ES2569603T3 - Dispositivo y procedimiento para la detección de llamas por medio de detectores - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la detección de llamas por medio de detectores, que detectan a través de un filtro antepuesto, respectivamente, otras zonas de longitudes de ondas, con instalaciones de evaluación conectadas a continuación para la evaluación de las señales de detector, caracterizado por que Hhhd - al menos dos detectores (1, 2, 3) idénticos están dispuestos adyacentes entre sí, y - cada detector (1, 2, 3) está provisto con un procesamiento idéntico de las señales y con un diseño, guía de bandas de conductores, simétrico e igual, en el que el procesamiento idéntico de las señales se realiza por medio de amplificadores (4) y convertidores-A/D (5), y - el dispositivo es adecuado para realizar la detección de las señales de todos los detectores al mismo tiempo y de forma sincronizada, de manera que se posibilita el análisis exacto de la radiación recibida (12, 21) a través de algoritmos sencillos independientemente de varias de influencia de interferencia.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para la deteccion de llamas por medio de detectores
La invencion se refiere a un dispositivo para la deteccion de llamas por medio de detectores de acuerdo con el preambulo de la primera reivindicacion de la patente y a un procedimiento para la deteccion de llamas por medio de detectores de acuerdo con las caractensticas de la reivindicacion 10 de la patente.
La invencion se puede aplicar en general allf donde es necesario un reconocimiento seguro de llamas independientemente de variables de influencia perturbadora como temperatura ambienta, radiacion de interferencia o el angulo de vision de la unidad de registro o deteccion.
Para la deteccion de llamas en conexion con instalaciones de alarga y de extincion de incendios se conoce detectar por medio de detectores las longitudes de ondas de las llamas, convertirlas en una senal electrica y alimentarla a una instalacion de evaluacion conectada a continuacion para la evaluacion de la senal de deteccion.
Se deduce a partir del documento EP 0 926 647 B1 un procedimiento de deteccion de incendios para la deteccion de un incendio en una zona supervisada, en el que se utilizan sensores, que reaccionan a una radiacion dentro de una anchura de banda correspondiente. No se realiza una observacion de la dependencia del angulo y de la temperatura. No esta previsto que a temperatura minima / maxima y con angulo de incidencia maximo no se puedan solapar las tres zonas longitudinales de las ondas. Se aplica la correlacion cruzada. Esto no es necesario en la presente invencion en virtud de la exploracion simultanea de las senales y de la estructura simetrica.
Los documentos AT 381406 B y CH000000628171A muestran un dispositivo similar, en el que solamente se utilizan dos sensores y por medio de un circuito de hardware, una derivacion, se elimina por filtracion la frecuencia del cojinete. No se realiza una consideracion de la dependencia angular. Tampoco se describe ningun procesamiento de senales digitales a traves de un microcontrolador.
En el documento DE1020082449A1 se describe un dispositivo para la deteccion de llamas, en el que estan presentes dos sensores. Tampoco este dispositivo es adecuado para tener en cuenta la dependencia angular. No se realiza ningun procesamiento de senales digitales a traves de un microcontrolador.
El documento DE 3140678 A1 describe una alarma de llamas (IR) por infrarrojos con tres sensores IR. La reduccion del mmimo de las falsas a alarmas solo se soluciona con respecto a la supresion de radiacion-IR de fuetes en el intervalo de 2 a 5 |im, que no representan llamas. No se describen soluciones que utilizan detectores identicos con el mismo procesamiento de la senal para la supresion sencilla de variables de interferencia. En esta solucion es un inconveniente que, por ejemplo, radiacion electromagnetica, por ejemplo, en la zona de frecuencia GHz, que se puede acoplar tambien despues de los sensores en el circuito electronico, puede conducir a una falsa alarma. No se describen soluciones, que podnan impedir tales falsas alarmas.
