ES2979396T3 - Sistema y método de ajuste del rango dinámico de detector de humo - Google Patents

Sistema y método de ajuste del rango dinámico de detector de humo Download PDF

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Abstract

Un sistema de ajuste de rango dinámico de detector de humo incluye un elemento emisor de luz para emitir luz en una pluralidad de niveles de salida de luz, siendo ajustados automáticamente los niveles de salida de luz por un controlador cuando se alcanza un límite de saturación. El sistema también incluye un elemento receptor de luz para recibir la luz emitida desde el elemento emisor de luz. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método de ajuste del rango dinámico de detector de humo
Campo de la invención
Las realizaciones de la presente descripción descritas en la presente memoria se refieren generalmente a detectores de humo y, más particularmente, a sistemas y métodos de aumento del rango dinámico de los detectores de humo.
La capacidad de detectar la presencia de fuego y/o humo proporciona seguridad para los ocupantes y la propiedad. En particular, debido a la rápida velocidad de expansión de un incendio, es importante detectar la presencia de un incendio tan pronto como sea posible. Se emplean detectores de humo para ayudar con la detección temprana.
En algunos detectores de humo, pueden usarse diferentes longitudes de onda de luz y/o diferentes ángulos de dispersión para identificar humo o aerosol. Cuando la concentración alcanza un cierto nivel, el circuito de detección se saturara. Típicamente, una señal saturada da como resultado el inicio de una alarma. La saturación evita la opción de distinguir entre una situación sin alarma y una situación de alarma. Esto conduce indeseablemente a una alarma molesta tras la saturación.
La técnica relacionada incluye el documento WO 2004/102498 A1 que describe un detector de partículas. El documento US 2014/0333928 A1 describe un detector de humo con un volumen de muestreo externo y rechazo de luz ambiental. El documento US 2006/0007010 A1 describe la calibración del detector de humo. El documento US 2007/0013898 A1 describe sistemas, circuitos y métodos para reducir el daño térmico y extender el rango de detección de un sistema de inspección.
Breve descripción de la descripción
Según un aspecto, se proporciona un sistema de ajuste de rango dinámico de detector de humo como se reivindica en la reivindicación 1.
Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, las realizaciones adicionales pueden incluir que las paredes internas están configuradas para evitar que la luz externa alcance el elemento receptor de luz.
Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, otras realizaciones pueden incluir que el área de detección cerrada se acople de manera fluida al entorno que rodea el detector de humo de manera que las partículas de humo puedan entrar en el área de detección cerrada. Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, realizaciones adicionales pueden incluir que la pluralidad de niveles de salida de luz comprende un tercer nivel de salida que es menor que el segundo nivel de salida.
Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, realizaciones adicionales pueden incluir que el tercer nivel de salida es la mitad del segundo nivel de salida.
Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, realizaciones adicionales pueden incluir que un rango dinámico del detector de humo se cuadruplique al ajustar al tercer nivel de salida en relación con la operación solo bajo el primer nivel de salida.
Según otro aspecto, se proporciona un método para aumentar un intervalo dinámico de un detector de humo como se reivindica en la reivindicación 7.
Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, realizaciones adicionales pueden incluir reducir el nivel de salida de luz desde el segundo nivel de salida de luz a un tercer nivel de salida de luz cuando se aproxima al límite de saturación.
Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, realizaciones adicionales pueden incluir que el tercer nivel de salida es la mitad del segundo nivel de salida.
Además de una o más de las características descritas anteriormente, o como una alternativa, otras realizaciones pueden incluir que el aumento del intervalo dinámico distingue dinámicamente entre humo o aerosoles peligrosos y no peligrosos en una situación de saturación para evitar alarmas de molestias.
Estas y otras ventajas y características se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción tomada junto con los dibujos.
Breve descripción de los dibujos
El objeto, que se considera como la descripción, se señala particularmente y se reivindica claramente en las reivindicaciones al final de la especificación. Lo anterior y otras características y ventajas de la invención resultan evidentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada junto con los dibujos adjuntos, en los que:
la FIG.1 es una ilustración esquemática de un detector de humo en una primera condición;
la FIG. 2 es una ilustración esquemática del detector de humo en una segunda condición;
la FIG. 3 ilustra un rango dinámico del detector de humo con una salida de emisión de luz del 100%; la FIG. 4 ilustra un rango dinámico del detector de humo con una salida de emisión de luz del 50%; la FIG. 5 ilustra u rango dinámico del detector de humo con una salida de emisión de luz del 25%;
Descripción detallada
Con referencia a las FIG. 1 y 2, se ilustra un detector de humo y se hace referencia en general con el número 10. El detector 10 de humo es operable para detectar la presencia de partículas 12 de humo y para generar o iniciar una señal de alarma. El detector 10 de humo puede realizarse como un sistema independiente o puede ser parte de un sistema de monitorización de incendios que comprende una pluralidad de tales detectores de humo y/u otros tipos de detectores de humo.
