CN112535828B - 灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灭火系统，其包括喷洒器装置，该喷洒器装置包括：喷洒器球状部100，其包括密封的易碎壳体110和位于壳体110内的无源电路装置120，其中，无源电路装置120包括无线模块160；和基站200，其构造成经由无线模块160来检测在喷洒器球状部110内部的压力改变。还提供一种测试喷洒器球状部的完整性的方法，该方法包括：经由在喷洒器球状部100的密封的易碎壳体110内的无源电路装置120的无线模块160来监测在喷洒器球状部100内的压力改变；并且如果压力达到预定阈值，则确定喷洒器球状部处于正常工作中；或者如果压力未达到预定阈值，则确定喷洒器球状部不处于正常工作中。

Description

灭火系统

技术领域

本发明涉及灭火系统、喷洒器(sprinkler)装置、包括无源电路装置的喷洒器球状部(bulb)以及测试喷洒器球状部的完整性的方法。

背景技术

灭火系统典型地包括喷洒器装置，喷洒器装置布置成排出用于抑制或防止火灾的流体。喷洒器装置典型地包括球状部，球状部布置成在预定温度下破裂并且由此引起喷洒器喷出灭火流体。为了正确地运作，喷洒器装置的球状部必须在火灾的事件中发生的预先安排的情形下破裂。因此，球状部是喷洒器装置的关键构件。

现代的灭火系统可以构造成监测喷洒器，例如以确保喷洒器处于正常工作中，以跟踪喷洒器的位置用于确定火灾的地点等等。因此，喷洒器装置可以设有合适的所安装的传感器和电路系统。然而，喷洒器球状部的操作仍然是机械的，并且本领域中的对喷洒器球状部的检查仍然是手工任务，并且典型地要求通过眼睛针对损伤或其它缺陷而检查球状部。考虑到球状部的重要性，对于球状部监测过程的改进是理想的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种喷洒器装置，该喷洒器装置包括：喷洒器球状部，其包括密封的易碎壳体和位于壳体内的无源电路装置，其中，无源电路装置包括无线模块；和基站，其构造成经由无线模块来检测在喷洒器球状部内部的压力改变。

喷洒器装置可以用于喷洒器球状部裂纹检测。喷洒器球状部可以适合于在常规的喷洒器装置和/或灭火系统等等中使用。喷洒器球状部可以布置成使得壳体在预定条件(例如，指示火灾事件的预定条件)下碎裂或以其它方式破裂，以致于喷洒器球状部可以被用于在满足预定条件时，触发喷洒器装置和/或灭火系统。喷洒器球状部可以布置成防止灭火剂等等从喷洒器装置释放，除非该球状部破裂。例如，喷洒器球状部可以构造成在喷洒器球状部的温度达到预定阈值时破碎。喷洒器球状部可以布置成使得在喷洒器球状部完好时，喷洒器球状部可以支承预定机械载荷，例如以便将喷洒器装置的密封件或插塞保持就位，以防止灭火剂的释放。

密封的易碎壳体可以容纳流体，并且可以容纳液体和/或气体。因此，流体可以被密封于壳体内，并且壳体可以被严密地密封。壳体可以构造成在液体的压力达到预定阈值时破裂。由于液体压力和温度有关，因而壳体可以构造成在液体达到预定温度时破裂。壳体以及液体和/或气体可以布置成使得壳体将在预定条件下破裂，并且喷洒器球状部将不再能够支承用于防止从喷洒器装置释放灭火剂的机械载荷。壳体可以由任何合适的材料形成，并且可以由类石英形成。

在如下的意义上，无源电路装置可以是无源的：无源电路装置不能够孤立地操作。无源电路装置可以仅包括无源电子构件。无源电路装置可以自身不能控制其中的电流流动。无源电路装置可以仅构造成响应于例如来自基站或位于喷洒器球状部外部的其它装置的外部信号和控制而操作。

无源电路装置可以设置于壳体中的流体内，并且可以自由地设置于流体内，并且可以不附接到壳体或不以其它方式机械地联接到壳体。电路装置可能不会干扰或以其它方式影响喷洒器球状部在预定条件下破裂的方面的功能。

