CN116013021A - 电气安全装置和系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种电气安全装置和系统，该电气安全装置包括：插座，其布置为容纳电器的电插头以将电流供应连接至电器；热传感器，其布置为当电插头容纳在插座中时检测电插头的表面温度；以及与热传感器通信的处理器，该处理器配置为确定感测到的表面温度何时超过预定阈值。本发明还包括电气安全系统，该电气安全系统包括被配置为与远程装置通信的电气安全装置。该装置和系统可以提供电气故障和危险的早期检测，以减少火灾的风险。

Description

电气安全装置和系统
本申请是是申请号为“201980058889.X”，申请日为“2019年7月16日”，题目为“电气安全装置和系统”专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于检测电气危险(electrical hazard)的存在的电气安全装置以及用于检测和解决电气危险的多个互连的电气安全装置的系统。
背景技术
近年来，由于家用电器故障而引起的火灾风险日益受到关注。据报道，40％的意外房屋火灾是由电器和供电引起的。这些火灾中的许多是由于小的电涌或环境条件的变化引起的，如果其在较早阶段处被检测到并解决，则可以缓解。像这样，在现代时代，越来越多的家用装置需要持续的电气连接，因此必须采取措施以确保使用这种电器的家庭的用户和居民的安全。
一种方法是在家庭中安装传感器，以检测指示火灾存在的参数(诸如烟、CO、CO2或有害气体)。这些传感器能够感测火灾风险，并发出警报警告附近的居民。然而，通常在识别出此类迹象时，火灾已经开始，并且因此要完全防止破坏并消除对建筑物居住者的危险为时已晚。此外，这种方法不能总是保证会吸引附近居民的注意，并且已经示出这种系统不能显着减少家庭火灾的发生。此外，如果家庭的居民不在，居民通常没有办法知道家庭中发生了什么，并且可能要几周后居民才能真正了解检测到的参数以及火灾的潜在破坏性影响。
因此，需要一种能够在较早的阶段处检测潜在火灾风险并一旦检测到就防止或减轻火灾风险的影响的系统。
本发明寻求解决上述问题中的至少一些。
发明内容
根据本发明的电气安全装置包括：插座，其布置成容纳电器的电插头以将电流供应连接至电器；热传感器，其布置成当电插头被容纳在插座中时检测电插头的表面温度；以及与所述热传感器通信的处理器，所述处理器被配置为确定感测到的表面温度何时超过预定阈值。
通过检测电器的电插头的表面温度并且识别表面温度何时超过预定阈值，根据本发明的电气安全装置可以在比常规电气危险检测方法更早的阶段处识别可能的危险。
尽管热传感器被配置为检测电器的表面温度，但是其同样能够检测火焰的存在或环境温度的升高。热传感器优选地布置成检测电插头壳体和电缆中的至少一个、优选地两者的表面温度。
处理器可以被配置为确定表面温度何时显示指示潜在电气危险的行为。例如，其可以被配置为确定跨壳体的表面和/或电插头的电缆的温度梯度何时超过特定水平、何时跨插头的表面温度分布显示特定的行为或表面温度的变化率显示特定的行为。处理器可以使用机器学习算法，并且可以被训练以识别指示特定危险的这种行为。电气安全装置可以另外地包括存储器，该存储器被配置为保持与同特定危险相关联的表面温度行为有关的数据，其中处理器被配置为接收来自热传感器的表面温度数据，并将其与存储在存储器中的数据进行比较以确定危险的存在。处理器可以被配置为基于与一个或多个传感器组合的热传感器的输出来确定危险的存在，例如，机器学习算法可以基于传感器的组合的输出来确定危险的存在。
优选地，热传感器是红外传感器，诸如红外热成像传感器。特别地，优选地热传感器是包括热电堆检测器像素阵列的红外摄像机。以这种方式，可以确定表面温度的高度准确的读数，以便可靠地识别危险。使用热成像允许测量热温度的分布和变化，允许收集更多信息，以在更早期阶段处更可靠地识别电气危险。
优选地，热传感器包括提供宽视场的透镜，例如在30度至90度之间，优选地大约60度。
优选地，热传感器被配置为当电源插头(electrical mains plug)被容纳在插座中时提供电源插头的表面温度的非接触式测量。这提供了一种识别温度的更准确方式，并且避免了将传感器精确定位成与电源插头接触的需要，这在如果传感器在装置的使用寿命期间轻微移动的情况下可能导致测量不成功。
优选地，电气安全装置包括壳体，其中，插座设置在壳体的表面中；其中，热传感器布置成在插座的位置处检测壳体外部的区域中的温度。通过测量位于电气安全装置外部的插头部分(即，插头壳体而不是插脚)，该测量不受电气安全装置本身的电气组件的热量影响，并且它允许用于对插头主体的实质部分进行成像，在该部分中火灾最有可能开始和/或蔓延。
优选地，插座包括多个凹槽，并且热传感器布置在插座凹槽之间在壳体内并且被指向壳体之外，以便当电源插头容纳在插座中时检测电源插头的下侧表面的温度。可替选地，热传感器设置在壳体的与插座相邻的表面上，并且热传感器沿着壳体的外表面指向，以在容纳在插座中时检测电源插头和所连接的电缆的侧表面的温度。两种布置都允许对插头壳体的实质部分进行成像，以准确确定表面温度测量结果。后者允许将热传感器放置在距离插头更远的距离，从而允许测量插头的更大部分。前者允许将热传感器完全容纳在电气安全装置的壳体内，使得对其进行保护。
在一个示例中，电气安全装置是插入式适配器单元，该插入式适配器单元还包括：插头部件，其布置成容纳在电源插座(mains electrical socket)中，该插头部件相对于插座定位为，使得当插头部件容纳在电源插座中时，电器的电源插头可以容纳在电气安全装置的插座中。通过简单地将适配器单元的插头部件插入到电源插座中并且将要监视的电器插入到适配器单元的插座中，这允许电气安全装置与建筑物中的现有电源插座一起使用。
在另一个示例中，电气安全装置是电源插座面板。优选地，电源插座面板被配置为安装在诸如墙壁的表面上，以与干线电气布线对接。特别地，电气安全装置是电源插座仪表板单元，其可以例如通过将装置在电气接入点处拧到墙壁上而代替常规的电源插座单元安装在建筑物中。这允许将电气安全装置安装在整个建筑物中，以监视所有电器。
优选地，电气安全装置还包括继电器开关，该继电器开关被配置为当处理器确定出插头的表面温度超过预定阈值时将连接至电气安全装置的电器与干线电流供应断开。以此方式，如果电器的插头的温度达到被认为是危险的水平，则电气安全装置可以阻止向电器的电流供应，从而解决该危险。
电气安全装置可以具有一个、两个或多个插座，其中每个可以具有其自己的电流传感器和继电器开关。
优选地，电气安全装置包括一个或多个无线通信链路，其被配置为与远程装置通信。这允许电气安全装置在整个建筑物的电气安全系统(即电气安全装置网络)中采用，以识别风险、警告用户并解决风险。优选地，电气安全装置被配置为通过Wi-Fi网络和窄带射频网络与其他电气安全装置和/或远程装置通信。这在其中一个网络发生故障的情况下提供了应急措施。
优选地，电气安全装置包括一个或多个附加的局部传感器，一个或多个局部传感器包括以下中的一个或多个：烟雾和/或气体传感器；一氧化碳传感器；湿度和/或水传感器；以及电流传感器，允许装置感测更大范围的危险的存在并更可靠地识别危险。在优选的示例中，电气安全装置包括以下中的每个：烟雾和/或气体传感器；一氧化碳传感器；以及电流传感器；其中，处理器被配置为确定由每个传感器感测到的对应参数是否超过预定阈值。传感器的这种组合允许可靠地识别与电气设备有关的基本上所有家庭危险。优选地，处理器被配置为基于传感器的组合的输出来识别危险的存在。特别地，处理器使用组合方法，其中多个传感器的输出用于更可靠地识别风险。例如，处理器可以采用机器学习算法，该机器学习算法使用多个传感器的输出来识别风险。以这种方式，与基于单个传感器的输出相比，可以更可靠地识别危险。例如，电流传感器和热传感器的输出的组合可以用于更可靠地识别电气故障的存在。
