CN106548591A - 用于防止恶劣空气质量和火灾以及发出危险情况警报的监督和控制方法 - Google Patents

用于防止恶劣空气质量和火灾以及发出危险情况警报的监督和控制方法 Download PDF

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Abstract

一种用于防止恶劣空气质量和火灾以及发出危险情况相关警报的监督和控制方法，所述方法使用安装在天花板或墙壁上并配备有空气质量传感器(3)的指示器单元(1)，以及一个或多个控制与监督单元(8)，其作为附加装置或集成或编程特征而被连接到家用电器或电器装置。由空气质量传感器(3)所测量的空气质量信息被从指示器单元(1)发送到控制与监督单元(8).监测用户存在并基于空气质量信息控制通风。基于空气质量信息，除了与通风相关的问题，也控制其它家用电器或电气装置(21、22、23)的运行和/或能量供应。考虑使用中的家用电器或电器而实施分级控制。通过空气质量传感器(3)监测对空气质量的控制效果，并且当没有探测到用户存在时，不顾控制，如果超出预设警报极限，则发出警报和/或切断对预定家用电器和/或电器装置的电力供应。

Description

用于防止恶劣空气质量和火灾以及发出危险情况警报的监督 和控制方法
技术领域
本发明涉及一种在所附权利要求1的介绍中所限定类型的用于防止恶劣空气质量和火灾以及发出危险情况的警报的监督和控制方法。
背景技术
随着新材料发展，家庭火灾已经成为一个大问题。传统材料燃烧速度比较慢，不像现今材料容易点燃。现今材料和电子设备以及家用电器更容易点燃，并在其火灾中产生迅速致命的氰化氢，而对此还没有可能研发传感器或报警器。
炉具导致高达50％以上而电气设备导致高达80％的家庭火灾。在学生宿舍，炉具火灾的比例高达80％，并且偶然地仍是开启的家用电器则显著地导致许多不必要的火灾警报，其中学生宿舍必须清空。
传统的烟雾和一氧化碳指示器往往动作太晚，并且在火灾情况下，这些指示器动作之前，多达80％的人就已经死于火灾气体。自动灭火系统也反应太晚而人死于火灾气体。
已知的是，厨房是家庭中与火灾相关的最危险地方，但在厨房不推荐烟雾和一氧化碳指示器，因为它们会引起过多的误报警，也不会在所有情况下都足够快动作。在学生宿舍也可使用厨房门报警器，如果门保持打开时间过长则发出警报。这将在厨房门保持关闭时产生显著的火灾危险性，其中，在真实火灾中，火一定蔓延而使得烟雾会从闭合的门的裂缝中扩散到过道中的烟雾指标器。
另外一个已知的技术解决方案是，启动炉具罩风扇以作为炉具烟雾的响应，但这种解决方案也并不防止火灾。根据CO2量控制的通风装置也不防止火灾。而在来自火灾报警装置的警报的情况下切断电源供应，由于误报警这样也不适用于厨房中。
住宅的室内空气质量也是目前随着房屋越来越紧密而越来越严重的问题。通常，最大问题是烹调以及在其中产生的烟雾和湿气。如果通风不充分或不使用炉具罩风扇，那么烟雾和湿气会对结构和居民等造成损害。在食物制备中，也经常产生二氧化碳和甚至一氧化碳，其过量高时产生健康风险。当这么多烟雾到达远处的烟雾指示器时，烟雾还造成不必要的火警，
发明内容
本发明的目的在于，使用基于空气质量的监测以及通过监测发生的家用电器和电气设备的自动控制的新方法，来改善住宅的室内空气质量和火灾安全。
该目的基于所附权利要求1所陈述的特征特性而实现。从属权利要求陈述本发明的优选实施例。
根据本发明的一种方法，包括被安装到天花板上的空气质量传感器，该空气质量传感器适当地控制家用电器，使得烹调或其他家务劳动不被干扰，但是，如果产生烟雾的家用电器偶然地保留开启，那么使用该方法，能够防止室内空气质量恶化。该方法也能够被用于防止由家用电器和电力供应导致的火灾。
使用已知的指示空气中各种气体和/或粒子的指示器技术来构造观测室内空气质量的传感器。该方法的新颖性在于，通过由传感器给出的信息，控制家用电器以及炉具罩风扇或排气风扇或通风系统的运行，使得考虑了使用中的电气装置，控制分级地发生。
