專利名稱:光電煙霧檢測器的制作方法
本發(fā)明涉及一種光電煙霧檢測器，其中的發(fā)光元件與光敏檢測元件相對安置并且相互間保持一個固定距離，由于煙霧進(jìn)入所安置的發(fā)光元件和光敏檢測元件之間的區(qū)域而造成光線減弱，根據(jù)這種光線減弱探測出火情的發(fā)生;更具體地說，本發(fā)明涉及一種光電煙霧檢測器，其中由于光學(xué)系統(tǒng)的玷污所造成的光敏檢測信號的改變得到校正。
迄今為止，發(fā)光元件和光敏檢測元件彼此相對安置的光電煙霧檢測器中，經(jīng)過一個長時間的使用，在發(fā)光元件和光敏檢測元件的窗口上沉積了灰塵，這使光敏檢測的信號水平下降，如果由于灰塵使光敏檢測信號水平下降到低于一個判定火情發(fā)生的門檻值時，將輸出一個錯誤的火情信號。因此，必須定期地進(jìn)行清潔工作以清除掉灰塵。
然而，由于清除掉灰塵的清潔工作很麻煩，曾經(jīng)考慮過一種裝置，其中的光敏檢測信號是根據(jù)所沉積的灰塵量自動地進(jìn)行校正。例如，已知的專利號為4，317，113的美國專利中公開的一種光電煙霧檢測器。
在這種光電煙霧檢測器中，用于放大光敏檢測信號的運(yùn)算放大器的增益是根據(jù)由于灰塵的沉積而導(dǎo)致的信號衰減的程度而逐步地被改變，當(dāng)光敏檢測由于灰塵沉積而減弱時，放大增益將增加一個與減弱程度相等的量，因此有可能獲得與無灰塵沉積時同等狀態(tài)的光敏檢測信號。
然而，利用運(yùn)算放大器的增益控制進(jìn)行沾污校正，具有以下的問題。
第一個問題是作為一種改變放大增益的方法，在運(yùn)算放大器反饋電路中所設(shè)置的電阻網(wǎng)絡(luò)是由于多個模擬開關(guān)的通/斷控制而改變其阻抗。然而，模擬開關(guān)通常具有大約為100至300歐姆的導(dǎo)通態(tài)電阻，由于這一導(dǎo)通態(tài)電阻的存在，反饋阻抗不能被精確地確定。因此很難利用開關(guān)切換的方式進(jìn)行線性增益控制。
第二個問題是為了通過開關(guān)的切換來實現(xiàn)線性增益控制，必須通過設(shè)置多個可變電阻來控制阻抗，這就導(dǎo)致電路變得復(fù)雜同時控制操作也變得很麻煩。
第三個問題是多個模擬開關(guān)的通/斷控制需要一個雙向計數(shù)器，因此存在一個使增益控制電路變得復(fù)雜了的問題。
另一方面，在通過增益控制的方式來校正沾污的方法中，初始的光敏檢測數(shù)據(jù)和現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)是定時進(jìn)行比較，根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)間的差值改變運(yùn)算放大器的增益，以此消除該差值。然而，在煙霧濃度逐漸增加的情況下，例如在熏煙火情中，這樣的信號衰減也被放大增益控制所校正，這樣就存在著火情未能被檢測出的危險。
另外，因為用于玷污校正的初始光敏檢測數(shù)據(jù)是在電源導(dǎo)通時被存入，例如，是在由于檢測到煙霧而向接收器輸出一個火情信號之后，甚至在為了恢復(fù)而將電源一度斷開然后再次接通時，在這一時刻由于煙霧而下降的光敏檢測數(shù)據(jù)被作為初始光敏檢測數(shù)據(jù)被重新存儲起來，這樣存在著恢復(fù)后的火情不能被檢測出的危險。
進(jìn)而，在由于電源接通而存儲的初始光敏檢測數(shù)據(jù)而確定的判定火情的門檻值也變得不正常，結(jié)果是存在著產(chǎn)生誤差報警或錯誤報警的危險。
本發(fā)明的目的在于提供一種光電煙霧檢測器，其中的光敏檢測數(shù)據(jù)是按未被校正的情況輸入，而校正的光敏檢測數(shù)據(jù)是從根據(jù)該時間的校正系數(shù)而進(jìn)行的計算過程中獲得。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種光電煙霧檢測器，其中當(dāng)電源被首次接通時所得到的初始光敏檢測數(shù)據(jù)被存儲起來，并且對于在每一預(yù)定的期間進(jìn)行的玷污校正是根據(jù)初始光敏檢測數(shù)據(jù)和現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)之間的差值對一個校正比進(jìn)行校正，將現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)乘以該校正比而獲得校正的光敏檢測數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種光電煙霧檢測器，其中當(dāng)初始光敏檢測數(shù)據(jù)與現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生差值時，校正比僅被校正一個與預(yù)先確定的微小數(shù)值相等的量。