动态地调整火灾探测判据的方法技术

本发明专利技术公布一个火灾探测器，它由一个（ＣＯ↓［２］）气体探测器和一个光电烟雾探测器组合起来，通过能被集成在能有一个ＡＳＩＣ（专用集成电路）部分和一个微处理器部分的单块芯片中的逻辑装置使诸虚假报警减至最少。（ＣＯ↓［２］）气体探测器可以是单通道的或双通道的。（ＣＯ↓［２］）气体探测器和光电烟雾探测器可以是分开的或组合成用一个共同光源的单个器件。又，能够将（ＣＯ↓［２］）气体探测器和光电烟雾探测器组合在一个共同外壳内的单块基片上。对应于由（ＣＯ↓［２］）气体探测器进行的测量，动态地调整火灾探测器的基于烟雾的火灾探测判据。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
动态地调整火灾探测判据的方法本专利技术归属用于火灾探测的诸早期报警装置的领域。自1975年以来，美国经历了家庭烟雾探测器，主要是单台的，用电池工作的，电离模式的烟雾探测器的使用的显著增长。这种迅速的增长，结合来自实际火灾的明显的证据和诸探测器的救生效果的火灾统计，已经使家用烟雾探测器在过去的20年在火灾安全方面写出了许多成功的故事。然而，在最近几年中，对烟雾探测器在家庭中的工作状态的研究揭露了多达四分之一到三分之一的烟雾探测器在任何时间都不工作这样一个令人惊恐的统计结果。不工作的烟雾探测器中半数以上是因为没有电池。其余部分是因为电池坏了或烟雾探测器不工作。房主对讨厌的错误报警的抱怨是没有电池的主要原因。错误的报警不是由于无法控制的有害的火灾而是由受到控制的火焰，如烹调用的火焰引起的。这些错误的或虚假的报警也可由非火焰的源，如在某人淋浴后从浴室中跑出来的湿的蒸汽，当清洁起居室时扬起的灰尘或碎片，或从厨房逸出的油蒸汽引起的。大多数烟雾探测器，它们是电离型的，容易产生这些类型的错误的报警的原因是它们对可见的和不可见的扩散的粒状物质非常敏感，特别是当为了满足在ANSL/UL217证明书中规定的对各种不同类型的火灾的响应时间，将火灾报警阈值设置得非常低时如此。可见的粒状物质的大小在4到5微米的范围中(虽然当物质的密度很高时诸微小的粒子作为一种烟雾能被看到)并且在大多数开放的火灾或火焰中大量产生粒状物质。然而，电离探测器对大小在0.01到1微米范围内的不可见粒子最敏感。大多数家庭的非火焰源，如上面简单地描述的，几乎都产生不可见的粒状物质。这就解释了为什么大多数家用烟雾探测器遭遇如此多的错误的报警。在诸电离烟雾探测器中间经常发生的虚假报警的问题，使它们中很大一部分在任何时候都不能有效地工作，导致在最近几年中另一种类型的烟雾探测器，光电烟雾探测器，的大量使用。诸光电烟雾探测器最好工作于可见的粒状物质，对不可见的粒状物质相当地不敏感。所以它们较不容易-->产生错误的报警。然而，缺点是它们对闷烧的火灾的响应非常地慢，在闷烧的火灾中早期产生的粒状物质几乎都是不可见的。为了克服这缺点，必须将诸光电烟雾探测器的火灾报警阈值设置得非常低，以便满足ANSL/UL217证明书的要求。对于诸光电烟雾探测器，一个如此低的火灾报警阈值也经常导致虚假警。这样，对于诸烟雾探测器来说，错误的虚假报警的问题似乎是不可避免的。多少年来，人们已经长时期认识到这个问题，但是一直不能解决它。人们迫切需要一种新型的能纠正当今的诸火灾探测器的危险的无效性的火灾探测器。人们常常讨论的但是很少通过革新予以说明的当今的诸烟雾探测器的另一个方面是这些探测器的对火灾作出响应的缓慢性。许多年前根据那时能用的火灾探测技术，即烟雾探测器，开发出现在的ANSI/UL217火灾探测器证明书标准。在过去的20年中，在消防和预防工业中的工人们的观点是烟雾探测器的响应速度是至关重要的。显然，通过降低它们的光遮挡探测阈值来增加烟雾探测器的灵敏度肯定将加速它们的响应。然而，这也会增加错误报警率。显然需要一种更好的火灾探测器。一般地能将现在市场上可以买到的诸火灾探测器分成三种基本的类型一火焰敏感的，热的，和烟雾的探测器。设计该分类用来对一个火灾的三种主要类型的能量和物质的特征：火焰，热量，和烟雾作出响应。设计火焰敏感的探测器，使它对由扩散火焰燃烧过程产生的光辐射能量，即火焰调制的发光强度和频率作出响应。通常使用两类火焰探测器：诸紫外(UV)光探测器，它们工作在波长低于4000埃的可见光以外的范围内，和诸红外探测器，它们工作在波长大于7000埃的范围内。