顆粒探測的方法和系統的制作方法

專利名稱：顆粒探測的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種探測顆粒的方法和系統。本發明的優選實施方案將以探測煙霧的情況進行描述。然而，本發明不應被認為局限于此示例性的應用。
背景技術：
顆粒探測器根據從一束光線中散射出的光的量來探測空氣中的顆
粒，如艾克利斯7>司(Xtralis Pty Ltd.)出售的商標為VESDA的煙霧探測器，提供了探測顆粒的高敏感手段。這些煙霧探測器通過透射一束光線進行工作， 一般由激光 器或閃光管發出，穿過一股可能存在顆粒的空氣。將光電探測器，例如光電二極管或其他光敏元件，置于與被照射的體積相關的預定的位置，且光電探測器接收到的散射光的量用于確定氣流中顆粒物的量。
由于這種探測器的"感興趣區"相對小，并且氣流的散射效率相對低，可低至每米0. 005%減光，因此光電探測器必須高度敏感。感興趣區可界定在被光源照射的體積和可以被光接收器接收光的體積的交疊區域。通常在這樣的探測器中，存在煙霧和不存在煙霧的情況下(量足夠高足以引起關注)接收到的光的量的差別在皮瓦量級。因此，分析探測器輸出的探測電子器件和軟件必須精確調整到從背景信號和噪音中準確分辨出氣流中的顆粒。
由于必需的高敏感度，若異物如灰塵顆粒或昆蟲進入探測器的"感興趣區"，這種煙霧探測器有發生錯誤警報的風險。
為了將干擾物質進入感興趣區或顆粒:探測器的探測室的可能性完全最小化，已提出各種篩分和過濾方案。 一個這樣的例子是使用"塊體過濾器"，如泡沫過濾器或紙過濾器，用于濾出大于有待探測顆粒的顆粒。然而，感興趣的顆粒(如煙霧顆粒)根據應用情況的不同可能為各種尺寸，并且需要慎重選擇過濾器以避免移除感興趣的顆粒。另外，即使開始時正確選擇了過濾器，但是當這種傳統的塊體過濾器堵塞時，它們開始從空氣中移除更多的顆粒，最終開始過濾掉感興趣的小顆粒。這可能是由于當更多顆粒堵塞過濾器時過濾器的有效孔徑減小所導致的。這可能是一個問題，因為這種過濾器在氣流通過過濾器的速率發生可被察覺的改變之前就開始不如人意地移除感興趣的顆粒。結果是過濾器可能開始移除未發現部分的感興趣的顆粒。
使用塊體過濾器的一個替換的解決方案是使用篩網式過濾器，如濾網，會捕捉所有橫截面大于網眼尺寸的顆粒。然而，這種濾網不阻止一些細長的顆沖立通過它們。
在一些情況下，還可能在探測室中累積灰塵，或顆粒某種程度地附著在一起，在探測室中"生出"灰塵的長絲。在極端的情況下這種情況會持續至長絲侵入到感興趣區為止。
顯然，對于這種高敏感器件，任何侵入到被照射體積的大物體將會引起探測室中顯著的光散射程度，這種情況會導致(或促使)觸發錯誤的警報。尤其是在物體進入到感興趣區的情況下。
因此，人們希望顆粒探測器，例如煙霧探測器，具有的系統和方法辨別或防止由干擾的污染侵入其探測區域而引起的錯誤的報警。

發明內容
在本發明的第一方面中，提供一種探測氣流中的顆粒的方法，所述
方法包括照射第一體積，至少部分氣流通過所述第一體積，且探測從所述第一體積散射出的光；照射第二體積，至少部分氣流通過所述第二體積；將表示從所述第一體積散射出的光的數值與表示從所述第二體積散射出的光的數值進行比較；和至少部分基于所述比較確定是否已在氣流 中探測到顆粒。
優選地，確認是否已在氣流中探測到顆粒的步驟包括將從第一和第二體積散射出的光的量進行對比。若表示從第 一和第二體積中散射出的光的數值基本相等，則可以確認光散射是存在于氣流中的感興趣顆粒所導致的結果。或者，若表示從第一和第二體積中散射出的光的數值不同，則可確認探測器中存在錯誤情況。此方法還可以包括提供錯誤情況存在的報告。
優選地，所述祐」探測的顆粒為煙霧顆粒。
在本發明的第二方面中，提供一種在顆粒探測器中識別錯誤顆粒揮:
測情況的方法；所述顆粒探測器被構造為探測氣流中的顆粒，包括照射
多個體積的構件，至少部分氣流貫穿所述多個體積，以及探測從所述多
個體積散射出的光的構件；所述方法包括將表示從第一體積和第二體積散射出的光的測量進行比較，以及若從第一體積和第二體積散射出的光不基本對應氣流中相同的顆粒量，則識別出發生了顆粒探測錯誤情況。若從第一體積和第二體積散射出的光基本相同，則所述方法包括確
