CN102568145A - 具有在低电池电压时抑制声告警的装置的散光火灾报警器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有在低电池电压时抑制声告警的装置的散光火灾报警器，其带有探测单元以及电子分析器。该火灾报警器还包含声报警器和/或光报警器，用于在探测到火灾时能发出声报警或光报警。该火灾报警器还有蓄能器及电压测量单元，蓄能器能够自给自足地向火灾报警器供电，电压测量单元测量从蓄能器施加的电池电压。火灾报警器有告警装置，在电池电压低于第一电压极限值时发出声告警。火灾报警器还包含对周围光敏感的传感器及当周围光低于预定亮度极限值时抑制声告警的装置。根据本发明，探测单元是开放式的并且探测室位于火灾报警器外部的散光探测单元，对周围光敏感的传感器同时是散光探测单元的光接收器。

Description

具有在低电池电压时抑制声告警的装置的散光火灾报警器
技术领域
本发明涉及的是一种带有按照光学散光原理工作的探测单元以及电子分析单元的火灾报警器。此外，该火灾报警器还包含声报警器和/或光报警器，在探测到火灾时能发出报警。另外，该火灾报警器还有蓄能器，尤其是电池，以及电压测量单元，其中蓄能器的作用是为了能够自给自足地向火灾报警器供电，而电压测量单元的功能是为了测量从蓄能器上施加的电池电压。火灾报警器有告警装置，用于在电池电压低于第一电压极限值时会发出声告警。此外，火灾报警器还包含对周围光敏感的传感器以及当周围光低于预定亮度极限值时抑制输出声告警的装置。这种自动火灾报警器能够借助火灾的物理特性识别火灾或其发生，并触发报警。这样可极大地降低火灾蔓延的危险。
背景技术
所述火灾报警器典型被实施为点报警器结构并且尤其是为了独立运行而设置。为了能够向火灾报警器供电，这些火灾报警器尤其具有可更换的电池。比较熟悉的还有，当电池电压低于预定低电压值时-例如在使用9伏电池块时是7.5伏，火灾报警器发出声告警信号。借此要求这种火灾报警器的用户，立刻更换快要用光的电池。典型的是，该声要求按一定时间间隔发出短促的少于1秒的蜂鸣声来进行。电池电压越是低于所述低电压值，时间间隔就可以越短，例如以60分钟～1分钟的间隔。
从Hager公司的产品数据页中可以看出，这是一种广为人知的TG500A型烟雾报警器，其带有遮蔽周围光的光测量室。安装这种烟雾报警器是为了发出一个要求更换电池的声信号，为了阻止打破夜晚的宁静，该信号在黑暗中被抑制。
发明内容
与此相反，按照本发明的火灾报警器具有开放式的并且探测室位于火灾报警器外部的散光探测单元。对周围光敏感的传感器同时是散光探测单元的光接收器。其优势在于，由此可以通过唯一的器件不仅采集来自于被检测的烟微粒的散光而且还采集周围亮度。
对周围光敏感的传感器是例如光敏电阻，光电晶体管或光电二极管，尤其是PIN光电二极管。可以例如借助电位计确定亮度值极限值。该亮度值极限值通常相当于黑暗房间的相应亮度值极限值，或小于10勒克斯、优选小于5勒克斯的光照强度值。优选用低通滤波器对这里由传感器发出的探测信号进行滤波，例如该低通滤波器的滤波时间常数为几秒，例如5秒、10秒或30秒，以便在必要时把探测信号中的干扰信号过滤出去。
根据一个实施方式，声告警可以通过为了发出声报警而设立的声报警器发出。
选择性地或者补充地，光告警可以通过为了发出光报警而设立的光报警器发出。优选通过一个或多个发光二极管(例如频闪观测仪类的)发出该光告警。
根据另一个实施方式，火灾报警器有传感器来确认在火灾报警器周围是否有人在场。抑制装置还被设置成：在探测到没有人在场时抑制发出特别是声告警。因此，只有当在火灾报警器周围还有人在场时，才会进行告警或提示更换很快就会用光的电池。电流消耗因此得以有利降低。
负责确认是否有人在场的传感器优选是广为熟知的运动报警器。这种运动报警器可以按照多普勒雷达原理工作。该运动报警器可以选择性地是超声波运动报警器或者对体温、即对红外光线敏感的PIR运动报警器。此外，还可以把这种传感器设置成进行人的双重检测，即例如探测火灾报警器周围最大5米的范围内是否有人在场。在此，传感器也可以有电位计用于为检测人员或移动目标而调节敏感度。优选地，只有当被采集的电池电压低于第一电压极限时，才给这种类型的传感器提供电流，例如通过可由分析单元控制的开关元件。