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種光電煙霧檢測器，其中即使在電源被斷開之后，初始光敏檢測數(shù)據(jù)的存儲仍能被保持一個固定的期間。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種光電煙霧檢測器，其中通過核對所存儲的初始光敏檢測數(shù)據(jù)，以確定一個異常數(shù)據(jù)是否在一個預(yù)定的范圍之內(nèi)，從而防止存儲一個異常數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的這些以及其它的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖所作的說明中顯示出來。
圖1是顯示本發(fā)明的一個實施方案的系統(tǒng)安排說明圖;
圖2是顯示本發(fā)明的系統(tǒng)安排的一個框圖;
圖3是顯示本發(fā)明的接收單元的一個實施方案的框圖;
圖4是顯示該接收單元程序控制過程的一個總流程圖;
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行玷污校正的處理電路的一個功能框圖;和圖6是顯示由于程序控制接收單元的玷污校正過程的流程圖。
圖1是顯示本發(fā)明作為一種消光式分離型光電煙霧檢測器的一個實施方案總體安排說明圖。
圖1中，參考號10表示一個接收器，該接收器被安裝在中央監(jiān)視室內(nèi)或類似的地方。該接收器10從光電煙霧檢測器接收火情檢測信號并產(chǎn)生火情警報，同時顯示出發(fā)生火情的區(qū)域。當(dāng)一個光電煙霧檢測器內(nèi)發(fā)生故障時接收器10還接收檢查報警信號并進(jìn)行報警指示以使該光電煙霧檢測器接收檢查，從接收器10引出一根信號線16，它還作為電源線;一根檢查信號線18和一根公用線20。在多個光電煙霧檢測器中的光敏檢測元件12a，……12n與這些信號線16、18和20連接。
在本發(fā)明的光電煙霧檢測器中，一個單獨(dú)的光電煙霧檢測器是由光敏檢測元件12a和發(fā)光元件14a的組合而構(gòu)成，或者是由相應(yīng)的光敏檢測元件12n和發(fā)光元件14n的組合構(gòu)成。
例如，將參見由光敏檢測元件12a和發(fā)光元件14a構(gòu)成的一個單獨(dú)的光電煙霧檢測器進(jìn)行說明。在這一實例中，發(fā)光元件14a與光敏檢測元件12a相對安置并保持一個范圍在5-100米的預(yù)定距離，例如是15米。由光敏檢測元件12a引出的一對信號線22和24與發(fā)生光元件14a相連接。信號線22和24的這一連接與光敏檢測元件12n和發(fā)光元件14n的連接是相同的。另外，構(gòu)成光電煙霧檢測器的相應(yīng)的光敏檢測元件12a，……12n和發(fā)光元件14a……14n分別通過聯(lián)接座15聯(lián)接到天花板的表面或類似結(jié)構(gòu)上。
圖2是一個方框圖，顯示了圖1中系統(tǒng)的安排，其中光敏檢測元件12a和發(fā)光元件14a，以及光敏檢測元件12n和發(fā)光元件14n均為彼此相對安置并分別保持一個預(yù)定距離。發(fā)光元件14a和14n裝有發(fā)光器件26。發(fā)光控制信號是從光敏檢測元件12a和12n通過信號線22和24傳輸?shù)桨l(fā)光器件26，以此激勵發(fā)光器件26發(fā)光，信號線22和24還被用作電源線。發(fā)自發(fā)光器件26的光線通過煙霧檢測區(qū)30進(jìn)入光敏檢測元件12a和12n所配備的光敏檢測器件28。因此，在將光敏檢測元件12a和發(fā)光元件14a，或光敏檢測元件12n和發(fā)光元件14n聯(lián)接到天花板的表面上或類似結(jié)構(gòu)上時，應(yīng)調(diào)整光軸以使光線從發(fā)光器件26準(zhǔn)確地進(jìn)入光敏檢測器件28。一方面，從發(fā)生器件26發(fā)出的光線通過煙霧檢測區(qū)30并進(jìn)入光敏檢測器件28，由于在煙霧檢測區(qū)30內(nèi)存在煙霧而使該光線被衰減。這樣，強(qiáng)度衰減依賴于煙霧濃度的光線被輸入光敏檢測器件28。