喷洒器装置可以布置成使得在喷洒器球状部机械失效时，灭火剂流体被释放，以便抑制火灾。在这点上，喷洒器装置可以按常规方式布置，并且可以例如安装于可能需要灭火能力的建筑或其它结构中。基站可以安装于建筑等等中。

无线模块可以包括电感器和电容器，该电容器具有对在喷洒器球状部的壳体内的压力改变敏感的电容。基站可以构造成监测由电容器的电容的改变引起的无线模块的谐振频率的改变，以由此检测在喷洒器球状部的壳体内部的压力改变。

无线模块可以仅由电容器和电感器提供。电感器和电容器可以布置为谐振电路、LC电路、储能电路、调谐电路等等。因此，无线模块可以具有由电感器和电容器的特征确定的谐振频率。谐振频率可以由电感器的电感和电容器的电容确定。然而，在壳体内的压力改变可能对电容器的结构和大小造成影响，并且可能由此引起电容器的电容改变。即，电容器可能在压力下变形，并且变形可能例如通过减小电容器的导电元件之间的间距而对电容器的电容造成影响。因此，电容器的电容的改变可以指示例如容纳于壳体中的液体在壳体内的压力改变。此外，电容器的电容的改变将引起无线模块的谐振频率的改变。谐振频率的改变可以与喷洒器球状部中的压力改变成比例。因此，基站可以构造成监测和/或跟踪无线模块的谐振频率的改变，并且由此检测在喷洒器球状部内的压力的改变。因而，电容器和/或无线模块可以布置于喷洒器装置中，以便用作压力传感器。

因此，在使用期间，在喷洒器球状部的壳体内的压力改变将引起电容器的电容的改变，这相应地将引起无线单元的谐振频率的改变。基站将检测并且监测谐振频率的那些改变，并且使那些改变与在喷洒器球状部的壳体内的压力改变相关。因此，基站可以测量在喷洒器球状部内的压力。

基站可以包括谐振跟踪模块，谐振跟踪模块构造成跟踪无线模块的谐振频率的改变。因此，无源电路装置不需要为数字装置，并且不需要包括控制器、微处理器等等。无源电路可能不需要使用RFID技术等等，因为，无源电路装置内的所有器件都不需要存储信息。基站可以包括构造成用于与喷洒器球状部中的无源电路装置通信的天线等等。天线可以将信号发送到无源电路装置的无线模块，并且/或者可以从无源电路装置的无线模块接收信号。无线模块可以构造成对来自基站的天线的信号作出反应，并且基站可以构造成检测该反应。

电容器可以是能够响应于环境压力的改变而改变电容器的电容的任何合适的电容器。电容器可以包括隔开预定距离的多个导电层，并且电容器可以布置成在压力下变形，以致于预定距离改变。电容器可以是标准电容器，并且主要可以包括被保持为在空间上彼此隔开的至少两个电极。电容器的层之间的预定距离的改变将导致电容器的电容的改变。电容器的层之间的预定距离可以随着增大的压力而减小，并且/或者可以随着减小的压力而增大。导电层可以具有任何形貌，并且可以是基本上平面的，并且相邻的层之间的预定距离可以例如在环境压力或大气压力下基本上恒定。即，导电层可以基本上彼此平行。

只要电容器的电容随着压力而可检测地改变，电容器就可以采取任何形式。电容器可以是简单、普通或常见电容器。即，电容器可能未被具体地适于用作除了简单电容器之外的任何器件。电容器可以适合于在谐振电路中使用，并且可能未被具体地适于用作压力传感器。电容器可以被制造并且旨在仅用作电容器。电容器可能不具有流体室、膜片或用于容纳流体的任何其它腔或空心容积。因此，电路装置可以布置成在不需要专门适配的压力感测构件的情况下检测在壳体内的压力改变。备选地，电容器可以专门地设计成用于在喷洒器球状部内部使用并且用于与本文中所描述的装置和方法一起使用。电感器可以是用于在位于喷洒器球状部内部的谐振电路中使用的任何合适的电感器。

基站可以布置成经由无线模块来将电力无线地提供到无源电路装置。无源电路装置可以布置成使得由此使用的所有电力都经由无线模块来接收。无源电路装置可能不包括电池或其它储能装置(例如，除了电容器之外)，并且可能不能够在无外部输入的情况下本身供电。

