CN102007520B - 吸气系统的测试 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于检测代表危害物的产物的存在的吸气系统，以及一种在吸气系统中检测代表危害物的产物的存在的方法。所述系统包括：包括沿管的长度分隔开的多个孔的管；用于从管外部向所述管中抽取空气通过至少一个孔的吸气器；用于检测代表危害物的产物的存在的与所述管耦合的探测器；用于生成代表危害物的测试刺激物的测试刺激物生成器；其中，所述刺激物生成器固定在所述管内、附近或上面，使得能够在使用中邻近所述管的至少一个孔提供测试刺激物。能够提供控制器件以控制来自所述生成器的所述测试刺激物的激活，并且能够测量所述测试刺激物到达所述探测器的时间。

Description

吸气系统的测试

技术领域

本发明涉及吸气检测系统，并且具体而言，涉及用于测试此类系统的装置。

背景技术

吸气检测系统是一种其中由集成的泵、风扇或吸气器通过一个或多个采样点将空气和代表危害物的微粒抽取到用于传输到一个或多个探测器或传感器的管中的系统。目前，这些系统最常规的用途是用于对烟尘的检测，并且该系统称为吸气烟尘检测系统一尽管吸气检测系统(ADS)的应用当然能够用于其它危害物。

吸气系统常常结合比那些用于较常规的‘点型’烟尘检测的烟尘传感器具有更高灵敏度的烟尘传感器，并且能够被设计为对比备选形式的检测更低水平的燃烧产物做出响应。同样地，已知它们在火灾预警中或作为加强的烟尘检测系统的用途，但是，此外，它们还用于接近受限或困难或出于美学原因的场合。它们还用于涉及异常升限的场合或存在物理损伤风险以及危险区域或某些极端环境的场合。

通常，由吸气器来抽取吸气系统中的空气通过覆盖受保护区域的管道布置系统(pipework system)中的若干采样点。这些采样点可以直接钻入主(或扩展)采样管中，或可以包括来自主采样管的毛细管。吸气管通常直径为25mm(近似为1英寸)，并且采样点是该直径的一部分。恰当设计的吸气系统需要确保将空气和燃烧产物有效地从受保护区域传输到传感器(每个采样点的灵敏度取决于相对于通过探测器的总流量进入每个孔的空气的量(并且当然还取决于其灵敏度))。一般而言，该目标是实现等量的空气进入每个孔，这样该系统在实际限值中是“平衡的”。

所有以上有效的吸气系统功能取决于：

1.感测元件或探测器

2.空气推进器(例如风扇或吸气器)

3.采样设备

4.管道布置系统

正如在所有的火警系统中，吸气系统需要定期的维护(某些可能是法律上要求的)，并且通常，该维护应当至少年度地执行-尽管根据营业场所的具体用途可能规定更为频繁的维护。

维护制度中的关键测试之一是功能测试(目标是确保吸气系统以及其相关的管道布置仍然是可操作的)。同时，理想情况下，可以通过依次向每个采样点引入指示烟尘的微粒并在探测器处校验各自的响应来实现该功能测试，但由于接近受限或其他约束，这常常是不可能的。因此，有效并可接受的备选是‘传输时间校验’。

在试运行设计符合预定标准的吸气系统时，通常利用从吸气系统中最远的采样点到探测器的微粒传输时间作为测试。一般来说，对于长度通常不超过100m的管路而言该时间不应当超过120秒(尽管能够缩短以及延长时间和长度)。可能的情况下，测得的传输时间应当与预定设计的传输时间进行比较作为设计完整性检查并确认管道布置如所预期地被安装。如果还记录了试运行传输时间，那么随后能够将此类校验与这些先前记录的结果和相对可接受的偏差进行比较，以便能够完成对正在运行的系统完整性、功效和有效性的判断。

许多吸气系统使用物理过滤器以便在由探测器对空气样品进行分析之前从空气样品中去除较大的灰尘微粒。这些过滤器可以被整合到吸气仪器中或安装在探测器的管道布置的上游。它们能够降低由灰尘/尘土引起的不希望的警报的风险，并且能够使探测器在特定苛刻环境中的污染最小。该系统的定期测试能够帮助校验过滤器的状态是不危及系统的性能的。

