TW413800B - Electrical current saving combined smoke and fire detector - Google Patents

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經濟部中央標羋局月Η消赀合作社印鉍 4136C0 a? B7 五、發明説明（ί ) 〔技術範疇〕 本發明乃關於煙及火偵測及控制系統，特別關於使用 省電及可靠性改進之操作方法之結合煙及火偵測系統。 〔發明背景〕 在家用煙偵測器市場上已有相當之成長，特別是以單 台、電池操作、離子化模式煙偵測器爲甚。此項成長及自 偵測器之救命效果之實際火災統計數字之明顯證據已使家 庭用煙偵測器在以往二十年中成爲火災安全成功事蹟。 但是根據最近對家庭中煙偵測器使用狀況硏究中顯示 一警告性統計，即多達四分之一至三分之一之煙偵測器在 任何一時間爲不能使用的。一半以上的無法操作之煙偵測 器應歸究於電池遺失，其餘則是電池無電及失效之煙偵測 器。硏究顯示電池遺失之主要原因爲屋主人對由可控制之 炊事火焰造成之警告之不耐。令人厭煩之警告亦可由非火 源，如自浴室流出之淋浴蒸氣、淸理時之塵埃或自蔚房之 油煙所造成" 中央化火警偵測系統對保護商業及工業大廈住戶之安 全同樣重要。擾人之警告在商業環境尤爲有害，因其會造 成大樓住戶相當之不便及造成擾人之警告之真實性有不信 任感。 離子化煙偵測器亦容易造成擾人之警告，因爲它們對 可見與不可見之擴散顆粒非常敏感，特別是火警門限非常 低以達到不同形式火災之ANSI/UL 268響應時間要求。可 見顆粒之範圍自4-5微米之最小尺寸（在高密度出現時小 (¾先閱讀背面之iif項再填艿本頁〕 裝. 訂 本紙张尺度这用中( CNS ) ( 210〆. ) 經濟部中央標窣局只工消费合作社印奴 413800 at Η 7 五、發明説明（>) 顆粒可看成薄霧），並可在開放火災及火焰中大量產生。 但離子化偵測器對看不見之顆粒自0.01至0.1微米最小尺 寸之顆粒最爲靈敏。大多家庭之非火源會產生看不見的顆 粒物體，因而說明了大多數家庭煙偵測器產生許多不悅之 警告之原因。 離子化煙偵測器之擾人警告問題導致大部分離子化煙 偵測器無法操作，因而引起發展及使用光電煙偵測器。光 電煙偵測器不易造成擾人之警告，因爲它們對可見之微粒 物體較不可見之顆粒爲敏感β不幸的是它們對初期產生可 見顆粒之火焰的響應較慢。爲克服此一缺點，光電煙偵測 器之火警靈敏度被設定很高以符合ANSI/UL 268規格需求 ，因而又引起擾人警告問題。此一擾人之警告問題早已被 認知但仍然未能解決。非常明顯，急切需要一種新式火災 偵測器以解決今日之危險性低效率。 在過去二十年中，防火與消防工業界人員一直在尋找 比目前之煙偵測器更快之饗應。以降低光度晦暗偵測水準 以增加煙偵測器靈敏度可加速響應，但亦增加擾人之警告 率。爲此，非常明顯需要一更佳之火警偵測器。 吾人深知所有火災均產生大量co2氣體，一種新式 C〇2偵測器用以偵測火災已揭示於頒與Jocob Y. Wong之 美專利號碼5,053,754之專利中。此C〇2火災偵測器可經 由決定由火災產生之co2濃度改變而迅速響應火災。 C02火災偵測器較煙偵測器之優越性在於響應速度及 降低之擾人警告，故優越性早已建立。1994年11月14曰 1^^ dl^^i I mV BIB^i 1 1 令 ， (对先閱讀背而之注意事項存琪寫本頁) 本紙张尺度適用中国阀孓亿卑（CNS ) ( 210/ϋ,Ί 經濟部中央標卑历只工消资合竹社印*''私 ·.·:.· '>·νΓ2>1>·-Γ.ηι^^^Γ^Ι»ι1ι1~ -^—Α- . . ______ r . L-. 413800 at _B7 五、發明説明（今） 呈示之共同美國專利申請No.08/〇77,4S8,標題爲FALSE ALARM RESISTANT FIRE DETECTOR WITH IMPROVED PERFORMANCE (具改進性能之僞火警防制火警偵測器） 及1996年1月30日呈出之美國專利申請No. 08/:593,253 ，標題爲“改進之火警偵測器”亦揭示將C02偵測器與煙 偵測器之優點結合以形成一迅速響應而抵制擾人警告之火 災偵測器。 —個煙偵測器通常消耗200微安培作業電流，而C02 偵測器可消耗200微安培至數個毫安培，視C02偵測器之 形式而定。因此一結合之煙/C02偵測器較單煙偵測器要 消耗二倍以上之作業電流。因此，以電池動力之結合煙/ C〇2偵測器將以無法接受之速率消耗電池。在工業系統中 之結合煙/co2偵測器自一線環路吸取電源，在環路電流 限制到達之前可裝設在環路中之偵測器極少，因而使現有 系統之改裝非常昂貴。 真正需要的是一個迅速響應結合煙及火之偵測器，其 具有大舉降低之作業電流及擾人警告率》 〔發明槪述〕 本發明之一目的爲提供一種裝置及一方法以迅速偵出 火災而又能降低擾人之警告率。 本發明之另一目的爲提供操作一結合煙及火偵測系統 之操作電流節省方法β 本發明又一目的爲提供一操作一結合煙及火偵測系統 之可靠性改進方法。 ，裝 I I ·1 I I 訂—^ 1111¾ {計先間请背面之注意事項再填湾本页) 本紙if：尺度適扣中围^家杜準{ CNS ) Λ#·,#, ( 2Η1Χ ：?97:‘>六） 4138C0 經濟部中央標準局刃工消资合竹.社印裂 A7 B7 五、發明説明（+) 本發明之一種火偵測系統包括：一煙偵測器’其可測 出煙顆粒密度指出悶燒之火災；及—co2偵測器’其可測 出co2之濃度而指出有火焰之火災。本發明包括操作方法 ，其可降低擾人之警告及降低作業電流，而同時增加火偵 測系統之可靠性。 在第一種操作電流節省方法中，煙偵測器操作後可獲 得正常來復頻（PRF，puisne repetition frequency)之煙抽樣 ，而C02偵測器則在操作後獲得在極低或零PRF時之氣體 抽樣。由煙偵測器所產生之煙密度測量與試驗性火偵測標 準互相比較，如相符時，C02偵測器PRF將實質上迅速增 加而迅速產生C02濃度測量，再與一組結論性火偵測標準 相比較。

