CN112562729A - 电子关断装置和用于关断设备的方法 - Google Patents

Abstract

在此公开了一种电子关断装置和用于关断设备的方法。一种电子关断装置包括声学传感器、逻辑电路和触发器，该声学传感器被构造成检测信号发生器的声学信号，该逻辑电路被构造成将该声学信号与其他噪声区分，该触发器被构造成一旦逻辑电路识别出该声学信号就输出关断信号。

Description

电子关断装置和用于关断设备的方法

技术领域

本公开涉及电子关断装置以及用于关断设备的方法。

背景技术

可以通过使用信号发生器(例如烟雾报警器、气体报警器、热报警器等)降低火灾的风险、例如在建筑物、公寓、隧道、帐篷等中的有毒气体或化学品或其他危险物质逸出的风险。然而，这以如下为前提，即，一旦信号发生器输出警报，就快速地制止危险原因、例如火灾原因。在例如还没有火焰燃起而仅仅烟雾产生越来越强的阶段中，信号发生器由于其敏感性已经被触发。例如，当在炉灶上加热食用油时，可能是这种情况。实际上，通过持续的加热作用才会燃起火焰。然而，如果在触发信号发生器之后及时地中断加热作用，则能够防止火灾。然而，如果中断加热作用需要人工干预，则可能无法及时做出反应，例如因为没有能够听到信号发生器并做出反应的人在场。即使记录到信号发生器的触发，人的受限反应时间也可能产生负面影响。改进的电子关断装置以及用于关断设备的改进的方法可以在此帮助解决这些问题和其它问题。

本发明所基于的任务通过根据本发明的特征来解决。在以下内容中说明了本发明的有利的设计方案和改进方案。

发明内容

一些示例涉及电子关断装置，包括：声学传感器、逻辑电路和触发器，该声学传感器被构造成检测信号发生器的声学信号，该逻辑电路被构造成将该声学信号与其他噪声区分，该触发器被构造成一旦逻辑电路识别出该声学信号就输出关断信号。

一些示例涉及用于关断设备的方法，该方法包括：通过声学传感器检测信号发生器的声学信号，通过逻辑电路将该声学信号与其它噪声区分，并且一旦逻辑电路识别该声学信号，就通过触发器输出关断信号。

附图说明

附图示出示例并且与说明书一起用来阐释本公开的基本特征。附图的元件不一定是彼此按比例的。相同的附图标记可以表示相应的、类似的或相同的部件。

图1A和1B示出包括声学传感器、逻辑电路和触发器的电子关断装置的示意图。

图2示出另外的电子关断装置的侧视图，该电子关断装置包括载体，在该载体上布置有电子关断装置的组件。

图3包括图3A至图3D并且示出相对于待关断设备以各种方式布置的电子关断装置的其他示例。

图4示出另外的电子关断装置，其包括存储器。

图5示出另外的电子关断装置，其包括能够彼此无线通信的两个单元。

图6示出根据一个示例的电子关断装置的操作流程。

图7是用于关断设备的方法的流程图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图和附图中示出的示例。然而，对于本领域技术人员来说可见的是，可以利用更少程度的具体细节来实施本公开的一个或多个方面。在其它情况下，以示意的形式示出已知的结构和元件，以便方便描述本公开的一个或多个方面。

此外，虽然可以关于多个实现方式中的仅一个实现方式来公开示例的特定特征或特定方面，但是这样的特征或这样的方面可以与其他实现方案的一个或多个其他特征或方面组合，如对于任何给定或特定应用可能是期望和有利的那样，除非另有特别声明或存在技术限制。此外，只要在详细描述或权利要求中使用概念“包含”、“具有”、“带有”或其其他变型，这样的概念以与概念“包括”类似的方式具有包容的含义。

