температурні випробування теплових пожежних сповіщувачів можна розділити на автономні та на об’єктові, при цьому в першому випадку випробування проводяться поза об’єктом, що охороняється, а в другому – безпосередньо на об’єкті, що охороняється.

2. Показано, що при проведенні температурних випробувань теплових пожежних сповіщувачів як на відповідність вимогам призначення, так і на відповідність вимогам сталості та міцності до зовнішньої дії, апріорі закладається ідеологія, яка зводиться до того, щоб відтворити реальні умови роботи пожежних сповіщувачів із одночасним одержанням оцінок їх основних технічних характеристик, до яких відносять температуру та час спрацьовування.

3. Установлено, що динамічні властивості теплових пожежних сповіщувачів повністю характеризуються їх єдиним динамічним параметром – постійною часу, способи визначення якої орієнтовані на використання теплокамер, що забезпечують формування температури у вигляді одиночного прямокутного імпульсу, функції Хевісайда або лінійно зростаючої функції часу.

4. Стосовно до терморезистивного чутливого елемента теплового пожежного сповіщувача одержані математичні моделі, що належать до класу перехідних та передаточних функцій, усереднених по його об’єму, і які описують процеси в ньому в умовах, коли теплова дія формується шляхом зміни температури навколишнього середовища.

5. Обґрунтовано, що для циліндричної форми терморезистивного чутливого елемента ТПС при величинах критерію Біо, що не перевищують одиниці, і при радіусі чутливого елемента, що не перевищує десятої частини його висоти, величина методичної похибки ідентифікації постійної часу такого чутливого елемента не перевищує 2,0%.

6. Показано, що для умов, коли теплова дія на терморезистивний чутливий елемент формується шляхом пропускання через нього електричного струму, математичні моделі, які описують процеси в ньому і належать до класу перехідних та передаточних функцій, з точністю до масштабного множника співпадають із математичними моделями такого ж класу, коли теплова дія забезпечується шляхом зміни температури навколишнього середовища.

7. З використанням інтегрального перетворення Лапласа одержано комплекс математичних моделей, що описують реакцію терморезистивного чутливого елемента ТПС на дію, обумовлену протіканням по ньому електричного струму вигляді одиночних імпульсів, у вигляді періодичної послідовності імпульсів трикутної, прямокутної або синусоїдальної форми, а також у вигляді гармонічної функції часу.

8. Розроблені методи визначення динамічного параметра ТПС – постійної часу терморезистивного чутливого елемента, які орієнтовані на проведення об’єктових випробувань пожежних сповіщувачів і в основі яких лежить використання інформації про часові або енергетичні параметри його вихідного сигналу, обумовленого тепловою дією електричного струму, що протікає через цей чутливий елемент, і для кожного з яких розроблені номограми, які забезпечують одержання оцінок цього динамічного параметра.

9. Встановлено, що мінімальний час визначення величини динамічного параметра ТПС із терморезистивним чутливим елементом має метод, в основі якого лежить вимірювання одного часового параметра його вихідного сигналу, і цей час не перевищує тривалості одиночного імпульсу електричного струму, що протікає по ньому, а в випадку використання в якості тест-сигнала періодичної послідовності імпульсів електричного струму, незважаючи на те, що в корінь із числа цих імпульсів забезпечується зниження випадкової складової похибки, в число раз, що дорівнює кількості імпульсів електричного струму, зростає час вимірювання і має місце ускладнення апаратурної реалізації відповідного метода визначення динамічного параметра пожежного сповіщувача.

10. В середовищі MATLAB за допомогою пакету візуального програмування Simulink розроблена імітаційна модель процесу визначення постійної часу ТПС із терморезистивним чутливим елементом, що реалізує методи, в основі яких лежить використання інформації про часові параметри його вихідного сигналу при тепловій дії електричним струмом в формі імпульсу трикутної форми, моделювання за допомогою якої показало, що величина методичної похибки таких методів визначення динамічного параметра пожежного сповіщувача не перевищує одиниць відсотків.

11. Створений макетний зразок ТПС із терморезистивним чутливим елементом, експериментальним шляхом визначено його динамічний параметр при теплових діях, обумовлених зміною температури навколишнього середовища та протіканням електричного струму через чутливий елемент, і показано, що похибка розбіжності при цих діях не перевищує 4,5%.

12. Розроблені алгоритми проведення об’єктових випробувань ТПС із терморезистивним чутливим елементом, які передбачають одержання оцінок величини електричної напруги порогового пристрою, що відповідає номінальній величині температури спрацювання пожежного сповіщувача, величини постійної часу і часу спрацювання пожежного сповіщувача.

Публікації автора:

1. Коврегин В.В., Костенко О.Л., Витько М.Н., Абрамов Ю.А. Динамические модели чувствительного элемента теплового пожарного извещателя // Проблемы пожарной безопасности. – Х.: АГЗУ, 2006. – Вып. 19. – С. 74-77.

2. Коврегин В.В., Корниенко Р.В. Модели импульсной части чувствительного элемента теплового пожарного извещателя // Проблемы пожарной безопасности. – Х.: УГЗУ, 2006. – Вып. 20. – С. 94-98.

3. Абрамов Ю.А., Коврегин В.В., Витько М.Н. Модели чувствительного элемента датчика первичной информации системы мониторинга локального типа // Проблеми надзвичайних ситуацій. – Х.: УЦЗУ, 2006. – Вип. 4. – С. 10-15.

4. Тищенко Е.А., Костенко О.Л. Коврегин В.В., Абрамов Ю.А. Информационная модель теплового пожарного извещателя // Проблемы пожарной безопасности. – Х.: УГЗУ, 2007. – Вып. 21. – С. 260-267.

5. Коврегин В.В., Абрамов Ю.А. Математическое обеспечение испытаний тепловых пожарных извещателей // Проблемы пожарной безопасности. – Х.: УГЗУ, 2007. – Вып. 22. – С. 94-99.

6. Коврегин В.В. Модель выходного сигнала ТПИ с терморезистивным чувствительным элементом при протекании по нему электрического тока в виде импульса треугольной формы // Проблемы пожарной безопасности. – Х.: УГЗУ, 2008. – Вып. 23. – С. 88-90.

7. Садковой В.П., Коврегин В.В., Байтала М.Р. Имитационное моделирование процесса определения динамического параметра датчика первичной информации системы ослабления последствий аварий // Проблеми надзвичайних ситуацій. – Х.: УЦЗУ, 2008. – Вип. 7. – С. 105-110.

8. Коврегин В.В. Методы определения динамического параметра ТПИ с терморезистивным чувствительным элементом // Актуальні проблеми пожежної профілактики: Матеріали наук.-практ. конф. – Харків: АЦЗУ, 2006. – С. 108-109.

9. Коврегин В.В. Выбор параметра порогового устройства ТПИ при его объектовых испытаниях // Природничі науки та їх застосування в діяльності служби цивільного захисту: Матеріали міжн. наук.-практ. конф. – Черкаси: ЧІПБ, 2006. – С. 196-197.