認沒有發生錯誤探測情況。
在本發明的第三方面中，提供一種用于探測氣流中的顆粒的裝置，所述裝置包括用于照射氣流中多個體積的至少一個光源；被安置得便于探測從多個被照射體積中各自相應的一個被照射的體積散射出的光的多個光電探測器；被構造為處理至少兩個所述光電探測器的輸出和確認是否已纟笨測到氣流中的顆粒的信號處理裝置。
在另一個方面中，提供一種用于探測氣流中的顆粒的裝置，所述裝置包括用于照射至少一個體積的至少一個光源，至少部分氣流通過所述至少一個體積；至少一個光電探測器，所述至少一個光電探測器被安置得便于探測從與其各自相應的被照射的體積散射出的光，由此在光電探測器的視場和被照射的體積的交疊區域界定多個感興趣區；被構造為處理至少兩個所述光電探測器的輸出和確認是否已探測到氣流中的顆粒的信號處理裝置。
所述裝置可以包括用于照射氣流中的多個體積的多個光源。
所述信號處理裝置可以包括將代表兩個或更多個光電探測器的輸出的數值進行比較的構件。所述比較的結果可用于確認是否已發生顆粒探測錯誤。若代表兩個或更多個光電探測器的輸出的數值相近，則沒有探測到錯誤。若比較顯示所述多個光電探測器接收到了不同強度的散射光， 則辨認出現了錯誤情況。通常錯誤情況會顯示氣流中的所述一個或多個
被照射體積中存在異物(即不是希望被^:測的顆粒)。
所述第一體積和第二體積可以分別被獨立的光源照射。替換地，它
們可被一個共用的光源照射。
若第一和第二體積分別被獨立的光源照射，則從第 一和第二體積散
射出的光均可由 一 個公用的光探測構件或分別由獨立的光探測構件監控。
在本發明的第四方面中，提供一種用于探測氣流中的顆粒的裝置，
所述裝置包括用于照射氣流中多個體積的至少一個光源；被安置得便 于探測從多個被照射體積中各自相應的 一個被照射的體積散射出的光的 多個光電探測器；被構造為確認氣流中探得的顆粒量的處理器構件，若 滿足了導致觸發警報的預定條件，所述處理器構件另外被構造為將表示 所述多個光電探測器中的至少兩個的輸出的數值進行比較，并且確認其 中 一個光電探測器的輸出受到其相應的被照射的體積中的污染物的影 響。
若表示所述多個光電探測器中的至少兩個的輸出的數值不能基本相 等，則確認所述裝置被照射的體積之一中存在污染物。所述處理器構件 可被構造為若其確認在所述裝置的被照射體積之一中存在污染物，則不 觸發警報。
在本發明的第五方面中，提供一種用于探測顆粒的裝置，所述裝置 包括照射氣流中多個體積的多個光源，至少一個光電探測器，所述至 少一個光電探測器能夠探測由所述體積中至少兩個體積中的顆粒散射的 光；且其中所述光源可及時地獨立地控制強度以使能夠確認所述體積中 的哪個體積是光電探測器接收到的散射光的源。
所述光源可按照預定方案獨立地控制強度。所述光源的強度調節與 被探測的光散射相關，以確認哪個體積是光電探測器接收到的散射光的源。
每個光源可以以唯一的序列碼調節強度。所述編碼可選自 一組正交石馬或近正交石馬，例3oGold石馬。
所述顆粒探測裝置可以另外包括信號處理構件，所述信號處理構件 被構造為通過使用相關技術恢復(recover)表示所探測到的從每個體積 散射出的光的信號。
若從至少兩個上述多個體積中得到的數值不能基本相等，可以確認 所述裝置的至少 一個所述體積中存在污染物。
在本發明一個另一個方面中，提供一種用于探測顆粒的裝置，所述 裝置探測被照射的體積的光散射以確認通過所述被照射體積的氣流中的 顆粒量；所述顆粒探測裝置包括多個空間上分開的、被監控的、被照射 的體積，光從所述被照射體積散射出來并通過一個或更多個探測步驟進 行探測；其中所述顆粒探測裝置被構造為將表示從多個被監控的被照射 的體積散射出的光的信號進行比較以確認氣流中的顆粒探測。
所述顆粒探測裝置可被構造為，多個光探測步驟監控同一氣流，若 所述多個光探測步驟的輸出基本相同，則所述裝置確認氣流中的顆粒探 測。
在這種情況下，所述顆粒^:測裝置優選包括多個光源，所述多個光 源被構造為照射同一氣流中的各自的體積。優選地，所述多個光源以預 定方式或響應探得的顆粒量的方式被開啟、關閉來照射氣流中的各自的 體積。