应当理解，本文描述的各种示例的特征可以彼此组合，除非另有特别说明。

图1示出电子关断装置100，其包括声学传感器110、逻辑电路120和触发器130。

声学传感器110被构造成检测信号发生器的声学信号，逻辑电路120被构造成将该声学信号与其它噪声区分，并且触发器130被构造成一旦逻辑电路120识别出该声学信号就输出关断信号。

信号发生器例如可以是烟雾报警器。更一般地，信号发生器也可以是警告单元，其被构造成当检测到危险源时输出信号。这种危险源例如可以是热量产生、辐射增加、有毒的或对环境有害的蒸汽或液体的逸出等等。

逻辑电路120可以被构造成识别信号发生器的警告音，其中警告音警告烟雾增多。但是，逻辑电路120也可以被构造成识别信号发生器的其他类型的声学信号，例如针对诸如CO₂、CO、甲烷的气体或气体浓度、温度或温度变化、液体的警告，或者针对信号发生器的低电池电量的警告。

电子关断装置100例如可以用于当信号发生器输出声学信号时关断电设备，例如厨房设备，诸如炉灶、烤箱、微波炉、烤面包器或例如电辐射加热器，也或者关断利用燃料运行的设备，例如燃气灶、煤气烤炉也或者供暖装置或加热体。电子关断装置100例如可以用于当信号发生器输出声学信号时关断热源。此外，电子关断装置100例如可以用于，当例如检测到火灾或泄漏并且相应的信号通过信号发生器输出时，闭合阀门，以便阻止气体或液体继续流动。关断装置同样可以是阀门或保险装置的组成部分。

电子关断装置100例如可以设计用于，帮助将电设备从电网或从电源断开，或者将利用燃料(例如燃气或石油)运行的设备从燃料供应断开。这种断开例如可以包括中断电流供应或者说闭合燃料阀门。

根据一个示例，关断装置100本身可以具有开关，该开关用于中断或建立电流供应或者说闭合或打开阀门。根据另一个示例，关断装置100仅被设计用于将关断信号传输给开关，该开关本身不是关断装置100的一部分。开关可以包括例如继电器、MOSFET或任何其他合适的开关功能。

由于借助于电子关断装置100可以关断表示热源的设备，因此可以降低危险火灾的危害。例如，当由于(例如对于炉灶上的食用油的)过多加热作用产生烟雾、但还没有燃起火焰时，信号发生器就已经可以输出警告音。无需人工干预地立即关断热源(在此情况下是炉灶)停止了进一步的加热作用并且由此可以防止火焰燃起。

电子关断装置100的声学传感器110可以是任何合适的声学传感器，例如麦克风、尤其是硅麦克风。

逻辑电路120例如可以是数字逻辑电路也或者可以是模拟逻辑电路。逻辑电路120可以例如在微处理器、机器学习IC、ASIC或任何合适的半导体系统中实现。根据一个示例，逻辑电路还可以包括评估单元，尤其是可以包括处理器的评估单元。由此能够使统计式的评估影响关断装置的特性。能被输送给逻辑电路的一个或多个已知的模式可以被存储在存储器中。

触发器130可以包括适于输出关断信号的任何信号输出。触发器130可以例如设计成输出电关断信号、无线关断信号或光关断信号。触发器130因此例如可以有线或无线地与所提到的开关连接，以用于断开或建立电流供应或燃料供应。

根据一个示例，电子关断装置100可以被构造成本身控制电流供应或阀门。这意味着，当电子关断装置100被接通时，可以接通电流供应或打开阀门，并且当电子关断装置100被断开时，可以断开电流供应或闭合阀门。在这种情况下，电子关断装置100可以设计成通过关断信号本身被关断，并且由此中断电流供应或闭合阀门。

图1B示出电子关断装置100'，除了电子关断装置100'还包括开关之外，该电子关断装置可以与电子关断装置100相同。开关140可以被构造成触发电子关断装置100'和/或待关断设备的接通或断开。开关140可以是用户控制的或时间控制的。用户控制的开关140可以例如包括按钮，用户可以利用该按钮来再次接通电子关断装置100'。用户控制的开关140例如可以被设计用于，用户在存在关断信号时操纵开关140(关断信号的存在例如可以通过警告灯和/或警告信号通知给用户)。时间控制的开关140例如可以包括时间电路，该时间电路在确定的时间段结束之后或者在确定的时间点再次接通电子关断装置。