无源电路装置可以包括加热元件用于对喷洒器球状部的壳体内的流体进行加热。加热元件可以可操作用于对喷洒器球状部的壳体内的流体进行加热，以由此增大在壳体内的压力。这样的压力增大可能引起电容器的电容改变，由此也改变无线模块的谐振频率。因此，喷洒器装置可以被用于例如通过使用本文中所描述的方法而测试喷洒器球状部完整性。

无源电路装置可以布置成使得只有在满足预定条件时(例如，只有在被无线模块接收的信号具有大于预定阈值的振幅时)，加热元件才被触发。因此，喷洒器装置可以布置成使得加热元件只有在需要时才能够通过将具有足够大的振幅的信号发送到无线模块而触发。无源电路装置可以构造成使得如果被无线模块接收的信号具有小于预定阈值的振幅，则不触发加热元件。因此，喷洒器装置可以通过使用布置成仅使用无源电子构件来取决于信号振幅而动态地连接加热元件的电路系统而布置有用于使谐振电路谱参数与加热元件载荷所导致的不理想的影响隔离的架构。因此，基站可能能够不需要激活加热元件，就例如通过引发来自无线模块的反应而检测到存在喷洒器球状部。

例如，无源电路装置可以包括成对的齐纳二极管(Zener diode)，其布置成使得如果无线模块接收具有大于预定阈值的振幅的信号，则加热元件被触发。齐纳二极管可以布置为电压开关，并且可以按相反取向串联地设置。备选地，无源电路装置可以包括DIAC(用于交变电流的二极管)或用于根据需求而触发加热元件的其它合适的构件。

喷洒器装置可以包括装置控制器，装置控制器构造成例如通过核查壳体中的裂纹等等来测试喷洒器球状部的完整性使得将防止壳体中的压力达到足以引起壳体破裂并且由此触发喷洒器装置的水平。装置控制器可能是基站的部分和/或喷洒器装置的另一部分，并且可能远离基站。装置控制器可能不是喷洒器球状部的部分。为了测试喷洒器球状部的完整性，装置控制器可以将信号从基站发送到无源电路装置。无源电路装置可以响应于该信号(例如，如果信号具有足够大的振幅)而触发加热元件，并且由此引起在喷洒器球状部的壳体内的压力增大。装置控制器可以跟踪所引起的、无源电路装置的无线模块的谐振频率的改变。然后，控制器可以使频率改变与压力的改变相关，或可以使给定的谐振频率与给定的在喷洒器球状部内部的压力相关。如果喷洒器球状部的压力达到预定阈值(例如，略小于使喷洒器球状部破裂所需要的压力)，则装置控制器可以确定喷洒器球状部能够达到在火灾的情况下破裂所需要的压力，并且因此，喷洒器球状部处于正常工作中并且不存在可能防止喷洒器球状部在火灾的情况下致动的裂纹或其它缺陷。然而，如果压力未达到预定阈值，则这可以指示壳体中的缺陷(例如裂纹或微小裂纹)，从而防止压力达到为了使喷洒器球状部起作用而必需的水平。在此情况下，装置控制器可以确定喷洒器球状部并非处于正常工作中。因此，喷洒器球状部可以被置换，以维持安全性。

装置控制器可以构造成定期地测试喷洒器球状部的完整性，并且/或者可以根据例如使用者或另一控制器(诸如，灭火系统控制器)所作出的指令而测试完整性。

喷洒器球状部可以具有小于大约4毫米的直径。喷洒器球状部可以具有常规尺寸，并且可以是适合于灭火系统的任何尺寸。然而，喷洒器球状部可以是相对小的。喷洒器球状部可以具有根据例如Day-Impex标准玻璃球状部范围的尺寸，并且可以是941、942或989球状部类型。已知的电路装置可能不适合于使用在喷洒器球状部中，特别是在小的喷洒器球状部中。例如，这些电路装置可能太大或未合适地成形，或可能对在足够的范围内的压力改变并非充分可靠、敏感的，和/或可能对于在单次使用式物品(诸如，喷洒器球状部)中的使用而言极其昂贵。

在本文中所描述的喷洒器球状部中，无源电路装置仅要求无源构件，并且因此不需要控制器、微处理器、存储器、RFID 构件或其它数字构件。因此，无源电路装置可以小到足以被接纳于任何喷洒器球状部(包括最小球状部)内，而同时，对在足够的范围内的压力改变充分可靠、敏感，并且相对便宜。