测量吸气系统中的传输时间通常涉及向最远的采样点(或专用的测试点)引入少量指示危害物(诸如烟雾)的刺激物，以及测量首次引入刺激物与从系统中观察到“反应”(或许是柱状图的首次响应或警报的首次指示)之间的时间。

事实上，多种重要的挑战/障碍与此类好的维护实践相关。其中最被认同的在于用于该测试的刺激物的特征，因为需要合适的此类刺激物以恰当地测试该系统。在吸气烟尘检测系统的情况下，微粒的生命期需要足够长以持续传送时间并且还在末端启动警报。其还必须是有效地对该系统和其部件(包括过滤器)无污染的。还需要考虑常常在其中安装这些系统的敏感环境。

此外，还需要将功能测试限定为每次不多于一个采样点(‘太大’的刺激物源可能影响多于一个采样点并使得测试结果无效)。

在比较来自一次测试与另一次测试的数据时，可重复性可能变为一个因素，并且最佳的是不仅仅测试刺激物是受控的，而且还有相同的受控刺激物被用于从一次测试到另一次测试。

最后，存在记录数据的挑战。需要精确地记录信息一理想而言，在试运行测试时一以及随后从一次测试到下一次测试中可获得该信息，优选地，该信息具有与该系统的原始设计相比具有可接受偏差以及还容易获得用于解释目的的数据。

这时，不存在执行上文(内容)的一般可接受的方法。广泛用于点烟尘检测系统的功能测试的人造烟尘的气雾罐或者不具有合适的微粒特征，或者不具有足够长的生命期以激活吸气烟尘检测系统，或者会污染采样点、管道布置和/或过滤器和其他部件。它们还几乎总是‘在它们的使用中不受控’并受到普遍伴有污染问题的频繁‘过喷雾’的作用。由标准指定的用作特定吸气系统的性能测试的部分的‘电线燃烧测试’需要大量的电能，并且能够产生有毒的和无毒的烟尘，并且常常认为不适合使用，并且大多数其他形式的烟尘或微粒引入物包括某种形式的燃烧和/或在它们生成的微粒刺激物的特征和质量方面是‘不受控的’。此外，能够改变引入微粒源的位置。当然，为了低成本地和安全地接近线点的末端，甚至常常需要在系统安装时将管路扩展至容易接近的位置。这不仅会导致额外的成本(管道布置安装费用是很大的)，而且还导致具有不希望的美学结果的管道布置的不必要的突出。此外，所扩展的管道布置暴露于意外损伤，并且最终，迫使微粒源行进得比必要(的距离)更远，并且当然还比以其他方式作为最后的采样点(的距离)行进得更远。

最终，在微粒源的生成与试运行时或者正在运行时的传输时间或关于可接受的容差解析该数据的记录之间不存在已知的自动链接。

发明内容

本发明提供了一种用于检测代表危害物的产物的存在的吸气系统，该系统包括：

管，其包括沿该管的长度分隔开的多个孔；

吸气器，其用于从管外部向管中抽取空气通过至少一个孔；

与管耦合的探测器，其用于检测代表危害物的产物的存在；

测试刺激物生成器，其用于生成代表危害物的产物；

其中，测试刺激物生成器固定在管内、附近或上面，使得在使用中邻近该管的至少一个孔提供测试刺激物。

此类布置能够致使其可能确定检测系统是否存在问题。激活探测器所需的刺激物的量和/或相对于预期完成其的时间、需求或先前的测试和/或测量的变化能够指示可能包括例如管、孔(采样点)阻塞、过滤器或探测器污染、风扇或吸气器问题或以上的任意组合的若干问题，并且将要求对该系统进一步研究以确立原因。

