ES2289470T3 - Detector de peligro. - Google Patents
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Abstract
Un detector de peligro que comprende medios para detectar una condición de peligro y para indicar una alarma cuando ha sido detectada, y medios para modificar el comportamiento del detector durante un arranque o modo de prueba, para facilitar la puesta en servicio o prueba del detector, que se caracteriza porque el detector comprende además medios de filtrado para filtrar y eliminar detecciones transitorias de la condición de peligro durante un estado normal de operación, comprendiendo dichos medios para modificar el comportamiento medios para deshabilitar los medios de filtrado durante el arranque o modo de prueba.
Description
Detector de peligro.
El invento presente se refiere a un detector de
peligro y, más particularmente, en una forma, a un detector de
peligro de incendio que incluye protección contra una instalación
incorrecta, y/o para el cual se facilita una prueba in situ.
En otra forma, el invento es aplicable a un detector de peligro cuya
operación puede ser modificada cuando esté en un modo de prueba. El
invento es aplicable a detectores sensibles a otros peligros, por
ejemplo, (sin ser limitativos) gas tóxico, radiación o intrusos. La
expresión "detector de peligro" debe, por tanto, ser
interpretada en este sentido.
Los detectores de fuego convencionales son
usados normalmente en circuitos simples con dos cables, alimentados
por una batería u otra fuente segura de CC. Cuando están en modo de
espera, tales detectores presentan una gran resistencia entre los
dos cables del circuito y consumen una corriente de la batería
despreciable, mientras que en un modo de alarma introducen una
resistencia pequeña a través de los dos cables del circuito. La
elevada resistencia presentada durante el modo de espera hace que
normalmente sea imposible durante dicho modo vigilar la presencia
de tal detector en un circuito de dos cables. Por tanto, para
asegurar que tales detectores de fuego operan apropiadamente en el
modo de alarma, es importante asegurar que están correctamente
conectados, y se requiere una prueba regular.
Se hace que algunos detectores sean insensibles
a la polaridad de la fuente de alimentación para simplificar su
instalación y evitar los problemas que ocurren cuando un dispositivo
sensible a la polaridad es instalado impropiamente. Una manera de
hacer que un detector sea insensible a la polaridad de la fuente de
alimentación es introducir un puente de diodos, tal como se muestra
en la Figura 1. El inconveniente de esta disposición es doble:
eleva el costo, y aumenta significativamente el voltaje mínimo de
operación del detector debido a la caída de voltaje a través del
puente de diodos.
Si no se introduce un puente de diodos u otro
circuito para hacer que el detector sea insensible a la polaridad
de la fuente de alimentación, entonces es necesario proteger de
alguna otra manera el circuito electrónico del detector contra una
conexión de polaridad inversa. Esto se consigue normalmente
añadiendo al detector un diodo en paralelo con el circuito
electrónico del detector y con la polaridad invertida respecto a la
fuente de alimentación cuando el detector es conectado
adecuadamente; esto se muestra en la Figura 2. Si ocurre que el
detector es conectado de manera inversa a la fuente de alimentación,
el diodo estará también conectado en la dirección equivocada, lo
que dará lugar a un cortocircuito que será presentado en el panel de
control indicando un fallo de conexión. Aunque esta disposición
puede ser aceptable para muchos paneles de control, existen algunos
paneles en los que se usa una inversión momentánea de la fuente de
alimentación como parte de un sistema de vigilancia de la línea; en
tales paneles de control, no es aceptable un cortocircuito causado
por una inversión de polaridad.
Un método alternativo para proteger el circuito
electrónico de un detector contra una polaridad invertida es la
inclusión en el detector de un diodo de bloqueo en serie con el otro
circuito electrónico del detector; en la Figura 3 se muestra una
realización así. Este método funciona en todos los sistemas
conocidos. Sin embargo, tiene la desventaja de que una conexión
invertida involuntaria no hace que se muestre una condición de fallo
en el panel de control. Para verificar una conexión correcta, es
necesario iniciar una condición de alarma en el detector, ya sea
por medio del uso de humo u otro estímulo apropiado o usando un
dispositivo de prueba especial. Esto tiene el inconveniente de que
la condición de alarma será registrada por el panel de control, lo
que puede dar lugar a que una alarma audible suene o se tome otra
acción (tal como llamar automáticamente al departamento de
incendios).
El documento GB 2137790 muestra un detector de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Es el objetivo de al menos las realizaciones
preferidas del invento proporcionar un detector en el que al menos
alguna de las desventajas anteriores haya sido atenuada.