电气安全装置被配置为使得每个感测到的参数具有指示危险的存在的对应阈值或行为。该装置可以包括存储器，该存储器存储包括这样的阈值和行为改变模式的数据，使得处理器可以将感测到的参数与对应的数据进行比较以识别潜在风险的存在。类似地，与基于单个传感器的输出相比，处理器可以将感测到的参数组合的行为与存储在存储器中的响应数据进行比较，以更可靠地识别危险的存在。
该装置可以另外包括水传感器；其中所述电气安全装置包括容纳所述插座、所述热传感器和所述处理器的主体；并且所述水传感器布置成定位于所述电气安全装置的主体下方的表面上，其中所述水传感器可通过有线或无线连接而连接至所述主体。这还允许识别出漏水，当与电气故障结合时，这可能特别危险。处理器可以被配置为结合一个或多个其他传感器来分析水传感器的响应，以更可靠地确定危险的存在。
电气安全装置优选地还包括向用户提供警告的装置。该装置可以包括警报器或视觉警报，以在处理器确定出感测到的参数超过阈值时通知用户。该装置优选地还被配置为向诸如智能手机的用户装置发送警告，以通知用户识别出的危险的位置和类型。该装置还可以被配置为通知语音助手(诸如AppleTM Siri、GoogleTM Assistant、MicrosoftTMCortana、AmazonTM Alexa)以通知用户并提供有关危险和方向的信息，诸如退出建筑物的路线。
当设置在包括一个或多个电气安全装置和一个或多个远程装置的电气安全系统中时，电气安全装置提供进一步的优点。以这种方式，装置可以进行通信以将风险通知用户，并自动地或在用户提示时采取行动来解决危险。
在本发明的另一方面，提供了一种电气安全系统，包括：根据前述权利要求中任一项所述的电气安全装置；以及一个或多个远程装置；其中，电气安全装置包括通信链路，并且电气安全装置被配置为当处理器确定出电源插头的表面温度已超过预定阈值时，使用通信链路将信号发送到远程装置。
以这种方式，远程装置可以警告用户或采取行动来解决潜在危险。远程装置包括连接到网络的另一个其他装置，其不是如上面描述的电气安全装置，例如智能手机、智能电视、语音助手装置或其他智能用户装置；遥控阀；路由器或集线器；用于移动电话的扩展坞；火警；烟雾报警器；洒水系统。
优选地，通信链路包括无线通信链路，其中，无线通信链路优选地由以下一项或多项提供：窄带射频网络、Wi-Fi和蓝牙。电气系统可以包括一个或多个电气安全装置和一个或多个远程装置，其中电气安全装置和远程装置形成网状网络，电气安全装置和远程装置可以在该网状网络中进行通信。以这种方式，每个装置可以与其他装置通信，使得可以提供协调的行动和警告。优选地，电气安全装置和远程装置被配置为通过Wi-Fi网络和窄带射频网络两者进行通信，以在一个网络出现故障的情况下提供应急措施。窄带射频网络可以具体为868MHz频段。
优选地，至少一个远程装置包括智能用户装置，并且该智能用户装置被配置为在接收到来自电气安全装置的信号之后提供音频或视觉警告。例如，智能手机可以运行被配置为与电气安全系统一起操作的软件。该软件可以向用户显示警告、识别已识别的风险的位置、提供已识别的风险的详细信息、允许用户选择解决该风险的选项(诸如切断气、水、电的干线或局部供应)、激活自动喷水灭火系统、呼叫消防队或关闭电器。
优选地，至少一个远程装置包括语音助手装置(诸如AppleTM Siri、GoogleTMAssistant、MicrosoftTM Cortana、AmazonTM Alexa)，其中语音助手装置被配置为在接收到来自电气安全装置的信号时通知用户。语音助手装置可以配置为提供以下一项或多项：有关危险类型和位置的信息、提供用于响应的选项(例如呼叫紧急服务、激活隔离装置)或有关如何安全离开建筑物以避免危险的信息。
优选地，至少一个远程装置包括隔离单元，该隔离单元包括通信链路；其中，所述隔离单元被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号时限制水、气或电通过所述隔离单元的流动。以这种方式，隔离单元可以接收到来自电气安全装置的通信，该通信表明电器正在表现出指示故障的行为，并且该隔离装置可以采取行动来限制或防止服务向该特定电器、建筑物的一部分或整个建筑物的流动。
隔离单元可以采用几种不同的形式。在一个示例中，至少一个隔离单元包括局部水隔离单元，该局部水隔离单元布置成安装在去往电器的局部水连接处；局部水隔离单元包括：用于连接到电气安全装置的有线或无线连接；以及电动阀；其中，局部水隔离单元被配置为在接收到来自电气安全装置的信号时关闭电动阀以限制向电器供水。以这种方式，可以限制向特定电器、电器的群组或建筑物的区域供水，以防止水淹或电气故障通过水扩散。
优选地，至少一个隔离单元包括干线供给隔离单元，该干线供给隔离单元包括：至少一个电动阀，其布置成安装在自来水给水、集水箱或干线供气中；其中，干线供给隔离单元被配置为在接收到来自电气安全装置的信号后关闭电动阀以限制电源。优选地，至少一个隔离单元包括干线电气隔离单元(mains electrical isolation unit)，该干线电气隔离单元包括：干线电气切断开关；其中，电气隔离单元被配置为在接收到来自电气安全装置的信号时致动电气切断开关以切断电源供电。使用这些干线隔离单元，可以停止在整个建筑物内或向建筑物中的特定区域的气、电或水的进一步供应，以防止危险升级。
干线电气隔离单元可以连接到干线消费单元，并且被配置为致动干线消费单元上的电源开关以切断干线供给。可替选地，干线电气隔离单元可以集成在消耗单元或保险丝盒内。
隔离单元可以包括一个或多个局部传感器以识别局部危险。优选地，隔离单元包括处理器和以下的一个或多个：热传感器；烟雾和/或气体传感器；一氧化碳传感器；湿度和/或水传感器；电流传感器；其中，隔离单元被配置为当处理器确定出由局部传感器感测到的参数超过预定阈值时限制水、气或电的流动。
在本发明的另一示例中，提供一种具有集成的电气安全装置的电器，用于监视电器的内部组件的温度并识别潜在的危险。
特别地，提供了一种电器，包括：壳体；壳体内的电气组件，其被配置为提供电器的功能；热传感器，其布置成检测电气组件的表面温度；以及与所述热传感器通信的处理器，所述处理器被配置为确定感测到的表面温度何时超过预定阈值。
优选地，热传感器是红外传感器，诸如红外热成像传感器。特别地，优选地，热传感器是包括热电堆检测器像素阵列的红外摄像机。以这种方式，可以使用非接触式测量来确定内部电气组件的表面温度的高度准确的读数，以便可靠地识别危险。使用热成像允许测量热温度的分布和变化，从而允许收集更多信息，以在更早期阶段处更可靠地识别电气危险。优选地，热传感器包括提供宽视场的透镜，例如在40至80度之间，优选地大约60度。
优选地，热传感器被配置为在使用电气顺应性期间提供内部电气组件的表面温度的非接触式测量。这提供了一种更准确的识别温度的装置，并且避免了将传感器精确定位成与电气组件接触的需要，如果传感器在装置的使用寿命期间轻微移动，则可能导致测量不成功。热成像允许以非接触式方法收集更多信息，并通过电气组件的表面温度的某些指示性行为来识别电器内的火灾的风险。