在喷洒器球状部内的压力改变可以被预期为在使用期间在大约0至2.5 MPa(0至25巴)之间变动。电容器的电容可以随着在该范围内的压力而可测量地变化。因此，电容器可以对在喷洒器球状部的工作压力范围内的压力改变敏感。

根据本发明的第二方面，提供了一种灭火系统，该灭火系统包括：如在本文中参考本发明的第一方面而描述的多个喷洒器装置；和系统控制器，其构造成同时地测试多个喷洒器装置的多个喷洒器球状部的完整性。系统控制器可以经由喷洒器装置的相应的装置控制器(若存在)来控制喷洒器装置，或可以直接地控制喷洒器装置。由于每个喷洒器装置都能够测试其自身的喷洒器球状部的完整性，因而灭火系统可以同时地测试多个或甚至所有的组成的喷洒器球状部的完整性。灭火系统可以构造成例如在系统的开启时和/或每天等等定期地并且频繁地测试组成的喷洒器球状部的完整性。

根据本发明的第三方面，提供了一种喷洒器球状部，该喷洒器球状部包括密封的易碎壳体和位于壳体内的无源电路装置，其中，无源电路装置包括布置为谐振电路的电容器和电感器。谐振电路的电容器可以布置成具有对例如属于从大约0巴(0 MPa)至25巴(2.5MPa)的范围内的环境压力改变敏感的电容。无源电路装置可以包括加热元件。无源电路装置可以布置成使得仅在由谐振电路接收具有大于预定阈值的振幅的信号时，加热元件才将触发。电路装置可以布置成在由谐振电路接收具有小于预定阈值的振幅的信号时，不触发加热元件。无源电路装置可以包括成对的齐纳二极管，其布置为用于触发加热元件的电压开关。喷洒器球状部可以是常规尺寸，并且可以具有小于大约4毫米的直径。喷洒器球状部可以是如在本文中参考本发明的第一方面和/或本发明的第二方面而描述的喷洒器球状部，并且可以包括在本文中参考这样的喷洒器球状部而描述的特征中的任何特征。

根据本发明的第四方面，提供了一种测试喷洒器球状部的完整性的方法，该方法包括：经由位于喷洒器球状部的密封的易碎壳体内部的无源电路装置的无线模块来监测在喷洒器球状部内的压力改变；并且如果压力达到预定阈值，则确定喷洒器球状部处于正常工作中；或者如果压力未达到预定阈值，则确定喷洒器球状部并非处于正常工作中。

压力改变可以是压力增大，并且可能由喷洒器球状部的壳体中的流体的温度的增大引起。方法可以包括监测在预定时段内的压力改变。例如，方法可以包括如果压力在预定时段内未达到预定阈值，则确定喷洒器球状部并非处于正常工作中。对于将被确定成处于正常工作中的喷洒器球状部，可能需要满足其它条件。例如，在被加热达预定时间时，压力可能需要增大预定的量。不同的测试可以适合于不同的球状部和/或系统。

监测在喷洒器球状部内的压力改变可以包括：监测由无线模块的电容器的电容的改变引起的无线模块的谐振频率的改变；并且基于谐振频率的改变而确定压力改变。方法可以包括使无线模块的谐振频率的改变与在喷洒器球状部的壳体内的压力的改变相关联。方法可以包括使谐振频率的改变与压力的改变相关。电容器的电容的改变可能由在喷洒器球状部的壳体内的压力的改变引起。因此，方法可以包括基于无线模块的谐振频率是否改变了多于预定的量而确定喷洒器球状部的完整性。

方法可以包括基于谐振频率而测量在喷洒器球状部内的压力。方法可以包括使无线模块的谐振频率与喷洒器球状部内部的压力相关。

方法可以包括使用基站来将电力无线地供应到被密封于喷洒器球状部的壳体内部的无源电路装置。方法可以包括：从基站发射信号，以引起来自无源电路装置的响应；并且使用基站来检测该响应。电力可以经由无线模块来供应到无源电路装置。