En un aspecto, el invento proporciona un
detector de peligro que incluye medios para detectar una condición
de peligro y para indicar una alarma cuando la condición ha sido
detectada, y medios para modificar el comportamiento del detector
durante el arranque o en el modo de prueba para facilitar la puesta
en servicio o la prueba del detector, comprendiendo el detector
además medios de filtrado para filtrar y suprimir detecciones
transitorias de la condición de peligro durante un estado normal de
operación, comprendiendo dichos medios para modificar el
comportamiento dispositivos para deshabilitar los medios de filtrado
durante el arranque o en el modo de prueba.
La condición de peligro puede ser un nivel de
humo peligroso o una velocidad peligrosa de aumento de temperatura.
En el último caso, la velocidad peligrosa de aumento de temperatura
puede ser una velocidad de aumento de temperatura igual, o
superior, a cinco grados aproximadamente durante un período de
treinta segundos.
De preferencia, el detector está conectado entre
las líneas de alimentación positiva y negativa, teniendo el
detector un terminal positivo y un terminal negativo y estando
adaptado, en cuanto se suministra energía a las líneas de energía,
a emitir una señal indicadora local si los terminales positivo y
negativo del detector tienen una orientación de polaridad correcta
respecto a las líneas positiva y negativa. Más preferentemente, el
detector incluye un circuito electrónico conectado en serie a un
diodo de bloqueo, estando conectado el diodo de bloqueo bien al
terminal positivo o al negativo. La señal indicadora puede ser una
señal luminosa, y más preferentemente, una señal luminosa
intermitente con un ciclo repetitivo de conexión/desconexión y, más
preferentemente todavía, que el período de conexión/desconexión sea
aproximadamente un segundo. La señal luminosa intermitente puede
ser producida por un diodo luminoso (LED) que forme parte del
circuito electrónico, y puede ser de color rojo.
El detector puede estar en un modo de prueba
cuando está emitiendo la señal indicadora local.
Solamente a modo de ejemplo, se describen a
continuación características preferidas del invento presente,
haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
La Figura 1 muestra esquemáticamente un detector
de peligro que usa un puente de diodos para protección de la
polaridad;
la Figura 2 muestra esquemáticamente un detector
de peligro que usa un diodo en paralelo para protección de la
polaridad;
la Figura 3 muestra esquemáticamente un detector
de peligro que usa un diodo en serie para protección de la
polaridad;
la Figura 4 muestra una secuencia de operaciones
de salida de un detector de peligro de una primera realización del
objeto del invento;
la Figura 5 muestra una secuencia de operaciones
de salida de un detector de peligro de una segunda realización del
objeto del invento;
la Figura 6 es un diagrama de flujo de la
operación del detector de peligro en una primera forma de la segunda
realización, siendo la primera forma un detector de humo que mide
el nivel de humo; y,
la Figura 7 es un diagrama de flujo de la
operación del detector de peligro en una segunda forma de la segunda
realización, siendo la segunda forma un detector de calor que mide
una velocidad de aumento de temperatura.
El invento en cuestión incluye un detector de
peligro del tipo que usa un diodo en serie para protección de la
polaridad, tal como se ha descrito anteriormente haciendo referencia
a la Figura 3. Sin embargo, las dos realizaciones que se describen
adicionalmente incluyen un diodo luminoso (LED) así como una ROM o
EPROM programada adecuadamente para hacer que el LED actúe de una
manera que va a ser descrita.
En la primera realización, cuando un detector de
peligro 10 del invento en cuestión se conecta inicialmente a una
fuente de alimentación, la corriente fluye solamente a través de un
circuito electrónico detector 12 (véase la Figura 3) si el detector
10 está conectado a la fuente de alimentación con la orientación
(polaridad) adecuada; si el detector 10 está conectado con la
orientación invertida, un diodo en serie 14 impide que la corriente
fluya a través del circuito 12. El diodo en serie 14 se muestra
conectado al terminal positivo del circuito 12, pero en lugar de
esto podría estar conectado al terminal negativo. Si el detector 10
está conectado con la orientación adecuada, el circuito 12 recibe
energía (un "arranque en frío" que no implica circuitos
externos adicionales), y un programa interno de una ROM o EPROM (no
mostradas) del circuito 12 inicia automáticamente la ejecución de
un programa de arranque. El programa de arranque hace que un LED (no
mostrado) conectado al circuito 12 destelle intermitentemente
durante cuatro minutos a una frecuencia de aproximadamente una vez
por segundo. Tanto la velocidad y la duración del parpadeo son
ajustables y están controlados por un procesador o por un
subcircuito temporizador separado del circuito 12. Una persona que
conecte el detector del invento a la fuente de alimentación puede
saber inmediatamente, observando si el LED está parpadeando, si el
detector está conectado con la orientación apropiada. Se muestra en
la Figura 4 la operación del LED después de una conexión
apropiada.