图2示出电子关断装置200，电子关断装置可以与电子关断装置100和100'类似或相同。

电子关断装置200被设计为包括载体210和布置在载体上的组件的半导体模块。载体210可以包括例如印制电路板(PCB)。这些组件可以通过载体的导体线路彼此电连接。

根据一个示例，声学传感器110和逻辑电路120可以作为两个分离的组件布置在载体210上(如在图2中所示)。然而也可能的是，声学传感器110和逻辑电路120被集成在公共组件中，例如被单片集成。

电子关断装置200可以具有可以布置在载体210上的其他组件，例如接口220。接口220可以用于给电子关断装置200供应电压。然而也可能的是，代替或除了接口220之外，电子关断装置200具有内部电压源，诸如电池。

电子关断装置200可以被构造成安装在待关断设备中。待关断设备(例如炉灶)例如可以具有控制电子装置，并且电子关断装置200可以是控制电子装置的一部分。然而也可能的是，电子关断装置200不是待关断设备的控制电子装置的一部分，并且可以作为独立组件安装到待关断设备中。

根据另一个示例，电子关断装置200并不构造成安装在待关断设备中。代替地，电子关断装置200可以被构造成布置在待关断设备的电源插头或电源接口与电源或插座之间，或者布置在插座中、或者在电保险装置中或阀门处。

在图3A至3C中示例性地示出不同的可行方案，如电子关断装置100或200和待关断设备可以相对彼此布置。

图3A示出一个示例，根据该示例，电子关断装置100或100'(也或者200)集成到待关断设备300中。

例如，设备300可以被设计成使得在制造该设备时已经一起安装了电子关断装置100。然而也可能的是，设备300和/或电子关断装置100被构造成使得该设备300被加装有电子关断装置100。

图3B示出一个示例，根据该示例，电子关断装置100或100'没有被集成到待关断设备300'中，而是被集成到外部保险装置310中。外部保险装置310可以例如是保险盒。

待关断设备300'可以与由外部保险装置310保护的电流接口320连接。在电子关断装置检测到信号发生器330的声学信号并且输出关断信号的情况下，电流接口320通过外部保险装置310与电网断开并且从而关断设备300'。

图3C示出另一个示例，根据该示例，电子关断装置100或100'被布置在设备300'的外部。

在图3C的情况下，电子关断装置100可以被设置成布置在设备300'和电流接口320之间。电子关断装置100可以设计成是布置在设备300'和电流接口320之间的中间装置340的一部分。

中间装置340可以例如是中间插头或复式插头，其中设备300'的电源插头与中间插头或复式插头连接，并且中间插头或复式插头又与电流接口320连接。

图3D示出另一个示例，根据该示例，设备300'与电子关断装置100'连接。电子关断装置100'具有开关140，该开关可以被构造成断开或建立设备300'与电流接口320的连接。电子关断装置100'还可以具有其它组件360，例如声学传感器110、逻辑电路120和触发器130。开关140可以被构造成手动操作，也或者自动断开(例如，当触发器130输出关断信号时)或重新建立与电流接口320的连接。

在图3B至3D中示出的示例可以具有优点，即，设备300'不必配备有或者加装有电子关断装置100或者说100'。例如，出于位置原因或成本原因，将电子关断装置100或100'集成到设备300'中可能是不可行的或不合理的。在图3A中示出的示例又可以具有优点，即，电子关断装置100或100'在设备300中随时可用，而不需要其他步骤，如安装到外部保险装置310中或使用中间装置340。

根据图3B至图3D中示出的示例，待关断设备300'与电流接口320连接。然而，根据另一个示例，该接口也可以是气体接口或油接口。根据另一个示例，该接口可以是通过阀门调节的接口。