此类测试系统优选处于电子器件或软件的控制下，来自该系统自身的输出能够与其进行通信或连接。

优选地，测试生成器将一直放置于或永久地固定在吸气系统的管路上的最后的采样点内或附近(优选稍微地‘上游’)。以这种方式，可能基于代表危害物的产物到达探测器所花费的时间来确定在管道布置中存在的任何问题。在一个实施例中，测试生成器可能分离于吸气系统，这依赖于来自生成器或吸气系统的吸入的代表危害物的产物的强制对流以将代表危害物的产物从生成器移动到吸气系统中。另一方面，其可以与吸气系统物理地连接，或形成吸气系统的部分。

将生成器固定在适当位置具有若干优点。其中一个是将相同的测试生成器用于一次测试与下一次测试。这不仅仅能够帮助确保测试的完整性，还能够确保其一致性，以及在适当的控制下从一次测试到下一次测试的可重复性。

对生成器的正确定位和控制还有助于确保代表危害物的产物仅进入最后的采样点，或者如果在管内部进入最后的采样点的上游，并且确保测试结果不会由于太大的样品(否则进入多于一个采样点)而无效。

此外，通过固定生成器并远程将其激活，取消了扩展吸气系统并提供安全的、容易和方便接近的测试点所另外需要的附加管路。这不仅仅潜在地防止管道布置受到可能的损伤，其还节省大量的金钱，具有美学的益处，并且还确保仅需要沿管路的长度承载代表危害物的产物(以及因此传送时间测试)，这是检测的原始目的而非测试的要求。

在第一实施例中，通过电池为生成器提供功率。该电池可以集成于生成器内，或者可以通过电线与生成器进行连接。此外，相同的电池可以由维护工程师携带安装，而另一方面，其可能与生成器永久连接，或集成为生成器的部分。在另一实施例中，可以从供应吸气系统本身的相同的功率源中汲取用于生成器的功率。吸气烟尘检测系统通常由具有备用电池的主电源供电。通常，内部的工作电压是24v并且可以将这视为测试系统的合适的功率源。

附图说明

为了使本发明更容易理解，将以实例的方式仅参考相应的附图来描述实施例，在附图中：

图1示出了包括根据本发明的第一实施例的微粒生成器的吸气烟尘检测系统的示意性视图；

图2示出了图1的控制单元的示意性视图；以及

图3示出了图1所示的多个管路所形成的管网络。

具体实施方式

吸气系统通常用于需要保护和监测的区域，用于检测烟尘或指示存在诸如火的危害物的任何类型的产物，尽管应当认识到其潜在的应用领域更广。在下文中，该描述将涉及作为待检测的产物的烟尘。该区域包括具有通向该网络的中心(hub)处的探测器的一系列相互连接的管的管网络。

图1示出了吸气系统1和用于该吸气系统的管的部分。远端管段1a示出了位于管网络的一端的管的部分，该部分处于待监测区域内。近端管段1b示出了最靠近用于检测烟尘的存在的烟尘探测器3的管的部分。尽管未示出，应当认识到，段1a和1b经由另外的管段连接。

管段1a具有直接钻入管段1a从而形成孔的采样点2a。应当认识到，在任意管段中可能存在多个采样点。此外，管段1b具有至少一个采样点2b。此外，采样点可以具体化为从管段1a或1b延伸出的毛细管。吸气系统1具体化为标准吸气系统，只要在管网络中存在多个采样点。

烟尘探测器3是位于邻近近端管段1b的管段的末端处的烟尘探测器，使得能够由该探测器检测通过该管网络行进到近端管段1b的任何烟尘。涉及烟尘探测器的构造的信息不再介绍，并且这对本领域的技术人员而言是已知的。应当认识到，与探测器3的尺寸相比，管段1a、1b的直径并非按比例的，而在图1中将管直径放大以清晰地示出特征。

提供了将空气抽取到吸气系统1中的吸气器4。此类吸气器优选是风扇。吸气器4位于允许将空气抽取到吸气系统中通过采样点2a的位置，并且在图1中，其位于近端管段1b的末端，使得空气被抽取通过采样点2a并以方向A向探测器3行进。主动地将空气抽取到管网络中，这样就能够检测烟尘。