每一光敏檢測元件12a和12n之中分別裝有一個采用微計算機(jī)的控制部分。經(jīng)過安裝時對光軸進(jìn)行調(diào)整或類似的調(diào)整之后，將初始電源以及當(dāng)電源接通時所激勵的光敏檢測數(shù)據(jù)作為初始的光敏檢測數(shù)據(jù)存入微計算機(jī)的存儲器之中。確定火情發(fā)生的門檻值是在存儲器內(nèi)存入的初始光敏檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上運(yùn)算得出的，無論何時獲得的光敏檢測數(shù)據(jù)，均與門檻水平進(jìn)行比較以識別火情的發(fā)生。一旦確定發(fā)生了火情，一個火情信號通過信號線16傳輸?shù)浇邮掌?0，該信號線還作為電源線。另外，在下文中將要明確地說明，存儲在微計算機(jī)的存儲器內(nèi)的初始光敏檢測數(shù)據(jù)被用于玷污校正的控制過程中。在玷污校正的控制過程中當(dāng)初始光敏檢測數(shù)據(jù)超過校正界限時，一個表明玷污校正達(dá)到極限的檢查報警信號通過檢查信號線18輸出到接收器10。進(jìn)而，在電源第一次接通時存入存儲器的初始光敏檢測數(shù)據(jù)為異常的情況下，檢查信號線18也向接收器10傳輸進(jìn)行檢查的報警信號。
圖3是一個框架圖，顯示了本發(fā)明采用微計算機(jī)作為控制部分的光電煙霧檢測器中使用的光敏檢測元件的電路安排。
圖3中，恒壓電路32從接收器接受供電并輸出一個16伏的電源電壓。具有大電容值的電容器34連接到該恒壓電路32的一個輸出端。即使由于供電故障或類似情況使來自接收器的供電暫時中斷，由于電容器34內(nèi)充入的電壓在一個固定的時間節(jié)段內(nèi)電源仍向作為控制部分的微計算機(jī)供電，因此使其可能將存入微計算機(jī)存儲器內(nèi)的初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di保持其存儲。結(jié)果是，即使來自接收器的供電暫時中斷，初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di將不被抹掉。
電容器34還有一個功能是使恒壓電路32的輸出電壓平穩(wěn)。
參考號36代表一個采用微計算機(jī)的控制單元。例如，所采用的是一個八位微計算機(jī)，具體地說，所采用的是日本電氣株式會社制造的μPD80C48C。對采用微計算機(jī)的控制單元36的供電是由一個恒壓電路38進(jìn)行。恒壓電路38將來自恒壓電路32的16伏的輸出電壓轉(zhuǎn)換為5伏的恒壓電壓并將其供給控制單元36。
當(dāng)電源接通時，電源復(fù)歸電路40開始運(yùn)行并輸出一個初始復(fù)歸信號以啟動控制單元36之內(nèi)的微計算機(jī)，響應(yīng)于這一初始復(fù)歸信號，控制單元36進(jìn)行發(fā)光控制和光線接收控制，并使由于緊隨電源導(dǎo)通后的發(fā)光和收光控制而獲得的初始光敏檢測數(shù)據(jù)存入存儲器42。在初始光敏檢測數(shù)據(jù)被存入存儲器42時，進(jìn)行一次數(shù)據(jù)核對以確定該初始光敏檢測數(shù)據(jù)是否處于一個預(yù)定的范圍之內(nèi)。當(dāng)其處于這一范圍內(nèi)時，初始光敏檢測數(shù)據(jù)被存入存儲器42。反之，當(dāng)其處于這一范圍之外時，向接收器輸出一個進(jìn)行檢查的報警信號。
通過接通電源并根據(jù)電源復(fù)歸電路40的輸出完成初始光敏檢測數(shù)據(jù)的存儲過程之后，控制單元36之內(nèi)的微計算機(jī)將使程序控制停止并返回到備用狀度態(tài)，控制單元36隨后的運(yùn)行是根據(jù)來自主時鐘脈沖而進(jìn)行。主時鐘電路44每隔一個在2到4秒范圍內(nèi)的固定周期即向控制單元36輸出一個時鐘脈沖。根據(jù)這一時鐘脈沖，控制單元36執(zhí)行發(fā)光和光線接收控制，輸入在這一時刻實際獲得的光敏檢測數(shù)據(jù)，并獲得由于進(jìn)行玷污校正的運(yùn)算過程而得到的校正光敏檢測數(shù)據(jù)，由此根據(jù)校正光敏檢測數(shù)據(jù)和門檻值之間的比較識別火情。
發(fā)光控制單元46接收由于控制單元36緊隨電源接通之后的運(yùn)行并根據(jù)主時鐘而輸出的發(fā)光控制信號，并且向發(fā)光元件輸出一個控制信號，因此而通過使用電容放電用脈沖激勵發(fā)光元件所配備的發(fā)光器件。正是由于這樣，檢測煙霧的光被發(fā)射到光敏檢測元件。與發(fā)光控制單元46類似，光線接收控制單元48根據(jù)來自控制單元36的光線接收控制信號而運(yùn)行，控制單元36是根據(jù)緊隨電源導(dǎo)通之后電源復(fù)歸電路40的輸出或根據(jù)主時鐘電路40的時鐘脈沖而運(yùn)行。即，光線接收控制單元48使一個恒壓電路50運(yùn)行，由此向光敏檢測電路52提供電壓為10伏的電源。光線接收控制單元48還使參考電壓發(fā)生器54運(yùn)行以產(chǎn)生一個用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換的2.5伏的參考電壓，另外還使用于監(jiān)視恒壓電路32的輸出電壓的電源電壓監(jiān)視電路56運(yùn)行。