El detector 10 de humo comprende un elemento 14 emisor de luz, tal como un diodo emisor de luz (LED) en algunas realizaciones, y un elemento 16 receptor de luz, tal como un fotodiodo en algunas realizaciones. El elemento 14 emisor de luz y el elemento 16 receptor de luz están dispuestos dentro de un área 18 de detección del detector 10 de humo que está acoplada de manera fluida al ambiente de manera que las partículas 12 de humo son capaces de entrar en el área 18 de detección, pero el área 18 está encerrada de tal manera que ninguna luz perturbadora del ambiente puede alcanzar el elemento 16 receptor de luz.
En funcionamiento, el elemento 14 emisor de luz emite pulsos 20 de luz con una duración, o longitud de pulso, y a varios niveles de salida especificados, como se muestra en, y se describe en conexión con, las FIG. 3-5. Debido a la orientación del eje óptico del elemento 14 emisor de luz y el elemento 16 receptor de luz, ninguna luz directa puede alcanzar el elemento 16 receptor de luz. Solo algo de luz se dispersa como luz 22 de ruido desde las paredes 24 internas del área 18 de detección y alcanza el elemento 16 receptor de luz, como se muestra en la FIG. 2. En caso de presencia de partículas 12 de humo, como se muestra en la FIG. 1, la luz es dispersada por las partículas 12 de humo y alcanza el elemento 16 receptor de luz como luz 26 dispersada. La cantidad de luz que llega al elemento 16 receptor de luz es mayor que la presente en la condición de la FIG. 2.
Con referencia a las FIG. 3-5, se ilustra el funcionamiento adicional del detector 10 de humo. El detector 10 de humo aumenta automáticamente el rango dinámico del circuito del detector 10 de humo reduciendo dinámicamente el nivel de salida de luz del elemento emisor de luz 14 para evitar una alarma de molestia (también denominada falsa alarma) debido a la saturación como se explica en el presente documento. En particular, un controlador 50 (FIG. 1 y 2) está en comunicación operativa con el detector 10 de humo para monitorizar diversas condiciones e iniciar ciertas acciones en respuesta a dicha monitorización. El controlador 50 monitoriza cuando se está aproximando un límite de saturación del circuito detector y reduce la salida de luz del elemento 14 emisor de luz en tal condición.
La FIG. 3 muestra el detector 10 de humo operado con el elemento 14 emisor de luz emitiendo luz al 100%. Esta condición operativa ilustra un intervalo dinámico asociado con el límite 30 de saturación que se alcanza en un primer nivel 32 de humo.
En comparación, la FIG. 4 muestra el detector 10 de humo que funciona a una salida de luz fija que se reduce en un 50% cuando la señal alcanza el límite 30 de saturación . En funcionamiento, el nivel de salida de luz fija se hace funcionar al 100% hasta que se aproxima al límite 30 de saturación. En este punto, el nivel de salida de luz fija se reduce en un 50%. La reducción aumenta efectivamente el rango dinámico del circuito del detector 10 de humo . En particular, el intervalo dinámico se duplica con base en la reducción del 50%, dando como resultado de este modo que el límite de saturación se alcanza en un segundo nivel 36 de humo. El límite 30 de saturación es la cantidad fija de luz que incide en el fotodiodo 16. Cuando la salida de luz se reduce a la mitad, se necesita aproximadamente el doble de la cantidad de humo para alcanzar el mismo límite de saturación.
Como se muestra en la FIG. 5, el rango dinámico puede aumentarse adicionalmente mediante reducciones de salida de luz adicionales. A modo de ejemplo, continuando con la descripción asociada con la FIG. 4, se puede realizar automáticamente una reducción adicional del 50% de la salida de luz una vez que se aproxima de nuevo al límite -30 de saturación. Por lo tanto, la FIG. 5 muestra la salida de luz del elemento 14 emisor de luz que se reduce finalmente al 25% para aumentar el rango dinámico del circuito del detector 10 de humo hasta el límite 30 de saturación a un tercer nivel 40 de humo que es cuatro veces el rango dinámico asociado con la salida de luz al 100% durante una duración de la operación.
Se debe apreciar que se pueden realizar reducciones adicionales para lograr incrementos de rango dinámico adicionales.
