微粒探測器,系統與方法
【專利說明】微粒探測器，系統與方法
[0001] 相關申請
[0002] 本申請是申請日為2005年11月14日、申請號為CN 201110375101. 3、名稱為"微 粒探測器，系統與方法"的專利申請的分案申請，其中申請號為CN 201110375101. 3的申請 又是申請日為2005年11月14日、申請號為CN 200580046445. 2、名稱為"微粒探測器，系 統與方法"的專利申請的分案申請。
技術領域
[0003] 本發明涉及一種改進的傳感器儀器和改進的檢測方法。更確切地說，本發明涉及 一種改進的微粒探測器和探測微粒的方法。下文將針對使用一束或多束放射型射線束，如 激光束，探測位于開放空間中的微粒描述發明，然而，可以理解，本發明不僅只限于此用途。
【背景技術】
[0004] 整個本說明書中，使用單數形式的"發明人"，可以認為涉及本發明的一個（單數） 或所有（復數）發明人。發明人已確定下列相關技術。在一個區域內探測微粒的方法有 多種，例如所述區域為房間、建筑物、封閉空間、或者開放空間。有些方法包括在區域中對空 氣取樣，并使取樣的空氣通過探測器腔，以此，微粒得到探測，并且對例如在所關注區域中 的大量煙霧進行評估。這樣的儀器以吸入式感煙探測器為例，如申請人出售的VESDAvi LaserPLUS?感煙探測器。
[0005] 其他探測器放置于所關注區域，并利用一個傳感器探測傳感器附近的微粒。這類 探測器的一個例子是點型探測器，其中空氣經過發射器和傳感器之間，便可直接探測到所 關注區域的微粒。
[0006] 在這兩種探測器中，如果微粒未進入取樣點（吸入式探測器），或者未經過電型探 測器的發射器和傳感器之間，微粒將不能被探測。由于許多建筑物使用從區域抽氣的空氣 處理設備，比如空調，因而不能保證懸浮微粒不通過空氣處理管道排放到區域外而被探測 到。很難在室外區域或很大的室內場館使用上述的探測微粒的方法，因為可能沒有合適安 裝點型探測器或取樣點及連接管的位置。
[0007] 用于探測例如煙霧的其它設備包括第3, 924, 252號美國專利（Duston)中公開的 探測器，該探測器利用激光器和光電二級管探測從微粒散射的光。此設備使用角形反射器 將光反射到發射器。Duston需要反饋電路探測光束是否被發射或阻滯。
[0008] 另一種類型的探測器為"束型探測器"，該束型探測器測量來自投射光源的信號強 度的衰減，該投射光源由懸浮在投射光里的煙霧微粒產生。這些探測器，即束型探測器和 Duston中公開的探測器，具有相對低的敏感度，并且只能測量照射區域的總衰減。
[0009] 當上述探測器試圖在監測區域內，例如室內房間、大型室內場館和室外區域，利用 發射線探測微粒時，上述探測器可能需要解決所面臨的許多困難。其中一些困難如下。提 供發射線的設備和探測發射線和/或散射線的裝置的安裝和調試可能是繁重的。特別是， 此類設備可能侵入被監測環境，并且可能需要復雜的連接，例如，有線或別的方式向設備提 供控制、通信和電力。另外，需要許多具有專門技能的技術人員安裝和/或調試設備。一旦 安裝和/或調試完成，此類設備可能會易受環境條件的影響引起測量誤差，該環境條件組 成受檢測環境的一部分促成漂移、未對準等。此外，與報警條件無關的環境條件和事件可能 會一般出現在被監測環境內，并且在探測微粒時，可能會造成誤報警。很有必要探測大型房 間、區域內的粒子，并且有關物理距離微粒可能會造成增加上述環境條件和事件對探測微 粒效率影響的可能性，并且而且，有關距離與射線經過的路徑長度有關，其本身需要高靈敏 性和容錯性的設備。
[0010] 例如，在沒有實際火險發生時，像氣載灰塵這樣的干擾微粒可能出現在被檢測的 環境內，并且造成誤報警發生。例如，煙霧微粒是由于諸如在悶火中的熱分解產生的微粒， 然而有害微粒可能在無潛在火險的情況下由像機械的或生物的過程產生。光散射特性與微 粒尺寸分布有關；并且存在多種煙霧和多種有害微粒，并且它們的微粒尺寸分布常常是相 互重疊的。第3, 901，602號（Gravatt Jr)的美國專利公開了使用光散射單元光散射的方法 和儀器，用于化學法鑒別諸如浮質中找到的單微粒物質粒子或多微粒物質粒子，而不收集 與化學方法分析材料。根據Gravatt,在單微粒分析的情況下，平面偏振光撞擊到微粒上， 并且測量散射到在指定角范圍中的偏振面上的光強度。該強度與微粒吸收系數和微粒尺寸 有關。多微粒分析時，同樣測量散射到與偏振面正交的平面上的光強度以確定物質的微粒 總量。此信息可用于標準化第一散射光束的強度測量。Gravatt提出的感煙探測器作為體 現多微粒分析技術的儀器，由此，可以被探測火焰產生的浮質，而不受火焰產生的相似密度 的浮質的干擾。
[0011] 包括本說明書討論的任何文件、裝置、條款和知識來解釋本發明的內容。本說明書 不承認本資料中的任何材料構成在此說明書和權利要求書優先權日的或之前的澳大利亞 或任何其它地方的相關領域內現有技術基礎或公知知識的一部分。
【發明內容】
[0012] 本發明的目的在于，提供減輕現有技術領域中的至少一種缺陷的方法和儀器。
[0013] 本發明在一個方面提供探測微粒的方法，包括：
[0014] 向被監測區域發射射線束，以及；
[0015] 用圖像捕獲設備探測區域的圖像變化，所述圖像變化標示微粒存在，其中發射和 探測的步驟包括：
[0016] 根據發射束的能量水平的間接比例關系確定射線束開啟周期（ON period)和圖像 捕獲設備曝光期。
[0017] 另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0018] 向被監測區域發射射線束，以及；
[0019] 用圖像捕獲設備探測區域的圖像變化，所述圖像變化標示微粒存在，其中方法還 包括以下步驟：
[0020] 減輕所探測圖像中的一個或多個變化以及變化的原因，所述變化對應于除了所關 注的粒子存在之外的事件。
[0021] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0022] 向被監測區域發射射線束，以及；
[0023]用圖像捕獲設備探測區域中圖像的變化，所述圖像的變化標示微粒存在，其中方 法還包括以下步驟：
[0024] 用探測儀探測儀探查發射束用以調試探測步驟。