选择性地或者补充地，火灾报警器有装置来探测由散光探测单元的光接收器发出的探测信号的波动。此外，当在探测信号中没有波动、尤其是没有值得一提的波动可以探测出来时，还可以把抑制装置设置成对告警进行抑制。这个实施方式特别的优势是，不需要单独的传感器来确认是否有人在场，尤其是不需要运动报警器。
“波动”指的是在探测信号内的时间上的变化，频率范围只有几赫兹，尤其是1～10赫兹。这种波动是通过局部的、临时的亮度变化引起的，例如由在火灾报警器周围区域、例如在火灾报警器周围最大5米的范围内走动的人所引起。因此，探测到的波动是一个证据，说明在火灾报警器周围区域正有东西“经过”。这里，由一个人(例如一名住户)造成这种波动的可能性可能被认为是比较高的。可以借助滤波器，例如低通滤波器对这些波动进行滤波。滤波器频率优选处于1～10赫兹的范围。然后可以把滤波值与预定波动极限值进行比较。于是，如果滤波值超过该波动极限值，则在给定的时间内发出告警，例如3秒，和/或一直发告警直到在探测信号中再没有波动能够被探测出来。
当借助电压测量单元采集的电池电压低于比第一电压极限值还要低的第二电压极限值时，也可以把告警装置设置成，(重新)取消对发告警的抑制。譬如如此地确定该第二电压极限值，使得火灾报警器还可以被供电至少7天。
根据另一个实施方式，告警以周期性的、短暂的告警脉冲形式发出。最后，电压测量单元、告警装置和/或抑制装置的至少一部分通过电子分析单元得以实现。后者可以是模拟的和/或数字的电子电路，该电路具有例如，模/数转换器，放大器，比较器，运算放大器，逻辑门等。优选地，分析单元是由处理器支持的处理单元，尤其是微控制器，为了对火灾报警器进行总体控制，该微控制器通常“本来就”是存在的。优选通过由微控制器执行的程序步骤来模拟火灾报警器的抑制装置和告警装置，必要时也通过考虑例如电压极限值和/或亮度极限值的按电子方式寄存的值来进行。
附图说明
以下面附图为例，对本发明以及本发明的优选实施方式进行说明。这里：
图1示出按照本发明的火灾报警器的示例。
图2示出优选的实施方式。
具体实施方式
图1显示的是按照本发明的火灾报警器1的示例。在图1的左侧显示的是开放式的散光-探测单元2，其有探测室DR位于火灾报警器1外部。参考符号7代表作为发光器材的发光二极管，用于照射探测室DR内被探测的烟微粒，参考符号8代表的是作为光接收器的光电二极管，用于接收烟微粒散射的光。典型的是，发光二极管7周期性地被控制，例如每30秒为一个周期，并且每次时间都只是短暂地被控制，例如100微秒。DS指的是由光接收器8发出的探测信号，为了作进一步的信号处理该信号被输送给图1中间部分所示的电子分析单元3。符号“μC”在这里代表微控制器，作为分析单元3的优选实施方式。分析单元3通过相应的用于供电和接收探测信号DS的连接导线与探测单元2连接。探测信号DS可以是例如模拟电压信号，该模拟电压信号与在探测室DR内在烟微粒上散射的光线的强度有关。
参考符号4代表蓄能器，典型地是向火灾报警器1及其电子或电气部件供电的电池。电池4可以例如是额定电压为9V的E-型电池块。那里施加的电池电压UBat通过分析单元3用测量技术被采集，例如通过被用作电压测量单元的模/数转换器，并且该电池电压UBat与一个数字值进行比较，而该数字值相当于第一电压极限值ULow，例如在使用9V电池时，该电压值为7.5V。选择性地，把施加的电池电压UBat输送给比较器或者运算放大器，然后由该比较器或者运算放大器将该电池电压与第一电压极限值ULow的基准电压进行比较。
此外，电子分析单元3还有一个没有继续被绘出的告警装置，当电池电压UBat低于第一电压极限值ULow时，该告警装置发出声告警AW。为了发出该声告警，在本示例中设立有电声变换器充当声报警器5，其通过作为第一控制信号AS1的交流电压信号进行控制。典型的是，在探测到有火灾发生时，声告警AW以及声报警AA都通过同一个声报警器5发出。通过发出的第二控制信号AS2额外地对发出光报警信号OA和光告警OW的光报警器6-例如发光二极管-进行控制。
根据本发明，火灾报警器1有对周围光敏感的传感器，该传感器同时也是光接收器8，即，散光探测单元2的光电二极管8。同时，火灾报警器1还有一个没有继续被示出的装置，用于在周围光低于预定亮度极限值HG时，抑制输出声告警AW。在最简单的情况下，微控制器3分析已由模/数转换器采集的探测信号DS，看其是否已低于亮度极限值HG。后者作为数字值被寄存在微控制器3中。在图1的示例中，在把探测信号DS与亮度极限值HG进行比较之前，借助用软件实现的、滤波器频率例如为0.1秒的低通滤波器10对探测信号DS进行求平均。如果探测到的是黑暗，则不会发出要求更换电池4的声告警AW。选择性地，用模拟电路技术实现低通滤波器。