图4示出另外的电子关断装置400，除了下面描述的区别之外，该电子关断装置可以与电子关断装置100、100'和200类似或相同。

电子关断装置400具有声学传感器110、逻辑电路120和触发器130，并且附加地具有存储器410。存储器410可以例如与逻辑电路120连接。

根据一个示例，存储器410可以与声学传感器110、逻辑电路120和触发器130一起布置在载体210上(参见图2)。存储器410可以例如通过载体210与逻辑电路120连接。

存储器410可以是任何合适类型的存储器，并且存储器可以被设计成仅提供读取访问，或者存储器410可以允许读取访问以及写入访问。

存储器410可以被构造成存储来自信号发生器的声学信号的特性。这些特性可以例如被预先确定并且在制造电子关断装置400期间被加载到存储器410中。但是也可能的是，电子关断装置400被构造成根据信号发生器的声学信号被训练。例如，电子关断装置400可以被构造成，根据特定的、在相应的家政中使用的信号发生器的声学信号被训练。此外可能的是，电子关断装置400被构造成事后获得包括例如新特性的更新。

逻辑电路120可以被构造成判断：由声学传感器110检测的信号是否具有该特性。为此，逻辑电路120可以被构造成访问存储器410，并且将检测到的信号与存储的特性进行比较。

根据一个示例，特性可以包括声音频率范围和/或信号持续时间和/或音量。该声音频率范围可以例如覆盖人可听到的范围，并且该声音频率范围可以覆盖例如2.5kHz或更大，尤其是2.5kHz至4kHz。信号持续时间可以是例如1秒或更长、2秒或更长、3秒或更长和/或周期性重复的音调。音量例如可以为80dB或更大，也或者为90dB或更大。

根据一个示例，逻辑电路120可以将具有单个或全部特性的检测到的信号识别为信号发生器的声学信号。

图5示出电子关断装置500的另一个示例，除了下面描述的区别之外，该电子关断装置可以与电子关断装置100、100'、200和400类似或相同。

电子关断装置500包括第一单元510，该第一单元具有声学传感器110和发送接收器520。第一单元510可以设计成被集成到待关断设备中。第一单元510例如可以包括如图2中所示的具有载体210的半导体模块。

第一单元510能够设计成，借助于声学传感器110检测信号发生器的声学信号，并且借助于发送接收器520将声学信号的数据无线地传输给电子关断装置500的第二单元530。无线传输例如可以根据WLAN或蓝牙标准进行。根据另一个设计方案，数据能够借助于有线传输、例如通过所谓的电力线通信来实现。

第二单元530可以包括另外的发送接收器540和评估逻辑550。发送接收器540可以被构造成接收关于声学信号的数据，并且评估逻辑550可以被构造成将信号发生器的声学信号与其他噪声区分。评估逻辑550可以与逻辑电路110类似地或相同地构建。

第二单元530可以是被构造成与多个第一单元510通信的中央单元。根据一个示例，第二单元530可以与一个/多个第一单元510一起被安置在建筑物、家庭、住宅、工厂、工业设施、隧道、帐篷等中。根据另一个示例，第二单元530可以并不安置在家庭中，而是由供应商提供。在这种情况下，第二单元530可以例如通过因特网与多个家庭、建筑物、住宅、工厂、工业设施、隧道、帐篷等的第一单元510处于通信中。第二单元530也可以部分地或完全地通过软件来实现，并且代替发送接收器540也使用因特网接入点的发送接收装置。

在评估逻辑550识别到信号发生器的声学信号的情况下，第二单元530可以将关断信号发送给第一单元510。

根据一个示例，也可能的是，第一单元不包括发送接收器520，而是仅包括一个发送器。在这种情况下，在电子关断装置500中可以设置另外的单元，该单元包括接收器和用于断开电流供应或燃料供应的开关。根据另一个设计方案，开关可以被设计成可独立于接收器操作，例如通过手动操纵。开关例如可以构造为半导体开关。优选地，半导体开关可以基于半导体材料如GaN、SiC、Si或半导体技术如MOSFET、IGBT、双极技术等来实现。