该控制是基于控制分级发生，以便使当空气中观测到有害气体或粒子时，增加第一级通风。如果这不足够，则能够通过光或声音信号发出警报，其中，家用电器用户有机会确认警报或打开窗户。如果这是不够的或警报没有被用户确认，则通过切断给家用电器的电力而限制家用电器的使用。如果，不顾这样，仍然观测到恶劣的或危险的空气质量，那么将发出警报。
该方法的新颖性还在于，在控制炉具时可以利用油的烟雾温度，使得，结合空气质量传感器的恶劣空气质量的通知时间，测量锅的温度，其中能够检测出那种油正被用于食物制备中并且基于此调整警报极限。例如，动物脂肪的烟雾温度是230度而燃烧温度为380度，然而，对于菜籽油，烟雾温度约为260度而燃烧温度则为350度。
该方法的新颖性还在于，如果需要的话，能够从所有方面立即从正在使用中或正处于危险情况下的那些家用电器切断给各种家用电器的电力。
使用根据本发明的方法，也能够实施一种新颖的智能厨房火灾报警装置，其根据厨房内所使用的家用电器以及根据观测到用户是否存在而改变其灵敏度。智能火灾报警装置能够，例如，与炉具或其安全装置通信，其检测炉具何时开启以及炉具温度如何或者是否用户利用其调整控制来调整炉具。如果用户调整炉具，尽管炉具温度高，但即便观测到空气中的烟雾，火灾报警装置也将不会发出警报，但它将启动炉具罩风扇或屋顶排风扇。但是如果形成烟雾并且在厨房内并没有家用电器是开启的，并且火灾报警装置的光传感器观测到目前处于夜间，那么立即发出警报。基于集成在火灾报警装置内的运动探测器或以无线连接(蓝牙等)操作的手环的信号强度，或者基于由它传输的活动水平信息，还能够观测用户的存在和状态以及他的距离。为了探测存在，也可以使用各种信息，诸如手环、家用电器和运动探测器的使用和调整。如果使用燃气炉(gas-operated stove)，则气体指示器也可以被集成在火灾报警装置内，其中它能够在报警状态下，关闭所有电器装置和对炉具的气体供应以防止气体燃烧，并启动屋顶排风扇以及发出警报。
红外温度计也能够被集成到空气质量传感器中，红外温度计光学指向炉具或其他家用电器。因此，安全装置能够被实施，安全装置监视，例如，炉具的油炸温度以及烟雾的形成并且能够识别不同的油和仅在真实的紧急状态下发出警报。当用户在炉具前移动时，他的身体阻断IR测量连接时，IR温度指示器也能够检测用户的存在。如此实施的炉具报警器也能够与在危险情况下关断电力和气体两者的连接到炉具的供电的开关或连接到燃气炉的阀门连通。
为了控制家用电器的电力和加强通风，可以使用被连接到或集成到家用电器的电力供应的另外装置或程序。
使用根据本新专利的方法，因此能够改善室内空气质量、在太大湿度或有毒气体产生之前做出反应、或在已经燃烧前防止火灾。使用该方法，也有能够避免不必要的警报，不必要的警报可能是在厨房或其它类似空间内使用火警装置的障碍。
附图说明
参照附图在如下实例中描述根据本发明的方法，附图中：
图1示出智能空气质量指示器1以及指示器1与具有智能电插座8的家用电器电源的连接的简化框图；
图2示出实施的具有多个传感器并且具有人存在探测的智能空气质量指示器的框图；
图3示出了具有已知炉具保护器20的学生宿舍公用厨房的规格，该已知炉具保护器用于炉具和连接到炉具罩风扇的电源的智能电插座8以及安装在天花板上的空气质量传感器1。
图4示出了通过烟雾粒子和热混合影响的炉具控制；以及
图5示出了配备有多个传感器的空气质量指示器1，其被布置以控制触发被连接到家用电器电源的故障电流保护装置24的智能电插座25。
具体实施方式
在图1中，智能空气质量指示器1包括微处理器2和采用已知数据传输技术(BLE、Wi-Fi等)实现的通讯器4以及采用已知技术实现的所需空气质量传感器3。除了这些之外，还有用于本地通讯和发出警报的指示器灯5以及报警器6。