光敏檢測電路52包括光敏檢測器件28，放大電路和其中的峰值保持電路。該光敏檢測電路52由光敏檢測器件28接收來自發(fā)光器件的發(fā)射光，將其轉(zhuǎn)換為一個電信號，并且由放大電路將這一光敏檢測信號放大到一個特定的水平。同時，光敏檢測電路52通過峰值保持電路保持光敏檢測信號的峰值水平并輸出這一信號。從光敏檢測電路52輸出的光敏檢測信號被提供給模/數(shù)轉(zhuǎn)換器58并轉(zhuǎn)換成四位數(shù)字信號，并且被作為光敏檢測數(shù)據(jù)輸入控制單元36，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器58將來自光敏檢測電路52的光敏檢測信號轉(zhuǎn)換為來自參考電壓發(fā)生器54的2.5伏參考電壓為基礎(chǔ)的數(shù)字信號。另外，來自靈敏度確定電路60的靈敏度確定信號也被輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器58，靈敏度確定電路60通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)或類似結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換取出參考電壓發(fā)生器54的輸出電壓作為不同劃分的電壓，由此在控制單元36中確定判定火情的不同門檻值。來自靈敏度確定電路60的靈敏度確定信號還被模/數(shù)轉(zhuǎn)換器58轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并提供給控制單元36，進(jìn)而，電源電壓監(jiān)視電路56監(jiān)視恒壓電路32的16伏的輸出電壓。當(dāng)電源電壓降至一個水平，如低于12伏時，監(jiān)視電路56通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器58向控制單元36通知電源異常。
火情信號輸出電路62接收在控制單元36判定了火情的發(fā)生時產(chǎn)生的一個輸出并進(jìn)行切換運(yùn)行并使火情信號電流在亦用作電源線的信號線16和從接收器10引出的公用線20之間流過，由此傳輸火情信號。當(dāng)光敏檢測元件被控制單元36判定為異常時，檢查信號輸出電路64使檢查電流在檢查信號線18和從接收器10引出的公用線20之間流過，由此傳輸檢查信號?；鹎樾盘栞敵鲭娐?2的火情信號電流和檢查信號輸出電路64的檢查信號電流可分別為，例如高達(dá)30毫安。另一方面，在火情信號或檢查信號未被輸出的情況下，這些電流被壓縮為一個約為250微安的平均監(jiān)視電流。
圖4是顯示由圖3中控制單元36內(nèi)的微計算機(jī)進(jìn)行的光敏檢測元件的控制過程的一個流程圖。
當(dāng)電源第一次接通時，電源復(fù)歸電路40輸出一個電源復(fù)歸信號并且控制單元36內(nèi)的微計算機(jī)開始運(yùn)算。然后在程序塊66中微計算機(jī)完成發(fā)光及收光控制。由于發(fā)光和收光控制，由光敏檢測元件的光敏檢測電路52激勵光敏檢測信號，以使經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換的光敏檢測信號Dn輸入方框68。在下一個識別方框70中，進(jìn)行一次核對以確定系統(tǒng)是否處于初始狀態(tài)。當(dāng)在方框70中確定，因為電源接通已使電源復(fù)歸完成而使系統(tǒng)處于初始狀態(tài)時，隨后的是識別方框72。在方框72中，進(jìn)行一次核對以確定首次獲得的光敏檢測數(shù)據(jù)Dn是否在一個預(yù)定的范圍之內(nèi)。當(dāng)?shù)谝粋€光敏檢測數(shù)據(jù)Dn被確定在這一范圍之外時，隨后的是方框74并且向接收器輸出一個檢查報警信號。即，當(dāng)緊隨電源導(dǎo)通之后激勵的光敏檢測數(shù)據(jù)Dn是在預(yù)定范圍之外時，這就意味著一種情況，例如，因為光敏檢測元件和發(fā)光元件之間的光軸偏斜使光敏檢測信號的水平非常低。因此發(fā)生檢測警報以重新調(diào)整光軸。另一方面，當(dāng)光敏檢測信號Dn超出預(yù)定范圍時，可以認(rèn)為在光敏檢測電路52中配備的放大器或類似結(jié)構(gòu)的增益控制不合適。同樣在這種情況下，進(jìn)行重新調(diào)整的檢查警報也按類似方式發(fā)生。