电器优选是微波炉、煤气炉或电炉、锅炉、消费单元、洗碗机、冰箱和/或冰柜、洗衣机、滚筒烘衣机中的一种。
内部电气组件优选地包括以下中的一个或多个：电动机、压缩机、加热器、电源、保险丝、电路或可能过热的任何其他组件。
热传感器优选地安装在电器的壳体内，以便在不接触的情况下面对内部电气组件。优选地，热传感器是热像仪，以便对内部电气组件的表面积的很大一部分成像。
电器的处理器可以被配置为确定表面温度何时显示指示潜在电气危险的行为。例如，它可以被配置成确定何时温度梯度超过特定水平、何时跨插头的表面温度分布显示特定行为或表面温度的变化率显示特定行为。处理器可以使用机器学习算法，并且可以被训练以识别指示特定危险的这种行为。电气安全装置可以另外地包括存储器，该存储器被配置为保持与同特定危险相关联的表面温度行为有关的数据，其中处理器被配置为接收来自热传感器的表面温度数据，并将其与存储在存储器中的数据进行比较以确定危险的存在。
电器优选地还包括一个或多个无线通信链路，其被配置为与如上文所定义的电气安全装置和/或远程装置进行通信。这允许电器在整个建筑物的电气安全系统(如上面描述的)中采用，以识别风险、警告用户并解决风险。优选地，电器被配置为通过Wi-Fi网络和窄带射频网络与其他电气安全装置和/或远程装置通信。这在其中一个网络发生故障的情况下提供了应急措施。
优选地，电器包括一个或多个局部传感器。该一个或多个局部传感器包括以下一项或多项：烟雾和/或气体传感器；一氧化碳传感器；湿度和/或水传感器；电流传感器；其中，隔离单元被配置为当处理器确定出局部传感器感测到的参数超过预定阈值时限制水、气或电的流动。
上面关于电气安全装置描述的所有功能也可以在具有内部热传感器的电器中实施。电器也可以构成上面描述的电气安全系统的一部分。
附图说明
现在将参考附图仅借由示例描述本发明的实施例，其中：
图1示意性地示出了以电源插座面板形式的根据本发明的电气安全装置；
图2A和图2B示意性地示出了以电源插座面板形式的根据本发明的电气安全装置；
图3示意性地示出了根据本发明的电气安全装置，其采用插入式适配器单元的形式；
图4示意性地示出了根据本发明的电气安全装置，其采用插入式适配器单元的形式；
图5示意性地示出了根据本发明的电气安全系统的远程装置，其中该远程装置是干线供给隔离单元；
图6示意性地示出了根据本发明的电气安全系统的远程装置，其中该远程装置是干线供电隔离单元；
图7示意性地示出了根据本发明的示例性电气安全系统。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的电气安全装置100。电气安全装置100包括：插座120，其布置成容纳电器的电插头；以及热传感器110，其布置成当电插头被容纳在电气安全装置100的插座120中时，检测电插头的表面温度。电气安全装置100还包括处理器(在装置内部，并且未描绘)，该处理器与热传感器110通信并且被配置为确定插座120中容纳的电插头的感测到的表面温度何时超过预定阈值。由于热传感器110布置成检测在插座120中容纳的电插头的表面温度，所以电气安全装置100允许早期检测可能导致火灾的危险状况。特别地，房屋火灾的主要原因是由于电器中的电气故障引起的过热。可以通过电源插头连接的表面温度的升高来确定此类电气故障，使得通过监视此参数可以在电气故障升级之前检测到电气故障。
电气安全装置100还可以包括一系列功能，以在处理器确定出感测到的电插头的表面温度超过预定阈值时提供各种响应。特别地，电气安全装置还包括内部警报器，用于在插座120中容纳的插头超过预定阈值时提供警告，从而指示着火灾的风险。装置100可以包括继电器开关，用于停止电流通过电气安全装置100流向电器。装置100还包括无线通信功能，以便向诸如智能手机的用户装置发送警告并采取各种行动来减轻风险，包括切断供水或供气。电气安全装置100的这种扩展功能将在下面更详细地描述。
热传感器
如上面描述的，热传感器110被配置为当电插头被容纳在插座120中时检测与电插头相对应的区域中的温度，以便感测电插头的表面温度。热传感器110由红外传感器、特别是包括红外检测器像素阵列的红外摄像机提供。红外阵列传感器可以包括热电堆元件的8x8栅格阵列，其通过测量所发射的红外辐射来检测绝对温度。这种红外阵列传感器能够通过测量实际温度和温度梯度来提供热图像，从而允许对表面温度进行高精度测量并识别温度变化。红外阵列传感器优选地还包括透镜，用于提供增大的视角，使得即使当热传感器110定位在短距离之外时也可以对电插头的大面积进行成像。该透镜可以包括提供大约60度的视角的一体硅透镜。热传感器110优选地被配置为检测在-20℃至100℃的范围内的温度变化，从而允许在电故障的情况下在电插头开始加热时跟踪电插头的表面温度。热传感器110可以是例如通常用于运动检测、占用检测、人员计数和照明控制的Panasonic传感器。
热传感器110被布置成当电器的电插头连接到插座20时提供该电器的电插头的非接触式温度测量。非接触式热成像的使用允许对电插头作为整体进行成像，从而允许跨插头检测温度变化，而不是从如接触测量所需的单个点检测温度变化。此外，接触测量需要提供接触温度传感器，以便在将电插头容纳在插座120中时保持与该电插头接触。如果接触温度传感器被移出原来的位置，使得其不再与电插头接触，则其将不再提供准确的温度测量结果，使得存在着将无法检测到电器中的危险故障的风险。红外阵列传感器还提供了对由传感器接收到的热图像进行更复杂处理的可能性。例如，更高级的基于机器学习的算法可用于检测指示电器中的高风险故障的温度变化模式。
可以以多种不同的方式来定位热传感器，以实现电插头的表面温度的读取。在图1中，热传感器110定位于装置100的壳体130内在形成插座120的凹槽121之间。特别地，在容纳电插头的管脚的凹槽之间、在插座120的中心位置、在壳体130的表面中存在开口111。热传感器110定位于壳体内，面向装置100的壳体130之外。以这种方式，当插头容纳在插座120中时，热传感器110使插头的基面成像。开口111可以大于热传感器110的IR敏感阵列，并且热传感器可以凹进壳体内，面向通过开口，以便提供对容纳在插座部分120中的插头的下侧表面的更宽的视场。以这种方式，热传感器可以提供对容纳在装置100中的插头的下侧表面的区域的表面温度的非接触式测量。热传感器110可以同样地放置在多个可替选的位置中，以便提供容纳在电气安全装置100中的电插头的非接触式表面温度测量。
图2和图3示出了可替选的可能性，其中热传感器110定位于壳体130的表面上沿壳体130的表面131指向，以便测量电插头的表面温度。特别地，热传感器110可以模制在电气安全装置100的壳体130内。在该示例中，壳体130包括在表面131中的一体突出部分112，其容纳红外传感器，以便引导其沿着壳体130的表面朝向插座部分120。图2B示出了图2A的电气装置100的侧面轮廓视图。突出的壳体部分112在壳体130的表面131中可见。热传感器110保持在该突出的壳体部分112内，以便与壳体130的表面大致平行地对准。传感器110可以定位在围绕插座部分120的任何点处，例如从如图2A中示出的侧面、从如图3中示出的下面或从上面指向插座120。以这种方式定位传感器以便沿着壳体的表面指向允许传感器与插头保持距离，以便在插头容纳在插座中时在插头周围成像更宽的视场。假设热传感器110的透镜提供大约60°的视场，则可以对电插头的实质部分进行成像以在温度梯度出现时检测上升的温度梯度，从而允许更准确地检测与电气故障相关联的温度上升。