在邻近采样点2a并位于管段1a的外侧的远端管段1a上提供微粒生成器5。通过微粒生成器，我们想要能够生成代表烟尘微粒的微粒的生成器。这不需要烟尘本身，而通过使用具有类似于烟尘微粒的特征的测试剂产生。应当认识到，可以在吸气系统1中提供每个位于不同采样点的多个生成器5。

可设想在专利公布WO 0227293中所描述的类型的微粒生成器。确切的测试示出在适当控制下用电阻器加热具有高等级固体石蜡的坩埚，能够导致具有合适特征和生命期的微粒(并且其类似于在由第三方测试机构规定的烟尘探测器性能标准中使用的类型)。当然还能够使用导致合适的微粒特征的其它的微粒生成方法，而经受热的和浓缩的固体石蜡已经示出产生了合适尺寸、特征和量的微粒，其在电子器件和软件的控制下对系统和其部件有效良性，并且同时还具有足够长的生命期，以持续吸气系统1的传送时间。换言之，微粒应当具有足够的尺寸、特征和量，从而能够从它们由微粒生成器5排出的位置到达进行测试的探测器。

如图1所示，微粒生成器5定位于与采样点2a相对的位置，使得微粒6能够从其中排出并被抽取到管段1a中。应当认识到，微粒生成器可以放置在管内，或永久地固定在吸气系统1的管路上最接近(并且稍微地‘上游’)最后的采样点处。在另一实施例中，微粒生成器可能分离于吸气系统1，这依赖于来自生成器或吸气系统1的吸入的微粒的强制对流以将微粒从生成器5移动到吸气系统1中。在另一方面，其可以与吸气系统1物理地连接，或形成吸气系统1的部分。

需要电力，并且在本实施例中，由供应微粒生成器5的电池(未示出)供应功率。其可以集成于生成器内或通过电线与其连接。在一个实施例中，相同的电池可以由维护工程师携带安装，而在另一方面，其可能与生成器5永久地连接或集成为生成器5的部分。

在另一实施例中，可以从供应吸气系统1本身的相同的功率源中汲取用于生成器5的功率。吸气系统通常由具有备用电池的主电源供给。通常，内部工作电压为24v并且可以将这视为测试系统的合适的功率源。

控制单元7与探测器3和吸气器4以及微粒生成器5连接。在该实施例中，该连接是有线的，然而，其也可以是无线的。参考图2，控制单元7包括处理器8以控制控制单元7的功能。控制单元7适于控制微粒生成器5的激活和去激活，使得能够在特定的场合、以及如果必要，以一定的方式激活。

控制单元7还包括计时设备9，其与检测系统通信以测量从微粒生成器排出的微粒到达探测器3以及引起警报激活所花费的时间。因此，系统1能够精确地确定从生成器5排出的微粒6的传送时间。

控制单元7包括诸如闪存(flash)存储器的存储器件10从而使得结果能够存储在控制单元7中，或者通过与检测系统协调，数据可以存储在检测系统自身的控制仪器中或由其使用。备选地或此外，控制单元7能够直接与计算设备(未示出)连接，使得能够远程存储所有的结果。

以这种方式，能够以自动的方式测量从微粒生成到警报响应的时间，这样不仅比手动计时带来更高的精度，还有利于结果的存储。

软件控制与测试系统的集成带来若干优点和可能性。在电子器件和/或软件控制下产生微粒能够产生精确的量，从而帮助确保不仅仅是一致性，而且还确保吸气系统1、以及系统的其它部分或者确切的安装环境不受污染。传送时间确定的结果能够用于自动地或以其他方式调整或清洁吸气系统。

如果合适的话，可以将不同分布或浓度的微粒用于不同的测试。例如，这将实现包括吸气系统或用于校准测试的不同种类的灵敏度。

此外，通过存储测试结果，所记录的传送时间能够与先前的响应时间以及原始的试运行时间进行比较。以这种方式，如果需要的话，还能够自动评估可接受的偏差数据，并且利用合适的控制以及与吸气系统1的链接，吸气系统1本身被调整为维护测试结果的功能或其他认为必要的动作。