有利地，若探測到預定的顆粒濃度，或探測到的顆粒濃度速率或變 化(或一些其他的度量)滿足預定條件，則一個或更多個所述光源可一皮 暫時關閉。這種設置使監控其余的被照射體積的光探測步驟的輸出可以 被單獨處理。
有利地，這種設置使裝置可以探測出影響接收的散射光的量的錯誤 情況，如異物進入被照射體積中。
在本發明的另一個方面中，提供一種在顆粒探測器中的方法，在所 述顆粒探測器中被分析的氣流通過探測室，所述方法用于確認對氣流通
過的第一體積的初始顆粒探測事件；所述方法包括嘗試探測氣流的第 二體積中的顆粒，所述第二體積不同于在其中發生初始顆粒:深測事件的所述第一體積，以及若在第二體積中發生了顆粒探測事件，則確認初始 顆粒探測事件。
所述方法可以包括嘗試探測第 一體積中的顆粒，以及若探測到了顆 粒，則確認初始顆粒探測事件已發生。
所述第一體積可以包括所述第二體積。替換地，所述第二體積可以 包括第一體積。
所述方法可以包括，若確認了所述初始顆粒探測事件且滿足了 一個 或更多個附加報警條件，則引發警報。
在本發明的另一個方面中，提供一種探測氣流中的顆粒的裝置，所
述裝置包括，用于照射氣流的一個或多個部分的至少一個光源；被安置 得便于探測從氣流的一個或多個被照射的體積散射出的光的至少一個光 電探測器，其中所述至少一個光源和至少一個光電探測器被配置為可從 至少一個光電探測器的輸出中得到表示從多個被照射的體積散射出的光 的信號；和被構造為處理所述表示從多個被照射的體積散射出的光的信 號以確定是否已在氣流中探測到顆粒的信號處理裝置。


即將僅通過非局限性的例子參考附圖來描述本發明的優選方式，在 附圖中
圖1為根據本發明的第 一個實施方案制造的煙霧^t笨測器的剖面圖2為圖1中的煙霧纟笨測器的纟笨測室的剖面圖3為圖1中的煙霧探測器的探測室的示意圖4為根據本發明的第二個實施方案的煙霧探測器的剖面圖4A為煙霧^:測器的垂直于圖4中所示剖面的另 一個剖面圖5為第三個實施方案的具有多個煙霧探測管道的煙霧探測器的剖
面圖，此煙霧探測器按照本發明的一個實施方案工作；
圖6為另一個實施方案的具有多個煙霧探測管道的煙霧探測器的剖
面圖，此煙霧探測器按照本發明的一個實施方案工作； 圖7為本發明的另一個實施方案的剖面12圖8示出了圖7中的實施方案的變體；和 圖9示出了本發明的另一個實施方案。
具體實施例方式
圖1示出了按照本發明的一個實施方案工作的煙霧探測器10的剖 面。在我們共同待審的專利申請中完整描述了煙霧探測器10,此共同待 審申請與本申請同曰提交，題為"Particle Detection Apparatus"，申 請人為Xtralis Technologies Limited。
概括地說，煙霧探測器10包括氣流路徑，所述氣流路徑具有輸入端 口 12,空氣樣本通常從采樣管網^皮吸入輸入端口中。氣流進入氣流4笨測 區14并在其中測定氣流速率。氣流速率可以通過任意手段測定，但優選 使用超聲流量傳感器，如在公開號為WO2004/102499的國際專利公布文 獻中描述的超聲流量傳感器，所述國際專利公布文獻的內容通過引用合 并到本文中。在經過并離開氣流探測區14后，氣流進入煙霧探測器10 的探測室16，在其中對氣流進行分析以確認氣流中是否含有煙霧；而如 果含有煙霧，又是否應該觸發報警條件。氣流被風扇18抽出探測室16 并且經排氣端口 (未顯示)排出探測器10。正如在我們的共同待審的申 請中討論的那樣， 一部分排出氣也由過濾元件20過濾從而向包含著探測 電子器件的殼體提供清潔的空氣以清潔其光學表面。
本實施方案的探測室16的其他細節顯示在圖2和3中。在這點上， 圖2描繪了探測器10的探測室16的剖面圖，而圖3示出了所述探測室 的俯-f見示意圖。
在此優選實施方案中，探測室16包括兩個光源，例如激光器22和 24，所述激光器被構造為發射各自的電磁輻射束26和28,所述電磁輻射 束貫穿探測室中的氣流。設置一對光電探測器30和32，所述一對光電探 測器能夠分別檢測覆蓋各自的感應體積34和36的光。每個光電探測器 30和32與相應的激光束26和28共線排列，以使所述光電探測器的視場 與部分激光束交疊形成兩個感興趣區38和40。會意識到的是，被每個光 電探測器30和32監控的體積34和36通常為圓錐形，如示出在圖2中的剖面所示。在圖3中，被監控的激光束26的感興趣區以附圖標記38 表示，被監控的激光束28的感興趣區以附圖標記40表示。