在第二種操作電流節省方法中，co2偵測器操作後可 獲得正常PRF時之氣體抽樣，而煙偵測器則在操作後獲得 零PRF時之煙抽樣。（：02偵測器所產生之C02濃度測量與 一組試驗性火偵測標準相比較，如符合時，煙偵測器PRF 實質上增加以迅速產生煙密度測量，其再與一組結論性火 偵測標準比較。 在一種可靠度改進之操作方法中，煙及C02偵測器之 操作特性，最好是電流消耗及/或信號存在等均可予以監 視以決定其中一個偵測器是否已失效。如偵出失效情況， 正常使用之火偵測標準予以改變爲其餘偵測器最佳之標準 ’並產生偵測器失效之指示。 本發明之其他目的及優點將可自以下之較佳實例之詳 (諳先W讀背而之注意事項再填转本頁)

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413S0G A7 B7____ 五、發明説明（7 ) · 述及配合參考附圖而更爲明顯。 〔圖式之簡略說明〕 圖1爲由本發明之結合煙及火偵測器所實行之較佳信 號處理之一邏輯圖。 圖2爲圖1中之結合煙及火偵測器之電路略圖’同時 亦顯示一支持光電煙偵測器及一非擴散紅外線（NDIR， nondispersive infrared) C〇2偵測器之信號處理電路兀件。 圖3爲本發明之結合煙及火偵測器之另一實施例之電 路略圖。 圖4爲圖3中結合煙及火偵測器之不同形式之電路略 圖。 圖5爲圖3中結合煙及火偵測器之另一不同形式之電 路略圖。 〔較佳實施例之詳細敘述〕 圖1爲一實際及改進之火偵測器系統10之一實施例之 邏輯圖。如圖1所示，火偵測系統10在符合以下任何一條 件時即產生一警告信號12。 第一，在煙偵測器16之輸出14超過每0.3048公尺（ 1呎）3.0%光晦暗度之門限水準18而大於大約二分鐘之第 一次預選時間20時即產生警告信號I2。煙濃度之測量係 以每0·3(Μ8公尺（1呎）之光晦暗度爲單位。此—名詞係 得自利用投影光束或消滅光電煙偵測器，其中，光束經由 空氣投射，被煙顆粒所衰減之光束於是得以測量。即使有 關一裝置之測量，而該裝置利用其他機構測量煙濃度，如 _________________8______________ 本紙乐尺度適用中國阀家d- ( CNS > Λ4( 2丨0 X ) ~ . 裝 t—iii 訂 —^ (¾先閱请背面之注意事項再填拷本頁) 經濟部中央櫺準局只工消贽合竹社印掣 413600 經濟部中央標羋局只工消许合作社印焚 . .ί ..卜卜.--1··…：. ------- …·_ - ^ ---s-t — B7 五、發明説明（厶） 光反射或離子流抽樣，煙濃度測量通常以每0·3048公尺（ 1呎）之光晦暗度百分比爲單位’因爲此單位爲此技藝中 人士所熟悉。 第二，當自煙偵測器16之輸出14超過每〇,3〇48公尺 (1呎）之〇·25至0.5%之光晦暗度之降低門限水準22而 大於四分鐘至約十五分鐘之第二個預選時間24時’則產生 一警告信號12。 ' 第三，當一C02偵測器28之輸出26所測得之濃度增 加率超過每分鐘每百萬部分之約部分之預定率30而少 於30秒之預定期間32，即產生警告信號12。AND閘34 之輸出指示此條件之滿足。 第四，當C02之測得濃度之增加率超過每分鐘每百萬 部分70至1000部分之第二個預定率36而少於4〇秒之預 定期間38時，即產生警告信號U。 此四種條件由OR鬧所結合，其輸出產生一警告信 號12，該信號再啓動一警告裝置42 ^ 圖2顯示一火偵測系統1〇之邏輯元件之較佳實施。光 電煙偵測器52之一矽光電二極體50 (圖1之16)驅動一 跨阻抗放大器54 (圖1之14)。光電煙偵測器52之發光 二極體（“LED”）56由驅動器58予以脈衝激勵開及關， 該驅動器由一脈衝列產生器60所驅動，故發出一脈衝流’ 其PRF約爲每分鐘6個脈衝（ppm，pulse per minute)及約 爲300/is之脈波寬度，於是促使LED 56發射一對應脈衝 光信號。在發射光時，LED 56被認爲“脈衝開啓” ’當暗 I , 裳 —-H I I —^·· ("先閱诮背而之注意事,Λ再填寫本頁) 本紙张尺度適用+ 準（CNS ) Λ川:，仏.（) 經濟部中央標準/¾於工消f合作社印製 413600 五、發明説明（f) 時被認爲"脈衝關閉”。 光電煙偵測器52最好爲光反射式煙偵測器，其中之光 電二極體.50位於自LED 4光前進之直線路徑之軸偏置。 結果自LED 56傳播之光僅在煙與軸偏置反射至光電二極 體50之路徑時才能到達光電二極體50。