El documento US 4.233.596 A describe un aparato de medicion de infrarrojos con dos sensores-IR con diferentes longitudes de ondas para establecer humo negro en una llama util (fuego luminoso). Es un inconveniente que esta solucion no se puede utilizar para un reconocimiento mmimo de falsa alarma de llamas que aparecen casualmente en un evento de incendio.
En las instalaciones conocidas para la deteccion de llamas es problematico que a traves de interferencia de variables de influencia como la temperatura ambiental, radiaciones de interferencia, por ejemplo en el caso de radiacion solar o angulo de vision, en el que esta dispuesta la instalacion de reconocimiento, se producen falsificaciones de las longitudes de ondas de deteccion detectadas, de manera que en virtud de una falsa alarma se podna producir un disparo de la instalacion de alarma o de la instalacion de extincion de incendios. Por lo demas, es problematico que en las instalaciones conocidas para la compensacion parcial de estas variables de interferencia son necesarios procedimientos de calculo costosos y ciclos de medicion largos. Con ello va unido un consumo alto de energfa y un tiempo de reaccion largo para el reconocimiento de las llamas.
El documento US 2005/195086 A1 describa una alarma de llamas-IR con tres elementos receptores-IR diferentes. Las senales de los detectores pasan directamente, en serie al procesador. De esta manera no es posible un registro smcrono, simultaneo de la senal. No se describe ninguna solucion que utilice detectores identicos con procesamiento identico de las senales para la supresion sencilla de variables de interferencia, que conducen a falsa alarma. En particular, la descripcion de que las senales de los detectores pasan directamente en serie al procesador, muestra que no es posible un registro smcrono temporal de las senales.
El cometido de la invencion es desarrollar un dispositivo y un procedimiento, en los que el resultado de la deteccion no es falsificado o muy poco a traves de variables de influencia perturbadoras, como la temperatura ambiental, radiaciones de interferencia, angulos de vision y en los que se realiza una evaluacion sencilla y economizadora de energfa de las senales y se mantienen tiempos de reaccion cortos para la deteccion de llamas.
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Este cometido se soluciona por medio de un dispositivo para la deteccion de llamas por medio de detector con instalacion de evaluacion conectada a continuacion para la evaluacion de la senal de detector de acuerdo con las caractensticas de la primera reivindicacion de la patente y un procedimiento para la deteccion de llamas de acuerdo con la reivindicacion 10.
Las reivindicaciones dependientes reproducen las configuraciones ventajosas de la invencion.
El dispositivo de acuerdo con la invencion para la deteccion de llamas por medio de detector con instalacion de evaluacion conectada a continuacion para la evaluacion de las senales de detector presenta al menos dos detectores identicos, que estan dispuestos adyacentes entre sf Es importante que los detectores sean identicos. Cada detector esta provisto con un procesamiento identico de senales y un diseno simetrico e igual. En el procesamiento de senales se trata de amplificadores y convertidores A/D, Cada uno de los detectores se encuentra detras de un filtro antepuesto, en el que los filtros filtran diferentes zonas de longitudes de odas. Los amplificadores estan integrados en los sensores. La senal se intensifica, por lo tanto, directamente en la fuente. Por lo tanto, las influencias de la radiacion electromagnetica son reducidas al mmimo y no deben suprimirse a traves de algoritmos costosos. Por este motivo, tambien es concebible la integracion de los convertidores-AD.
La deteccion de las senales debe realizarse al mismo tiempo y de forma sincronizada, de manera que es posible el analisis exacto de la radiacion a traves de algoritmos sencillos independientemente de variables de influencia perturbadoras. Puesto que las senales individuales de los detectores individuales estan impulsadas todas con la misma variable de interferencia, estas variables de inferencia pueden ser suprimidas con un algoritmo sencillo. Por lo tanto, la zona de valores de las senales no esta limitada. Por consiguiente, se pueden calcular criterios de alarma a partir de un gran numero de valores.
Es ventajoso utilizar tres detectores de infrarrojos, de manera que el primer detector detecta una zona de longitudes de ondas por encima de la longitud de ondas de las llamas, el segundo detector detecta una longitud de ondas tfpica de las llamas y el tercer detector detecta una zona de longitudes de ondas dentro de la longitud de ondas de las llamas.