空气质量指示器1与市售的智能电插座8通讯。智能电插座8通常具有微处理器9，其通过使用已知的数据传输技术实现(BLE，Wi-Fi等)的通信器12通信并采用传感器11、15测量连接到其中的装置的功耗，并且，在其接收到的信息的基础上，采用继电器10控制连接在其中的装置以使其开启或关闭。此外，智能电插座具有简单的用户界面13、14，通过用户界面13、14它能够被配对以便与周围设备一起工作。
通过微处理器的程序，空气质量指示器1监测空气质量传感器3并且在其观测到空气质量恶化时，其询问智能电插座8连接于其中的装置之一是否是开启的以及其消耗多大功率。如果某一装置以足够高的功率开启，空气质量指示器1知悉是否炉具罩风扇或屋顶排气扇被耦接到某一智能电插座8，并且如果未接通则启动它。空气质量指示器1继续监测空气质量并且如果空气质量并未改善，则其发送“关闭”命令给报告最大功耗的智能电插座。如果空气质量仍未改善，则也向处于开启的其它智能电插座发送“关闭”命令。如果空气质量已经持续恶化，则通过通信通道发送本地和或远程警报。
图2示出了具有多个传感器以及能够探测人存在的智能空气质量指示器的框图。上面描述的空气质量指示器1还可以包含监测空气质量的若干传感器，例如烟雾指示器16和CO传感器3以及光传感器18。通过这些装置，可以获得当前状况以及显著风险因素的良好总体图像。而且，空气质量指示器1能够包含红外温度计17，其可被指向被监督的炉具、格栅或其它家用电器，通过红外温度计，危险的高温度能够被探测。空气质量指示器1还可以包括运动探测器(PIR)19，其可以用于监测所监督的空间内是否某人在那里并且移动。可以通过红外温度计17和光传感器18以及运动探测器19，以多种不同方式探测人的存在。红外温度计17探测是否某人在它和最近家用电器之间的它的监督光束内移动，其中能够被观测到，在关键情况下，某人到达被监督的家用电器处并且，通过智能电插座8，还可以看到何时人关闭装置或调整其功率到较低设置。通过光传感器，看到是否处于夜间并且如果通过运动探测器19或者红外温度计17在某段时间内没有看到运动，能够在较早期的非正常情况下，切断给家用电器的电力并且如果需要的话，发出警报。
在图3所示的实施例中，学生宿舍的公共厨房配备有对炉具的已知炉具保护器20和被连接到炉具通风扇的电源的智能电插座8以及被安装到天花板的空气质量传感器1。当学生正常制备食物并且保持炉具罩风扇开启时，该方法并没有反应。如果炉具是偶然地保留开启和/或炉具罩风扇并未被开启，则传感器控制炉具罩风扇以便开启它并且，如果烟雾并未减少，传感器向炉具保护器提供空气中存在太多由烟雾导致的粒子的信息，其中炉具保护器能够比往常更早切断给炉具的电力。传感器还启动初级警报5、6，并且如果用户并未通过调整炉具到更低级设置而确认警报或者用户并不在那，则炉具的电力被切断。
图4图示出通过烟雾粒子和热组合影响的炉具控制。在油炸方面，所使用油的温度可以很容易地升到它的烟雾形成点以上，即使它还不引起危险情况。在这类情况下，空气质量指示器1能向炉具保护器20报告其温度为烟雾形成点以上，其中，基于由连接到所述炉具罩风扇的温度传感器21给出的温度信息，使用中的油脂被检测并且炉具保护器20和炉具罩风扇8和分离的屋顶排气风扇22的运行能够被优化，使得过多烟雾不会在房间中展开。
在图5的实施例中，空气质量指示器1配备有多个传感器，其能够控制被连接到家用电器电源的触发故障电流保护装置24的智能电插座25。因此，例如，红外温度计17能够被指向用于监督最大的风险因素，如果例如，烤面包机23偶然地保留开启并且通过传感器17、18、19在厨房内没有人被检测到，或者，空气质量指示器1还可以与智能手环26通信，其中，基于其信号强度，其能够知晓用户在多远处以及他如何活动。如果用户已经离开厨房或者，例如，入睡，烤面包机能够被立即关闭并且，同时，被连接到相同故障电流保护装置24的所有电插座能够被关闭。因此，整个厨房的保护能够用触发故障电流保护装置的一个智能电插座25被实施。在某些其它家用电器的情况中，可以基于烟雾切断其电力，但是在人在时可以允许使用产生烟雾的家用电器。