另一方面，當(dāng)光敏檢測數(shù)據(jù)Dn處于預(yù)定范圍之內(nèi)時，則進(jìn)入隨后的方框76并且光敏檢測數(shù)據(jù)Dn將作為初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di存儲在微計算機(jī)的存儲器42之中。如上所述即將來自接收器的供電被完成切斷，由于恒壓電路32所配備的電容器34內(nèi)的電荷，存儲器42中存儲的初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di將在一個預(yù)定的時間內(nèi)保持其存儲，這樣它不會由于暫時切斷電源或類似情況而被抹掉。
初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di的存儲完成之后，處理程序進(jìn)入方框78中的玷污校正過程。這一玷污校正過程將參見圖5中的框圖和圖6的流程圖給予進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
在方框78的玷污校正過程中，光敏檢測數(shù)據(jù)Dn被乘以一個校正比以校正由于光敏檢測元件和發(fā)光元件窗口上的玷污造成的光衰減，由此而獲得與窗口未被玷污時處于同等情況的一個校正光敏檢測數(shù)據(jù)Dn。
在方框80中，將從方框78中所進(jìn)行的玷污校正過程中獲得的校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da與以初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di為基礎(chǔ)運(yùn)算得到的門檻值相比較從而識別出火情。實際上，用于火情識別的光敏檢測數(shù)據(jù)是從多個玷污校正數(shù)據(jù)的動態(tài)平均值導(dǎo)出，而這些玷污校正數(shù)據(jù)是根據(jù)主時鐘在每一固定的檢測間隔獲得。當(dāng)這一光敏檢測數(shù)低于一個預(yù)定門檻值的時間間隔持續(xù)了一個固定的時間長度時，即判定為發(fā)生了火情。作為方框80的火情識別過程的結(jié)果，當(dāng)識別方框82中判定了發(fā)生火情時，隨后是方框84并向接收器輸出火情信號。與此相反，當(dāng)判定了未發(fā)生火情時，不執(zhí)行方框84中的火情信號輸出過程而是直接進(jìn)入方框86并停止控制同時微計算機(jī)返回到備用狀態(tài)。然后，系統(tǒng)等待到下一個時鐘脈沖的輸入。
圖5為顯示執(zhí)行圖4中控制過程的微計算機(jī)功能的框圖。該微計算機(jī)由初始光敏檢測數(shù)據(jù)存儲裝置88，校正比校正裝置90，校正計數(shù)器92，校正運(yùn)算裝置94，和火情識別裝置96構(gòu)成。
即，初始光敏檢測數(shù)據(jù)存儲裝置88僅在由于電源接通而造成的電源復(fù)歸的時刻存入光敏檢測數(shù)據(jù)Dm作為初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di。在存儲初始光敏檢測數(shù)據(jù)時，顯然將其假定為該光敏檢測數(shù)據(jù)處于一個預(yù)定的范圍內(nèi)。參照圖6的流程圖中的玷污校正過程，將進(jìn)一步清楚地理解校正比較校裝置90，校正計數(shù)器92和校正運(yùn)算裝置94的功能。另外，校正運(yùn)算裝置94對根據(jù)主時鐘的發(fā)光和收光控制而得出的光敏檢測數(shù)據(jù)Dn執(zhí)行玷污校正，運(yùn)算并輸出校正數(shù)據(jù)Da，并且將其供給火情識別裝置96。
圖6是顯示玷污校正過程的一個流程圖。該過程是由本發(fā)明的光電煙霧檢測器中的光敏檢測元件來執(zhí)行。該玷污校正過程是由構(gòu)成控制單元的微計算機(jī)的程序控制來執(zhí)行，或由圖5所示的包括校正比較正裝置90，校正計數(shù)器92和校正運(yùn)算裝置94，用于玷污校正過程的功能框來執(zhí)行。
現(xiàn)在說明圖6的玷污校正過程。首先在方框100中將校正計數(shù)器增值。該校正計數(shù)器可由一個程序計數(shù)器實現(xiàn)。校正計數(shù)器對一個主時鐘計數(shù)，該主時鐘是在例如2.7到3.0秒范圍內(nèi)的一個固定期間輸出，計數(shù)器在大約50分鐘的時間內(nèi)達(dá)到滿計數(shù)并產(chǎn)生一個計數(shù)器輸出以執(zhí)行玷污校正過程。即，在識別方框102中監(jiān)視校正計數(shù)器的計數(shù)值。當(dāng)計數(shù)器的計數(shù)時間達(dá)到作為校正周期的50分鐘時，在方框104以及隨后的方框中的校正過程即開始。