Ventajosamente, las molestas alarmas asociadas con la saturación del detector 10 de humo se evitan mediante las reducciones de salida de luz automática descritas anteriormente. Por ejemplo, una cantidad sustancial de vapor (por ejemplo, aerosoles) liberada rápidamente de una ducha al abrir una puerta saturará rápidamente un detector de humo cuando se haga funcionar con una salida de luz del 100% del elemento 14 emisor de luz. No hay otra opción que la alarma disponible para el detector de humo en tal condición. El sistema y método descritos en el presente documento ajustan automáticamente el rango dinámico tras la saturación de modo que el detector 10 de humo puede determinar si se requiere una alarma verdadera, es decir, mediante métodos que usan un conjunto de múltiples emisores y/o múltiples sensores para identificar el aerosol como peligroso o no peligroso. El rango dinámico incrementado se puede lograr usando componentes más caros, pero los sistemas y métodos descritos en la presente memoria no requieren hardware adicional costoso en muchos casos, evitando así el coste adicional, e incrementando la resolución en situaciones de saturación.
Se debe interpretar que el uso de los términos "un", "uno" y "el" y referencias similares en el contexto de la descripción de la invención (especialmente en el contexto de las siguientes reivindicaciones) incluyen tanto el singular como el plural, salvo que se indique lo contrario en la presente memoria o que el contexto lo contradiga claramente. Además, debe observarse además que los términos "primero", "segundo" y similares en la presente memoria no denotan ningún orden, cantidad o importancia, sino que se usan para distinguir un elemento de otro. El modificador "aproximadamente" usado en conexión con una cantidad incluye el valor indicado y tiene el significado dictado por el contexto (por ejemplo, incluye el grado de error asociado con la medición de la cantidad particular).
Aunque la descripción ha sido descrita con detalle en relación con solo un número limitado de realizaciones, debería comprenderse que la invención no está limitada a dichas realizaciones descritas. En vez de eso, la descripción puede modificarse para incorporar cualquier número de variaciones, alteraciones, sustituciones o disposiciones equivalentes no descritas aquí, pero que se corresponden con el espíritu y el alcance de la descripción. Adicionalmente, aunque se han descrito varias realizaciones de la descripción, debe comprenderse que los aspectos de la descripción pueden incluir solo algunas de las formas de realización descritas. En consecuencia, la descripción no debe verse limitada por la anterior descripción, sino que está solo limitada por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de ajuste de rango dinámico de detector de humo, que comprende:
un detector (10) de humo que comprende paredes (24) interiores que definen un área de (18) detección cerrada;
un elemento (14) emisor de luz dentro de las paredes interiores para emitir luz a una pluralidad de niveles de salida de luz;
un elemento (16) receptor de luz dentro de las paredes interiores para recibir luz emitida desde el elemento (14) emisor de luz;
en donde el nivel de salida de luz del elemento (14) emisor de luz se reduce automáticamente por un controlador cuando se aproxima un límite (30) de saturación del elemento (16) receptor de luz;
en donde la pluralidad de niveles de salida de luz comprende un primer nivel de salida y un segundo nivel de salida que es la mitad del primer nivel de salida; y
en donde un rango dinámico del detector (10) de humo se duplica ajustándose al segundo nivel de salida con relación al funcionamiento bajo solamente el primer nivel de salida.
2. El sistema de la reivindicación 1, en donde la pluralidad de niveles de salida de luz comprende un tercer nivel de salida que es menor que el segundo nivel de salida.
3. El sistema de la reivindicación 2, en donde el tercer nivel de salida es la mitad del segundo nivel de salida.
4. El sistema de la reivindicación 3, en donde un intervalo dinámico del detector de humo se cuadruplica ajustándose al tercer nivel de salida en relación con el funcionamiento bajo solo el primer nivel de salida.
5. Un método para aumentar un intervalo dinámico de un detector de humo, comprendiendo el detector (10) de humo paredes (14) interiores que definen un área de detección cerrada, comprendiendo el método: emitir luz desde un elemento (14) emisor de luz dentro de las paredes interiores del detector de humo; recibir luz emitida desde el elemento emisor con un elemento (16) receptor de luz dentro de las paredes interiores;
reducir automáticamente un nivel de salida de luz del elemento (14) emisor de luz según se aproxima un límite de saturación del detector (10) de humo para aumentar el rango dinámico; y
en donde reducir automáticamente el nivel de salida de luz comprende reducir el nivel de salida de luz de un primer nivel de salida de luz a un segundo nivel de salida de luz, en donde el segundo nivel de salida de luz es la mitad del primer nivel de salida de luz.
6. El método de la reivindicación 5, que comprende además reducir el nivel de salida de luz desde el segundo nivel de salida de luz hasta un tercer nivel de salida de luz cuando se aproxima al límite de saturación.
7. El método de la reivindicación 6, en donde el tercer nivel de salida de luz es la mitad del segundo nivel de salida de luz.
8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde el aumento del rango dinámico distingue dinámicamente entre humo o aerosoles peligrosos y no peligrosos en una situación de saturación para evitar molestas alarmas.
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