CN1560636B - 具有多个传感器与单独控制单元的周围条件检测器 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测多个告警条件的设备,它具有连接到单个控制单元的多个传感器,该设备根据烟雾、热度、气体和/或相对湿度等环境条件的改变提供对通过加热/通风/空调设备(HVAC)型管道的气流的监控和查询。

Description

具有多个传感器与单独控制单元的周围条件检测器
技术领域
本发明涉及检测周围条件改变的领域,例如监控并评估通过加热/通风/空调设备(HVAC)型管道的气流条件,并当危及周围条件安全时提供告警指示。更具体的,本发明涉及一种具有用于检测多个告警条件的多个传感器的设备,而且这些多个传感器连接到单个控制单元。 
背景技术
人们已经发现周围条件检测器在指示所检测的各种条件存在或不存在方面很有用。例如已经发现烟雾检测器、气体检测器、温度检测器和相对湿度检测器在机械故障和/或火灾发生时的早期告警方面很有用。 
当使用于加热/通风/空调设备(HVAC)管道系统时,周围条件检测器不但能够指示建筑物中任意位置处告警条件的存在,而且还能够指示HVAC管道本身机械中告警条件的存在。通常情况下,一般放置检测器于空气入口中或返回口中。可是当在入口管道和返回口管道中都需要检测器时,则在每个单独的管道中都安装分开的单元。这种方法导致电路的冗余使用,这还增加了安装和服务费用。 
因此,需要有监控空气供给管道和空气返回管道中的环境空气条件的解决方案,而且该解决方案减少对控制或监控电路的冗余使用。还希望提供一种气流检测系统和方法,应用该系统和方法能够对通过检测器的气流进行采样,并把采样气流与周围气流条件进行比较以发出气流限制信号。 
发明内容
本发明至少部分满足了前述需求,在本发明一个方面中,提供一种使用在周围条件中具有连接到单个控制单元的多个传感器的设备。提供一种例如安装在 HVAC管道中用于检测危险条件的集成设备,包括:确定第一周围条件的存在的第一传感器,所述第一传感器提供第一告警信号;确定第二周围条件的存在的第二传感器,所述第二传感器提供第二告警信号;和一个控制单元,所述控制单元包括连接到第一传感器和第二传感器的处理器,所述控制单元提供表示第一告警信号和第二告警信号状态的状态消息。在某些实施例中第一检测器可以是一个光电烟雾传感器或者是一个电离烟雾传感器。 
在另外的实施例中,所述检测器可以具有一个气流传感器和一个处理器以将所述气流与一个低气流门限值进行比较,当气流状态低于所述低气流门限值时,所述处理器提供表示低气流状态的气流告警信号。该气流门限值可以是可调的和/或可以被设置为周围气流。 
在另外的实施例中,所述检测器可以具有一个温度传感器和一个处理器以将温度与一个高温门限值进行比较,当温度大于所述温度门限值时,所述处理器提供表示高温的温度告警信号。该温度门限值可以是可调的和/或可以被设置为周围温度。 
在另外的实施例中,所述检测器可以具有一个CO2传感器和一个处理器以将所检测的CO2与一个高CO2门限值进行比较,当存在的CO2大于所述CO2门限值时,所述处理器提供表示高CO2的CO2告警信号。该CO2门限值可以是可调的和/或可以被设置为周围气流。 
在另外的实施例中,提供一种安装在HVAC管道中并用于检测危险条件的集成检测系统,该集成检测系统包括:用于判定第一周围条件和提供第一告警信号的第一感测装置,用于判定第二周围条件的存在和提供第二告警信号的第二感测装置,和一个控制装置,所述控制装置包括连接到第一感测装置和第二感测装置的一台处理装置,用于提供表示第一告警信号和第二告警信号状态的状态消息。在某些实施例中第一检测器可以是光电烟雾传感器或者是电离烟雾传感器。 
在另外的实施例中,检测装置可以具有一个气流传感器和一个处理装置, 用来将所述气流与一个低气流门限值进行比较,并当气流状态低于所述低气流门限值时提供表示低气流状态的气流告警信号。该气流门限值可以是可调的和/或可以被设置为周围气流。 
在另外的实施例中,所述检测装置可以具有一个温度传感器和一台处理器,用来将温度与一个高温门限值进行比较,并当温度大于所述温度门限值时提供表示高温的温度告警信号。该温度门限值可以是可调的和/或可以被设置为周围气流。 
在另外的实施例中,所述检测装置可以具有一个CO2传感器和一个处理装置,用来将所检测的CO2与一个高CO2门限值进行比较,并当当前的CO2大于所述CO2门限值时提供表示高CO2的CO2告警信号。该CO2门限值可以是可调的和/或可以被设置为周围气流。 
为了更好地理解下文将对本发明要进行的详细说明,以及为了更好地理解本发明对本领域的贡献,在这里已经相当广泛地概述了本发明的一些特点。当然,本发明还有另外的特点,而这些特点将在下面获得说明,并且这将构成在此附加的权利要求的主题。 
在这方面,在详细解释本发明至少一个实施例之前,应该理解本发明的应用并不限制在如下说明书中所阐明的或者在附图中所图示的结构细节以及组件配置。本发明可以是其他的实施例,并且能够以各种方式实践和实现本发明。同时,还应该理解在此以及在摘要中所使用的措词和术语是为了进行说明,而并不应该被认为是对本发明进行限制。 
因此,本领域技术人员应该意识到,可以很容易地将本公开内容所基于的概念作为设计用于实现本发明某些目的的其它结构、方法和系统的基础。因此,认识到权利要求还包括在不偏离本发明精神和范围内的那些等价结构非常重要。 
附图说明
图1是本发明一个实施例的框图,示出了具有多个传感器和单个控制单元的检测器。 
图2是包括一个告警检测器和一个故障检测器的电源和控制单元框图。 
图3是一个传感器的框图。 
具体实施方式
本发明在某些实施例中提供一种具有连接到单个控制单元的多个传感器并用于提供周围条件检测的系统和方法。现在将参考附图描述优选实施例。在附图中,相同的参考数字一直代表相同的部件。 
参见图1,图1所示为具有传感器10和20以及单个控制单元30的集成检测器1。如果希望的话,还可以将另外的传感器与控制单元30集成。本领域中很多各种类型的周围条件传感器是已知的,比如烟雾检测器、气体检测器、温度检测器和相对湿度检测器,都可以将它们使用在本发明的实施例中。 
在使用烟雾检测器的实施例中,传感器优选地是电离型或者光电型。在如图1所示的实施例中,传感器10和20分别把信号11和12传送给控制单元30。如果传感器10和20是烟雾传感器,传感器10和20将传送烟雾告警信号,如果传感器10和20是热度传感器,传感器10和20将传送热度告警信号,如果传感器10和20是气体传感器,传感器10和20将传送气体告警信号。 
如图2所示,控制单元30可以包括电源和输出控制。然而,还可以整合电源到控制单元30或者在外围将电源与控制单元30连接。无论如何,电源由功率输入41供电。电源可以供电控制单元30和传感器10与20,或者可替代地,可以给传感器10和20独立供电。 
控制单元30还可以包括监视来自传感器10和20中的上述信号的处理器。控制单元30评估这些信号和诸如电源供电之类的其他条件,当故障条件出现时,控制单元30通过控制输出51发送状态消息。可通过包括射频、电子发射和/或光纤在内的任何发射方法发射控制输出51。控制输出51可以包括一个音频信号。 
图2所示为图1所示实施例中检测器的控制单元31和电源40的更详细视图。所示的检测器1包括电源40和控制单元31。告警检测器60和故障检测器70分别都连接到输出控制50。告警检测器60、故障检测器70和输出控制50是控制单元31的一部分。可使用包括120V AC、220V AC和24V AC/DC在内的各种供电输入41对电源40供电。 
可将电源40装备为能接收已提及的所有供电输入或者任何一个供电输入。正如所示出的,功率输出总线42可以用来供电检测器1中的多个设备,包括输出控制50、检测器60和70以及单独的传感器10和20;功率输出总线42范围约从12V到大约24V DC,在某些实施例中优选地为18V DC。 
连接到检测器1的控制器31上的每个传感器10和20可以分别地传送告警信号和故障信号。通过告警总线12和故障总线22分别传送来自每一传感器10和20中的告警传感器信号和故障传感器信号。在告警检测器60中合成来自告警总线12中的信息,并且传送告警检测器信号61到输出控制50。同样地,在故障检测器70中合成来自故障总线22中的信息,并且传送故障检测器信号71到输出控制50。输出控制50包含一个微处理器,用来评估并翻译告警检测器信号61和故障检测器信号71。于是,输出控制50传送适当的告警输出52和故障输出53。 
图3所示为本发明检测器1的传感器单元10的细节。在已示出的实施例中,传感器10是一个烟雾传感器,然而,正如已提及到的,本发明的传感器并不局限为烟雾传感器。传感器10包括烟雾感测室80,存储器90,时钟100,微处理器110,状态灯120,电源130和放大器140。 
烟雾感测室80包括红外线(IR)发光二极管(LED)发射机81和光二极管接收机82。发射机81和接收机82通常被放置为互相成90度角度。如果没有烟雾,那么来自发射机81中的光绕过接收机82。然而,当烟雾进入室80时,烟雾粒子散射来自发射机81中的光,并且接收机82检测到一些光。来自接收机二极管82中的信号83进一步被放大器140放大,并且路由到微处理器110。 
可校准微处理器110以将信号83与传送到IR LED发射机81的发射机信号84进行,从而监视信号83的变化。可以整合微处理器时钟100到微处理器芯片110中或者将其作为微处理器芯片110的外设。与时钟100一样,也可以整合存储器90到微处理器芯片110中或者将其作为存储器90的外设。状态灯120 可以是LED,用于向操作者指示诸如传感器10的故障、告警和/或供电状态之类的条件状况。而且,如果传感器具有一个从通过烟雾感测室80的气流中去掉大微粒物质的过滤器,那么可以在状态灯显示屏120上包括用于指示过滤器污垢状态的LED。 
状态灯显示屏120可以由一系列LED组成。LED可以通知正常功能或者当出现可见光时通知一个告警条件的指示。可替代地,可通过利用可见光的缺乏以指示正常功能或告警条件来设计检测器。还可以实现一种灯光信号组合。 
通过电源130向微处理器110供电。分别连接电源、告警输出和故障输出到电源总线42、告警总线12和故障总线22。 
通过装备本发明的微处理器不但可以确定被感测的条件是否存在,还可以确定被感测的条件相对于基线或门限值的状态级别。也就是,在某些实施例中,通过校准温度传感器的微处理器不但可以读取温度级,而且还能够把该温度与一个预置门限值进行比较,其中该门限值可以是可调的或者可以被设置为周围温度。正如某些建筑物的温度可以被预置为以某些设置循环而上升或下降一样,优选地,本发明的微处理器也可以被具体化为当通知一个告警条件时考虑周围的温度起落。同样可以应用温度传感器的上述相同过程到CO2、烟雾和/或相对湿度检测器。 
在某些实施例中,还合并了一个气流传感器。尤其和内置了过滤器用于从开始失败告警信号中去掉不必要微粒物质的周围空气条件检测器合并,其中当过滤器受到污染时气流常常可能会变成危害。可替代地,在一天中的某些时期中故意降低气流的地方,通过传感器的气流也可以被降低。 
无论如何,需要提供一个微处理器,该微处理器能够从通过建筑物外在空气循环中预置降低中的气流中的限制中区分来自空气过滤器污染中的气流中的限制。许多用于检测并比较气流的设备是已知的并在本领域可用,包括热敏电阻的使用。 
通过详细的说明书可以发现本发明的许多特性和优点是显而易见的,因此,附加的权利要求是用来覆盖本发明的所有这些特性和优点,而这些特性和 优点都落在本发明的真实精神和范围内。另外,由于对本领域技术人员来说可轻易想到很多的修改和变化,因此并不期望将本发明限制为已图示和已描述的精确结构和操作。从而,可以在本发明的范围内进行所有适当的修改和等价替换。 

Claims (20)

1.一种用于检测周围条件的设备,该设备包括:
确定第一周围条件的存在的第一传感器(10);
确定第二周围条件的存在的第二传感器(20);和
控制单元(31),所述控制单元(31)包括告警检测器(60)、故障检测器(70)以及连接至所述告警检测器(60)和故障检测器(70)中每一个的输出控制(50),
其中所述第一传感器(10)和所述第二传感器(20)连接至所述控制单元(31),以分别地传送告警信号和故障信号,
其中所述控制单元(31)提供表示所述告警信号和故障信号状态的状态消息,
其中所述状态消息包括具有用于指示故障、告警和/或供电状态的LED信号的状态灯显示,
其中所述第一传感器(10)和第二传感器(20)中至少有一个适合位于HVAC管道中,并且
其中所述第一传感器(10)和第二传感器(20)中的每一个被连接至所述告警检测器(60)和所述故障检测器(70)。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第一传感器(10)是具有烟雾感测室的光电烟雾传感器。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第一传感器(10)是具有存储设备的电离型烟雾传感器。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第一传感器(10)包括气流传感器以确定通过该第一传感器(10)的气流,所述气流传感器提供气流告警信号。
5.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述第一传感器(10)进一步包括将所述气流与低气流门限值进行比较的处理器,在所述气流状态低于所述低气流门限值时,所述处理器提供表示低气流状态的气流告警信号。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述低气流门限值是可调的。
7.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,所述低气流门限值是周围的气流。
8.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述气流传感器包括热敏电阻。
9.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第二传感器(20)是温度传感器以确定第二传感器(20)中的温度级别,所述温度传感器提供温度告警信号。
10.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,所述温度传感器进一步包括将所述温度级别与高温门限值进行比较的处理器,当温度级别高于所述高温门限值时,所述处理器提供表示所述高温级别的温度告警信号。
11.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述高温门限值是可调的。
12.根据权利要求11所述的设备,其特征在于,所述高温门限值是周围温度。
13.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,所述温度传感器包括热敏电阻。
14.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第二传感器(20)是CO2传感器以确定第二传感器中的CO2级别,所述CO2传感器提供CO2告警信号。
15.根据权利要求14所述的设备,其特征在于,所述CO2传感器进一步包括将所述CO2级别与高CO2门限值进行比较的处理器,当CO2级别高于所述高CO2门限值时,所述处理器提供表示所述高CO2级别的CO2告警信号。
16.根据权利要求15所述的设备,其特征在于,所述高CO2门限值是可调的。
17.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第二传感器(20)是第二烟雾传感器。
18.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第二传感器(20)是相对湿度传感器。
19.一种使用检测周围条件的集成设备的方法,包括如下步骤:
在第一传感器(10)处感测第一周围条件的存在,在第二传感器(20)处感测第二周围条件的存在,其中所述第一传感器(10)和所述第二传感器(20)连接至控制单元(31),以分别地传送告警信号和故障信号,并且其中所述告警信号通过告警总线(12)传送,所述故障信号通过故障总线(22)传送;
在告警检测器(60)处接收所述告警信号,并在故障检测器(70)处接收所述故障信号;
处理所述告警信号和所述故障信号;和
提供表示所述告警信号和故障信号状态的状态消息,其中所述状态消息包括具有用于指示故障、告警和/或供电状态的LED信号的状态灯显示。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述第一周围条件是烟雾条件。
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