在正常操作條件 下，即無煙顆粒時，光電二極體50之輸出產生一不變之零 安培電流，由於自LED 56所傳播之光極微。在火災期中 ，煙顆粒出現在LED 56及光二極體50之空間，脈波流輸 出信號出現在跨電抗放大器54之輸出處，其波幅視出現之 煙顆粒密度而定。 火偵測器系統10之邏輯元件尙包括：比較器62、64 、66及68 (分別爲圖1中之I8、22、30及36);定時器 /計數器70及72 (分別爲圖1中之20及24) ; — AND 閘74 (圖1中之34);及一OR閘76(圖1中之40)， 每一元件均有一分別之邏輯輸出信號。邏輯輸出信號視輸 入至各別組件之輸入信號而定，佔有一或二不同電壓位準 。較高之二電壓位準稱爲“高”輸出，較低之二電壓位準 ，則被稱爲“低”輸出。 抽樣及保持電路78受命在脈衝列產生器60之輸出之 每一脈衝列週期將跨阻抗放大器54之輸出予以抽樣。抽樣 及保持電路78之輸出被傳輸至一高門限比較器62及一低 門限比較器64。一參考電壓80加至高門限比較器62之反 相輸入，與在光電二極體5〇之傳播光之信號強度對應，其 指出煙濃度位準已足夠造成由LED 56光發射之每0.3048 _ 10 本紙ift尺度適爪中國苹（CNS ) ( 210x7^ ί；") … 裝 - ^ —訂^ (计先pil讀背而之注1:事項存1SH?ir本頁) 413800 A7 Η 7 五、發明説明（次） 公尺（1呎）之大約百分之30之光晦暗度》因此’當偵測 器52之煙濃度超過此位準時，高門限比較器62之輸出將 甚高。同理，一參考電壓82加在低門限比較器64之反相 輸入，與光電二極體50之傳播光之信號強度對應’其指出 煙濃度之位準已足夠造成由LED 56發射之光之每0.3048 公尺（1呎）之0.25至0.5%之光晦暗度。因此，當煙濃 度在偵測器52已超過此位準，低門限比較器“之輸出將 甚高。 經濟部中央標涞局只工消合作社印製 (請先閱讀背而之注意事ίΛ再填寫本頁) Γ 比較器62及64之輸出被連接至各別定時器/計數器 70及72。爲了能迅速偵出相當大煙密度之非火焰火災，定 時器/計數器70在高門限比較器62保持高狀態超過4至 I5分鐘時，即產生一高輸出。爲了緩慢偵出相當低之煙密 度非火焰火災，定時器/計數器72在低門限比較器64之 輸出保持爲甚高而超過15分鐘時，則產生一高輸出。定時 器/計數器70及72僅在各別比較器62及64之輸出邏輯 狀態爲高時方被啓動。定時器/計數器70及72之輸出至 OR閘76之四個輸入之二個。OR閘76產生之高輸出指示 已偵出火災。此信號由一放大器84 (圖1中之12)予以放 大，並用來使可聽聲音警告器86 (圖1之42)發出聲音。 NDIR C02偵測器90 (圖1中之28)之紅外線源88 由一電流驅動器92加上一脈衝，該電流驅動器92由脈衝 列產生器94以大約爲6ppm之PRF予以驅動。脈衝之紅外 線光經由一薄膜、狹窄帶通光濾波器96輻射並至紅外線偵 測器98上。光濾波器96有一大約爲4.26微米之中心波長 本紙乐尺度述用中围® t疔準（CNS〉Λ州.姑（2丨〇厂厂 經濟部中央標準局只二消贽合竹社印掣 413800 五、發明説明（y ) 及大約0.2微米之一半最大頻帶寬之全寬度（FWHM)。 (：02在4.26微米處有一強紅外線吸收頻譜帶。到達紅外線 偵測器98之4.26微米光之數量與出現在紅外線源88及紅 外線偵測器98間之(：02之濃度成反比》 紅外線偵測器98最好爲單一通道、微機械之矽熱電堆 ，其中有內裝之溫度感測器與一參考接面成熱接觸。紅外 線偵測器98亦可能爲一熱電偵感器。在另一備選中，紅外 線偵測器98之功能可由其他形式之偵測器執行，如金屬氧 化半導體偵感器，如一“Taguchi”偵感器、或電化學及光 光學（即比色）偵感器，但精於此技人士當了解，支援之 電路必須不同。C02偵測器90有一抽樣室100，在其對面 側有一小孔102用來使四周空氣擴散於紅外線源88與紅外 線偵測器間之抽樣室1〇〇之內。小孔1〇2以纖維玻璃支 撐之矽薄膜104蓋住以通過C02及其他氣體，但可防止塵 土及帶濕氣之顆粒物體進入抽樣室100。此型薄膜及其用 途曾揭示於美國專利號碼' 5,053,754，標題爲“簡單火偵測 器”。 紅外線偵測器98之輸出爲一電脈衝流，再由一放大器 106 (圖1中之26)予以放大。第二個抽樣及保持電路108 由脈衝列產生器94指揮在每一脈衝週期將放大之脈衝流予 以抽樣。同理，每一脈衝週期，抽樣及保持電路108之輸 出由第三個抽樣及保持電路1〇〇予以抽樣。單一增益之差 動運算放大器112自抽樣及保持電路11〇之輸出，代表最 後抽樣中減去代表最後抽樣前之抽樣的抽樣及保持電路 _ 12 7紙佐尺度適州i阀isΐd ( cns ： λ從........ (ίΛ先閲请背而之注意事項再填巧本瓦> 訂 413800 Λ7 J17 五、發明説明（ί〇 ) 108之輸出。放大器112之結構爲單一增益’係由四個電 阻器114,每一電阻値較佳約爲1〇,〇〇〇歐姆之電阻器形成 。放大器112所產生之結合電壓與C02濃度之改變成正比 ，並傳送到一對比較器66及68之每一輸入（圖1中之30 及36)，每一比較器均有一不同之門限參考電壓。 比較器66爲一低速率升起偵測比較器’其具有參考電 壓116，與每分鐘百萬部分之1〇〇部分之C02濃度改變率 對應。