尽管热传感器110主要被配置用于检测表面温度，这允许早期检测可能的故障(在它们导致引起火花或火焰的显著温度升高之前)，但是热传感器可以同样清楚地检测到这种火花或火焰的存在(当它们由于IR辐射的显著发射而出现在插头中时)。因此，热传感器110允许早期检测与装置内可能的危险故障相关联的温度升高，并且该装置可以提供各种警告和行动以使这种故障的风险最小化，如现在将描述的。
电源插座面板装置
图2A示出了根据本发明的电气安全装置的各种进一步的功能。图1和图2A中示出的电气安全装置100是电源插座面板100，其被配置为例如使用螺钉101安装在墙壁或其他表面上的电气连接点处。图1和图2A的电源插座面板安全装置100包括由壳体130限定的基本平坦的主体，如在常规的电源插座面板或仪表板中那样。电气安全电源插座面板100被配置为定位在建筑物中的电气接入点处代替常规电源插座面板，以提供对抗火灾和电气故障风险的增强的安全性。在图1和图2A的示例中，电源插座面板100包括两个插座120，但是这种电气安全装置可以同样具有单个插座120或更多数量的插座120。类似地，尽管图1和图2A的装置100是以被配置为附接到墙壁或其他表面的面板的形式，但是其可以同样作为可移动的扩展插座提供，该可移动的扩展插座被配置为经由电缆附接到电源插座。
如在常规电源插座面板中那样，电源插座面板装置100包括开关102，用于接通到对应插座120的电流供应。在使用中，代替常规电源插座面板，通过使用螺钉101将电源插座面板装置100拧到位而将该电源插座面板装置100附接到墙壁。将电器插入装置100的插座120中，并且通过将开关102切换到接通位置来供应电流。插入热插拔插座120的电器插头的表面温度由热红外传感器110监视，该热红外传感器110面向沿着壳体130的表面，指向插座120。当处理器(未示出)识别出特定温度或温度变化时，装置100确定出可能的风险的存在并且可以采取许多行动。电气安全装置100首先包括内部警报器140，该内部警报器140被配置为在检测到危险时发出声音，以便警告周围区域的居住者。此外，电气安全装置包括无线通信链路，该无线通信链路被配置为与一个或多个远程装置进行通信。特别地，装置100被配置为经由通信链路与诸如智能手机之类的用户装置通信，以便警告用户潜在的电气故障的存在，并提供关于检测到的危险的类型及其在建筑物内的位置的进一步信息。
装置100包括重置开关141，该重置开关141用于重置装置100或在警报器140响起时使其静音。电气安全装置100进一步包括一系列状态LED，以向用户指示装置100正常运行。特别地，图2A的装置包括对应的LED，用于指示网络连接的状态、去往装置的电力以及对警报的声响。一系列LED 142设置在壳体130的表面上以向用户提供视觉警告。电气安全装置可以同样配置为经由无线通信链路与其他用户装置(诸如智能电视、智能手表或其他装置)进行通信，以指示潜在危险的存在并提供关于检测到的危险的详细信息。
附加传感器
除了热传感器110之外，电气安全装置100还包括多个附加传感器以检测危险的存在。特别地，电气安全装置包括烟雾和气体传感器113，其被配置为检测来自连接到电气安全装置100的任何电气装置的烟雾或装置100附近的烟雾和气体。电气安全装置100还包括一氧化碳传感器114，其被配置为检测电气安全装置100附近(例如来自煤气取暖器或锅炉)的一氧化碳。装置100还包括电流传感器115，用于监视供应给插入电气安全装置100中的电器的电流。该电流传感器定位于装置内，以测量插头的管脚与装置100的主体内的对应触点之间的电流。
传感器中的每个被电连接到装置内的处理器，使得处理器可以计算任何感测到的参数是否指示潜在危险。处理器被配置为通过识别感测到的参数的值何时超过预定阈值来确定潜在危险的存在。但是，更复杂的处理可以用于识别危险的存在，例如通过识别感测到的参数的变化率，或者在感测到的参数变化显示与危险的增加的风险相关联的特定行为或模式的情况下。处理器还可以被配置为基于传感器输出的组合来确定危险的存在，以便更可靠地识别风险。例如，处理器可以使用更复杂的算法，诸如基于机器学习的算法，其从多个传感器中获取输出，以便确定提升的风险。例如，在电流传感器和热传感器读数低于其对应的独立阈值的情况下，传感器读数的组合行为可能表示正在发展的危险，因此，这可以在比利用单个传感器更早的阶段处检测到。类似地，一个或多个参数的异常机会率可能指示危险的存在。装置100可以包括内部存储器，该内部存储器保持这样的传感器参数数据，其中处理器被配置为将接收到的数据与指示被保持在存储器中的危险的数据进行比较，以便识别危险的存在。处理器可以使用更复杂的算法，诸如机器学习算法，其可以被训练以识别与潜在危险的增加的风险相关联的参数变化。例如，机器学习算法可以包括神经网络(或支持向量机)，其功能是接收来自传感器的数据作为输入，并且一旦对模拟式危险的集合进行训练，就可以能够使用操作员可能没有预定设置的权重和阈值，从来自传感器的输入的组合中识别现实生活中的危险。在另一个示例中，线性回归模型可用于识别参数随时间的变化，以预测或估计风险水平。
电气安全装置100还可以包括水传感器116，该水传感器116布置成检测装置100附近的水的存在，如图2A中示出的。特别地，水传感器116可以包括水传感器主体117，该水传感器主体117被布置成位于电气安全装置100下方的地面上，以便检测在装置100下方的表面上的积水。水传感器主体117通过如图2A中示出的水传感器连接118连接到该装置。连接118可以包括插头，该插头插入装置侧面的对应插座中以将水传感器连接到内部处理器，使得处理器可以接收来自水传感器的信号以识别水的存在并使用到用户装置的警报或无线通信链路来警告用户。当电器存在电气故障时，水的存在可能特别危险，并且附加水传感器116可以检测来自家用电器或自来水的泄漏的存在，以便识别这种危险。
除了向诸如智能手机之类的远程装置提供警报或发送警告之外，电气安全装置100还可以自动采取行动，或在用户提示时对检测到的危险做出响应。以这种方式，电气安全装置100形成电气安全系统的一部分，其可以检测危险、警告用户并采取适当的行动来解决该危险。
电气安全系统还包括一个或多个远程装置，在图2A的示例中，该一个或多个远程装置是以隔离单元150的形式。该系统可以包括各种类型的隔离单元，其每个都包括与电气装置100的通信链路以及一些形式的致动装置，以在接收到来自电气安全装置100的信号时限制或切断水、气或电的流动，以便减轻危险的潜在影响。在图2A中，示出的隔离装置150是局部水隔离单元151，其包括诸如图5B中示出的电动阀。隔离单元150的电动阀151定位于冷水供应管线161中，该冷水供应管线161将水从干线供给输送到电器。局部水隔离单元包括到电气安全装置100的通信链路152，在图2A的示例中，该通信链路152采取电缆连接152的形式，其连接到电气安全装置100的壳体中的端口，使得来自处理器的信号可以被发送到电动阀151，以便致动该阀。以这种方式，当电气安全单元100使用传感器110、113、114、115、116之一检测到危险时，可以将信号发送到局部水隔离单元以致动阀151并切断电器(例如洗衣机或洗碗机)的供水。
电器可以插入与远程阀151连接的电气安全装置100中。以这种方式，可以例如经由电流传感器115或温度传感器110识别电器本身的电气故障，并且可以切断装置的供水，以防止来自故障电器的泄漏。类似地，如果连接到电气安全装置100的水传感器116经由装置100下方地面上的积水检测到泄漏的存在，则装置110的处理器可以经由通信链路152向局部水隔离单元150发送信号，以便切断供水。切断供水可以进一步减轻经由从特定电器泄漏水而传输危险电流的电气故障的危险。代替使用电缆连接152，局部水隔离单元150可以包括一种或多种无线通信模式，以便与电气安全装置100和电气安全系统内的其他远程装置进行通信。