图2显示的是按照本发明火灾报警器1的优选的实施方式。与图1相比，火灾报警器1还有装置来探测由散光探测单元2的光接收器8发出的探测信号DS的波动。这些装置具可以有一个滤波器频率为例如10赫兹的低通滤波器11。而大于10赫兹的较高频的信号分量则作为探测信号DS中的潜在干扰信号被抑制住。此外，还可以把用于抑制输出声告警AW的装置设置成：当没有波动或没有值得一提的波动可以被探测出来时对告警进行抑制。优选地，这通过把该被滤波的探测信号DS与预定波动极限值FG进行比较来实现。通过给两个极限值HG、FG作适当的调节-例如通过电位计-可以实现：晚上时尽管有可能存在波动，也会抑制发出要求更换电池的告警。也可以把HG、FG这两个极限值作为相应的数字值存储在分析单元3中。ULow2代表的是第二电压极限值。当电池电压UBat也低于该电压值ULow2时，则不会抑制发出告警AW、OW。
参考符号列表
1.火灾报警器，烟雾报警器
2.探测单元
3.电子分析单元，微控制器
4.蓄能器，电池
5.声报警器，压电扬声器，蜂鸣器
6.光报警器，发光二极管
7.发光二极管，LED
8.光传感器，光敏电阻，光电二极管，光电晶体管，PIN-光电二极管
10.均滤波器，低通滤波器
11.波动探测单元，低通滤波器
AA    声报警
AS1   第一控制信号
AS2   第二控制信号
AW    声告警
DR    探测室
DS    探测信号
FG    波动极限值
HG    亮度极限值
OA    光报警
OW    光告警
UBat  电池电压
ULow  第一电压极限值
ULow2 第二电压极限值

Claims (9)

1.火灾报警器，具有
-按照光学散光原理工作的探测单元(2)，
-电子分析单元(3)，
-在探测到火灾时发出声报警和/或光报警(AA，OA)的报警器(5，6)，
-蓄能器(4)，尤其是电池，用于自给自足地向火灾报警器供电，
-电压测量单元，用于测量从蓄能器(4)上施加的电池电压(UBat)，
-告警装置，用于在电池电压(UBat)低于第一电压极限值(ULow)时发出声告警(AW)，
-对周围光敏感的传感器(8)，以及
-当周围光低于预定亮度极限值(HG)时抑制输出声告警(AW)的装置，
其特征在于，探测单元(2)是开放式的并且探测室(DR)位于火灾报警器外部的散光探测单元，对周围光敏感的传感器(8)同时是散光探测单元(2)的光接收器。
2.根据权利要求1所述的火灾报警器，其特征在于，声告警(AW)能通过为了发出声报警(AA)而设立的声报警器(5)发出。
3.根据权利要求1或2所述的火灾报警器，其特征在于，能附加地通过为了发出光报警(OA)而设立的光报警器(6)发出光告警(OW)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的火灾报警器，其特征在于，火灾报警器具有传感器用于确认在火灾报警器周围是否有人在场，并且抑制装置还被设置用来在探测到没有人在场时抑制发出告警(AW，OW)。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的火灾报警器，其特征在于，火灾报警器具有装置用于探测由散光探测单元(2)的光接收器(8)发出的探测信号(DS)的波动，并且抑制装置还被设置成当没有波动可以被探测出来时对告警(AW，OW)进行抑制。
6.根据前述权利要求中任一项所述火灾报警器，其特征在于，告警装置被设置成：当借助电压测量单元采集的电池电压(UBat)低于比第一电压极限值(ULow)还要低的第二电压极限值(ULow2)时，取消对发出告警(AW，OW)的抑制。
7.根据前述权利要求中任一项所述火灾报警器，其特征在于，告警(AW，OW)能以周期性的、短暂的告警脉冲形式被发出。
8.根据前述权利要求中任一项所述火灾报警器，其特征在于，电压测量单元、告警装置和/或抑制装置的至少一部分通过分析单元(3)得以实现。
9.根据权利要求8所述的火灾报警器，其特征在于，电子分析单元(3)是由处理器支持的处理单元，尤其是微控制器。
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