當C02濃度改變率在小於預定時期中超過時，比較器 66之輸出變高，此情況被送至AND閘74。由於低門限比 較器64之輸出係連接至AND閘之另一輸出，AND閘74 之輸出僅在煙顆粒濃度足夠促使每0.3048公尺（1呎）大 約0.25至0.5%之光晦暗度及C02濃度之增加率至少爲每 分鐘100/百萬部分時才爲高輸出。 比較器68爲一高升起率比較器，具有一參考電壓118 ，該電壓與大約爲每分鐘1000部分/百萬部分之<^02濃 度改變率相對應。當co2之改變率在小於預定時期已超過 ，比較器68輸出變高，此一條件被傳送至OR閘76之第 四個輸入。 一電源供應模組120最好自一電池接收一外供應電壓 VEXT，及產生一調整之電壓V+以供電至上述之電路。 或者，可用一投射光束或一消滅式煙偵測器供光電煙 偵測器52之代用品。消滅式煙偵測器將光束經大氣導入光 偵測器，該偵測器可測量由煙造成之光衰減。此型偵測器 在一凹穴式室內空間（如一中庭大廳）最爲有用。此外， 13 ( cnsTTa^ (); T~" ·— ---------u — (¾先閱讀背而之注总事項再填巧本s ) Ή 413800 Λ7 _____—_______H7 五 '發明説明（【| ) n n 7 ^ 訂 {"先閱讀背而之注念事項#填巧本頁) 技術上改進可降低成本及增進用於小外殻內之消滅式偵測 器之準確度。消滅式偵測器之一優點爲對於由火焰火災所 產生之細煙顆粒之靈敏度。由於C02偵測器90與煙偵測 器52係結合一起，煙偵測器準確度需求降低，因而使相對 不昂貴之消滅式偵測器可用於本發明中。 在圖3中之實施例中，所述之所有電路元件及圖2中 所示者，除了煙偵測器52、C02偵測器90、電源供應模組 120及可聽見警告器88，均利用習知之技術統合至單一 ASIC 142中。此外，ASIC 142亦可包括電路以數位化及格 式化代表C02濃度、C02濃度改變率、煙濃度及警告信號 存在之多信號。此一電路多包括一類比至數位轉換器（ ADC)及一微處理器部分，將信號格式化爲序列格式。 數位化之信號在一串聯丨圈流上發射至一火警控制面板 ，除非偵測器爲一孤立形式如列於UL 217標準下之偵 測器。串行通信乃自然之選擇，因爲資料量足夠少而能由 此方法容納及降低功率消耗亦爲一考慮。 火警控制面板140最好能執行資料分析以決定火災之 存在。在此情況下，火偵測系統被認爲可包含火警控制面 板 140。 圖4顯示此實施例之一不同形式，其中之第ASIC 144 將自煙偵測器52接收之信號加以數位化及格式化。第一 ASIC 144將最後資料傳送至火警控制面板第二個 ASIC 146自C02偵測器90接收信號並將其數位化及格式 化。第二個ASIC 146將最後資料送回火警控制面板140。 ___14 本紙張尺j適川中四囚td. { CNS ) ( 2U) i：] ....... 413800 A7 _H7 五、發明説明（/>) 第二電源供應模組H8供電給第一個ASIC H4。在此實施 例中，第一個ASIC I44及煙偵測器52可實體上分開並可 與第二個ASIC 146及C02偵測器90有一段距離。 圖5顯示另一備選之較佳實施例，其中一微處理器 150與ASIC 142經由一流排相通。商業可購得之微處理 器無法直接驅動LED 56及紅外線源58。因此，ASIC 142 包括一個驅動器電路用以執行此等功能。ASIC 142尙包括 一 ADC及放大器，以轉換煙偵測器52及C02偵測器90 之輸出爲可與ADC相容之電壓範圍。微處理器150自 ADC接收已數位化之資料並加以程式化以計算煙濃度、 co2濃度，co2濃度改變率，且實施圖1中之偵測邏輯。 ASIC 142自微處理器150接收此處理之數位結果，及改變 一警告狀況爲可驅動警告器86之形式。 經濟部中央標挲局^:工消费合竹钍印絜 ίί I ^^^^1 TJ - . i {"先間讀背而之注意事項再填寫本頁) 在圖5之實施例中之不同形式中，由ADC產生之煙 及0〇2濃度抽樣値在微處理器150中由一數位濾波器予以 處理。此數位濾波器功能輸出與一門限加以比較以決定警 告條件是否存在。在此實施例中，煙濃度抽樣“ΑΓ (以 每分鐘採六個抽樣）由以下型式之Alpha濾波器予以處理 A 1 n，= a A 1 n + ( a -1) A 1 n -1 ’ 其中之入^爲最近之煙濃度抽樣，A1N^，爲前一Alpha 濾波器煙濃度値，A1N，爲最新計算之Alpha濾波器後之煙 濃度値。0：之値最好爲0.3，一門限決定爲等於每0.3048 公尺（1呎）4.0%之不變光晦暗度位準。C02濃度速率抽 ___ 15 本紙张尺尺適用屮㈣丨.¾，ίΊί:卑（CNS ) ( 21〇T t、' — ™ 413800 A7 ____ 137____ 五、發明説明（|A) 樣（“A2N，”以每10秒以速率1計算）亦由一 Alpha濾波 器所處理。〇02濃度速率〇:之値最好爲〇.2 ’警告門限設定 等於每分鐘500部分/百萬部分之改變率。此外，每10秒 期間，量QN由下式形成：