电气安全装置100还包括装置100内的继电器开关，该继电器开关被配置为，当处理器经由从一个或多个传感器接收到的信号确定危险的存在时，断开与连接至电气安全装置100的电器的电流供应。以此方式，如果检测到电器内的故障，则可以立即停止通过电力安全装置100的来自干线供电的电力供应，以防止危险进一步发展。
插入式适配器安全装置
图3和图4示出了根据本发明的可替选电气安全装置200。图3和图4中示出的电气安全装置200是插入式适配器单元200，其被配置为插入电源插座并容纳电器的插头，使得来自电源插座的电流供应通过适配器单元200传输到电器。以这种方式，不是如图1和图2A中示出的安装电气安全装置面板100，而是可以将插入式适配器安全单元200简单地插入现有的电源端子并且将电器直接插入适配器单元200，以获得上面解释的增强的安全功能。
图3和图4中示出的电气安全装置200包括以上关于图1和图2A中示出的面板安全装置100描述的所有功能。特别地，其包括模制到装置200的壳体230中的红外阵列传感器210，以便在对应于插座220的外表面上的区域处跨外壳230的外表面指向，并且因此检测被插入适配器单元200的电器的插头的表面温度。电气安全适配器单元200还包括：在与插座220相对应的凹槽内的内置电流传感器215；烟雾和气体传感器213；一氧化碳传感器214；分离的水传感器116，其可以被插入装置200中，以便检测适配器200下方的地面上的水的存在；远程局部水隔离单元150，其被配置为关闭电动阀，以便停止水流动到洗衣机或洗碗机；内部警报器240；状态LED 242；开启/重置/静音开关241；以及内部处理器，其被配置为接收来自传感器中的每个的信号、分析这些信号以确定它们是否指示潜在危险的存在、并经由内部警报器240或通过向远程用户装置(诸如智能手机)发送警告来警告用户。
根据本发明的电气安全装置100、200中的每个可以存在的进一步的功能是内部电池备用，使得如果电源供电故障或由安全系统关闭，则电气安全装置100、200继续运行一定量的时间。因此，图3和图4的装置200与图1和图2A的装置之间的唯一区别在于，装置200是以图4中示出的插头部件223的适配器单元的形式，从而允许将装置插入电源电点。
远程干线供给隔离
构成本发明的电气安全系统的一部分的进一步的远程装置是图5A中示出的干线供给隔离单元250。干线供给隔离单元250包括至少一个电动阀251，该电动阀251布置成安装在干线供给中，例如自来水给水、集水箱或干线供气中。干线供给隔离单元250另外地包括布置成安装在干线供给附近的控制单元260。干线供给隔离控制单元260包括通信链路，用于将信号发送到电动阀251，以便切断干线供给。在图5A的示例中，电动阀151设置在自来水供应线162内，以便切断向房屋的自来水供应。干线供给隔离控制单元260包括通信链路252，该通信链路252被配置为接收来自诸如图1至图4中示出的电气安全装置的信号，并相应地控制电动式干线切断阀251，以便在电气安全装置网络中的电气安全装置100、200之一检测到危险的情况下切断干线供给。
干线供给隔离控制单元260还可以包括具有与电气安全装置100、200相似的功能的多个局部传感器，以便检测局部危险的存在并相应地切断干线供给。特别地，干线供给控制单元260可以包括：热传感器261，例如，如以上参考电气安全装置100、200所解释的，其被配置为检测局部附近火花、火焰或温度升高的存在；烟雾和气体传感器263；一氧化碳传感器264；以及可选的水传感器226，用于检测在控制单元260下方地面上积水的存在。干线供给隔离单元250因此具有检测局部危险的存在并相应切断干线供给以及警告网络中的其他装置所需的功能。干线供给控制单元260还包括内部警报器265，用于警告用户危险的存在，并且它还可以将信号传输到诸如智能手机或智能电视之类的用户装置，以利用检测到的危险的位置描述警告用户。与上面描述的装置一样，该装置也可以具有内部电池备用268。该装置可以经由连接269直接连接到干线供电。
因此，上面描述的干线供给隔离单元250就控制单元260而言提供了附加功能，该控制单元260具有用于检测局部危险的各种传感器。然而，如图5B中示出的，可以以电动阀251和无线接收器252(被配置为接收由电气安全装置100、200发送的信号)的形式更简单地设置不太复杂的干线供给隔离单元。在这种情况下，电动阀251位于干线供给线中，例如，自来水给水、集水箱或干线供气，并且包括无线接收器组件252，其简单地包括用于接收由电气安全系统内的电气安全装置发送的信号并致动阀门以切断干线供给的装置。
如图6中示出的，本发明的电气安全系统还可包括干线电气隔离单元350。干线电气隔离单元250包括干线电气隔离控制单元360，其具有与以上关于图5A描述的控制单元260完全相同的功能。特别地，其可以接收从电气安全系统网络中的电气安全装置100、200和远程装置发送的信号，并且可以使用一个或多个局部传感器来检测许多局部危险。电气隔离单元250与干线供给隔离单元250的不同之处在于，它包括到消费电气单元(或保险丝盒)内的电源开关351的有线或无线通信链路352。以这种方式，当干线供给隔离控制单元360从电气安全装置接收指示危险的检测的信号或者它利用控制单元360内的局部传感器中的一个或多个检测到局部危险时，内部处理器经由通信链路352将信号发送到消费单元353的电源开关351，该消费单元353切断电源。以这种方式，可以通过切断建筑物的电力供应来防止潜在的危险进一步蔓延。在可替选示例中，控制单元360的所有功能可以直接集成到消费单元/保险丝盒中。此外，与上面描述的隔离单元一样，可以提供一种更简单的版本，其简单地包括内置在消费单元353中的无线接收器以及致动器，所述制动器在当无线接收器接收到来自远程装置或电气安全装置100、200的信号时切换消费单元353中的电源开关351。
电气安全系统
图7示出了根据本发明的示例性电气安全系统网络400。电气安全系统400可以包括如上面描述的多个电气安全装置100、200和多个远程装置250、251、350、402。所有远程装置和电气安全装置都可能能够经由无线连接进行通信，例如无线电窄带频率、Wi-Fi和蓝牙。优选地，装置每个被配置为在两个通信信道上进行通信，使得所有装置可以作为故障保险在两种不同类型的网络上运行。在此示例中，装置可以经由Wi-Fi 404和无线电网状网络403(例如868MHz)进行通信。网络中装置中的每个的连接可以由中央智能集线器401管理，其连接到家用路由器405，并且可以管理各种远程装置和电气安全装置之间的连接。智能集线器401还可以具有在与先前描述的装置相关联的传感器、连接和警告方面的上面描述的功能。通过提供两个通信网络，如果一个网络出现故障，装置仍可以通信以提供警告或采取特定的响应来关闭干线供给，以减轻特定危险的风险。
如上面描述的，一个特定的远程装置可以是如图7中示出的智能手机402。智能手机(或其他智能用户装置)可以运行应用程序，用户可以利用该应用程序管理系统并接收警告。特别地，当检测到危险时，可以将信号发送到用户智能手机，并且该应用程序可以显示有关该危险的信息，例如，已检测到火灾、火灾的位置，并为用户提供解决风险的选项，例如通过切断电力供应或呼叫紧急服务。该应用程序还可以被配置为监视插入电气安全装置100、200的电器的电流使用。特别地，电气安全装置包括电流传感器，该电流传感器可以用于监视由插入到电气安全装置100、200中的特定装置所使用的电流量。以这种方式，用户可以监视电流使用并识别显示异常电流使用特性的任何潜在故障单元。