在使用中，當懸浮在氣流中的顆粒通過感興趣區38和40時，每束 激光的光將一皮散射離開激光的直線路徑。每束光26和28的散射光的一 部分會在各自的光電探測器30和32的方向上散射，因而被光電探測器 接收。從光電探測器輸出的信號中可推知氣流中的顆粒物含量。本領域 技術人員已知多種技術用于區分不同的顆粒類型，例如通過為激光束和 光電探測器選擇合適的幾何排列將煙霧與灰塵區分開來。
由于感興趣區在空間上是分開的，因此當懸浮在探測室16中的氣流 中的顆粒通過感興趣區38和40的其中之一時，光將仫j皮其相應的光電 探測器32或34探測而不被另一個光電探測器探測。通過比較每個探測 器的輸出，可以確認每個探測器是否探測到相近的顆粒物負載量。本發 明人已確認，若在兩個感興趣區中探得基本相近的顆粒負載量，則進行 以下的推測是合理的不存在任何獨立探得的器件故障的跡象，探測器 工作正常，并且由于這些顆粒通常均勻散布在整個探測室中，因此光電 探測器探測的散射是氣流中攜帶的顆粒導致的結果。另一方面，若由光 電探測器探測的散射推測出的顆粒負載量不同，則可能至少一個探測器 的輸出沒有反映出氣流中感興趣顆粒的量。
不能準確探測感興趣區之一中氣流中的所述顆粒含量的故障可能是 由于一種或更多種因素，包括但不限于
與監控或照射感興趣區之一關聯的一個或更多個組件的故障，這種 故障可能會引起過高或過低的輸出信號。
侵入感興趣區之一的異物，其增加了此感興趣區中的散射程度，或
遮擋了光電探測器之一 的視場的異物。
在此優選實施方案中，將表示從多個空間上分開的空氣體積散射出 的光的信號進行對比，所述對比有利地用于探測探測室中異物的存在。
盡管顆粒探測器通常具有其他監控探測和照射系統的工作情況的方 法，并且可設有用于保證光學的重要表面不被遮擋的系統，例如通過將 清潔空氣吹到重要的光學表面上并通過光電探測器的觀測光圈，但其他的實施方案可以利用從多個空間上分開的空氣體積中得到的信號之間的 對比來監控探測器工作的這些方面。
圖4示出了本發明的一個方面的第二個實施方案。在此實施方案中， 沒有使用兩個光源照射同 一樣本氣流的兩個在空間上分開的感興趣區， 而是使用一個光源照射兩個感興趣區。在圖4中，顆粒探測器400包括 單項輸入端口 402,樣本氣流順著箭頭404的方向^L吸入輸入端口。樣本 被隔板410有效地分成了兩股次級氣流406和408。光源412,在此例中 為激光器，被構造為照射次級氣流406和408的一部分。隔板410中具 有孔414，激光束416穿過此孔來照射離激光器412最遠的次級氣流。此 探測器還包括光吸收器418，此光吸收器被構造為以受控的方式終止激光 束416,也就是說，使進入探測室的背反射最小。光電探測器420、 422 置于隔板41G的兩側，以使每個光電探測器420、 422在激光束416穿過 相應的次級氣流406、 408時能夠采集激光束416的散射光。激光束416 與每個光電纟笨測器420、 422的可7見測體積424、 426的交疊區域在顆粒 探測器400內產生兩個空間上分開的感興趣區。從每個光電探測器420 和422發出的信號可以以在之前的實施方案中描述的方式用于改進煙霧 探測器400進行的煙霧探測的魯棒性。
有利地，通過在兩個光電纟笨測器420和422之間i殳置隔^反，兩個光 電探測器所探測的光將在很大程度上彼此獨立。因此，若異物進入感興 趣區之一 而引起干擾的光散射，則監控其他感興趣區的光電探測器所接 收的散射光的量將在很大程度上不受影響。可能存在這樣的實施方案 不包括在此實施方案中描述的隔板，但是會簡單地具有兩個光電探測器， 每個光電探測器在激光束貫穿樣本氣流時采集從激光束的兩個不同的部 分散射出的光；但是由于非常大的顆粒可能同時進入兩個感興趣區，或 顆粒以一定程度散射光，以至于即使顆粒未進入光電探測器的感興趣區， 但兩個光電探測器仍然都受到了影響，因此這樣的配置可能出現更多錯 誤報警的情況。