Qn = A1n，+ A2n, 其中A1n，爲正規化，故每0_3〇48公尺（1呎）1.0%之 光晦暗度等於1.0，A2N，已正規化，故每分鐘1〇〇部分/百 萬部分之速率等於1.0。Qn之警告門限設定爲1.S。當任何 警告門限超過時，即產生一警告指示，並傳送至一用戶或 至一接收裝置。 在此實施例中’ Α1Ν»及A2n，可由一線性、二次或其他 •多項式公式在結合前予以處理。例如，Qn可有下列形式： QN = ai(AlN，）2 + biAi + a2(A2N，）+ b2A2N，+ c 其中 a^O.l; b^l.O; a2 = 0.1; b2=l.〇; 且c=0。利用二次項之目的爲在一數量已達到大而其 他量爲小時準備宣布一項警告。 Μ濟部中央標卑局Θ工消赀合竹杜印"

一 Alpha爐波器爲一循環或無限脈衝響應（hr， infinite impulse response)濾波器之一例。一有限脈衝響應 (FIR，finite impulse response)濃波器亦可使用。一適當 之FIR濾波器應可響應瞬間位準、改變率（第一導數）、 及改變率之導數（第二導數）。例如，三抽樣HR濾波器 將有下列形式I A1 n .二K i A1 1 1+K3 A1N-2 Α2>/=Κι A2n+K2 A2n_i +K3 _ 16 本紙仏疋度適 W 中 i cs) ( " 經濟部中央標苹局β工消费合竹社印絜 413800 - Λ / ________Η7_ 五'發明説明（〇 QN=A1N，+A2N，。 常數値Κι=4.0 ; Κ2=-2·5 ;及K3=〇.5時可產生一減波 器，其可響應瞬時位準、改變率及三抽樣區間之加速。以 此等常數相乘可在微處理器中實施，如微處理器150。精 於此技人士當了解數位濾波器亦可於備有數個延遲或抽樣 及保持電路及放大器之硬體並設定實施所期望常數之硬體 中實施。 如本發明背景中所述者，欲獲得煙抽樣，煙偵測器52 典型消耗200微安培作業電流，C02偵測器90則消耗大約 3〇〇微安培作業電池，因此，導致一煙及火結合偵測器將 消耗較單一煙偵測器二倍以上之作業電流。但下列之操作 方法可使結合之煙偵測器52及C02偵測器90降低總操作 電流及墙加合成之煙及火偵測系統之可靠度。 在第一個操作電流節省方法中，一ASIC 142'火警控 制面板140及微處理器15〇，視偵測器實施例而定，以大 約6ppm之標稱PRF脈衝該偵測器52，及以大約少於 2ppm (最好Oppm)之低PRF脈衝C〇2偵測器90。參考圖 1，煙偵測器52之輸出14與降低門限22比較’當門限 22已超過，一試驗性火偵測標準已達到。爲了響應’一 ASIC 142、火警控制面板H0或微處理器150，視偵測器 實施例而定，開始以大於10PPm’（最好12PPm)之相當 高之PRF脈衝C02偵測器90 °參考圖1所述之最後C02 濃度率測量用於決定最後之火偵測標準是否達到° 第一種操作方法之優點爲結合之雙重偵測器系統降低 ___1_7 ____ 本紙烺尺度…η中®囚；代苹（cns ) λ#,仏（]丨〇、） I I ~I —ί 11 ~~· * | 1'X1T—I. i* I Μ (U先間讀对兩之注意事項#填寫本頁) 413800 Λ 7 _____1Π 五、發明説明（丨 之操作電流。此種降低可使以電池電源之操作更爲可行β 由本發明結合火及煙偵測器之此種操作電流之節省可增加 接線於一環路中之該偵測器之最大數目。 以慢速率或零速率脈衝該C02偵測器90之另一優點 爲增加紅外線源88之壽命。尤其當紅外線源88爲一白熾 燈泡時尤其有利。 在第二個操作電流節省操作方法中，一 ASIC 142，火 警控制面板14〇或微處理器150，視偵測器實施例而定， 以少於6ppm之標稱PRF脈衝該C02偵測器90，但並不脈 衝煙偵測器52。C02偵測器90之輸出26如圖1所述予以 處理以決定試驗性火偵測標準是否達到，如已達到，一 ASIC I42、火警控制面板140、或微處理器150，視偵測器 實施例而定，開始以6ppm之標稱PRF脈衝該煙偵測器52 。最後之煙測量與煙門限位準18或22加以比較以決定最 後之火偵測標準是否已達到。 雖然此一方法不能節省如同第一個方法所節省之太多 操作電流’但由於C02之擴散較煙爲快，因此其優點爲可 提供一火災之較早指示。 在一可靠度改進之操作方法中，ASIC 142、火警控制 面板140、或微處理器150，視實施例而定，可適於偵測 C02偵測器90或煙偵測器52之失效，並改變火偵測標準 爲一組適合於其餘操作偵測器之火偵測標準以爲響應。在 此方法中’偵測器失效可由監視操作電流之消耗，或自 C02偵測器90或煙偵測器52之輸出信號之出現而予以決 _______ 18 本紙ίΑ又度適 W 中 ( CNS ) Λ^ίΤΐ 2]ίί ") 經濟部中央標準局B工消贽合竹社印鉍 413800 Λ7 __ Η 7_____ 五、發明説明（/厶） 定。操作電流之消耗及輸出信號狀況被稱爲煙偵測器52及 C〇2偵測器90之“性能特性” ’該性能特性應在標稱値之 預定範圍以內。任一性能之停止表示相關偵測器之失效° 如C02偵測器90或煙偵測器52失效’位於ASIC I42 內之偵測邏輯、火警控制面板140、或微處理器150切換 至另一組適於利用其餘之操作偵測器以偵出火警之火偵測 標準。特別是如C02偵測器90失效時，第一預選時間20 最好自二分鐘降低爲15秒，如煙偵測器52失效’（：02濃 度改變率門限36最好降低至每分鐘350部分/百萬部分。 此操作方法尙可包括一步驟’其中一 ASIC 142、火警 控制面板140及微處理器15〇，視偵測器實施例而定，產 生一失效指示，或產生一訊息以通知維護人員偵測器已失 效。