因为电流传感器测量每个插座提供的电流，所以电气安全系统还可以监视跨每个独立电气安全装置出口点的功耗。可以将这些数据提供给智能手机应用程序，并将其存储在存储器中，以允许用户优化其电力使用。这将提供更准确的电力消耗测量，并指出在一段时间内使用了比正常更多的电力的任何高电流项，并向智能手机发送警告。此外，它还可以用作安全系统，例如，如果一天中的某些时间处未检测到任何活动，则电气安全装置会警告您的智能手机。因此，这可以用来识别可能指示关注的活动缺乏，例如，对于独居的人，特别是可能更加处于风险中的那些病人或老人。
该应用程序还允许远程控制任何电气安全装置上的继电器开关，以打开或关闭特定插座处的电流供应。例如，该应用程序允许以下功能：打开或关闭、延迟打开或延迟关闭计时器、属性空闲时的随机模式。
电气安全系统400还可被配置为自动采取适当的行动，而无需经由用户装置402的用户输入。该自动行动可被编程为基于识别出的特定危险来执行。例如，在图7的系统中，如果通过连接到电气安全适配器单元200的水传感器116检测到水，则电气安全适配器单元可以向连接的局部水隔离单元150发送信号以致动远程阀151，以关闭向所连接的电器的局部供水并防止进一步泄漏。类似地，如果电气安全装置100、200中的电流传感器检测到电涌，或者红外热传感器检测到与电涌相关联的温度升高，则干线电气隔离单元350可以起到向消费单元353的电源开关351发送信号以切断电源的作用。
电气安全系统可以自动地或者当用户提示时(例如从控制界面(诸如智能手机应用程序))采取以下行动。
一旦电气安全装置识别出潜在危险，当处理器识别出来自传感器的输出超过对应的阈值时，电气安全装置可以采取以下行动中的一项或多项：
·发出局部警报
·在插入式适配器、单个插座上本地关闭电源，或在每个双插座出口上独立关闭电源。
·经由无线电MESH网络向集线器发送信号，以向经由AWS(Amazon Web Services)与系统配对的所有智能手机发送警告消息。集线器还可以通知第三方装置经由行业标准协议(即IFTTT(If This Then That))激活(其他第三方协议可用)。
·警告MESH网络上的其他装置激活发声器，关闭可配置的输出。
·警告语音助手装置提供有关危险的信息、用于响应的选项和对用户的指导，例如如何安全离开该位置。
·发送信号以激活干线冷给水和集水箱上的远程水隔离阀，并且远程气体隔离阀自动关闭。
·向干线隔离单元发送信号以远程跳开干线消费单元。
利用根据本发明的电气安全装置，提供了早期检测以在早期阶段识别危险。特别地，通过提供一种热传感器，当插入电气安全装置100、200中时，该热传感器被指向为检测电器的插头的表面温度，从而可以在电气安全故障升级为诸如火灾的危险之前检测出电气安全故障。由附加传感器提供的附加功能以及电气安全装置和远程装置之间的连接允许在更早期阶段处检测到危险、警告用户、并采取适当的行动来解决该危险。因此，本发明在可以利用其识别出潜在危险的速度以及允许自动解决危险和有效地警告用户的附加功能性方面比已知装置取得了进步。
具有集成热传感器的电器
另一可能性是提供一种具有集成的电气安全装置的电器。特别地，电器可以包括：壳体；壳体内的电气组件，其被配置为提供电器的功能；热传感器，其布置成检测电气组件的表面温度；以及与所述热传感器通信的处理器，所述处理器被配置为确定感测到的表面温度何时超过预定阈值。
特别地，电器可以是微波炉、煤气炉或电炉、锅炉、消费单元、洗碗机、冰箱和/或冰柜、洗衣机、滚筒烘衣机或充电器。
热传感器是如上面描述的红外阵列传感器，其布置在电器内，以便提供装置的内部电气组件的表面温度的非接触式测量。热传感器被安装，以便指向最容易过热的内部电气组件，诸如以下中的一个或多个：电动机、加热器、电源、保险丝和连接电路。热传感器使用透镜，使得其具有视场以覆盖被监视的电气组件的实质部分。集成在电器中的内部电气安全装置以与上面描述的电气安全装置完全相同的方式工作，除了它指向特定的内部电气组件而不是电器的插头之外，因此，以上描述同样适用于具有集成热传感器的电器。
电器还包括无线通信链路，因此可以将其集成到上面描述的电气安全系统中，以实现上面描述的过程和优点。
定义本发明各方面的附加陈述
根据本发明的系统包括通过网络连接的危险检测装置和缓解装置。系统的装置配备有无线网络功能，以允许彼此之间以及与外部移动通信装置(诸如智能手机)之间的通信。装置之间的通信可以使用局域网直接进行，也可以经由远程服务器进行。
一种电气安全插头适配器，包括：插座，其布置为容纳外部装置的插头；以及插头部件，其布置为插入外部电源的插座，诸如壁式电源插座。插头适配器通常布置为在电器(外部装置)和家用电源(壁式电源插座)之间提供选择性的电气连接。
适配器装置包括至少一个危险传感器，其能够确定潜在危险并将外部装置与电源断开。以这种方式，适配器装置可以提供对危险的局部检测，并防止外部装置加剧危险。例如，如果冰箱着火，则可以关闭冰箱的电源，这可以防止冰箱加剧火灾状况。另外，由于传感器更接近可能的危险原因，因此与常规检测系统相比，更早地检测危险是更有可能的。
插座和插头部件通过适配器的内部电路连接。内部电路可以包括继电器，该继电器被布置为选择性地控制插头部件和插座之间的电流。还考虑了用于选择性地关闭去往外部装置的电力供应的可替选装置。内部电路还可以包括用于无线通信的组件，诸如网状无线电网络、Wi-Fi和蓝牙芯片组。
适配器还包括集成的危险检测传感器集合，诸如CO、CO2、烟雾、气体、热、火焰和水检测传感器。传感器中的每个都通过内部电路连接到系统的网络。
烟雾传感器布置成感测周围的烟雾水平，并且可以包括布置成利用光学检测方法(诸如光电检测)或物理检测方法(诸如电离)中的一种或两种的感测组件。当感测到的周围烟雾水平超过阈值时，烟雾传感器与内部电路通信以指示火灾的风险。
气体传感器被布置为感测有害气体的周围水平，诸如可燃、易燃和有毒气体。气体传感器可以包括被布置为利用电化学、薄膜晶体管、光离子化、红外点、半导体检测方法中的任何一种或组合的感测组件。当感测到的环境有害气体水平超过阈值时，气体检测器与内部电路通信以指示气体泄漏或火灾的风险。
一氧化碳传感器布置成感测一氧化碳(CO)的环境水平。CO传感器可以包括被布置为利用仿生、电化学、光化学和半导体感测方法中的任何一种或组合的感测组件。当感测到的环境CO水平超过阈值时，CO检测器与内部电路通信以指示CO泄漏或火灾的风险。
该热传感器被布置为感测热能的环境水平，并且可以包括被布置为利用机械和半导体热感测方法中的一种或两种的感测组件。热传感器能够检测任何电器或故障电器的表面温度或明火(其继而引起短路和潜在的火灾)。当感测到的环境热能水平超过阈值时，热检测器与内部电路通信以指示火灾的风险。
附加的热传感器可以监视装置内的连接，以识别异常电流或引起局部危险的状况。进一步的IR热传感器可以创建局部区域的热图像，并在危险扩散之前识别危险。
在车载传感器之一检测到指示潜在危险和/或火灾的参数的情况下，适配器会自动致动继电器，使得插头部件和插座之间的电气连接被中断。这确保当适配器感知到潜在危险时，立即切断去往潜在危险电器的电源。