這種在每個樣本氣流中設置多個感興趣區以改進顆粒探測事件可靠 性的方案可外延至其他配置中，下文中將描述對另外的配置的選擇。在圖5描繪的第三個實施方案中，示出了顆粒探測器500,在其中可 使用兩個光源同時分析四個空氣樣本。在此實施方案中隔板502、 504、 506、 508和510劃分出四個^果測室。每個隔寺反設有自己的一對孔512A 和512B、 514A和514B、 516A和516B、 518A和518B、 520A和520B, ^敫 光器526和528各自的光束522或524穿過這些孔。每束光522和524 終止在各自的光吸收器530和532中。隔板502、 504、 506、 508和510 劃分出四條氣流路徑534、 536、 538和540,在工作中四股氣流可以穿過 這四條氣流路徑。每條氣流路徑534、 536、 538和540設有兩個光電探 測器，例如氣流通路534的542A和542B,這些光電探測器被構造為在每 條激光束522和524貫穿每條氣流路徑534、 536、 538和540時觀測至 少每條激光束522和524的一部分。如第一個實施方案中具有的那樣， 每條氣流路徑設有兩個在空間上分開的感興趣區，例如氣流路徑534的 感興趣區544A和544B。因此，正如將會發現的那樣，多股樣品氣流中的 每一股可以以在圖1中描繪的實施方案中所描述的方式進行處理，而具 有隨之而來的優點。
圖6示出了根據本發明的一個方面制造的顆粒4笨測裝置的另一個實 施方案。此實施方案的探測器600包括單個光源602以照射兩股氣流612 和614中的四個感興趣區604、 606、 608和610。氣流^各徑的結構近似于 圖4所示的結構，在此氣流路徑中，每股氣流612和614被隔板616和 618分別劃分為次級氣流612A、 612B和614A、 614B,且一個共用光源照 射每股次級氣流612A、 612B、 614A和614B的一部分。類似地，每股次 級氣流具有) 見測其自身的專用光電^:測器620、 622、 624和626以在每 股氣流612和614中產生空間上分開的感興趣空間對604、 606和608、 610。單個激光器602的光束628，經由形成在每塊劃分氣流路徑的隔板 中的孔貫穿每塊隔板，并終止于光吸收器630。
在此處描繪的一個優選實施方案中，在顆粒探測裝置中使用多個空 間上分開的感興趣區以分析樣本氣流，可需要相應的多個光子探測步驟。
為了使探測器可以區分由一個或另 一個感興趣區得到的信號，周期 性地使用光源和間歇性地照射分開的感興趣區是有利的。在具有兩個或更多個光源的系統中，每個感興趣區的照射周期可以錯開，從而以預定 的方式選擇性地照射每個感興趣區，例如對于具有兩個感興趣區的系統， 在第 一 時間段可僅照射第 一感興趣區，在第二時間段可同時照射兩個感 興趣區，在第三時間段可僅照射另一個(第二)感興趣區。
另一個合適的強度-時間控制方案的例子是獨立地開關所述多個光 源并且將被檢測的光散射與那時被照射的體積聯系起來。另 一個合適的 強度-時間控制方案的例子是使用編碼序列，其中，以唯一的序列碼調節
每個光源的強度。此編碼可選自一組正交碼或近正交碼，例如Gold碼。 信號處理構件可用于處理接收到的散射信號，使用相關技術以確認每個 體積對散射的各自的貢獻。若從前述多個體積中的至少兩個體積得到的 數值不能基本相等，則可以確認至少 一個所述裝置的體積中存在污染物， 并且因此處理構件可被構造為不觸發警報。
在一個優選的形式中，所述顆粒探測器為抽吸式的，并且可以包括 一個風扇或其他構件將空氣吸入并經過感興趣區。替換地，可設置抽吸 構件作為顆粒探測系統的獨立的組件。有待分析的空氣樣本可持續從一 個空間或其他被監控顆粒(如煙霧)的區域吸入。在此例中顆粒探測器 可為系統的一部分，所述顆粒探測器通過管網吸入空氣樣本，所述管網 由一個或更多個帶有采樣孔的采樣管組成，所述采樣孔設在可采集到攜 帶煙霧或顆粒的空氣的位置。空氣通過風扇被吸入并通過采樣孔沿著采 樣管運動，并且被引導通過在遠處的探測器。