此外，此一利用其餘功能性偵測器以適應一偵測器之 方法可提供一具有大爲改進之失效率之煙及火偵測器，尤 其在一偵測器已失效而發生火警之情況，此乃爲一大優點 〇 精於此技藝人士當了解本發明之各部分可以與較佳實 施例不同之方式予以實施。例如，上述之邏輯可作爲ASIC U2、H4或146、火警控制面板140、或微處理器150中 之程式而實施。或者’上述邏輯可作爲一利用各別組件之 電路而實施。亦可將二個偵測器包封於一個外殻之內或操 作此偵測器於網路內，該網路將特別偵測器型式分布於大 廈中之選擇出之火及煙偵測位置處。在此一網路中，火警 控制面板自偵測器接收資料再將其情況報告於一位置地圖 _____ 19 ϋ张尺度適川 ΪΊ3 丨^^杧冬(CNS ) ( 210 1 n I —Γ— ,^冬 ϋ „n I~ n I n n 级 (rtft尤閱讀背而之注念事項洱填寫本頁) 413600 A7 B7 五、發明説明（1) 中。每一偵測器均可辨認以區別其他偵測器之位置。此一 狀況圖對於到達火場之消防人員之安全及效率均有重大價 値。 以上所述對於精於此技藝人士非常明顯，即對於本發 明之上述實施例之細節可作不同之修改而不致有悖本發明 之重要原理。本發明之範疇僅能於下列申請專利範圍所決 定。 1 [ ~|~ ^~ 訂 .^ ("先閱請背而之注念事項再填涔本頁} 經濟部中央標"杓只工消贽合竹杜印" _____20 本紙汍尺度適川中尊（CNS ) 〕丨厂厂

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍

   B8 C8 D8 一種降低由火imr系統所消耗操作電流之方法 該火偵測系統包括第一個偵測器及第二個偵測器，該第一 個偵測器產生代表第一項測量之第一信號以響應第一個脈 衝，該第二個偵測器產生代表第二個測量之第二個信號以 響應第二個脈衝，由火偵測系統所消耗之操作電流係響應 第一及第二個脈衝，該方法包含： 將第一脈衝以第一脈波來復頻（PRF)加至第一偵測 器； 將第二脈衝以實質上低於第一 PRF之第二PRF加至第 二偵測器上； 比較第一信號與預定一組試驗性火偵測標準； 決定預定之一組試驗性火偵測標準之一項標準是否滿 足，如滿足； 增加第二PRF至第三PRF，該第三PRF實質上較第二 PRF爲大； 將至少一個第一及第二信號與預定一組最後火偵測標 準相比較；及 如最後火偵測標準之任一項標準已能滿足，產生一警 告信號。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一個偵 測器係一煙偵測器，及第一次測量係一煙顆粒濃度測量， 且其中之第二偵測器爲一 co2偵測器，及第二次測量爲 C02濃度測量。 3 *如申請專利範圍第2項之方法，其中之第二PRF _ _ _____1 裝 ^~訂 ^ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部令央標车局員工消費合作社印製 本紙乐尺度適用t國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） 六、申請專利範圍

   B8 C8 D8 一種降低由火imr系統所消耗操作電流之方法 該火偵測系統包括第一個偵測器及第二個偵測器，該第一 個偵測器產生代表第一項測量之第一信號以響應第一個脈 衝，該第二個偵測器產生代表第二個測量之第二個信號以 響應第二個脈衝，由火偵測系統所消耗之操作電流係響應 第一及第二個脈衝，該方法包含： 將第一脈衝以第一脈波來復頻（PRF)加至第一偵測 器； 將第二脈衝以實質上低於第一 PRF之第二PRF加至第 二偵測器上； 比較第一信號與預定一組試驗性火偵測標準； 決定預定之一組試驗性火偵測標準之一項標準是否滿 足，如滿足； 增加第二PRF至第三PRF，該第三PRF實質上較第二 PRF爲大； 將至少一個第一及第二信號與預定一組最後火偵測標 準相比較；及 如最後火偵測標準之任一項標準已能滿足，產生一警 告信號。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一個偵 測器係一煙偵測器，及第一次測量係一煙顆粒濃度測量， 且其中之第二偵測器爲一 co2偵測器，及第二次測量爲 C02濃度測量。 3 *如申請專利範圍第2項之方法，其中之第二PRF _ _ _____1 裝 ^~訂 ^ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部令央標车局員工消費合作社印製 本紙乐尺度適用t國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） Λ8 BS C8 D8