适配器还可以通过其网状无线电网络、Wi-Fi或蓝牙芯片组连接到系统网络。适配器可以使用Wi-Fi连接到互联网或局部网络，每个装置都可以相互通信或与中央服务器通信。还可以提供网状网络模块，该网状网络模块使能适配器与房屋处的装置进行通信，诸如以下描述的隔离单元或者位于房屋处的与该房屋处的所有装置进行通信的中央集线器。
如果无线通信装置(诸如智能手机)连接到网络，则插头可以与无线通信装置通信以发送警告。典型地，这种警告可以包括可见消息和/或可听声音。
适配器可以进一步包括一个或多个LED以指示适配器的状态。例如，一个LED可以指示警报状态，而另一个LED可以指示正常状态，并且另一个LED可以指示正在进行通信。
适配器可以布置成从壁式电源向各种家用电器提供电力。例如，适配器可以布置为连接到电源、咖啡机、微波炉、水壶、扩展插座、烤面包机、直发器、洗衣机、洗碗机、壁炉、电炉、滚筒式烘干机、冰箱/冰柜或消费单元。
可替选地，可以将上面描述的内部电路、无线通信模块和危险检测传感器内置到集成的壁式插座中。在使用中，如果在本地或从网络中的任何其他远程装置中检测到火、水、CO或CO2的危险等级，则集成的壁式插座将自动关闭以隔离向任何连接的电器供电。与网络中的其他装置一样，无线通信模块允许集成的壁式插座经由网状网络上的Wi-Fi和无线电窄带频率868MHz与网络中的其他装置进行无线通信。
在另一个示例中，上面描述的内部电路、无线通信模块和危险检测传感器可以安装在对接单元(docking unit)中。对接单元可以进一步包括连接构件，以允许连接到诸如智能手机的外部移动通信装置。在使用中，如果在本地或从网络中的任何其他远程装置中检测到的火、水、CO或CO2的危险等级，则对接单元将从车载扬声器发出警报。如果在检测到危险时将外部移动通信装置连接到对接单元，则对接单元还可向移动通信装置发送信号，以从外部装置发出警报。与网络中的其他装置一样，无线通信模块允许对接单元经由网状网络上的Wi-Fi和无线电窄带频率868MHz与网络中的其他装置进行无线通信。
除了断开去往所连接的电器或外部装置的本地电源之外，内部电路还可以被配置为向远程装置或隔离单元提供断开消息。隔离单元可以被配置为断开可能加剧危险的危险原因状况或其他方面。
例如，定位于厨房地板上并连接至适配器的水传感器可感测水的存在并远程激活阀门，该阀门断开对房屋的自来水供应，以便防止进一步的洪水破坏。另外，使用烟雾或火灾传感器检测火灾危险也可能会断开供气，其可能加剧火灾的影响。
隔离单元可以包括无线通信模块和一个或多个隔离阀。隔离单元被布置为装配在诸如水管的流体处理系统上，以控制通过流体处理系统的流体的流动。例如，隔离单元可以安装在将水供应到诸如洗碗机或洗衣机的电器的水管上。在其他示例中，隔离单元可以安装在供水管上，诸如承载自来水给水、集水箱出口或供气的水管。隔离单元也可以是供电系统的一部分，并且可以远程断开去往房屋的电源，诸如使用RCD或剩余电流装置。
隔离单元的无线通信模块可以是双通信模块。特别地，它可以是窄带网状无线电网络和CPU。
隔离单元可以进一步包括一个或多个LED以指示隔离单元的状态。例如，一个LED可以指示警报状态，而另一个LED可以指示正常状态，并且另一个LED可以指示正在进行通信。
在使用中，隔离单元可以响应于来自诸如插头适配器的检测装置的无线通信信号，该无线通信信号指示已经检测到潜在危险。当隔离单元接收到这样的信号时，隔离单元可以运行以关闭或打开隔离阀。隔离单元还可以通过网络将通信消息发送回检测装置或诸如智能手机的移动通信装置。
在一些示例中，隔离单元本身可以进一步包括布置成检测危险参数水平的上面描述的危险检测传感器之一或组合。在这种情况下，当检测到泄漏或其他风险时，隔离单元可以响应该局部检测以致动隔离阀。隔离单元还可以使用无线通信模块与网络/系统中的其他装置通信，以致动另外阀门或将消息发送到诸如智能手机的无线通信装置。
典型地，隔离单元的隔离阀是电动阀，其布置成如果本地或从网络/系统中的任何其他远程装置检测到泄漏，则隔离自来水供应。
包括本地适配器和远程隔离单元的系统的装置可以每个包括执行所描述的功能的一个或多个CPU或微处理器。指令可以存储在计算机可读介质上，该计算机可读介质在由一个或多个处理器执行时致使处理器执行指令。这些装置可能包括看门狗CPU，该看门狗CPU的功能是重置无线电或Wi-Fi模块。
本发明的另外方面在如下编号的条款中定义：
编号条款1、一种电气安全装置，包括：
插座，其布置为容纳电器的电插头以将电流供应连接到所述电器；
热传感器，其布置成当电插头被容纳在所述插座中时检测所述电插头的表面温度；以及
与所述热传感器通信的处理器，所述处理器被配置为确定感测到的表面温度何时超过预定阈值。
编号条款2、根据条款1所述的电气安全装置，其中，所述热传感器是红外传感器。
编号条款3、根据条款2所述的电气安全装置，其中，所述热传感器是包括热电堆检测器像素阵列的红外摄像机。
编号条款4、根据前述条款中的任一项所述的电气安全装置，其中，所述热传感器被配置为当电源插头被容纳在所述插座中时，提供对所述电源插头的表面温度的非接触式测量。
编号条款5、根据条款4所述的电气安全装置，还包括壳体，其中，所述插座设置在所述壳体的表面中；其中
所述热传感器布置成在所述插座的位置处检测所述壳体外部的区域中的温度。
编号条款6、根据条款5所述的电气安全装置，其中，所述插座包括多个凹槽，并且所述热传感器布置在壳体内在所述插座凹槽之间并且被指向所述壳体之外，以便在电源插头容纳在所述插座中时检测所述电源插头的下侧表面的温度。
编号条款7、根据条款5所述的电气安全装置，其中，所述热传感器设置在所述壳体的与所述插座相邻的表面上，并且所述热传感器沿着所述壳体的外表面指向以在电源插头容纳在所述插座中时检测所述电源插头的侧表面的温度。
编号条款8、根据前述条款中的任一项所述的电气安全装置，其中，所述电气安全装置是插入式适配器单元，还包括：
插头部件，其被布置为容纳在电源插座中，所述插头部件相对于所述插座定位为，使得当将所述插头部件容纳在电源插座中时，电器的电源插头能容纳在所述电气安全装置的插座中。
编号条款9、根据条款1至7所述的电气安全装置，其中，所述电气安全装置是电源插座面板。
编号条款10、根据前述条款任一项所述的电气安全装置，还包括
继电器开关，其被配置为当所述处理器确定出所述插头的表面温度超过所述预定阈值时，将连接到所述电气安全装置的电器与干线电流供应断开。
编号条款11、根据前述条款中任一项所述的电气安全装置，还包括
一个或多个无线通信链路，其被配置为与远程装置通信。
编号条款12、根据前述条款中任一项所述的电气安全装置，还包括：
烟雾和/或气体传感器；
一氧化碳传感器；以及
电流传感器；其中
所述处理器被配置为确定由每个传感器感测到的对应参数是否超过预定阈值。
编号条款13、根据前述条款中的任一项所述的电气安全装置，还包括水传感器；其中所述电气安全装置包括容纳所述插座、所述热传感器和所述处理器的主体；并且
所述水传感器布置成定位在所述电气安全装置的主体下方的表面上，其中所述水传感器可通过有线或无线连接而连接至所述主体。
编号条款14、根据前述条款中的任一项所述的电气安全装置，还包括可听和/或视觉警报。
编号条款15、一种电气安全系统，包括：
根据前述条款中任一项所述的电气安全装置；以及
一个或多个远程装置；其中，所述电气安全装置包括通信链路，并且所述电气安全装置被配置为当所述处理器确定出电源插头的表面温度已超过所述预定阈值时，使用所述通信链路将信号发送到所述远程装置。