Ademas, es importante que los filtros antepuestos no presenten con respecto a las zonas de longitudes de ondas ningun solape sobre la zona visible y las zonas de la temperatura ambiente.
Ademas, es ventajoso disponer una ventana delante de los detectores y los filtros.
Ademas, es ventajoso que cada detector sea supervisado con una fuente de radiacion separada sobre la funcion y la capacidad visual. Las medidas correspondientes son conocidas por el tecnico. A tal fin se pueden utilizar fuentes de radiacion en la zona de longitudes de ondas de los filtros y elementos de reflexion.
Ademas, es ventajoso que una unidad de microcontrolador asuma el control sincronizado de la preparacion de las senales y de esta manera posibilite un funcionamiento economizador de energfa.
A traves de la utilizacion de los mismos detectores y las mismas preparaciones de las senales asf como la configuracion simetrica y del mismo tipo del tendido de las bandas de conductores, del diseno, asf como a traves del control simultaneo del registro de las senales, se asegura que las variables de interferencia, como por ejemplo la radiacion electromagnetica, aparezcan de la misma forma en todos los canales de recepcion opticos. Estas interferencias de la misma forma se pueden compensar sin algoritmos costosos, como por ejemplo correlacion cruzada, de manera muy rapida y eficiente.
Ademas, se suprimen procedimientos de calculo que requieren tiempo y energfa, puesto que todas las senales son registradas de forma sincronizadas, es decir, al mismo tiempo.
Una deteccion rapida de llamas es a menudo decisiva para el control y reduce al mmimo los danos de incendios.
Un circuito economizador de energfa es importante en sistemas de alarma de incendios, alimentados en general con corriente de emergencia a traves de acumuladores.
A continuacion se explica en detalle la invencion en cuatro figuras y un ejemplo de realizacion En las figuras:
La figura 1 muestra una representacion esquematica del dispositivo de acuerdo con la invencion para la deteccion de llamas.
La figura 2 muestra una representacion esquematica del dispositivo de acuerdo con la invencion para la deteccion de llamas con convertidores-AD integrados en los detectores.
La figura 3 muestra curvas de circulacion del filtro sin desplazamiento de ondas.
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La figura 4 muestra curvas de circulacion del filtro con desplazamientos de ondas negativas maximas.
La figura 5 muestra curvas de circulacion del filtro con desplazamientos de longitudes de ondas negativas maximas.
La figura 1 muestra una radiacion 12, que incide sobre el dispositivo de acuerdo con la invencion, la alarma de llamas 20, en el que estan dispuestos los detectores 1, 2 y 3 identicos adyacentes o superpuestos. Delante de los tres detectores 1, 2, 3 esta conectado un filtro 7, 8, 9. Delante de los filtros 7, 8, 9 esta dispuesta una ventana 11 en la alarma de llamas 20. Cada filtro 7, 8, 9 filtra delante del detector 1, 2, 3 respectivo una zona determinada de longitudes de ondas. El amplificados (4) integrado en los detectores amplifica la senal de los detectores. Esta senal es explorada al mismo tiempo con los convertidores-AD 5 y es transmitida a traves de una interfaz 13 en serie respectiva al microcontrolador 6. A partir de las senales de los detectores 1,2, 3 individuales se calcula una senal de alarma, eliminando las variables de interferencia, y se dispara una alarma en caso necesario. Una contaminacion posible de la ventana optica 20 o un defecto de los detectores 1, 2, 3 son detectados con la ayuda de fuentes de radiacion 19 dentro, y reflectores 22 fuera de la alarma de llama 20. Las fuentes de radiacion 19 emiten una radiacion 21 que esta en la zona de longitudes de ondas del filtro 7 respectivo, que es reflejada en los reflectores 22 y llega a traves de la ventana optica 11 sobre los detectores 1, 2, 3.