方法可以包括对喷洒器球状部的壳体内的流体进行加热，以增大其中的压力，并且由此模拟火灾事件。方法可以包括使用由基站无线地供应的电力来对壳体内的流体进行加热。方法可以包括触发加热单元，以对流体进行加热。

方法可以包括通过将具有大于预定阈值的振幅的信号发送到无线模块而触发无源电路装置的加热元件。方法可以包括只有在无线模块接收具有大于预定阈值的振幅的信号时，才触发加热元件。方法可以包括如果被无线模块接收的信号具有小于预定阈值的振幅，则不触发加热元件。

方法可以包括使用如在本文中参考本发明的第一方面而列举的喷洒器装置或使用如在本文中参考本发明的第二方面而列举的灭火系统或使用如在本文中参考本发明的第三方面而列举的喷洒器球状部。因此，方法可以包括参考本发明的任何方面而描述的特征。灭火系统和/或喷洒器装置可以包括构造成实施根据本发明的第四方面的方法的控制器。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用位于壳体内部的无源电路装置来监测被密封壳体内的压力的方法。根据本发明的另一方面，提供了一种系统，该系统构造成通过使用外部模块来检测壳体内部的无线单元的谐振频率的改变而测量被密封壳体内的压力。

附图说明

在下文中仅通过示例的方式并且参考附图而描述本发明的某些实施例，其中：

图1示出包括壳体和位于壳体内部的无源电路装置的喷洒器球状部；

图2示出图1的喷洒器球状部的无源电路装置与基站之间的通信的示意图；

图3示出用于用作图2的无源电路装置中的压力传感器的电容器的透视图；

图4A和图4B示出无源电路装置的无线模块的谐振频率随着喷洒器球状部内部的压力改变而发生的改变；以及

图5示出指示在加热期间喷洒器球状部的特征压力区域的示意图。

具体实施方式

图1示出喷洒器球状部100，喷洒器球状部100包括密封的易碎壳体110和设置于壳体110内的无源电路装置120。因此，无源电路装置120被密封于壳体110内部。壳体110还容纳液体130和气泡140。

在使用中，球状部100位于喷洒器装置(在图1中部分地示出)中，并且定位成将密封件、插塞等等保持就位，以防止灭火流体离开喷洒器装置。喷洒器装置包括基站200(在图2中示意性地示出)。在图1中示出喷洒器装置的密封件 210。喷洒器球状部100布置成使得其防止灭火剂流体散开，除非喷洒器球状部100破裂。万一在喷洒器装置附近发生火灾，则壳体110中的液体130将被加热，并且因此，壳体110内的压力将增大。一旦液体130达到预定温度(例如，指示位于火灾附近)，由被加热液体130引起的压力就将使易碎壳体110破裂，并且喷洒器装置的密封件 210将不再被保持就位。然后，灭火流体将从喷洒器装置排放。例如，当液体130达到预定温度时，并且因此，当壳体110由此受到预定压力时，壳体110、液体130以及气泡140能够构造成使得壳体110将在预定条件下破裂。壳体110可以由任何合适的材料形成，并且可以由类石英形成。

如果球状部100的壳体110例如被裂纹损伤，则壳体110内部的液体130的压力增大可能能够利用壳体110外部的环境压力来正常化。例如，液体130可以从壳体110向外泄漏，并且/或者气体可以泄漏到壳体110中。在此情况下，壳体130内的压力可能未达到引起壳体110破裂所需要的水平，并且因此，喷洒器装置可能不能够在火灾的事件中排放灭火流体。因而，对壳体110的损伤或壳体110中的裂纹可能危害喷洒器装置的操作安全。即使是微小裂纹-其可能对人类肉眼不可见-也会妨碍喷洒器球状部100的恰当运作。

因此，在安装于本领域中的喷洒器装置中的喷洒器球状部中检测裂纹的已知的方法-这些方法典型地涉及通过眼睛检查球状部-可能不足以确保喷洒器装置处于正常工作中，并且因此可能无法确保灭火系统的操作安全。而且，这样的方法是时间密集的。不涉及通过眼睛检查球状部的方法也是已知的，但不适合于在实验室或工厂条件之外并且在球状部现场安装的情况下使用，并且典型地不适合于对球状部进行大量测试。考虑到喷洒器装置是安全性关键的，关于测试的改进是理想的。