   煩請委员明示 否變更原實質」 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 六 413800 、申請專利範圍 _ 1 ‘〜種降低由火偵測系統所消耗操作電流之方法， 該火偵測系統包栝第—個偵測器及第二個偵測器，該第— 個偵，器產生代表第—項測量之第—信號以響應第一個脈 衝’該第二個偵測器產生代表第二個測量之第二個信號以 響應第—個脈衝，由火偵測系統所消耗之操作電流係響應 第及第〜個脈衝，該方法包含： 將第〜脈衝以第一脈波來復頻（PRF)加至第一偵測 器； 將第二脈衝以實質上低於第—PRF之第二PRF加至第 二偵測器上； 比較第〜信號與預定一組試驗性火偵測標準； 決定預定之一組試驗性火偵測標準之一項標準是否滿 足，如滿足； 增加第二PRF至第三PRF，該第三PRF實寶上較第二 PRF爲大； 將至少一個第一及第二信號與預定_組最後火偵測標 準相比較；及 如最後火偵測標準之任一項標準已能滿足，產生一警 告信號。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一個偵 測器係一煙偵測器，及第一次測量係一煙顆粒濃度測量， 且其中之第二偵測器爲一 c〇2偵測器，及第二次測量爲 co2濃度測量。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中之第二PRF (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) •'V5 本紙张尺度速用中國國家棣率（CNS ) A4规格（2丨OXW7公釐） 經濟部中央揉牟局員工消费合作社印製 4ί3_ Α5 ?! D8 六、申請專利範圍 較每分鐘2個脈衝爲小。 4 .如申請專利範圍第2項之方法，其中之第三prf 較每分鐘1〇個脈衝爲大。 5 .如申請專利範圍第2項之方法，其中該試驗性火 偵測標準之預定組包括超過自每0.3048公尺大約0.25至 0.5%之光晦暗度範圍之煙門限位準。 6 .如申請專利範圍第2項之方法，其中之最後火偵 測標準之預定組包括超過每分鎿大約100至1000部分/百 萬部分之C〇2濃度中增加之門限率。 7 .如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一個偵 測器爲一（：02偵測器及第一次測量係〇〇2濃度測量，且其 中第二個偵測器爲煙偵測器，第二次測量爲煙顆粒濃度測 量。 8 .如申請專利範圍第7項之方法，其中第二PRF實 質上爲每分鐘〇個脈衝。 9 _如申請專利範圍第7項之方法，其中試驗性火偵 測標準之預定組包括超過每分鐘自100至1000部分/百萬 部分之（：〇2濃度中增加之門限率。 1 0 ·如申請專利範圍第7項之方法’其中最後火偵 測標準之預定組包括超過每0.3048公尺1·0%之光晦暗度 之煙門限位準。 1 1 _如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一及 第二偵測器乃包封在一單一煙及火偵測器外殼中。 1 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中第一、第 _______2__ 本紙张尺度適用中围國家榡準（CNS ) Α4規格（210 X 29;公釐） 裝----ΊΊΊ訂-------绂 (請先Mtt背面之注意事項再填寫本頁) 413800 經濟部中央標準局男工消费合作社印製 A8 B8 C8 DS 六、申請專利範圍 二及第三PRF之至少二者係由一集中之控制面板所控制。 13·—種改進火偵測系統之可靠度因數之方法’包 含‘‘ 提供一第一偵測器以產生代表第一次測量之第一信號 及具有第一性能特性，該特性在第一偵測器正常操作時屬 於第一預定範圍； 提供一第二偵測器以產生代表第二次測量之第二信號 及具有第二性能特性，其在第一偵測器正常操作時屬於第 二預定範圍； 決定第一及第二性能特性是否屬於各別之第一及第二 預定範圍，如是； 將第一及第二信號與火偵測標準之第一預定組比較， 否則； 決定第一性能特性是否屬於第一預定範圍’如不屬於 9 將火偵測標準之第一預定組改爲火偵測標準之第二預 定組； 將第二信號與火偵測標準之第二預定組比較；及 在火偵測標準之第二預定組之任一項標準已滿足時， 產生一警告信號。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中之第一 性能特性包括第一信號之出現，或由第一偵測器所消耗之 正常操作電流。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中之第二 (請先閲讀背面之注意事項再4寫本頁) 本紙張尺度適用中囤國家核準（CNS ) Λ4規格（21DX29"；公釐） Α8 Β8 C8 D8 4ί38〇〇 六、申請專利範圍 性能特性包括第二信號之出現，或由第二偵測器所消耗之 正常操作電流》 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中之第一 個偵測器爲煙偵測器，及第一次測量爲煙顆粒濃度之測量 ’且第二個偵測器爲C02偵測器，及第二次測量爲（：〇2濃 度之測量。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之方法，其中之火偵 測標準之第二預定組包括超過每0,3048公尺3.0%光晦暗 度之煙門限位準。 1 8 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中之第一 偵測器爲一co2偵測器，及第一次測量爲co2濃度測量， 且其中之第二偵測器爲煙偵測器，及第二次測量爲煙顆粒 濃度之測量。