[0025] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0026] 向被監測區域發射射線束，以及；
[0027] 用圖像捕獲設備探測區域中圖像的變化，所述圖像的變化標示微粒存在，其中方 法還包括以下步驟：
[0028] 將射線束分為多個片段；
[0029] 確定每一射線片段圖像變化；
[0030] 為控制點提供被確定的每一片段圖像的變化，以模擬多個點型微粒探測器
[0031] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0032] 向被監測區域發射射線束，以及；
[0033] 用圖像捕獲設備探測區域的圖像變化，所述圖像變化標示微粒存在，其中方法還 包括以下步驟：
[0034] 確定被監測區域內空間中預定的圖解點（geometric point)的位置。
[0035] 在另一方面，本發明提供使光源與圖像捕獲設備同步的方法，包括：
[0036] 允許所述源以預定頻率開關振蕩；
[0037] 識別由圖像捕獲設備捕獲的一個或多個視頻圖像中的源，以及；
[0038] 不斷修正圖像捕獲設備的幀頻率，以保持同步。
[0039] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0040]向被監測區域發射第一射線束，以及；
[0041]用第一圖像捕獲裝置探測區域的圖像的變化，所述圖像的變化標示微粒存在，并 且其中圖像中的變化對應于反向散射射線。
[0042] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0043] 向被監測區域發射第一射線束，以及；
[0044]用圖像捕獲設備探測區域的圖像變化，所述圖像變化標示微粒存在，其中方法還 包括：
[0045] 提供臨近第一射線束的至少一個附加射線束，用以探測進入射線束的逼近侵擾 (imminent intrusion)〇
[0046] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0047] 向被監測區域發射射線束；
[0048] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化，其中至少一個射線束和探測圖像變化的設 備適于傳遞數據。
[0049] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0050] 向被監測區域發射射線束；
[0051] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化；
[0052] 補償被探測圖像的畸變。
[0053] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0054] 向被監測區域發射射線束；
[0055] 探測標示微粒存在的區域的圖像中的變化；
[0056] 對被探測的圖像應用權重函數，有選擇地解析圖像部分。
[0057] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0058] 向被監測區域發射多束射線；
[0059] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化；
[0060] 調節所述射線束順序運作。
[0061] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0062] 向被監測區域發射射線束；
[0063] 探測標示微粒存在的區域的圖像中的變化；
[0064] 調節射線源和探測圖像的設備中至少之一以受控方式被定位。
[0065] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0066] 向被監測區域發射射線束；
[0067] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化；
[0068] 其中，圖像由位于至少兩個位置的圖像探測器探測。
[0069] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0070] 向被監測區域發射射線束；
[0071] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化；
[0072] 監控（supervise)射線束。
[0073] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0074] 向被監測區域發射射線束；
[0075] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化；
[0076] 遮掩被探測束的中心部分，以增強圖像變化的探測。
[0077] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0078] 向被監測區域發射射線束；
[0079] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化；
[0080] 檢查適用于捕獲被監測區域中圖像的圖像捕獲設備的運行。
[0081] 在另一方面，本發明提供探測微粒的方法，包括：
[0082] 向被監測區域發射射線束；
[0083] 探測標示微粒存在的區域的圖像變化；
[0084] 評估被探測圖像，以補償被探測的圖像的變化帶來的干涉。
[0085] 在另一方面，本發明提供適用于探測微粒的儀器，所述儀器包括：
[0086] 適用于按預定的指令系統運行的處理器設備，
[0087] 所述儀器，與所述預定的指令系統一起，適用于執行在此公開的一個或多個的方 法。
[0088] 其他方面，本發明的優選的特點和優勢在說明書中公開，并/或在附加的權利要 求書中被定義，構成本發明說明的一部分。
[0089] 從下文給出的詳細說明本發明的進一步應用范圍將變得更加明顯。然而應該明 白，盡管表示本發明優選實施例，但僅通過示例性給出詳細說明和具體實施例，因為根據該 詳細說明，多種變化和修改在本發明實質和范圍之內對本領域技術人員來說將更加明顯。
【附圖說明】
[0090] 結合附圖參考一下優選實施例