为了解决上文的问题，图1的喷洒器球状部100包括被密封于壳体110内的无源电路装置120。无源电路装置120包括诸如LC电路的无线模块160，其包括电容器150和电感器170。喷洒器装置还包括基站200，基站200布置成将电力无线地供应到无源电路装置120并且监测无线模块160的谐振频率的改变。无源电路装置还包括加热元件180和成对的齐纳二极管190，成对的齐纳二极管190布置为用于控制加热元件180的操作的取决于电压的开关。

无线模块160的谐振频率由电感器170和电容器150的性质确定。因此，电路装置120响应于来自基站200的天线230的在某一带宽内的信号。

无源电路装置120设置于壳体110内。为了喷洒器球状部100的恰当操作而有必要使壳体110密封，以防止任何泄漏和所有泄漏(例如，以防止任何流体进入到壳体110中，并且/或者防止任何流体从壳体110出去)，否则，壳体110可能如上所述地在紧急事件中不破裂。因此，无源电路装置120被密封于壳体110内，并且不能仅仅设有例如用于供电和/或通信的外部连接件。

图2示出基站200的示意图，基站200设置成接近无源电路装置120，以控制无源电路装置120、与无源电路装置120通信，并且给无源电路装置120供电。基站200包括谐振跟踪单元220，谐振跟踪单元220用于检测并且跟踪无线模块160的谐振频率的改变。基站200还包括天线230，天线230用于将信号发射到无线模块160并且从无线模块160接收信号。电源(power supply)240被提供来给基站200供电，并且还经由天线230和无线模块160的交互来给无源电路装置120供电。通信及集成模块150被提供来与包括例如系统控制器及其它喷洒器装置的系统架构通信并且集成到该系统架构中。装置控制器290被提供来控制基站200和无源电路装置120的操作。基站200与无源电路装置120之间的通信由磁通线260示意性地示出。装置控制器290可以自主地控制喷洒器装置的操作，或可以在布置成控制例如多个喷洒器装置和喷洒器球状部的远程系统控制器的控制下控制喷洒器装置的操作。

在使用图2的布置的情况下，球状部100的壳体110可以使用无源电路装置120来针对裂纹而被测试。装置控制器290构造成控制无源电路装置120的操作，以便实施这样的测试。在测试期间，装置控制器290命令天线230发射被无线模块160接收的信号。信号具有大于预定阈值并且大到足以激活由两个齐纳二极管190提供的电压开关的振幅。因此，加热元件180被触发，并且壳体110内的液体130被加热，以致于喷洒器球状部内部的压力增大。引起的在液体130中的压力增大致使电容器150变形，并且因此改变电容器150的电容。

图3示出用于用作无源电路装置120的无线模块160的电容器150的标准电容器300的示例。电容器300包括多个导电片材310(即，电极)，这些导电片材310使用介电材料330隔开预定距离320。电容器的有效面积(active area)312由导电片材310的重叠定义。如果电容器300经受压力的改变(由箭头P示意性地示出)，则电容器300将变形，并且导电片材310之间的预定距离320将改变，由此改变电容器300的电容。预定距离320的改变越大，电容的改变就越大。

电容器的电容可以表达为：

其中，ε是介电常数，n是电容器的导电片材310的数量，A是片材310中的一个的有效面积，并且d是片材310之间的预定距离320。

从以上的表达式中能够看到，在d随着增大的压力而减小时，电容器300的电容将增大(因为，对于给定的电容器300，其它因素不改变)。距离d(即，预定距离320)作为压力p的函数可以表达为：

其中，E是电容器的沿与有效面积正交的方向的杨氏模量，p是流体静压力，并且d ₀ 是在电容器300的导电片材310之间的原始预定距离320。因此，从上文的表达式中喷洒器球状部的壳体110内的压力被认为是电容器150的电容的函数。

LC电路160的谐振频率是电感器170的电感和电容器150的电容的双变量函数。然而，电感器170的电感基本上对环境压力的改变不敏感。在喷洒器球状部100中的压力增大，并且电容器150的电容改变时，LC电路160的谐振频率将对应地改变。压力的改变越大，电容的改变和引起的、无线模块160的谐振频率的改变就越大。