圖7示出了本發明的另一個實施方案。在此實施方案中，示出了顆 粒探測器700的剖面圖。顆粒探測器700包括第一探測室702和第二探 測室704。被分析的攜帶著顆粒的氣流順著箭頭706的方向通過探測室。 獨立的探測室702和704各裝有一個光源708和710。在此例中光源為 LED,且發射各自的光束712和714,光束712和714貫穿各自的探測室 702和704。探測室702和704裝有相應的光電4笨測器716和718。光電 探測器716適合于觀測由附圖標記720標記的體積，而光電探測器718 適合于觀測由附圖標記722標記的體積。光束712和感應區720的交疊 區域形成第一4笨測室702的感興趣區724,而光束714和感應區722的交疊區域形成第二感興趣區，探測室704的氣流中的顆粒通過此第二感興 趣區時可被探測到。
系統700另外安裝了適合于發射光束730的第三光源728。光源728 也可以為LED或其他非準直輻射源。每個探測室702和704安裝了各自 的第二光電探測器732和734,此兩個第二光電探測器適合于觀測光束 730的各自的一部分，從而界定了感興趣區740和742。在使用中，此實 施方案以與前面的實施方案相似的方式操作第一光源708和710以及與 其相應的用于探測氣流中的顆粒的光電探測器716和718。通過使用光源 728照射每個#笨測室702和704中的第二感興趣區740和742來確認顆粒 探測或錯誤探測。
圖8示出了本發明的另一個實施方案。在此實施方案中，探測室802 和804在下游部分806合并成單項排氣歧管。初級顆粒:探測以關于圖7 的描述中的相同方式進行。在系統800更下游的位點設有另一個光源 808,此光源被構造為發射穿過體積806的光束810。光電探測器812、 814安裝在與每個探測室802和804的排氣端相鄰的位置。對于每個探測 室802和804,這樣的配置界定了第二感興趣區816和818，此第二感興 趣區可以以上述方式用于確認顆粒探測事件或錯誤的存在，如顆粒探測 器中異物的存在。此第二感興趣區被配置為離探測室802和804的末端 足夠近，以使氣流不會大部分混合、且由第二光子感應器中之一進行的 顆粒探測可歸因于探測室中的一個或另 一個。
在弱魯棒度的錯誤檢測可被接受的情況下，有可能在排氣歧管中的 混合氣流的更下游進行一個共用的第二顆粒探測測量。由于作用于接收 到的煙霧信號的稀釋效果，可能需要在確定是否已發生顆粒探測事件或 是否存在錯誤之前對此數值進行校正。
圖9示出了本發明的另一個實施方案，其中單個光源，在此例中為 一個激光器，被用于照射同一氣流中的多個感興趣區。在此實施方案中， 探測器900包括單個探測室902，空氣順著箭頭904的方向流過此單個探 測室。激光光源906用于照射氣流中的體積。這個體積在兩個位置被光 電探測器908和910監控，這兩個光電探測器被構造為接收穿過各自的
18區域909和911的光，因而界定了兩個感興趣區912和914。這些感興趣 區在空間上是分開的，并且接收到的對應兩個感興趣區的光散射信號「 可以以上述方式用于確i人顆粒纟笨測事件或宣布故障。
正如將被意識到的那樣，可通過作出對于本領域技術人員顯而易見 的、適當的變化，將本發明的實施方案外延至任意數量的光源、探測室、 光電探測器和感興趣區。
在本文描述的一些實施方案中，描述的光源為激光光源。然而，所 述光源可等效為一個或更多個LED或其他光源。若使用LED或其他非準 直光源，可能需要使用一個或更多個光學器件(例如透鏡)來聚焦或準 直化此光源發射出的光束。
應該理解，在說明書中公開的和定義的本發明外延至所有其他的、 將兩個或更多個在文本和附圖中提到的或明顯存在的獨立特征結合的方 案。所有這些不同的結合方案構成本發明的各個其他的方面。
還應理解的是，用于本發明說明書中的術語"包括(comprises)"(或 其語法上的變體)等效于術語"包括(includes)",并且不應理解為排除 其他元素或特征的存在。
權利要求
1.一種探測氣流中的顆粒的方法，所述方法包括照射第一體積，至少部分氣流通過所述第一體積，和探測從所述第一體積散射出的光；照射第二體積，至少部分氣流通過所述第二體積；將表示從所述第一體積散射出的光的數值與表示從所述第二體積散射出的光的數值進行比較；和至少部分基于所述比較確定是否已在氣流中探測到顆粒。
2. 根據權利要求1中所述的方法，其特征在于，若與表示從所述第一體積散射出的光的數值相對應的第 一探得顆粒量和與表示從所述第二體積散射出的光的測量比值相對應的第二探得顆粒量基本相等，則所述方法包括確認已探測到顆粒。