以下將對方框104和隨后的方框中執(zhí)行的玷污校正過程的原理給予說明。
現(xiàn)假定當(dāng)根據(jù)時鐘脈沖的發(fā)光和收光控制而獲得的現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)是Dn時，在這一時刻的校正比是N。校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da將由以下公式獲得Da＝Dn×N …… (1)等式(1)中的校正比N被定義為N＝1(1-K/100) …… (2)其中K是一個校正系數(shù)并且在初始狀態(tài)時K＝0，隨著光敏檢測數(shù)據(jù)由于玷污而降低，在每一校正周期校正系數(shù)K連續(xù)增加，如K＝1，2，3……與此相反，隨著光敏檢測數(shù)據(jù)增加，在每一校正周期校正系數(shù)K具有一個類似的連續(xù)減小的值，如K＝-1，-2，-3……。即，在初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di和現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)Dn不相符的情況下，校正系數(shù)K在每一校正周期僅增加或減少±1，由此而校正校正比N。
方框104和隨后的方框中的玷污校正過程將給予實際的說明，首先在方框104中將校正計數(shù)器清零。然后，由上述等式(1)從以前的校正比Nn-1和現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)Dn在方框106中計算校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da。
在方框106中計算出校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da之后，進(jìn)入識別方框108并且進(jìn)行核對以確定校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da是否等于初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di。在這時如果窗口未被玷污，Da＝Di。然而，如果已經(jīng)玷污，校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da變?yōu)樾∮跀?shù)據(jù)Di，這樣處理程序進(jìn)入到識別方框110。在方框110中，將校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da和初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di的幅值進(jìn)行比較。在該識別方框110的識別比較中校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da大于初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di的情況下，進(jìn)入方框112并執(zhí)行將校正系數(shù)Kn校正為一個較小的值以便減小校正比N的校正系數(shù)校正過程。即，當(dāng)Da＞Di時，因為在方框106中用于計算校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da的先前的校正比Nn-1過大，以致計算出的校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da大于初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di。因此，在方框112中，重新校正的校正系數(shù)Kn由以下確定的等式運(yùn)算Kn＝Kn-1-1 …… (3)與此相反，當(dāng)識別方框110中判定了Da＜Di時，進(jìn)入方框114并且新的校正系數(shù)Kn是由以下校正式計算Kn＝Kn-1+1 …… (4)在方框114中對校正系數(shù)進(jìn)行校正的情況下，因為在方框106中用于計算校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da的以前的校正比Nn-1過大，Da＜Di，以至缺乏玷污校正。因此，通過上述公式(4)將校正系數(shù)Kn-1僅增加+1而求出新的校正系數(shù)Kn，Kn的這一增加引起按上述公式(2)獲得的校正比N的值也被增加。