因此，通过布置成监测无线模块160的谐振频率，基站200由此能够监测壳体110内的液体130的压力。基站200使用谐振跟踪单元220来测量谐振频率，并且装置控制器290使谐振频率与喷洒器球状部内部的压力相关。因此，装置控制器290经由无线模块160来确定喷洒器球状部中的压力。

图4A和图4B示出LC电路的谐振频率如何随着压力而改变的示例。在图4A中，三条曲线示出作为增益的函数的频率。其中，随着压力(以及电容器的电容)增大，谐振频率从263.49 kHz经过25.13 kHz转变到251.58 kHz。图4B示出对于同一情形的与相位相比的频率，并且谐振频率的改变示出为与对于图4A的情况相同。

因此，喷洒器装置可以在无线模块所位于的喷洒器球状部的壳体内测量压力和/或监测压力改变。于是，喷洒器装置还能够使用加热元件180来测试喷洒器球状部的完整性。

如果在加热期间，在液体130已被加热达一定时间之后，壳体110内的压力达到预定水平(例如，几乎足以使壳体110破裂的压力)，则装置控制器290然后可以确定不存在压力损失并且因此在壳体110中不存在裂纹。因而，球状部100可以被确定为处于正常工作中。备选地，如果在液体130已被加热达一定时间之后，壳体110内的压力未达到预定水平，则装置控制器290可以确定存在压力损失并且因此在壳体中存在裂纹等等。然后，球状部100可以被确定为不处于正常工作中。

图5示出在用于检测碎裂的喷洒器球状部的过程期间的各种诊断范围的示例。不同的范围、区以及值可以用于特定喷洒器球状部的不同构造。例如，图5的曲线a和曲线b是壳体110中的液体和气体的体积、液体和气体的类型、用于易碎壳体110的材料的类型等等的函数。

图5示出在喷洒器球状部100的测试和对液体130的加热期间的由装置控制器290测量的在壳体110中的压力改变。水平轴线表示在加热元件180被触发之后的时间，并且竖直轴线表示在特定时间测量的压力。在处于正常工作中的喷洒器球状部100中，加热元件180被预期为提高液体130的温度，并且因此，在预定时段t1内壳体110中的压力增大一定的量。因此，点t1能够用作用于测试球状部100的完整性的参考点。

在测试期间，压力起始于初始压力区410中，初始压力区410指示球状部100例如在加热或火灾事件之前准备好使用的压力范围。在完好的情况下，并且当未被加热时，球状部100的压力将被预期为处于该范围内。如果球状部100处于正常工作中(即，未被损伤)，则压力将近似地沿着曲线a增大。即，在被加热时，随着时间增加(即，温度提高)，压力增大。对液体130的加热在时间t1停止，并且然后随着液体130冷却，壳体中的压力再次下降。因此，压力未到达区440，其中，喷洒器球状部100的壳体110被预期为破裂，例如像在火灾事件中将是这种情况。然而，曲线a示出压力进入区430，在区430中，液体130的压力随时间而增大，并且达到相对高的水平。因此，区430指示完好球状部100，并且因此指示处于正常工作中的球状部100。用于确定喷洒器球状部100处于正常工作中的预定阈值可能处于区430中的例如接近其上限的水平。

如果球状部100并非处于正常工作中(例如，球状部100碎裂)，则压力将近似地沿着曲线b增大。在曲线b上，压力开始随着加热而增大，但很快达到平稳状态。因此，明显的是，尽管持续地对喷洒器球状部100的液体130施加热量，壳体110中的压力还是将不会到达区440或甚至区430，并且将不足以引起壳体110破碎。因此，喷洒器球状部100不可被安全地使用，因为，喷洒器球状部100将不太可能在火灾的情况下破裂。

无源电路装置120明显地是安全性关键的构件，并且因此应当高度可靠。还优选的是，电容器150对在例如从大约0巴(即，0 Pa)到大约25巴(即，2.5 MPa)的相对宽的压力范围内的压力改变敏感。而且，喷洒器装置典型地是常规尺寸，并且因此，喷洒器球状部具有相对小的常规尺寸，因此，无源电路装置应当充分小并且正确地成形，以被接纳于常规的喷洒器球状部内。最后，喷洒器球状部是单次使用式物品，因此，无源电路装置的成本不应当过高。