3. 根據權利要求1或2中所述的方法，其特征在于，若與表示從所述第 一體積散射出的光的數值相對應的第 一探得顆粒量和與表示從所述第二體積散射出的光的測量比值相對應的第二探得顆粒量不基本相等，則確認存在錯誤情況。
4. 根據權利要求3中所述的方法，其特征在于，所述錯誤意味著器件被污染，所述第一或第二體積中的任意一個或兩者都位于所述器件中。
5. 根據權利要求3或4中所述的方法，其特征在于，所述方法包括提供所述錯誤情況的報告。
6. —種識別顆粒探測器中顆粒探測錯誤情況的方法，所述顆粒探測器被構造為探測氣流中的顆粒，所述顆粒探測裝置包括用于照射多個體積的構件，至少部分氣流貫穿所述多個體積，以及用于探測從所述多個體積散射出的光的構件；所述方法包括將表示從第一體積和第二體積散射出的光的測量進行比較，以及若從第一體積和第二體積散射出的光不基本對應于氣流中相同的顆粒量，則辨認出發生了顆粒探測錯誤情況。
7. 根據權利要求6中所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括，若從第 一體積和第二體積散射出的光基本對應于氣流中相同的顆粒量，則至少意味著探測到了顆粒。
8. —種在顆粒探測器中的方法，在所述顆粒探測器中，被分析的氣流通過探測室，所述方法用于確認對氣流通過的第一體積的初始顆粒摞:測事件；所述方法包括嘗試探測氣流的第二體積中的顆粒，所述第二體積不同于在其中發生初始顆粒探測事件的所述第 一體積，以及若在第二體積中發生了顆粒探測事件，則確認初始顆粒探測事件。
9. 根據權利要求8中所述的方法，其特征在于，所述方法可以包括，如果確認了對所述第一體積探測的初始顆粒探測事件，則引發警報。
10. 根據前迷權利要求的任意一項中所述的方法，其特征在于，被探測的顆粒為煙霧顆粒。
11. 一種用于探測氣流中的顆粒的裝置，所述裝置包括用于照射至少一個體積的至少一個光源，至少部分氣流通過所述至少一個體積；至少一個光電探測器，所述至少一個光電探測器被安置得便于探測從各自的被照射的體積散射出的光，由此在光電探測器的視場和被照射的體積的交疊區域界定多個感興趣區；信號處理裝置，所述信號處理裝置被構造為處理所述光電探測器中至少兩個的輸出并確認是否已探測到氣流中的顆粒。
12. 根據權利要求11中所述的裝置，其特征在于，所述信號處理裝置進一步被構造為確認氣流中探測到的顆粒量，以及若滿足了導致觸發警報的預定條件，則處理器構件另外被構造為，將表示所述多個光電探測器中的至少兩個光電探測器的輸出的數值進行比較，并且確認其中一個光電探測器的輸出受到其相應的被照射的體積中的污染物的影響。
13. 根據權利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述信號處理裝置包括將代表兩個或更多個光電探測器的輸出的數值進行比較的構件；基于比較的結果確認是否發生了顆粒探測錯誤。
14. 根據權利要求11-13的任意一項中所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括多個光源。
15. 根據權利要求11-14的任意一項中所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括多個光電探測器。
16. 根據權利要求12中所述的裝置，其特征在于，若表示所述多個光電探測器中的至少兩個的輸出的數值不基本相等，則確認所述裝置的被照射的體積之一 中存在污染物。
17. —種用于探測顆粒的裝置，包括照射氣流中多個體積的多個光源；至少一個光電探測器，所述至少一個光電探測器能夠探測被所述體積中至少兩個體積中的顆粒散射出的光；并且其中，所述光源的強度可以被及時地獨立地控制，以使能夠確認所述體積中的哪個體積是光電探測器接收到的散射光的源。
18. 根據權利要求17中所述的用于探測顆粒的裝置，其特征在于，所述光源可按照預定方案被獨立地控制強度。
19. 根據權利要求18中所述的用于探測顆粒的裝置，其特征在于，所述光源的強度調節與被探測的光散射相關，以確認哪個體積是光電探測器接收到的散射光的源。