由于方框112和114中的一次校正，校正系數(shù)K的變化量是±1，因此，校正比的變化也被壓縮為一個微小的值。
在方框112或114中計算出新的校正系數(shù)Kn之后，進(jìn)入下一個方框116并用校正系數(shù)Kn根據(jù)上述公式(1)和(2)進(jìn)行校正后再次計算校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da。
即，因為Da＜Di而進(jìn)行Kn＝Kn-1+1的校正時，校正比N也增加并且計算出進(jìn)一步接近初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di的校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da。與此相反，因為Da＞Di而進(jìn)行Kn＝Kn-1-1的校正時，校正比N也減小，由此同樣計算出更接近初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di的校正光敏檢測數(shù)據(jù)。
隨后，在識別方框118中，進(jìn)行一次核對以確定在方框112或114中進(jìn)行校正的新校正系數(shù)Kn是否處于一個預(yù)定的界限之內(nèi)。
作為一個實施方案，校正系數(shù)Kn變化的范圍被限制在以下的一個范圍內(nèi)。
+50＞Kn＞-20 …… (5)因此，作為在每一校正周期校正系數(shù)Kn的校正結(jié)果，當(dāng)校正系數(shù)Kn達(dá)到50或-20時，Kn的一個值就在式(5)的范圍之外。這樣，即判定通過信號處理的玷污校正無法進(jìn)行，處理程序進(jìn)入到方框120并向接收器輸出一個檢查報警信號，以此指示清理附著在發(fā)光和光敏檢測元件的窗口上的污物。
圖6的流程圖中所示的這一玷污校正將在以下利用實際數(shù)值給予說明。
現(xiàn)假定初始光敏檢測數(shù)據(jù)等于100，而在現(xiàn)時校正周期獲得的光敏檢測數(shù)據(jù)是95并且先前的校正系數(shù)Kn-1是0。
在方框106中計算出校正數(shù)據(jù)Da，因為校正系數(shù)Kn-1是0，從上述公式(1)和(2)計算出Da等于Dn＝95。
因為校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da小于初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di，所以進(jìn)入方框114。在方框114內(nèi)，通過確定Kn＝Kn-1+1＝0+1＝1而校正該校正系數(shù)。
隨后，在方框116內(nèi)的校正之后利用校正系數(shù)Kn＝1計算校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da如下，Da＝95×〔1/(1-1/100)〕＝95.95
假定在下一個校正周期得出的現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)同樣是Dn＝95，校正系數(shù)Kn在方框114被校正為2，這樣在方框116計算出Da＝95×〔(1/(1-2/100)〕＝96.9類似于上述方式，在每一校正周期校正系數(shù)Kn都增加，這樣Kn＝3，4，5，……這樣，使現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)Dn＝95接近初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di，在每一校正周期校正系數(shù)都增加這使Kn＝0，1，2，3，4，5，以致由公式(2)給出的校正比N增加使N＝1.00，1.01，1.02，1.03，1.04，1.05。結(jié)果是，即使現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)Dn仍為95不變，校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da增加使Da＝95.00，95.95，96.94，97.94，98.96，100.00。以這種方式，校正光敏檢測數(shù)據(jù)與初始光敏檢測數(shù)據(jù)在第五個校正周期重合。只要維持Da＝Di的關(guān)系，即可通過使用由校正系數(shù)Kn＝5確定的校正比N＝1.05完成玷污校正。