为了避免来自许多存在于最危险的区域中的紫外和红外光辐射源的诸虚假的信号，将诸探测器编程，使它们只对受到在火焰的闪烁频率范围(5到30赫兹)内的频率调制的辐射作出响应。诸火焰探测器一般能很好地工作并且很少发生虚假报警。然而，它们是相当复杂和昂贵的火灾探测器，其目的不是为了廉价和大众使用。取而代之的是，它们几乎都用于特别宝贵的和独一无二的保护区域中，如飞机飞行模拟器，飞机库，核反应堆控制室等。设计热探测器，使它们能由于一个火灾的热能输出，即热量，而工作。-->这种热量通过层流和涡流的对流消耗在整个区域中。涡流是由在火灾表面上空升起的热空气和诸气体的火焰喷射热柱效应感应出来并被调整的。诸热探测器有两种基本的类型：固定温度型和上升速率探测器型。固定温度型包括点型和线型。点探测器涉及一个相当小的固定装置，它有一个包含在该装置或探测器的所在点位置中的热响应元件。对于线探测器，热反应元件沿一条由热敏感导线或管子组成的直线放置。诸线探测器能比诸点探测器复盖危险区域的一个更大的部分。固定温度的热火灾探测器是可靠的但不是非常灵敏的。在有强的空气流通风和诸空调系统的诸现代建筑物中，确定固定温度探测器的位置是一个困难的工程问题。因此，这类热火灾探测器除了非常特殊的诸应用外没有得到广泛的使用。通常将一个上升速率的热探测器装在可能发生相当快燃烧的火灾的诸位置上。当火焰喷射以一个超过某个工作阈值的速率，通常为15°F/每分钟，使一个房屋内部的空气温度上升时，该类探测器开始工作。然而，如果一个火灾发展得非常慢和温度上升的速率永不超过探测器开始工作的阈值，则该类探测器可能不会感觉到火灾。一类较新的探测器称为速率补偿探测器，它对温度上升的速率以及对一个设计成探测器的温度定值的固定的温度水平是敏感的。甚至对于这种双重措施，使热火灾探测器有效工作的最关键的问题仍然是相对于危险区域和占有的环境适当地放置诸探测器。因此，在消费者家庭中很少发现这类火灾探测器。迄今使用的最流行的火灾探测器是烟雾探测器。烟雾探测器对燃烧的可见和不可见的诸产物作出响应。燃烧的可见的诸产物主要由未燃烧完的碳和富碳的微粒组成的；燃烧的不可见的诸产物由近似小于5微米的诸固体微粒，各种不同的气体，和诸离子组成。能将所有的烟雾探测器分成两种基本的类型：一种光电类型，它对燃烧的可见的诸产物作出响应，和一种电离类型，它对燃烧的可见的和不可见的诸产物作出响应。光电类型进一步分成一种投射束类型和一种反射束类型。投射束烟雾探测器一般包括一系列的连接到光电探测器的取样导管。用一个电抽气泵将空气样品抽入导管系统。通常将光电探测器封闭在一根金属管子中，将-->光源装在金属管的一端，将光电管装在金属管的另一端。由于光束的长度这种类型的探测器很有效。当将可见的烟雾抽入管子时，在光电管中接收到的光束的光强度因为它被诸烟雾微粒遮挡而降低。光强度的降低了的水平在光电管电路中引起一个不平衡的状态，从而激起报警。投射束或烟雾遮挡探测器是诸烟雾探测器的最确定的诸类型中的一种。除了将它用于诸船舶上外，通常将这种探测器用于保护其它的贮藏区域的贵重的部分并且向诸强制通风的区域和诸空气导管提供烟雾探测。反射光束烟雾探测器的优点是光束的长度非常短，使它适合于和点型烟雾探测器合作。上面讨论的投射束烟雾探测器当光束的长度增加时变得更加灵敏，常常需要一条5或10英尺长的光束。然而，设计反射光束型的光电烟雾探测器，使它用一条长度只有2或3英寸的光束工作。一个反射光束可见光烟雾探测器包括一个光源，一个和光源成直角安装的光电管，和一个装在光源对面的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一种火灾探测器中，它有一个烟雾探测器用于产生一个烟雾探测器的输出信号和诸电路用于接收烟雾探测器的输出信号并当满足一个烟雾探测器输出信号火灾探测判据时用于产生一个报警信号，一种用于动态地调整烟雾探测器输出信号火灾探测判据的方法，包括：提 供一个二氧化碳（ＣＯ↓［２］）探测器，用来进行ＣＯ↓［２］浓度的一系列测量；在ＣＯ↓［２］探测器和诸电路之间提供一个通信联系；通过通信联系将来自ＣＯ↓［２］探测器的ＣＯ↓［２］浓度的诸测量结果传送到诸电路；从ＣＯ↓［２］的诸测量 结果提取一个统计值；对应于这个统计值改变烟雾探测器输出信号火灾探测判据。

【技术特征摘要】