20. 根據權利要求17-19的任意一項中所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步包括信號處理構件，所述信號處理構件;陂構造為恢復表示所探測到的從每個體積散射出的光的信號。
21. —種用于探測顆粒的裝置，所述裝置探測從被照射的體積散射出的光，以確定通過所述^皮照射的體積的氣流中的顆粒量；所述顆粒揮:測裝置包括多個空間上分開的、被監控的、被照射的體積，光從所述被照射的體積散射出來并通過一個或更多個探測步驟進行探測；其中所述顆粒探測裝置被構造為將表示從多個被監控的被照射的體積散射出的光的信號進行比較以確認氣流中的顆粒探測。
22. 根據權利要求21中所述的用于探測顆粒的裝置，其特征在于，多個光探測步驟監控同一氣流，若所述多個光探測步驟的輸出基本相同，則所述裝置確認氣流中的顆粒探測。
23. 根據權利要求21或22中所述的用于探測顆粒的裝置，其特征在于，進一步包括多個光源，所述多個光源被構造為照射同一氣流中的各自的體積。
24. 根據權利要求21-23的任意一項中所述的用于探測顆粒的裝置， 其特征在于，所述多個光源按照預定方式被開啟、關閉來照射氣流中各 自的體積。
25. 根據權利要求21-24的任意一項中所述的用于探測顆粒的裝置， 其特征在于，所述多個光源以響應探得的顆粒量的方式被開啟、關閉來 照射氣流中的各自的體積。
26. 根據權利要求21-25的任意一項中所述的用于探測顆粒的裝置， 其特征在于，當滿足一項或更多以下條件時，對一個或更多個所述被照 射的體積的照射至少暫時停止探測到預定的顆粒濃度；探測到的顆粒濃度速率或變化滿足預定條件。
27. —種在顆粒探測器中的方法，在所述顆粒探測器中，被分析的 氣流通過纟笨測室，所述方法用于確認對氣流通過的第一體積的初始顆粒 探測事件，所述方法包括嘗試探測氣流的第二體積中的顆粒，所述第二體積不同于所述在其 中發生初始顆粒探測的第一體積；和若第二體積中發生顆粒探測事件，則確認初始顆粒探測事件。
28. 根據權利要求27中所述的方法，其特征在于，所述方法包括嘗 試在第一體積中探測顆粒，以及若探測到了顆粒，則確認初始顆粒探測 事件已發生。
29. 根據權利要求27或28中所述的方法，其特征在于，所述方法 進一步包括，若確認了所述初始顆粒探測事件并且滿足了 一個或多個附 加報警條件，則引發警報。
30. —種用于探測氣流中的顆粒的裝置，所述裝置包括 用于照射氣流的一個或多個部分的至少一個光源；至少一個光電探測器，所述至少一個光電探測器被安置得便于探測 從氣流的一個或多個被照射的體積散射出的光，其中所述至少一個光源 和至少一個光電探測器被配置為可從至少一個光電探測器的輸出中得到表示從多個被照射的體積散射出的光的信號；和信號處理裝置，所述信號處理裝置被構造為處理表示從多個被照射 的體積散射出的光的所述信號以確定是否已在氣流中探測到顆粒。
31. 根據權利要求30中所述的用于探測顆粒的裝置，其特征在于， 所述祐^笨測的顆粒是煙霧顆粒。
32. —種顆粒探測系統，所述顆粒探測系統包括根據權利要求11-27 的任意一項中所述的用于探測顆粒的裝置。
33. —種顆粒:探測系統，所述顆粒探測系統進一步包括用于將氣流引 入顆粒^笨測系統的采樣網。
全文摘要
本發明公開了一種用于探測氣流中的顆粒的裝置。所述裝置可包括用以照射氣流的一個或更多部分的至少一個光源(22、24)，和被安置得便于探測從氣流的一個或更多被照射的體積散射出的光的至少一個光電探測器(30，32)。所述至少一個光源(22、24)和至少一個光電探測器(30、32)被配置為可從至少一個光電探測器(30、32)的輸出中得到表示從多個被照射的體積(38、34)散射出的光的信號。所述裝置還包括被構造為對所述表示從多個被照射的體積散射出的光的信號進行處理以確定是否已在氣流中探測到顆粒的信號處理器。
文檔編號G08B17/00GK101680832SQ200880014468
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月7日 優先權日2007年3月9日
發明者凱末爾·阿賈伊 申請人:愛克斯崔里斯科技有限公司