本文中所描述的喷洒器装置通过使用不要求复杂的电子器件或昂贵的构件的无源电路装置而解决上文的要求。因此，喷洒器装置不需要微处理器、控制器、存储器等等。喷洒器装置不依赖于RFID技术等等，并且不要求数字通信。因此，喷洒器装置可以简单地并且便宜地制作。喷洒器装置由于其简单性而也可以是可靠的。由于喷洒器装置要求如此少的构件，因而喷洒器装置也可以制作得小到足以配合于所有的常规的喷洒器球状部内。

因而，根据本文中的公开内容，可以实现对喷洒器球状部100的自主、可靠并且远程的测试，并且所述测试可以被大量执行。球状部100可以被中央系统定期地核查，并且出故障的球状部100可以被标记以便置换。本文中的公开内容通过认识到球状部中的无线模块的谐振频率会随着压力而改变，从而提供简单并且可靠的用于测量喷洒器球状部内的压力的机构。

Claims (13)

1.一种喷洒器装置，包括：

喷洒器球状部(100)，其包括密封的易碎壳体(110)和在所述壳体(110)内的无源电路装置(120)，其中，所述无源电路装置(120)包括无线模块(160)；和

基站(200)，其构造成经由所述无线模块(160)来检测在所述喷洒器球状部(110)内部的压力改变，

其中，所述无线模块(160)包括电感器(170)和电容器(150)，所述电容器(150)具有对在所述喷洒器球状部(100)的所述壳体(110)内的压力改变敏感的电容，并且其中，所述基站(200)构造成监测由所述电容器(150)的电容的改变引起的所述无线模块(160)的谐振频率的改变，以由此检测在所述喷洒器球状部(100)的壳体(110)内部的压力改变。

2.根据权利要求1所述的喷洒器装置，其中，所述基站(200)布置成经由所述无线模块(160)来将电力无线地提供到所述无源电路装置(120)。

3.根据权利要求1所述的喷洒器装置，其中，所述无源电路装置包括加热元件(180)，所述加热元件(180)用于对在所述喷洒器球状部(100)的壳体(110)内的流体进行加热。

4.根据权利要求3所述的喷洒器装置，其中，所述无源电路装置(120)布置成使得只有在被所述无线模块(160)接收的信号具有大于预定阈值的振幅时，所述加热元件(180)才被触发。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的喷洒器装置，包括装置控制器(290)，所述装置控制器(290)构造成测试所述喷洒器球状部(100)的完整性。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的喷洒器装置，其中，所述喷洒器球状部(100)具有小于4毫米的直径。

7.一种灭火系统，包括：多个根据权利要求1至6中的任一项所述的喷洒器装置；和系统控制器，其构造成同时地测试所述多个喷洒器装置的多个喷洒器球状部(100)的完整性。

8.一种测试喷洒器球状部的完整性的方法，包括：

经由在所述喷洒器球状部(100)的密封的易碎壳体(110)内部的无源电路装置(120)的无线模块(160)来监测在所述喷洒器球状部(100)内的压力改变，其中所述无源电路装置(120)包括加热元件(180)，用于对在所述喷洒器球状部(100)的壳体(110)内的流体进行加热；并且

如果压力在所述流体被加热达一定时间之后达到预定阈值，则确定所述喷洒器球状部处于正常工作中；或者

如果压力在所述流体被加热达一定时间之后未达到预定阈值，则确定所述喷洒器球状部不处于正常工作中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，监测在所述喷洒器球状部(100)内的压力改变包括：监测由所述无线模块(160)的电容器(150)的电容的改变引起的所述无线模块(160)的谐振频率的改变；并且基于所述谐振频率的改变而确定所述压力改变。

10.根据权利要求8所述的方法，包括使用基站(200)来将电力无线地供应到被密封于所述喷洒器球状部(100)的壳体(110)内部的所述无源电路装置(120)。

11.根据权利要求8、9或10所述的方法，包括对在所述喷洒器球状部的壳体内的流体进行加热，以增大其中的压力并且由此模拟火灾事件。

12.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，包括通过将具有大于预定阈值的振幅的信号发送到所述无线模块(160)而触发所述无源电路装置(120)的所述加热元件(180)。

13.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，包括使用根据权利要求1至6中任一项所述的喷洒器装置或使用根据权利要求7所述的灭火系统。