图6示出根据一个示例的电子关断装置(例如，电子关断装置100、100'、200、400或500)的操作流程600。

在601处，电子关断装置处于准备模式中。在602处，例如电子关断装置的逻辑电路判断是否已经检测到信号发生器的声学信号。这可以包括逻辑电路将接收的噪声识别为这种声学信号或另外的噪声。

如果没有检测到信号发生器的声学信号，那么电子关断装置保持在准备模式中。然而，如果已经检测到信号发生器的声学信号，则在603处输出关断信号。

图7是用于关断设备的方法700的流程图。方法700可以例如借助于电子关断装置100、100'、200、400或500中的一个电子关断装置来执行。

方法700包括：在701处，通过声学传感器检测信号发生器的声学信号，在702处，通过逻辑电路将声学信号与其他噪声区分，并且在703处，一旦逻辑电路识别出声学信号，就通过触发器输出关断信号。

根据一个示例，方法700还可以包括过滤由声学传感器接收的噪声，以通过逻辑电路分析接收的噪声的特定频率范围和/或特定最小音量。此外，方法700可以包括将来自信号发生器的声学信号的特性存储在存储器中，以及通过逻辑电路确定由声学传感器检测的信号是否具有该特性。

示例

下面借助于详细的示例更详细阐释电子关断装置和用于关断设备的方法。

示例1是一种电子关断装置，包括声学传感器、逻辑电路和触发器，该声学传感器被构造成检测信号发生器的声学信号，该逻辑电路被构造成将该声学信号与其他噪声区分，该触发器被构造成一旦逻辑电路识别出该声学信号就输出关断信号。

示例2是根据示例1所述的电子关断装置，其中电子关断装置被构造成安装在待关断设备中。

示例3是根据示例1所述的电子关断装置，其中电子关断装置能够布置在待关断设备的电源接口与电源或插座之间，或者布置在插座中或电保险装置中或阀门处。

示例4是根据前述示例中任一项所述的电子关断装置，其中关断信号能够关断该关断装置。

示例5是根据前述示例中任一项所述的电子关断装置，还包括：开关，该开关能够触发所述关断装置的接通或断开。

示例6是根据示例5所述的电子关断装置，其中开关是用户控制的或时间控制的。

示例7是根据前述示例中任一项所述的电子关断装置，还包括：存储器，该存储器被构造成存储来自信号发生器的声学信号的特性，其中逻辑电路被构造成判断：由声学传感器检测的信号是否具有所述特性。

示例8是根据示例7所述的电子关断装置，其中所述特性包括声音频率范围和/或信号持续时间和/或音量。

示例9是根据示例1所述的电子关断装置，其中所述电子关断装置被构造成，由待关断设备供应电压。

示例10是根据前述示例中任一项所述的电子关断装置，其中电子关断装置的所有组件都布置在公共载体上。

示例11是根据示例10所述的电子关断装置，其中公共载体是印制电路板。

示例12是一种电设备，包括：用于将待关断设备与电网连接的电连接和根据示例1的电子关断装置。

示例13是根据示例12所述的电设备，其中待关断设备是用于产生热的装置。

示例14是根据示例13所述的电设备，其中该装置是炉灶、烤面包机、烤箱、微波炉、辐射加热器或阀门。

示例15是一种用于关断设备的方法，所述方法包括：通过声学传感器检测信号发生器的声学信号，通过逻辑电路将所述声学信号与其它噪声区分，并且一旦所述逻辑电路识别声学信号，就通过触发器输出关断信号。