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項之方法，其中之火偵 測標準之第二預定組包括超過每分鐘約15〇至35〇/百萬 部分之co2濃度之增加之門限率β 2 0 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中之第一 及第二偵測器爲包封在單一煙及火偵測器外殻中。 2 1 .如申請專利範圍第1 3項之方法’其中之第一 及第二性能特性係由火警控制系統之集中控制面板所監視 〇 2 2 .如申請專利範圍第1 3項之方法’其中之改變 步驟係由火警控制系統之集中控制面板所實施。 4__ H m ^^^1 ^^^1 n ϊ- - n^i ^—.1· it h,J.- C请先聞讀背面之注$項再填窝本頁) 經濟部中央揉率局貝工消費合作社印裝 本紙张尺皮適用中埤國家榡準（CNS ) Α4規格（21〇〉<297公釐） Λ8 BS C8 D8

   煩請委员明示 否變更原實質」 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 六 413800 、申請專利範圍 _ 1 ‘〜種降低由火偵測系統所消耗操作電流之方法， 該火偵測系統包栝第—個偵測器及第二個偵測器，該第— 個偵，器產生代表第—項測量之第—信號以響應第一個脈 衝’該第二個偵測器產生代表第二個測量之第二個信號以 響應第—個脈衝，由火偵測系統所消耗之操作電流係響應 第及第〜個脈衝，該方法包含： 將第〜脈衝以第一脈波來復頻（PRF)加至第一偵測 器； 將第二脈衝以實質上低於第—PRF之第二PRF加至第 二偵測器上； 比較第〜信號與預定一組試驗性火偵測標準； 決定預定之一組試驗性火偵測標準之一項標準是否滿 足，如滿足； 增加第二PRF至第三PRF，該第三PRF實寶上較第二 PRF爲大； 將至少一個第一及第二信號與預定_組最後火偵測標 準相比較；及 如最後火偵測標準之任一項標準已能滿足，產生一警 告信號。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一個偵 測器係一煙偵測器，及第一次測量係一煙顆粒濃度測量， 且其中之第二偵測器爲一 c〇2偵測器，及第二次測量爲 co2濃度測量。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中之第二PRF (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) •'V5 本紙张尺度速用中國國家棣率（CNS ) A4规格（2丨OXW7公釐） 經濟部智慧樹產局員工消費合作社印製 413800 a8 C8 D8 六、申請專利範圍 較每分鐘2個脈衝爲小。 4 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中之第三PRF 較每分鐘10個脈衝爲大。 5 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中該試驗性火 偵測標準之預定組包括超過自每0.3048公尺大約0.25至 0.5%之光晦暗度範圍之煙門限位準。 6 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中之最後火偵 測標準之預定組包括超過每分鐘大約100至1000部分/百 萬部分之（：02濃度中增加之門限率。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一個偵 測器爲一（：02偵測器及第一次測量係（：02濃度測量，且其 中第二個偵測器爲煙偵測器，第二次測量爲煙顆粒濃度測 量。 8 *如申請專利範圍第7項之方法，其中第二PRF實 質上爲每分鐘0個脈衝。 9 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中試驗性火偵 測標準之預定組包括超過每分鐘自100至1000部分/百萬 部分之<：02濃度中增加之門限率。 1 0 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中最後火偵 測標準之預定組包括超過每0.3048公尺1.0%之光晦暗度 之煙門限位準。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中之第一及 第二偵測器乃包封在一單一煙及火偵測器外殼中。 1 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中第一、第 2 [ 装 ^ .—訂 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中《钃家操率（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） 415bUU ABCD 六、申請專利範圍二及第三PRF之至少二者係由一集中之控制面板所控制。 ---------^----— i』訂---；--：1'" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙浪尺度逍用中國國家摞準（CNS) A4規格（2〖〇Χ297公釐）