Después de una instalación correcta, la
capacidad de parpadeo del detector puede ser utilizada de una manera
adicional, a saber, para ayudar a localizar un fallo de conexión de
la fuente de alimentación. Si ocurre un fallo de circuito abierto
en un lugar desconocido del cableado de la fuente de alimentación,
la fuente de alimentación se desconecta temporalmente. Después de
volverla a conectar, empezarán a parpadear solamente aquellos
detectores que estén situados entre un panel de control y el lugar
del fallo. La situación del fallo puede por tanto ser detectada sin
necesidad de que alguno de los detectores sea retirado o de que sea
conectado algún medidor de prueba especial; en efecto, los
detectores actúan en conjunto como un medidor de prueba.
Una segunda realización, mostrada en las Figuras
5, 6 y 7, facilita la prueba in situ retirando el filtrado
transitorio de las señales de entrada durante un modo de prueba. La
Figura 6 muestra una situación en la que una condición de peligro
que está siendo medida se refiere a un nivel de humo, y la Figura 7
muestra una situación en la que una condición de peligro que está
siendo medida se refiere a una velocidad de aumento de la
temperatura. Para reducir el costo y los inconvenientes de las
falsas alarmas, se ha desarrollado una tendencia a realizar un
tratamiento de señales más complejo de la entrada de señales a
detectores de peligro. Una técnica conocida consiste en incluir un
filtrado de señal para rechazar señales transitorias. Un efecto
secundario inconveniente de dicho filtrado es que tiende a dar
lugar a un rechazo de señales producidas por herramientas de prueba
normales, haciendo que las pruebas in situ de los detectores
sean muy difíciles.
La segunda realización incluye el programa de
prueba del LED parpadeante para orientación de la polaridad de la
primera realización, pero añade un programa adicional para tratar el
problema causado por la presencia del tratamiento de señal complejo
mencionado anteriormente. El programa adicional deshabilita o evita
esas partes de algoritmos operativos que operan como los filtros
para reducir las falsas alarmas; la sensibilidad básica del
detector no está afectada por dicha deshabilitación del filtro. Se
inicia el modo de prueba de la segunda realización desconectando el
detector de la fuente de alimentación. Esto puede ser realizado
desde el panel de control para todos los detectores del sistema
usando la disposición de reajuste del panel o, alternativamente,
cada detector puede ser desconectado breve e individualmente de, y
reconectado a, la fuente de alimentación.
Se usa principalmente el modo de prueba de la
segunda realización con paneles de control que incluyen lo que es
denominado en la técnica como un modo de "walk test", o prueba
de funcionamiento, especial. Cuando el controlador está puesto al
modo de "walk test" permite que un ingeniero inicie una alarma
en un detector, por ejemplo, usando humo artificial o un aumento
rápido de la temperatura, para comprobar entonces mediante el LED de
alarma permanentemente iluminado que el panel de control ha
aceptado la alarma. Después de que la alarma haya sido activada, el
panel de control reajusta automáticamente el detector interrumpiendo
brevemente el suministro de la fuente de alimentación a la zona en
la que la alarma está situada. Cada proceso de reajuste realiza
simultáneamente un arranque en frío de todos los detectores de la
zona, manteniéndolos por tanto en el estado de prueba. A la
terminación de la prueba, el panel de control es devuelto a la
operación normal después de completar su programa de arranque, el
procesador interno de cada detector opera ese detector en su estado
de vigilancia normal, o sea, cuando el LED ya no parpadea, el
filtrado de los transitorios ha sido habilitado, y el detector
permanece alerta a su peligro seleccionado.
Debe observarse que si se prefiere, el detector
puede incorporar la característica de inhabilitación del filtrado
sin el LED de parpadeo. Por ejemplo, el filtrado podría ser
inhabilitado mediante un conmutador operado manualmente por un
técnico de mantenimiento cuando se requiera una prueba in
situ.
Aunque es conocido que algunos detectores
convencionales utilizan un LED con un ciclo intermitente, esos LEDs
operan continuamente con tal de que la fuente de alimentación esté
conectada; no son usados, como en el invento en cuestión, para
indicar que un detector ha sido conectado a una fuente de
alimentación con la orientación adecuada. Al menos en Alemania, el
tipo de detector LED que continúa mostrando una señal intermitente
mientras está conectada la energía, no debe de ser de color rojo.
Sin embargo, se permite el uso de LEDS de color rojo si su parpadeo
corresponde a un "modo especial de operación"; el parpadeo
temporal durante el arranque del detector de este invento hace que
un modo especial sea considerado como tal.
La detección del aumento de temperatura, tal
como se muestra en la Figura 7, es un avance en la detección de un
límite de temperatura predeterminado (detección de "temperatura
fijada"). La medición de la velocidad de aumento de temperatura
puede dar lugar a que se señale una alarma antes de que se alcance
una temperatura preajustada, proporcionando así un aviso más
temprano de una condición de fuego grave que con la detección de la
temperatura fijada. Se usan detectores de temperatura fijada en
medios ambientes en los que son normales los cambios de temperatura
rápidos. Tales aplicaciones incluyen cocinas y salas de calderas.