示例16是根据示例15所述的方法，其中声学传感器、逻辑电路和触发器被安装在待关断设备中。

示例17是根据示例15或16所述的方法，还包括：过滤由声学传感器接收的噪声，以通过逻辑电路分析所接收的噪声的特定频率范围和/或特定最小音量。

示例18是根据示例15至17中任一项所述的方法，还包括：将来自信号发生器的声学信号的特性存储在存储器中，并且通过逻辑电路确定：由声学传感器检测的信号是否具有该特性。

示例19是根据示例15至18中任一项所述的方法，还包括：将关于声学信号的数据无线或有线地通信到评估单元，评估在评估单元中的数据，并且将指令无线或有线地通信到触发器上以输出关断信号。

示例20是根据示例15至19中任一项所述的方法，还包括：从电网向声学传感器、逻辑电路和触发器供应电压。

虽然本文已经展示和描述了具体示例，但是本领域普通技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，多个备选的和/或等同的实现方式可以代替所示出和描述的具体示例。本申请旨在覆盖本文所讨论的具体示例的任何适配或变化。因此，意图是本公开仅由权利要求和其等同物限制。

Claims (21)

1.一种电子关断装置，包括：

声学传感器，所述声学传感器被构造成检测信号发生器的警告音，

逻辑电路，所述逻辑电路被构造成将所述警告音与其他噪声区分，和

触发器，所述触发器被构造成一旦所述逻辑电路识别到所述警告音就输出关断信号。

2.根据权利要求1所述的电子关断装置，其中所述电子关断装置被构造成安装到待关断设备中。

3.根据权利要求1所述的电子关断装置，其中所述电子关断装置能够布置在所述待关断设备的电源接口与电源或插座之间、或者布置在所述插座中或电保险装置中或阀门上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电子关断装置，其中所述关断信号能够关断所述关断装置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电子关断装置，还包括：

开关，所述开关能够触发所述关断装置的接通或断开。

6.根据权利要求5所述的电子关断装置，其中所述开关是用户控制的或时间控制的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电子关断装置，还包括：

存储器，所述存储器被构造成存储信号发生器的警告音的特性，

其中所述逻辑电路被构造成判断：由所述声学传感器检测的信号是否具有所述特性。

8.根据权利要求7所述的电子关断装置，其中所述特性包括声音频率范围和/或信号持续时间和/或音量。

9.根据权利要求1所述的电子关断装置，其中所述电子关断装置被构造成，由所述待关断设备供应电压。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电子关断装置，其中所述电子关断装置的所有组件都布置在公共载体上。

11.根据权利要求10所述的电子关断装置，其中所述公共载体是印制电路板。

12.一种电设备，包括：

用于将待关断设备与电网连接的电连接，和

根据权利要求1所述的电子关断装置。

13.根据权利要求12所述的电设备，其中所述待关断设备是用于产生热的装置。

14.根据权利要求13所述的电设备，其中所述装置是炉灶、烤面包机、烤箱、微波炉、阀门、保险装置或辐射加热器。

15.一种用于关断设备的方法，所述方法包括：

通过声学传感器检测信号发生器的警告音，

通过逻辑电路将所述警告音与其它噪声区分，并且

一旦所述逻辑电路识别到警告音，就通过触发器输出关断信号。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在存在所述关断信号时，以用户控制的方式关断所述设备。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述声学传感器、所述逻辑电路和所述触发器被安装在所述待关断设备中。

18.根据权利要求15至17所述的方法，还包括：

过滤由所述声学传感器接收的噪声，以通过所述逻辑电路分析所接收的所述噪声的特定频率范围和/或特定最小音量。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，还包括：

将信号发生器的警告音的特性存储在存储器中，并且

通过所述逻辑电路确定：由所述声学传感器检测的信号是否具有所述特性。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，还包括：

将关于所述警告音的数据无线或有线地通信到评估单元，

在所述评估单元中评估所述数据，并且

将所述指令无线或有线地通信到所述触发器，输出所述关断信号。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，还包括：

从电网向所述声学传感器、所述逻辑电路和所述触发器供应电压。

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