控制单元7可以位于方便的位置，并且优选位于吸气系统1的控制点，因为随着潜在地从与吸气系统1相同的功率源汲取功率，吸气系统1的警报输出和测试系统的输入之间实现连接。然而，如果需要，所有的这种控制、解析和潜在的动作将远程实现，或者例如局部地通过IR、射频或蓝牙连接的使用，或者在与物理位点相距很远的因特网连接的末端实现。

图3示出了由基于图1所示管路的多个管路形成的管网络，每个管路至少具有管段1a、1b并且探测器3位于管段1b的末端。微粒生成器5位于管段1a的末端。探测器5被认为形成了管网络的中心，这是因为每个管路通向探测器5。在该实施例中有四个管，但应当认识到，可以提供任意数量的管路。

优选实施例已经关于烟尘检测吸气系统进行了描述。然而，应当认识到，其他类型的吸气系统也可以用于本发明。

Claims (12)

1.一种用于检测代表危害物的产物的存在的吸气系统，所述系统包括：

管(1a、1b)，其包括沿所述管的长度分隔开的多个孔(2a、2b)；

吸气器(4)，其用于通过至少一个孔从所述管外部向所述管中抽取空气；

与所述管耦合的探测器(3)，其用于检测代表危害物的产物的存在，其特征在于，所述系统还包括：

电动测试刺激物生成器(5)，其用于通过使用具有类似于烟尘微粒的特征的测试剂来生成代表所述危害物的所述产物；

控制器件(7)，其用于控制来自所述测试刺激物生成器的测试刺激物的激活；

用于测量在所述控制器件激活之后所述测试刺激物到达所述探测器所花费的时间的器件(9)，

其中，所述测试刺激物生成器固定在所述管内、附近或上面，使得在使用中，所述控制器件适于激活所述生成器，从而每次邻近所述管的多个孔中的不超过一个孔来提供测试刺激物，以执行对所述吸气系统的功能测试。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括用于存储指示所述测试刺激物到达所述探测器所花费的所述时间的数据的存储器件。

3.如权利要求2所述的系统，还包括计算设备，其用于将来自所述存储器件的所述数据与预定数据进行比较，从而确定所述测试刺激物到达所述探测器所花费的所述时间的比较数据。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述比较的结果被用于自动地或以其他方式调整或清洁所述吸气系统。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的系统，其中，所述控制器件还包括实时时钟，从而基于时间表控制所述测试刺激物生成器的激活。

6.如权利要求1所述的系统，包括结合形成管路的多个管段，以及位于每个和/或任意管路的一端的所述生成器。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述探测器位于所述管路的另一端。

8.如权利要求6或7所述的系统，其中，存在形成管网络的多个管路并且所述探测器位于每个管路的另一端以形成所述管网络的中心。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述测试刺激物生成器包括用于为所述刺激物生成器提供功率的电池。

10.如权利要求1-4中的任一项所述的系统，其中，通过为所述吸气系统提供功率的相同功率源为所述测试刺激物生成器提供所述功率。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述功率源是主AC功率。

12.一种在吸气系统中检测代表危害物的产物的存在的方法，所述方法包括：

提供包括沿管的长度分隔开的多个孔的管并将探测器耦合至所述管；

通过至少一个孔从所述管外部向管中抽取空气；

检测所述代表危害物的产物的存在，其特征在于：

在所述管内、附近或上面固定电动测试刺激物生成器，所述生成器通过使用具有类似于烟尘微粒的特征的测试剂来生成代表所述危害物的所述产物；

邻近所述管的至少一个孔提供代表危害物的测试刺激物；

控制来自所述测试刺激物生成器的测试刺激物的激活，从而每次邻近所述管的多个孔中的不超过一个孔来提供测试刺激物，以执行对所述吸气系统的功能测试；

测量在所述测试刺激物的激活之后所述测试刺激物到达所述探测器所花费的时间。