與此相反，當(dāng)現(xiàn)時光敏檢測數(shù)據(jù)Dn超過初始光敏檢測數(shù)據(jù)時，由于方框112，在每一校正周期校正系數(shù)Kn減少使Kn＝0，-1，-2，-3。這樣校正比N減小使N＝1.00，0.99，0.98，0.97……，由此使校正光敏檢測數(shù)據(jù)Da接近初始光敏檢測數(shù)據(jù)Di。
在實際程序過程中校正過程的運(yùn)算中，當(dāng)假定數(shù)據(jù)包括例如八位時，執(zhí)行運(yùn)算過程是通過確定256Da＝256〔Dn×1/(1-Kn/100)〕在圖6的流程圖中，在每一校正周期校正系數(shù)Kn僅增加或減少±1。然而，如果校正比N的改變是一個微小的值，校正系數(shù)的變化量可以是±2，±3，……。該校正系數(shù)的變化值可以在一個范圍內(nèi)確定為一個任意的值，只要在這個范圍內(nèi)它不超過在熏煙火情中光敏檢測數(shù)據(jù)的變化值。
另外，雖然本發(fā)明是針對消光式分離型光電煙霧檢測器進(jìn)行了說明，按其實際情況本發(fā)明也可應(yīng)用于整體型的光電煙霧檢測器，其中，本發(fā)明的發(fā)光元件和光敏檢測元件被整個裝配在一個盒內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個光電煙霧檢測器，其中一個發(fā)光件和一個光敏檢測元件，彼此相對安裝并在相互間留有一個預(yù)定的距離，從上述發(fā)光元件發(fā)出的脈沖光由于煙霧而減弱并由上述光敏檢測元件接收，由此檢測出火情，其中包括在電源接通時將光敏檢測數(shù)據(jù)存儲起來作為初始光敏檢測數(shù)據(jù)的存儲裝置；校正比校正裝置，該校正裝置在每一預(yù)定的玷污校正周期將這一時刻的光敏檢測數(shù)據(jù)與上述初始光敏檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且，當(dāng)上述兩數(shù)據(jù)間產(chǎn)生差值時，根據(jù)該差值校正一個校正比；校正運(yùn)算裝置，該運(yùn)算裝置輸入在短于上述校正周期的每一預(yù)定周期得到的光敏檢測數(shù)據(jù)，并且以在該時刻的校正比作為乘數(shù)通過乘法而獲得校正光敏檢測數(shù)據(jù)；和在上述校正光敏檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上用于識別火情的火情識別裝置。
2.根據(jù)權(quán)項1的光電煙霧檢測器，其中所述校正比較正裝置具有在一次玷污校正過程的時間僅通過一個預(yù)定的微小值對校正比進(jìn)行校正的裝置。
3.根據(jù)權(quán)項1的光電煙霧檢測器，其中所述存儲裝置具有即使在所述初始光敏檢測數(shù)據(jù)被存儲后電源被切斷，仍能將該初始光敏檢測數(shù)據(jù)存儲和保持一個固定時間節(jié)段的裝置。
4.根據(jù)權(quán)項1的光電煙霧檢測器，其中所述存儲裝置具有數(shù)據(jù)核對裝置，該核對裝置核對以確定所述初始光敏檢測數(shù)據(jù)是否處于一個預(yù)定的范圍之內(nèi)，當(dāng)它處于該范圍內(nèi)時將該初始光敏檢測數(shù)據(jù)存儲起來，當(dāng)該初始光敏檢測數(shù)據(jù)在上述范圍之外時，該核對裝置產(chǎn)生一個警報。
5.根據(jù)權(quán)項1的光電煙霧檢測器，其中所述火情識別裝置具有通過將從上述校正運(yùn)算裝置輸出的多個校正光敏檢測數(shù)據(jù)的一個動態(tài)均數(shù)與一個門檻值相比較而識別火情的裝置。
專利摘要
發(fā)光元件以固定周期發(fā)生光脈沖，與其相對安裝的光敏檢測元件接收由煙霧衰減的光脈沖并由此檢測出火情。電源接通時光敏檢測元件內(nèi)的微計算機(jī)在存儲器內(nèi)將第一個光敏檢測數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)固定地存儲和保持并且不被暫時斷電抹掉。用校正比將光敏檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為校正數(shù)據(jù)以進(jìn)行玷污校正并據(jù)此識別火情。校正期至50分鐘時校正比被校正，其中僅在每一校正周期將校正比增加或減小一個微小值直至光敏檢測數(shù)據(jù)與初始光敏檢測數(shù)據(jù)重合。
文檔編號G01N21/59GK85105779SQ85105779
公開日1987年2月4日 申請日期1985年7月30日
發(fā)明者本間博, 成宮淳一 申請人:報知機(jī)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan