CN1898551A - 测定散射光信号的方法和实现该方法的散射光检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在载体介质中检测特别细小粒子时,测定散射光接收器产生的散射光信号的方法。该散射光信号从而有选择地或以任意顺序连续地循环通过校准步骤、漂移补偿步骤、温度补偿步骤、灵敏度调整步骤或滤波算法步骤。本发明还涉及用于执行上述方法的散射光检测器,其具有:外壳,其内有入口和出口,在所述入口和出口之间载体介质经流动通道流过外壳;指引光至流动通道上的散射光中心的光源;用于接收散射光中心散射到粒子上的部分光的散射光接收器;以及用于放大所述散射光信号的散射光信号放大器。

Description

测定散射光信号的方法和实现该方法的散射光检测器
技术领域
本发明涉及测定在载体介质中检测特别细小粒子时由散射光接收器产生的散射光信号的方法。
本发明还涉及用于执行上述方法的散射光检测器,其具有:外壳,其内有入口和出口,在上述入口和出口之间载体介质经流动通道流经外壳;指引光至流动通道上的散射光中心的光源;用于接收散射光中心散射到粒子上的部分光的散射光接收器;以及用于放大散射光信号的散射光信号放大器。
背景技术
这样的用于测定散射光信号的方法和装置是公知的,并专门用于吸气式火灾报警系统的散射光检测器。它们用于检测固体物质或液体粒子,其中由房间中空气的有代表性的部分量组成的载体介质被监控或空气冷却设备被监控。在吸气式火灾报警系统中,这种有代表性的空气量被用通风设备主动吸入并送入散射光检测器的入口。在如EDP装置的监控设备中,或其它类似的电子设备例如测量、控制或调节设备,原则上也可能利用本身的空气冷却设备的内部流动,将空气冷却设备的代表性的部分量送入散射光检测器的入口作为载体介质。在这种情况下,不需要主动吸入式的通风设备。
本文开篇介绍类型的散射光检测器典型地工作如下:当载体介质经由散射光检测器外壳流过在其流动通道上的散射光中心时,光源的光横跨散射光中心,因而载体介质流过散射光中心并且,倘若载体介质中没有散射粒子,则光相反地被光阱吸收。这是正常和最主要的工作状态。当来自光源的光线碰到了粒子,例如烟粒子或烟雾浮质,则提供了火灾最初阶段的第一迹象,这些粒子使部分光由原来的方向偏转为散射光。该散射光随后被高感光性的接收器,即所述的散射光接收器所接收,,并且该散射光的亮度用后续的测定电路测量。当光亮度超过特别设定的阈值时,报警器被触发。
因此这样的光学系统能准确地和高度灵敏地工作,有必要使其能够精确地适应环境的变化、具备特殊的设计特性、及进行适当的信号处理。这就使例如根据散射光接收器的安装地点而改变检测器的灵敏度成为可能。例如,检测器灵敏度在如制造计算机芯片的干净的房间内需要被设定得比在办公室空间高出很多,因为甚至空气中形成的最小的灰尘粒子或悬浮粒子也需要触发报警器。
因为检测器的光源放射的光的亮度与温度直接有关,所以有必要同样地给检测器设置温度监控。在理论上,其实有必要当温度升高时就应通过如增大工作电流而增强光源的光输出。然而除了能源消耗高之外,这还导致光源的工作寿命不成比例地被缩短,特别是在使用激光二极管的情况下。即使没有达到LED的最大工作电流,工作在最大上限电流也极大地缩短了它的寿命。一般而言,对高度灵敏的光学散射光检测器的设置需要精确和适当的信号处理。
这方面已知的现有技术是印刷出版的EP 0 733 894 B1出版物,其涉及使光电传感器的温度适应于检测空气中如烟或尘土的细小颗粒。这个检测器因此具有光源和光接收装置,当其检测到由于光源放射的光中存在细小颗粒而产生的散射光后,产生传感器输出。检测器因此具有控制装置,其按照参考温度值控制从光源发出的光的数量。因此光源由脉冲开启。如果它的温度超过设定的阈值,控制装置改变个体灯脉冲之间的间隙。这增强了光源的冷却。这个控制循环一直继续直到超过最高阈值,这时报警器信号被触发,原因可归结于检测器的故障或由于着火引起环境温度升高而引起的温度升高。
然而这种装置的缺点是增加各个光脉冲之间的距离会增加检测器的死区,因此牺牲了准确度。虽然这种装置实质上解决了温度和光源的光输出之间的依赖性问题,但它不可能实现的是,抵消检测器灵敏度的改变、检测器的校准或按照给定的规格测定接收的散射光信号。
校准传统的散射光检测器通常使用参考信号完成。为了适当地设计、测试或演示火灾报警系统,众所周知要利用产生烟雾浮质的步骤进行烟雾测试,其中检测样本通过加热被分解。另外,这些测试用于确定在电子系统或房间内检测器的安置位置。为了使测试尽可能接近实际情况,使用产生烟雾浮质的方法可协助产生用于测试和/或校准烟雾检测器的参考值。
公布印刷的德国专利DE 4 329 847 C1说明了一种用于产生烟雾浮质以适当地设计、测试或演示防火报警系统的效率的方法及执行这种方法的高温分解设备。在该流程中,例如电缆或其它类似物体的测试样本被保持在恒定或几乎恒定的温度,以便预定时间间隔。因此该设备及关联的方法在所谓的高温分解阶段工作,在这个阶段启动低功率并释放不可见烟雾浮质。现有的早期预警防火系统的检测范围位于这个火灾正在发展的第一阶段。根据对检测器准确度的要求,必须有可能使散射光检测器能适应所述参考信号。
发明内容
基于上述要点,本发明的任务在于进一步发展更有效、更通用和更精确的用于测定散射光信号的方法。本发明进一步的任务在于提供用于完成以上方法的散射光检测器,它的功能模式比本领域公知的散射光检测器更精确、更通用、更少出错和更便宜。
这个任务分别通过权利要求1的方法和权利要求12的装置得以解决。特别地,这个任务的完成是通过测定由于散射光接收器在载体介质中检测到了特殊的微小颗粒而产生的散射光信号的方法,其中散射光信号有选择地或以任意顺序连续循环通过校准步骤、漂移补偿步骤、温度补偿步骤、灵敏度补偿步骤和滤波算法步骤。
这个任务也特别通过散射光检测器被完成,其包括:外壳,其内有入口和出口,在上述入口和出口之间载体介质经流动通道流过外壳;光源,其指引光至位于流动通道内的散射光中心;用于接收散射光中心散射到粒子上的部分数量的光的散射光接收器;和用于放大散射光信号的散射光信号放大器,其中散射光放大器被设置为积分放大器(integration amplifier)。
本发明的本质方面是,循环通过各个校准和补偿步骤对散射光信号进行精确调整。根据散射光信号检测的要求、准确度和主要环境变量,从而可以使散射光检测器在这种方式下适于使得散射光检测精确无误。
在每个上述单个步骤中,做以下调整:
在校准步骤中,散射光检测器用参考信号来校准。在其它因素中,这个调整考虑到了不同的环境状况,因为根据安装地点的不同,载体介质在正常工作时可能呈现不同的“污染基本级”。
在漂移补偿步骤中,上述校准进行了较长时间,即,通常是2至3天。对室值(chamber value)取均值而得到跟踪室值(tracked chambervalue),其中室值是当在散射光中心没有烟或烟雾浮质时,散射光检测器接收到的散射光信号,因此改进了散射光检测器的准确度,因为它的灵敏度调节要考虑这个平均值。
温度补偿步骤用于使散射光检测器适应于温度/发射光输出间的依存关系。这里的补偿是因为光源的实际光输出随温度升高而降低,反之亦然。
灵敏度调节步骤使散射光检测器被调整为应用的检测器范围要求的必要的灵敏度阶段。
最后的滤波算法步骤使散射光信号通过滤波算法得到分析以保证可靠的和准确的报警输出。
这种使用不同的适应和校准步骤的组合导致了特别精确且通用性强的检测方法的产生,并且其功能相当精确。当然,为节约成本,如果同样的步骤不是非常必要时,可省略一个或其他适应步骤。
一种用于测定散射光信号的方法,其中散射光检测器具有作为散射光信号放大器的积分放大器,其积分时间是在校准步骤被设定,因此散射光信号对应于与参考指示器的参考信号,使前文说明的方法得到有利的改进。改变积分时间能非常经济地和方便自动地使散射光检测器对参考信号进行适应。另外,也可以通过调节光源的驱动电流而使散射光检测器适应参考信号-以改变发光能量-然而这要消耗光源的工作寿命并且要增加功率。根据本发明的方法,光源的驱动电流保持恒定。
根据本发明,可以用不同方法改变散射光检测器的灵敏度。一种是改变光源驱动电流的脉宽。脉宽指一个光脉冲的持续时间。减少脉宽就降低了散射光检测器的灵敏度,增加脉宽则提高了灵敏度。另一种可能性是,改变任何提供作为散射光信号放大器功能的积分放大器的积分时间。使用这种方法,增加积分放大器的积分时间导致更高的灵敏度和减少积分时间导致散射光检测器敏感度减少。以上两种改变散射光检测器的灵敏度的方法都很经济,防止了材料损坏,并能使散射光检测器以典范的简单方式被调节。当然可以既改变积分时间又以递增地或连续地改变脉宽。这里的递增指,例如,能使散射光检测器工作在25%、50%、75%和100%的灵敏度下的灵敏度百分比的固定递增。设置这些灵敏度最好使用例如DIL开关的开关装置。当然也可以用通信接口例如通过PC或网络PC调节灵敏度。这样可以只通过一个控制中心而分别调整散射光检测器和整个防火报警系统。
所述方法是否允许对积分时间或脉宽进行递增的或连续的调整是监控系统边界条件的功能。为了确保特别有效和灵敏的监控,在必要时,例如在干净的房间,即使当空气中存在最小量颗粒时,散射光检测器也要必须能发射检测信号,故需要非常细微的灵敏度调整。除了传统的开关或PC或网络的通信接口,当然也可以无线调整灵敏度。
温度和光源发射的关系已经在上面详细说明。在温度补偿步骤中,安置在载体介质的流动通路上的温度检测器用于对散射光信号进行温度补偿。这意味着载体介质和/或环境的温度连续地或以脉冲形式得到确定,以便能够适应散射光检测器的发光光源。因此,当确定流动通道的载体介质的温度升高了,为保证光发射保持恒定可以对光源进行直接调整。这种温度补偿可以通过改变与散射光接收器关联的光源驱动电流的脉宽而方便地进行。那意味着当温度传感器检测到载体介质的温度升高时,光源驱动电流的脉宽就减少,结果是光源和载体介质的发热降低。如果,相反,检测到温度降低,光源驱动电流的脉宽就增加,结果是温度升高。但在所有情况下,光源驱动电流保持恒定。
在与预置的阈值特别是报警阈值比较前根据其斜率对散射光信号进行滤波比较有利。以这种方式,错误值可以被识别、消除因此可防止错误报警,因为只存在真实的报警值即大于给定阈值才产生报警输出信号。这样做时,考虑到了散射光信号超过阈值、特别是报警阈值的时间。只有当达到一个固定的时间间隔,报警信号才会被发出。一旦输入信号的斜率超过预定的阈值,其被低通滤波,因此使散射光检测设备具有很好的信噪比,因为空气污染例如被监控的空气流动中少量灰尘颗粒造成的经常性的短的、快速的输入信号的偏转不会被识别为报警值。
散射光检测器获得改进的检测算法和更少的错误报警的进一步可能性是产生一个跟踪室值。这个跟踪室值是散射光检测器在漂移补偿步骤中在较长时间段内对室值平均而得。室值是当散射光检测器的散射光中心没有烟雾存在时的散射光信号。这个光信号主要从检测器自身的两个反射表面以及由于空气中的污染物质而形成。在漂移补偿步骤中,对该室值取均值占用了几天,最好是2至3天,从而很精确地对设备进行校准。这个平均的跟踪室值可以被从散射信号的运作条件中减去。留下的一个就是不会由于空气污染物质、环境状况或检测器自身反射等而发生错误的散射光信号。
为完成以上说明的处理步骤,散射光检测器被设计为:具有外壳,并在所述外壳内有入口和出口,在上述入口和出口之间载体介质经流动通道流过外壳;具有指引光至流动通道上的散射光中心的光源;具有用于接收散射光中心散射到粒子上的部分光的散射光接收器;以及具有用于放大散射光信号的散射光信号放大器,其中散射光信号放大器设置为积分放大器。放大散射光信号自然地具有即使散射光信号的轻微改变也能被检测到的优点,因此将散射光信号放大器设置为积分放大器使得适配散射光检测器时不需要任何另外的设备。在温度补偿方面,积分放大器通过延长观察时间,即积分时间,对光源的光输出由于散射光检测器的温度升高而引起的衰减进行补偿。这种方法不仅成本低,并且延长光源的寿命,因为它的发射光输出不一定通过增加驱动电流而产生。因此,使用积分放大器作为散射光检测器的散射光放大器使设备工作时非常节能。
为了调节散射光接收器的灵敏度,散射光检测器最好装备有开关装置。为使对装置的开关尽可能简单,所述开关装置可以为,例如,IDL开关。
然而也可以将开关装置设置为低价格的跳接装置。为了增加用户界面的友好性和监控的可能性,提供通信接口是有意义的,特别是对于PC或网络。这可以集中监控、并分别诊断多个散射光检测器。这样,给定的通信通道可以是无线的或有线的其中一种。因此提供开关输入以改变散射光接收器的灵敏度是相当有意义的。
如上述在载体介质的流动通路上安置温度检测器可实现温度补偿。在载体介质的流动通路上安置流量计使流量检测器得到额外的监控。例如,可能当检测到强流量波动时发出信号,因为这表示可能有检测器和/或进口装配故障。将空气流量传感器器和/或温度传感器设置为热电元件,从而代表着能提供具有高精度的传感器的散射光检测器的经济而又最简洁的可能性。
本发明的进一步的实施例将在从属权利要求中阐明。
附图说明
下文将参照附图详细说明本发明的实施例。所示附图为:
图1为第一个实施例中的散射光检测器的局部侧视图;
图2为图1描述的实施例的局部的散射光检测器的沿A-A剖面的俯视图;
图3为第二个实施例中的局部的散射光检测器的俯视图;
图4为第三个实施例中的局部的散射光检测器的俯视图;
图5为散射光检测器的输入/输出信号曲线图;
图6为光源的驱动电流的脉宽变化与温度之间的对应关系的图表说明。
在以下说明中相同/等同的部件使用相同的附图标记。
附图标记列表
1    检测器
2    输入信号
3    入口
4    输出信号
5    出口
6    通风设备外壳
7    流动通道
8    空气流
9    光源
10   外壳
11   散射光中心
13   散射光接收器
14   中心轴
17   散射光信号放大器
18   中心轴
19   开关装置
20   光圆锥体
21   开关装置
22   接收器圆锥体
23   温度传感器
25   空气流传感器
26   屏蔽
28   屏蔽
30   光阱
32   光阱
40   电路板
50   脉冲阶段
52   非脉冲阶段
58   流动通道中心线
具体实施方式
下文所述的三个实施例中的散射光检测器1被直接用于吸气式防火报警系统的部件。因此权利要求中说明的载体介质是空气。这个空气被通风设备吸入,在吸气式防火报警系统中是的惯常的。因此可把通风设备直接安装在散射光信号检测器1的外壳10上或散射光信号检测器1的外部通风管系统内。权利要求中阐明的方法和装置将在以下三个实施例中被实施和/或使用。
图1所示为散射光检测器的局部侧视图。同样其包括外壳10和与其连接的电路板40。外壳10具有入口3和出口5。通风设备外壳6包括安装在入口3的通风设备(未图示),所述的通风设备提供沿着流动通道7通过检测器1流动的空气流8。在本例中,空气流8产生后,从入口3流过散射光检测器1至出口5。当然设置在通风设备外壳6内的通风设备可吸入空气产生流动空气8′,其在散射光检测器1中沿相反方向流动。为了避免外部光进入,散射光检测器1两边具有光阱30、32。散射光检测器1进一步配置了光源9,用于指引光圆锥体20至位于流动通道7上的散射光中心11。检测器1进一步具有光敏二极管形式的接收器13。在光敏二极管9和散射光接收器13之间进一步配置了屏风26,用于防止光源9辐射的光直接照射到散射光接收器13上。
图2所示为图1的第一个实施例的局部俯视图。方向与图1所示的对应A-A剖面线的部分一致。在散射光检测器1中流动的空气从入口3至出口5通过散射光中心11。空气流8中存在的任何微小粒子因此使光源9发射的光偏转,在本例中,LED照射到散射光接收器13,一旦预先定义的阈值被超过,散射光接收器1发出检测信号。另外配置了空气流传感器25和温度传感器23在散射光检测器1的流动通道7中。空气流传感器25用于测定是否有连续的或特别的空气流8流过散射光检测器1。如果发生空气流波动,可能发出响应报警信号。温度传感器23监控沿着流动通道7流过散射光检测器1的空气流8的温度以进行温度补偿。温度补偿将进一步在图6说明。
图3和4都是各自的散射光检测器的局部俯视图。这两个实施例被确定为实施例2和3。在每个散射光检测器的局部描述中都有光源9和接收器13,其中光源9的光圆锥体20和散射光接收器13的圆锥体接收器22交叉工作(同第一个实施例)并在流动通道7的中心线58的一定部分重合。引导流动通道7的流动路线在散射光中心11的前部和后部均弯曲。光阱30和32因此形成同第一个实施例的防止从外部光的屏障。图3的第2个实施例还具有屏蔽26和28,其用于防止光源9发射的光直接照射到散射光接收器13。温度传感器23和空气流传感器25同样被布置在流动通道7的中心线58以收集检测有关的校准和监控数据。
如以前描述的实施例,图4描述的第三个实施例中的散射光检测器也具有光阱30和32。光源9和接收器13各自的中心轴18和14被排列成平行于或沿着流动通道7的中心线58的一部分,也就是流动通道7的两个弯曲部分30和32。在这个实施例中,提供了屏蔽26和28用于防止检测到错误值。空气流传感器25和温度传感器23同样被布置在靠近入口3的流动路线内。这样流过散射光检测器1的空气流8的温度和流动率在到达散射光中心11前就可检查到。
本发明的权利要求中的流程步骤用在上述散射光检测器1中。因此被散射光接收器13接收的散射光信号可能以任何顺序通过校准步骤、漂移补偿步骤、温度补偿步骤、灵敏度调节步骤或滤波算法步骤。校准步骤和漂移补偿步骤用于根据流过流动检测器的不同载体介质适配散射光接收器,其中的校准是假设空气流8是在相应的使用地点的正常情况时给出的。很明显用于检测办公空间的空气流8的散射光检测器必须被校准为与用于检测干净房间的空气流8的散射光检测器不同。这些都在校准和/或漂移补偿步骤中考虑到了。这两个步骤的区别是在漂移补偿步骤中,所谓的室值,即当在散射光中心11不存在可能触发报警器的烟或类似的异类物质时被散射光检测器13接收的散射光信号,在通常意味着两至三天的较长时间内平均出来的。这个所谓的跟踪室值,为了校准散射光检测器1,被从检测的散射光信号减去。从温度传感器23收到温度信号后,调整空气流8的温度是有可能的。这里,如前文所注释,已考虑到当温度上升时从光源9发射的光输出会减弱的事实。现在为了接收散射光检测器1检测到的与温度无关的输出,相应的调整是在温度补偿步骤中进行的。在不同实施例中的被散射光接收器13检测到的散射光信号被在滤波算法步骤中进行额外的、不同的滤波。为了消除任何可能的错误信号,可按照与可能导致报警信号的预置的阈值比较前的散射光信号的斜率而滤波散射光信号。
为了使所有三个散射光信号检测器尽可能准确和灵敏地监控空气流8,各种不同的实施例都具有用于放大被散射光接收器13检测到的散射光信号的散射光放大器(未图示),例如以积分放大器的形式。因此这个积分放大器可以通过例如改变积分时间以改变散射光接收器1的灵敏度。被选择的积分时间越长,散射光检测器1越灵敏。因此这种改变是递增地或连续的。
图5所示是信号输入/输出曲线图。输入信号2对应未滤波的信号,其通过散射光检测器1的散射光接收器13检测。输出信号4,相反,对应已经被特殊滤波算法改变的信号。这里需要注释输入信号2的四个峰值A、B、C、D,其中经过较长时间只有峰值C超过阈值1而触发阈值报警或检测信号。相反,被称为错误值A,B和D被滤波算法滤波而不导致报警信号。这里应注明的是当错误值B和D也超过阈值“1”,它们超过时间不足够长因此不会被内部滤波器识别为报警值,因此被滤波。因此适配规格的滤波器可以产生具有能根据环境和其它相似情况进行最优化调节的散射光检测器。
图6表示了在图1至图3中的三个流动检测器的温度补偿的可能性。I11.6.1表示光源9的脉冲工作曲线图。在正常工作中,脉冲持续阶段50具有例如为3毫秒的脉宽,接着为1秒的无脉冲阶段52。光源9在无脉冲阶段52变冷而在脉冲阶段50变热,这样在正常条件下空气流通道可保持大致恒定的温度。然而,当空气流传感器25检测到温度升高,如图I11.6.2和6.3,可能为了降低光源9的温度而逐渐降低脉冲阶段50的脉宽。改变光发射的脉宽-这相应改变了用于光源9的驱动电流的脉宽-当然降低了灵敏度,这相应地可以在灵敏度调整步骤或其它校准步骤被补偿。
这里要说明的是以上说明的所有部分单独的或组合的均构成本发明的基础,特别是附图的详细说明。它们的更改为本领域的技术人员所熟悉。

Claims (17)

1、一种在载体介质中检测特别细小粒子时,测定散射光接收器产生的散射光信号的方法,
其特征在于,
散射光信号经过:用于校准以及适应主要环境状况的校准步骤和/或用于在至少24小时的时间周期内校准以及适应主要环境状况的漂移补偿步骤和/或用于根据光源的放射光输出的温度相关性补偿温度的温度补偿步骤和/或用于适应所需灵敏度的灵敏度调整步骤和/或用于根据滤波特定滤波算法测定散射光信号的滤波算法步骤,以及散射光信号滤波根据与预置阈值比较前的其斜率而进行不同地滤波。
2、如权利要求1的方法,具有作为散射光放大器的积分放大器,
其特征在于,
所述的积分放大器的积分时间在校准步骤中被设定,以使散射光信号对应于参考指示器的参考信号。
3、如权利要求1或2的方法,
其特征在于,
散射光接收器(13)的灵敏度是在灵敏度调整步骤中通过改变与所述散射光接收器(13)关联的光源(9)的驱动电流的脉冲宽度而得到改变。
4、如权利要求1或2的方法,
其特征在于,
散射光接收器的灵敏度是在灵敏度调整步骤中通过改变作为散射光信号放大器的积分放大器的积分时间而得到改变。
5、如权利要求4的方法,
其特征在于,
对所述积分时间的改变是递增或连续地进行的。
6、如权利要求3的方法,
其特征在于,
对脉冲宽度的改变是递增或连续地进行的。
7、如权利要求1至6中的任一种方法,
其特征在于,
安置在载体介质的流动通道(7)中的温度传感器(23)用于在温度补偿步骤中对散射光信号进行温度补偿。
8、如权利要求7的方法,
其特征在于,
温度补偿通过改变与所述散射光接收器(13)关联的光源(9)的驱动电流的脉宽而进行。
9、如权利要求1至8中的任一种方法,
其特征在于,
当散射光信号的斜率超过预置阈值时,对该散射光信号进行低通滤波。
10、如权利要求1至9中的任一种方法,
其特征在于,
在飘移补偿步骤中,在一段较长时间内对室值进行平均以产生跟踪室值。
11、用于执行如权利要求1至9中的任一种方法的散射光检测器,其具有:外壳(1),在所述的外壳(1)内有入口(3)和出口(5),在上述入口和出口之间载体介质经流动通道(7)流过所述外壳(1);指引光至流动通道(7)上的散射光中心(11)的光源(9);用于接收散射光中心(11)内散射到粒子上的部分光的散射光接收器(13);以及用于放大散射光信号的散射光信号放大器(17),其中散射光信号放大器(17)被设置为积分放大器,
其特征在于,
提供滤波算法步骤,用于根据散射光信号的斜率对该散射光信号进行滤波。
12、如权利要求11的散射光检测器,
其特征在于,
提供开关装置(19,21),用于设置散射光接收器(13)的灵敏度。
13、如权利要求11或12的散射光检测器,
其特征在于,
提供通信接口,特别是提供对于PC或网络的通信接口。
14、如权利要求11至13中的任一种散射光检测器,
其特征在于,
提供开关输入信号,用于改变散射光接收器(13)的灵敏度。
15、如权利要求11至14中的任一种散射光检测器,
其特征在于,
在载体介质的流动通道(7)中提供温度传感器(23)。
16、如权利要求11至15中的任一种散射光检测器,
其特征在于,
在载体介质的流动通道(7)中提供流量计(25)。
17、如权利要求16的散射光检测器,
其特征在于,
流量计(25)由热电空气流量传感器和热电温度传感器组成。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102455288A (zh) * 2010-10-15 2012-05-16 西门子公司 通过在线信号电平监控对传感器装置的光电信号路径进行校准
CN103238062A (zh) * 2010-12-08 2013-08-07 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN103364372A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 能美防灾株式会社 感烟探测器
CN103782327A (zh) * 2012-09-07 2014-05-07 艾摩罗那股份公司 用于检测散射光信号的设备和方法
CN105354972A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 无锡拓能自动化科技有限公司 基于粒子测量的早期火灾报警方法
CN107192646A (zh) * 2016-03-15 2017-09-22 欧姆龙株式会社 颗粒传感器、以及具备该颗粒传感器的电子设备
CN111006979A (zh) * 2019-11-05 2020-04-14 天津航空机电有限公司 一种用于烟雾探测器环境补偿的电路及补偿方法
CN112185055A (zh) * 2015-10-26 2021-01-05 报知希株式会社 警报装置
CN112313720A (zh) * 2018-06-19 2021-02-02 瓦格纳集团责任有限公司 散射光检测器和具有散射光检测器的吸气式火灾检测系统

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0519323D0 (en) * 2005-09-22 2005-11-02 Bann John R Scattering centre detector assembly and method
US8296088B2 (en) * 2006-06-02 2012-10-23 Luminex Corporation Systems and methods for performing measurements of one or more materials
EP2053574B1 (de) * 2007-10-25 2014-11-12 Securiton AG Rauchmelder mit Teilchenunterdrückung
DE102007055000B4 (de) 2007-11-17 2010-07-15 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Bestimmung des Phasenüberganges eines in einem Gasstrom befindlichen Multikomponententropfens, in dem kristalline Feststoffe gelöst sind, in einen festen Zustand
DE102008010446A1 (de) * 2008-02-21 2009-09-10 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Verfahren und optische Sensoranordnung zum Erfassen einer Messgröße eines Mediums, insbesondere zur Trübungsmessung
US10271778B2 (en) * 2008-06-03 2019-04-30 Nonin Medical, Inc. LED control utilizing ambient light or signal quality
KR100988566B1 (ko) * 2008-08-27 2010-10-18 삼성전자주식회사 광 검출 방법 및 장치
JP2010160768A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Hochiki Corp 煙感知器の試験設備の制御方法
JP2010160767A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Hochiki Corp 煙感知器の試験設備及びそのための装置
DE102009011846B4 (de) 2009-03-05 2015-07-30 MaxDeTec AG Analyseverfahren und -geräte für Fluide
JP5334778B2 (ja) * 2009-09-28 2013-11-06 ホーチキ株式会社 火災警報器の試験設備
EP2407946B1 (de) * 2010-07-15 2012-09-05 Siemens Schweiz AG Erkennen von Verstopfungen und Unterbrüchen bei einem Ansaug-rauchmelder (ASD)
US8717184B2 (en) * 2010-10-15 2014-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Calibration of an electro-optical signal path of a sensor device by online signal level monitoring
US8558156B2 (en) * 2010-10-27 2013-10-15 The Boeing Company Device for capturing and preserving an energy beam which penetrates into an interior of said device and method therefor
ITTO20110407A1 (it) * 2011-05-09 2012-11-10 Illinois Tool Works Dispositivo sensore ottico controllato
DE102011108389A1 (de) * 2011-07-22 2013-01-24 PPP "KB Pribor" Ltd. Rauchdetektor
HUP1300560A2 (en) * 2013-09-27 2015-03-30 Peter Wolf Protecting system for biosphere asset
US9459208B2 (en) * 2013-10-04 2016-10-04 Tyco Fire & Security Gmbh Duct detector with remote airflow test capability
JP6596987B2 (ja) * 2015-07-02 2019-10-30 富士電機株式会社 粒子計測装置
KR101966492B1 (ko) * 2016-03-25 2019-04-05 현대자동차주식회사 차량용 먼지 센서
EP3361232A1 (en) * 2017-02-09 2018-08-15 Koninklijke Philips N.V. Optical particle sensor and sensing method
DE102017215465B4 (de) * 2017-09-04 2022-12-08 Mahle International Gmbh Klimaanlage eines Fahrzeugs und Fahrzeug damit
CN111263958B (zh) * 2017-10-30 2022-05-27 开利公司 检测器装置中的补偿器
US11783688B2 (en) * 2018-03-13 2023-10-10 Carrier Corporation Aspirating detector system
EP3828529A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-02 Carrier Corporation Smoke detector for aspiration smoke detector system
US11676466B2 (en) * 2020-08-19 2023-06-13 Honeywell International Inc. Self-calibrating fire sensing device
CN116577250A (zh) * 2022-02-08 2023-08-11 开利公司 组合烟雾和空气质量检测
DE102022112140A1 (de) 2022-05-16 2023-11-16 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Verfahren zur Montage von einem oder mehreren optischen Elementen in einem Gehäuse

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1405615A (en) * 1972-08-11 1975-09-10 Chubb Fire Security Ltd Fire alarms
US4266219A (en) * 1978-09-18 1981-05-05 Baker Industries, Inc. Supervisory control system for a smoke detector
GB2034026B (en) * 1978-09-29 1983-03-23 Chubb Fire Security Ltd Heat or smoke detector circuit
US4225791A (en) * 1979-03-01 1980-09-30 Honeywell Inc. Optical smoke detector circuit
CH657221A5 (de) * 1981-06-15 1986-08-15 Cerberus Ag Rauchdetektor.
JPS6217641A (ja) * 1985-07-15 1987-01-26 Sharp Corp 煙感知センサ
US5117219A (en) * 1987-10-21 1992-05-26 Pittway Corporation Smoke and fire detection system communication
JPH01213553A (ja) * 1988-02-22 1989-08-28 Toshimitsu Musha 光検出器の熱雑音除去方法並びに粒径の測定方法及び免疫反応の測定方法
US5303029A (en) * 1992-06-24 1994-04-12 Rohm And Haas Company Sample evaluation by dust measuring
US5296910A (en) * 1992-10-05 1994-03-22 University Of Akransas Method and apparatus for particle analysis
JP3423759B2 (ja) * 1993-01-07 2003-07-07 ホーチキ株式会社 微粒子検出兼用煙検出装置
GB2274333B (en) * 1993-01-07 1996-12-11 Hochiki Co Smoke detecting apparatus capable of detecting both smoke and fine particles
US6501810B1 (en) * 1998-10-13 2002-12-31 Agere Systems Inc. Fast frame synchronization
DE4329847C1 (de) * 1993-09-03 1995-01-05 Wagner Alarm Sicherung Verfahren zum Erzeugen von Rauchaerosolen und Pyrolysegerät zur Durchführung des Verfahrens
EP0733894B1 (en) * 1995-03-24 2003-05-07 Nohmi Bosai Ltd. Sensor for detecting fine particles such as smoke
AUPN965896A0 (en) * 1996-05-03 1996-05-30 Vision Products Pty Ltd The detection of airborne pollutants
JP3672158B2 (ja) * 1997-03-10 2005-07-13 富士電機システムズ株式会社 濁度の測定方法および装置
US5831537A (en) * 1997-10-27 1998-11-03 Slc Technologies, Inc. Electrical current saving combined smoke and fire detector
JPH11339159A (ja) * 1998-05-29 1999-12-10 Hochiki Corp 煙感知装置
JP3724689B2 (ja) * 1998-10-30 2005-12-07 ホーチキ株式会社 火災監視装置及び火災感知器
US6876305B2 (en) * 1999-12-08 2005-04-05 Gentex Corporation Compact particle sensor
JP2002156321A (ja) * 2000-11-22 2002-05-31 Shimadzu Corp 浮遊粒子状物質測定装置
DE60325254D1 (de) * 2002-08-23 2009-01-22 Gen Electric Mmuner alarmsignalerzeugungs-rauchdetektor

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102455288A (zh) * 2010-10-15 2012-05-16 西门子公司 通过在线信号电平监控对传感器装置的光电信号路径进行校准
CN102455288B (zh) * 2010-10-15 2014-10-15 西门子公司 通过在线信号电平监控对传感器装置的光电信号路径进行校准
CN103238062A (zh) * 2010-12-08 2013-08-07 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN103238062B (zh) * 2010-12-08 2016-04-20 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN103364372A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 能美防灾株式会社 感烟探测器
US9244010B2 (en) 2012-09-07 2016-01-26 Amrona Ag Device and method for detecting scattered light signals
CN103782327B (zh) * 2012-09-07 2015-08-05 艾摩罗那股份公司 用于检测散射光信号的设备和方法
CN103782327A (zh) * 2012-09-07 2014-05-07 艾摩罗那股份公司 用于检测散射光信号的设备和方法
CN112185055A (zh) * 2015-10-26 2021-01-05 报知希株式会社 警报装置
CN105354972A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 无锡拓能自动化科技有限公司 基于粒子测量的早期火灾报警方法
CN107192646A (zh) * 2016-03-15 2017-09-22 欧姆龙株式会社 颗粒传感器、以及具备该颗粒传感器的电子设备
CN112313720A (zh) * 2018-06-19 2021-02-02 瓦格纳集团责任有限公司 散射光检测器和具有散射光检测器的吸气式火灾检测系统
CN112313720B (zh) * 2018-06-19 2023-06-16 瓦格纳集团责任有限公司 散射光检测器和具有散射光检测器的吸气式火灾检测系统
CN111006979A (zh) * 2019-11-05 2020-04-14 天津航空机电有限公司 一种用于烟雾探测器环境补偿的电路及补偿方法
CN111006979B (zh) * 2019-11-05 2023-06-23 天津航空机电有限公司 一种用于烟雾探测器环境补偿的电路及补偿方法

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DK1709428T3 (da) 2007-11-05
WO2005071390A1 (de) 2005-08-04
ES2291967T3 (es) 2008-03-01
EP1709428B1 (de) 2007-09-26
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US20070139649A1 (en) 2007-06-21

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