Los detectores de temperatura fijada tienen con frecuencia
temperaturas de alarma preajustadas a 100ºC o más. Esos detectores
pueden ser muy difíciles de probar debido a que sus elementos
sensores deben de ser calentados por encima de su temperatura de
alarma antes de que ocurra alguna respuesta. El suministro de
energía requerido para tales pruebas es difícil de conseguir con un
medidor in situ portátil.
En la disposición mostrada en la Figura 7 el
detector realiza un algoritmo de prueba especial durante el periodo
de arranque. Este algoritmo hace que el detector señale una alarma
si detecta una velocidad anormal de aumento de temperatura,
independientemente de la temperatura absoluta. Por ejemplo, podría
usarse una velocidad de aumento de temperatura que sea igual, o
exceda, a 5 grados centígrados aproximadamente durante un periodo
de 30 segundos. Es improbable que dicha velocidad de subida de
temperatura sea causada por variaciones ambientales normales que
ocurran durante el periodo de arranque, pero pueden ser usadas con
seguridad como una indicación de que el detector está operando
correctamente.
Aunque el invento presente ha sido descrito
mediante sus realizaciones preferidas, debe entenderse que las
palabras que se han empleado son palabras descriptivas, en lugar de
limitadoras, y que se pueden hacer cambios en el invento sin
apartarse de su ámbito, tal como se define en las reivindicaciones
que se acompañan.
El texto del resumen que se ha presentado con
él, se repite aquí como parte de la memoria.
Un detector de peligro tiene un circuito
electrónico con un programa de arranque para causar la emisión de
una señal indicadora local, tal como una señal intermitente de un
LED, si los terminales de energía y tierra del detector están
conectados con la orientación, o sea, la polaridad, adecuada a los
cables de energía y tierra de una fuente de alimentación. Con estos
medios, una persona que instale el detector de peligro puede saber
inmediatamente después de la conexión si el detector ha sido
conectado con la orientación adecuada, y evitar así la necesidad de
introducir un peligro, tal como calor o humo para probar la
operación del detector. Una variante usa un programa más
sofisticado que deshabilita, durante un modo de prueba, algoritmos
de filtrado complejos que son usados por los detectores para
impedir las señales de alarma falsas; si dicho filtrado no es
deshabilitado, impide la prueba normal de los detectores.
Claims (12)
1. Un detector de peligro que comprende medios
para detectar una condición de peligro y para indicar una alarma
cuando ha sido detectada, y medios para modificar el comportamiento
del detector durante un arranque o modo de prueba, para facilitar
la puesta en servicio o prueba del detector, que se
caracteriza porque el detector comprende además medios de
filtrado para filtrar y eliminar detecciones transitorias de la
condición de peligro durante un estado normal de operación,
comprendiendo dichos medios para modificar el comportamiento medios
para deshabilitar los medios de filtrado durante el arranque o modo
de prueba.
2. El detector de la reivindicación 1, en el
que la condición de peligro es un nivel peligroso de humo.
3. El detector de la reivindicación 1, en el
que la condición de peligro es una velocidad peligrosa de subida de
temperatura.
4. El detector de la reivindicación 3, en el
que la velocidad peligrosa de aumento de temperatura es una
velocidad de aumento de temperatura que es igual, o superior, a
cinco grados aproximadamente durante un periodo de treinta
segundos.
5. El detector de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, para ser conectado entre las líneas positiva
y negativa de suministro de energía, teniendo el detector un
terminal positivo y un terminal negativo y estando adaptado, cuando
se aplica energía a las líneas de energía, a emitir una señal
indicadora local si los terminales positivo y negativo del detector
tienen una orientación de polaridad correcta con las líneas positiva
y negativa.
6. El detector de la reivindicación 5, que
comprende un circuito electrónico conectado en serie a un diodo de
bloqueo, estando conectado el diodo de bloqueo bien sea al terminal
positivo o al negativo.
7. El detector de la reivindicación 5 ó 6, en el
que la señal indicadora es una señal luminosa.
8. El detector de la reivindicación 7, en el que
la señal indicadora es una señal luminosa intermitente con un ciclo
repetitivo de conexión/desconexión.
9. El detector de la reivindicación 8, en el
que el periodo del ciclo de conexión/desconexión es aproximadamente
un segundo.
10. El detector de la reivindicación 8 ó 9, en
el que la señal luminosa parpadeante es producida por un diodo
luminoso (LED) que forma parte del circuito electrónico.
11. El detector de la reivindicación 10, en el
que el LED es de color rojo.
12. El detector de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 11, en el que el detector está en un modo de
prueba cuando está emitiendo la señal del indicador local.
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