编号条款16、根据条款15所述的电气安全系统，其中，所述通信链路包括无线通信链路，其中，所述无线通信链路优选地由以下一项或多项提供：窄带射频网络、Wi-Fi和蓝牙。
编号条款17、根据条款16所述的电气安全系统，其中，所述电气系统包括一个或多个电气安全装置和一个或多个远程装置，其中，所述电气安全装置和远程装置形成网状网络，所述电气安全装置和远程装置可以在所述网状网络中进行通信。
编号条款18、根据条款17所述的电气安全系统，其中，所述电气安全装置和远程装置被配置为通过Wi-Fi网络和窄带射频网络两者进行通信。
编号条款19、根据条款15至18中的任一项所述的电气安全系统，其中，至少一个远程装置包括智能用户装置，并且所述智能用户装置被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号之后提供音频或视觉警告。
编号条款20、根据条款15至19中的任一项所述的电气安全系统，其中，至少一个远程装置包括隔离单元，所述隔离单元包括通信链路；其中，所述隔离单元被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号时限制水、气或电通过所述隔离单元的流动。
编号条款21、根据条款20所述的电气安全系统，其中，至少一个隔离单元包括局部水隔离单元，其布置成安装在去往电器的局部水连接处；所述局部水隔离单元包括：
用于连接到所述电气安全装置的有线或无线连接；以及
电动阀；其中
所述局部水隔离单元被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号时关闭所述电动阀以限制向所述电器供水。
编号条款22、根据条款20或条款21所述的电气安全系统，其中，至少一个隔离单元包括干线供给隔离单元，所述干线供给隔离单元包括：
至少一个电动阀，其布置用于安装在自来水给水、集水箱或干线供气中；其中
所述干线供给隔离单元被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号时关闭所述电动阀以限制干线供给。
编号条款23、根据条款20至22中任一项所述的电气安全系统，其中，至少一个隔离单元包括干线电气隔离单元，所述干线电气隔离单元包括：
干线电气切断开关；其中
所述电气隔离单元被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号时致动所述电气切断开关以切断电源供电。
编号条款24、根据条款23所述的电气安全系统，其中，所述干线电气隔离单元连接到干线消费单元，并且被配置为致动所述干线消费单元上的电源开关以切断干线供电。
编号条款25、根据条款20至24中任一项所述的电气安全装置，其中，所述隔离单元包括处理器和一个或多个局部传感器，所述一个或多个局部传感器包括以下一项或多项：
热传感器；
烟雾和/或气体传感器；
一氧化碳传感器；
湿度和/或水传感器；
电流传感器；其中，所述隔离单元被配置为当所述处理器确定出由局部传感器感测到的参数超过预定阈值时限制水、气或电的流动。

Claims (17)

1.一种电气安全装置，包括：
插座，其布置为容纳电器的电插头以将电流供应连接到所述电器；
热传感器，其布置成当电插头被容纳在所述插座中时提供对所述电插头的表面温度的非接触式测量，其中所述热传感器包括红外热传感器；以及
与所述热传感器通信的处理器，所述处理器被配置为确定感测到的表面温度何时超过预定阈值。
2.根据权利要求1所述的电气安全装置，还包括壳体，其中，所述插座设置在所述壳体的表面中；其中
所述热传感器布置成在所述插座的位置处检测所述壳体外部的区域中的温度。
3.根据权利要求2所述的电气安全装置，其中，所述热传感器设置在所述壳体的与所述插座相邻的表面上，并且所述热传感器沿着所述壳体的外表面指向以在容纳在所述插座中时检测电源插头的侧表面的温度。
4.根据权利要求3所述的电气安全装置，其中，所述红外热传感器保持在所述壳体的外表面中的一体突出部分内，使得所述红外热传感器被对准为使得其沿着所述壳体的外表面平行指向，以在所述电插头容纳在所述插座中时检测电插头的侧表面和/或所连接的电缆的侧表面的温度。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电气安全装置，其中，所述电气安全装置是插入式适配器单元，还包括：
插头部件，其被布置为容纳在电源插座中，所述插头部件相对于所述插座定位为，使得当将所述插头部件容纳在电源插座中时，电器的电源插头可以容纳在所述电气安全装置的插座中。
6.根据权利要求1至5所述的电气安全装置，其中，所述电气安全装置是电源插座面板。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电气安全装置，还包括：
烟雾和/或气体传感器；
一氧化碳传感器；以及
电流传感器；其中
所述处理器被配置为确定由每个传感器感测到的对应参数是否超过预定阈值。
8.根据权利要求7所述的电器，其中，所述处理器被配置为将来自所述传感器的组合的数据输入到机器学习算法中，所述机器学习算法被配置为基于所述传感器的组合的输出来预测危险的存在。
9.根据权利要求7或8所述的电器，包括电流传感器，其中，所述处理器被配置为使用所述热传感器的输出和所述电流传感器的输出的组合来确定电气故障的存在。
10.根据权利要求9所述的电器，其中所述处理器被配置为采用机器学习算法，所述机器学习算法使用所述电流传感器的输出和所述热传感器的输出的组合来识别电气故障的存在。
11.一种电气安全系统，包括：
根据前述权利要求中任一项所述的电气安全装置；以及
一个或多个远程装置；其中，所述电气安全装置包括无线通信链路，并且所述电气安全装置被配置为当所述处理器确定出电源插头的表面温度已超过所述预定阈值时，使用所述无线通信链路将信号发送到所述远程装置。
12.根据权利要求11所述的电气安全系统，其中，所述远程装置中的一个包括语音助手装置，并且所述系统被配置为使得电气安全装置将信息发送到远程助手装置，并且所述远程助手装置向用户提供有关危险和方向的信息，其提供地安全离开位置的路线。
13.根据权利要求11或12所述的电气安全系统，其中，所述电气系统包括一个或多个电气安全装置和一个或多个远程装置，其中，所述电气安全装置和远程装置形成网状网络，所述电安全装置和远程装置可以在所述网状网络中进行通信。
14.根据权利要求13所述的电气安全系统，其中，所述电气安全系统包括集线器，其中，所述集线器被配置为管理所述多个电气安全装置和远程装置之间的连接，以经由所述远程装置提供协调的行动和警告。
15.根据权利要求14所述的电气安全系统，其中，所述电气安全装置和远程装置被配置为通过Wi-Fi网络和窄带射频网络两者进行通信。
16.根据权利要求11至15中的任一项所述的电气安全系统，其中，至少一个远程装置包括智能用户设备，并且所述智能用户装置被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号之后提供音频或视觉警告，包括有关已识别的风险的信息和解决所述风险的选项，诸如切断气、水、电的干线或局部供应、激活自动喷水灭火系统、呼叫消防队或关闭电器。
17.根据权利要求11至16中的任一项所述的电气安全系统，其中，至少一个远程装置包括隔离单元，所述隔离单元包括通信链路；其中，所述隔离单元被配置为在接收到来自所述电气安全装置的信号时限制水、气或电通过所述隔离单元的流动。
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