US 1996-1-29 08/593,253;US 1996-1-29 08/593,7501．在一种火灾探测器中，它有一个烟雾探测器用于产生一个烟雾探测器的输出信号和诸电路用于接收烟雾探测器的输出信号并当满足一个烟雾探测器输出信号火灾探测判据时用于产生一个报警信号，一种用于动态地调整烟雾探测器输出信号火灾探测判据的方法，包括：提供一个二氧化碳(CO2)探测器，用来进行CO2浓度的一系列测量；在CO2探测器和诸电路之间提供一个通信联系；通过通信联系将来自CO2探测器的CO2浓度的诸测量结果传送到诸电路；从CO2的诸测量结果提取一个统计值；对应于这个统计值改变烟雾探测器输出信号火灾探测判据。2．权利要求1的方法，其中这个统计值对应于CO2浓度的变化速率。3．权利要求1的方法，其中这个统计值代表CO2浓度的变化速率。4．权利要求3的方法，其中烟雾探测器的输出信号的火灾探测判据包括由烟雾浓度在一个第一个预先确定的时期中超过一个第一个预先确定的水平而规定的一个第一个判据，并且其中当这个统计值反映CO2的变化速率超过一个预先确定的速率时，第一个判据被一个第二个判据代替，第二个判据是由烟雾浓度在一个第二个预先确定的时期中超过第一个预先确定的水平而规定的一个第二个判据，并且其中第二个预先确定的时期比第一个预先确定的时期短。5．权利要求4的方法，其中第二个预先确定的时期足够短使得在第一个预先确定的水平上面的单个烟雾浓度测量将满足第二个判据。6．权利要求4的方法，其中第一个预先确定的速率近似地在150和250ppm/min之间。7．权利要求4的方法，其中当CO2的变化速率大于或等于一个第二个预先确定的速率，第二个预先确定的速率大于第一个预先确定的速率时，当烟雾浓度超过一个第二个预先确定的水平，第二个预先确定的水平小于第一个预先确定的水平时，第二个判据被满足的第三个判据代替。8．权利要求7的方法，其中第二个预先确定的水平等于零。9．权利要求7的方法，其中第一个预先确定的速率等1,000ppm/min。10．权利要求4的方法，其中第一个预先确定的时期大于5分但小于60分。速水平等于零。11．权利要求1的方法包括：对应于统计值产生一个火灾种类的指定。12．权利要求11的方法，其中火灾种类的指定可以指出一个闷烧火灾或一个非闷烧火灾。13．权利要求1的方法，其中CO2探测器包括用于发射红外光的一个第一个光源，红外光有一个在CO2吸收带中的第一个频率，一个第一个光探测器，用于基本上排他地接收由第一个光源发射的第一个频率的红外光，和一个电路，它和第一个红外光探测器电连接，用于计算CO2的瞬间浓度和发射CO2探测器的输出信号。14．权利要求13的方法，其中第一个光源附加地用于发射红外光，该红外光有一个不在CO2吸收带中的第二个频率，其中CO2探测器包括一个第二个光探测器，用于基本上排他地探测由第一个光源发射的第二个频率的红外光，和其中一个电路，它和第二个光探测器电连接并且计算由第一个光探测器探测到的光量和由第二个光探测器探测到的光量之比，以便确定CO2的瞬间浓度。15．权利要求13的方法，其中第一个光源附加地用于发射红外光，该红外光有一个不在CO2吸收带中的第二个频率，其中控制第一个光源使它在一个第一个相位和一个第二个相位之间交替地改变，在第一个相位期间，第一个光源发射一个光，它有第一个频率的光和第二个频率的光的一个第一个比例，在第二个相位期间，第一个光源发射一个光，它有第一个频率的光和第二个频率的光的一个第二个比例；并且其中电路计算第一个相位的光接收和第二个相位的光接收之比，以便确定CO2的浓度。16．权利要求13的方法，其中CO2探测器进一步包括一个取样室，用于将空气隔开，来自第一个光源的光通过该空气，其中取样室包括诸打孔的壁，和其中用一个气体可渗透的挡板复盖诸孔，以便阻止诸粒子进入取样室。17．权利要求13的方法，其中第一个光源发射一个光，它有一个在大约700nm到4,300nm的范围上扩展的第一个波长带，其中烟雾探测器包括一个第二个光探测器，用于排他地探测从光源在一个第二个波长带上发射的光，第二个波长带有一个在大约600和1,500nm之间的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰各布Y旺，
申请(专利权)人：恩格尔哈德传感器技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]