Claims (11)

1.一种用于防止恶劣空气质量和火灾并且发出危险情况相关警报的监督和控制方法，所述方法使用安装在天花板或墙壁上并配备有空气质量传感器(3)的指示器单元(1)，以及用于探测恶化空气质量或产生危险的装置的一个或多个控制和监督单元(8、20、25)，其作为附加装置或作为集成或编程特征而被连接到家用电器或电气装置(21、22、23)，从指示器单元(1)发送由空气质量传感器(3)所测量的空气质量信息到控制与监督单元(8、20、25)，监测用户的存在并基于空气质量信息控制通风，其特征在于：基于空气质量信息，除了与通风相关的那些问题，也控制其它家用电器或电气装置(21、22、23)的运行和/或能量供应，以及基于指示器单元(1)所探测的空气质量恶化和家用电器或电气装置(21、22、23)正在开启或正在输入功率，导致问题的家用电器或电器装置被探测并且强化通风，和/或如果超出了基于所探测信息的危险情况的警报极限，则切断给产生问题的电器装置或家用电器的电力。
2.如权利要求1所述的方法，其使用安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)，其中集成一个或多个可定向红外(IR)远程温度计(17)以探测危险高温，其特征在于：指向所述家用电器或电器装置的所述一个或多个远程温度计(17)探测超出预设警报极限的温度并且温度信息与空气质量信息一起被用于控制家用电器或电器装置的运行和/或能量供应。
3.如权利要求1或2所述的方法，其使用安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)和运动探测器(19)或活动手环(26)来探测用户的存在，其特征在于：通过家用电器或电气装置(21、22、23)和/或指示器单元(1)的运动探测器(19)和/或活动手环(26)的使用信息来探测用户的存在。
4.如权利要求1-3中任一所述的方法，其使用安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)和控制与监督单元(8、20、25)，并且这些单元使用所探测的信息一起控制通风或家用电器或电器装置的能量供应，其特征在于：考虑使用中的家用电器或电器装置，分级实施地控制，以及对空气质量的控制效果由空气质量传感器(3)监测，并且当没有探测到用户存在时，如果，不顾控制，空气质量恶化继续或者空气质量超出预设警报极限，则发出警报和/或切断对预定家用电器和/或电器装置的电力供应。
5.如权利要求1-4中任一所述的方法，其使用安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)和控制与监督单元(8、20、25)以调整危险情况的警报敏感度，其特征在于：如果任何家用电器或电气装置(21、22、23)都不是开启的并且未探测到用户存在，则快速发出危险情况的初级警报，或者如果家用电器或电气装置(21、22、23)是开启的并且探测到用户存在，则慢速发出警报。
6.如权利要求1-5中任一所述的方法，其使用安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)和控制与监督单元(8、20、25)，其特征在于，在所观测到的危险情况中，用被连接到家用电器或电器装置的电力供应的触发故障电流保护装置(24)的控制器(25)切断对家用电器或电器装置的电力供应，该控制器与安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)一起测量家用电器或电器装置的开/关状态或使用，并且在危险情况下触发故障电流保护装置(24)。
7.如权利要求1-6中任一所述的方法，其使用安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)作为火灾报警装置，其特征在于：如果虽然家用电器被关闭并且向用户发出了初级警报，但烟雾粒子或其它有害气体的生成并未减少，则发出火灾警报，而如果探测到用户存在，则延迟警报的发布。
8.如权利要求1-7中任一所述的方法，其使用安装在天花板或墙壁上的指示器单元(1)，并且指示器单元如此安装使得其不太容易对空气质量中正常的短期变化做出反应，其特征在于：指示器单元(1)被安装在附加基座上，该附加基座增加了指示器单元与天花板或墙壁的距离，或指示器单元的结构使得指示器单元增加指示器单元的传感器与天花板或墙壁的距离，使得小浓度的空气微小杂质无法运动到传感器。
9.如权利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于：指示器单元(1)和控制与监督单元(8、20、25)彼此双向通信，并且控制与监督单元(8、20、25)将家用电器和电器装置的使用信息发送给指示器单元。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于该使用信息包括家用电器或电器装置的开/关状态信息和功率输入量相关信息。
11.如权利要求1-10中任一所述的方法，其特征在于炉具控制使用油烟温度相关信息，并基于此调节警报极限。
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