La figura 2 muestra una representacion similar, pero los convertidores-AD 5 estan integrados en los detectores 1, 2, 3.
Las figuras 3 a 5 representan curvas de circulacion del filtro, de manera que la transmision 14 es registrada sobre la longitud de ondas 15. Desde cada detector 1, 2, 3 se detectan con el filtro antepuesto las longitudes de ondas, de manera que las figuras 4 y 5 representan desplazamientos de longitudes de ondas negativos maximos y desplazamientos de longitudes de ondas positivos maximos en virtud de diferentes angulos de incidencia de la radiacion. La primera zona de longitudes de ondas (curva 16) corresponde a la zona de transmision del filtro 7 por debajo de la zona de longitudes de ondas de llamas. La zona media de longitudes de ondas (curva 17) corresponde a la zona de transmision de la figura 8 en la zona de longitudes de ondas de las llamas previsibles. La zona derecha de longitudes de ondas (curva 18) corresponde a la zona de transmision del filtro 9 por encima de la zona de longitudes de ondas de las llamas previsibles. Entre las zonas de longitudes de ondas 16, 17, 18 se encuentra una zona 10, en la que solamente aparece un solape muy pequeno entre las zonas.
La longitud de ondas utilizada para la deteccion de la llama es en este caso la longitud media de las ondas 17, mientras que se selecciona una segunda longitud de ondas por debajo de esta zona 16 o por encima de esta zona 18. Idealmente la longitud de ondas 17 para la deteccion de llamas en el caso de incendios que contienen carbono en una zona que corresponde a las bandas de CO y CO2 y reduce al mmimo la influencia de la radiacion solar. En el caso de llamas, la intensidad de la senal de las zonas de longitudes de ondas 16, 18 por encima y por debajo de la zona media de longitudes de ondas17 es mucho menor que la intensidad de la senal en la zona media de longitudes de ondas. La relacion entre las senales es evaluada. Con diferentes angulos de incidencia, se modifica la zona de transmision de los filtros 7, 8, 9. Para poder evaluar la relacion de las senales, las zonas de transmision de los filtros 7, 8, 9 no se solapan o solo realmente poco a diferentes temperaturas y diferentes angulos de incidencia.
Claims (10)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. - Dispositivo para la deteccion de llamas por medio de detectores, que detectan a traves de un filtro antepuesto, respectivamente, otras zonas de longitudes de ondas, con instalaciones de evaluacion conectadas a continuacion para la evaluacion de las senales de detector, caracterizado por que Hhhd- al menos dos detectores (1, 2, 3) identicos estan dispuestos adyacentes entre sf, y- cada detector (1, 2, 3) esta provisto con un procesamiento identico de las senales y con un diseno, gma de bandas de conductores, simetrico e igual, en el que el procesamiento identico de las senales se realiza por medio de amplificadores (4) y convertidores-A/D (5), y- el dispositivo es adecuado para realizar la deteccion de las senales de todos los detectores al mismo tiempo y de forma sincronizada, de manera que se posibilita el analisis exacto de la radiacion recibida (12, 21) a traves de algoritmos sencillos independientemente de varias de influencia de interferencia.
- 2. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se utilizan tres detectores de infrarrojos y el primer detector (1) detecta una zona de longitudes de ondas (16) por encima de la longitud de ondas de la llama, el segundo detector (2) detecta una longitud de ondas (17) tfpica de las llamas y el tercer detector (3) detecta una zona de longitudes de ondas (18) por debajo de la longitud de ondas de las llamas.
- 3. - Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que los filtros (7, 8, 9) antepuestos no presentan con respecto a las zonas de longitudes de ondas (16, 17, 18) solapes sobre la zona del angulo de vision y las zonas de temperatura ambiente.
- 4. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por que delante de los detectores (1, 2, 3) con filtro (7, 9) esta dispuesta una ventana (11).
- 5. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado por que cada detector (1, 2, 3) es supervisado con una fuente de radiacion (19) separada sobre la funcion y la capacidad visual.
- 6. - Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que una unidad de microcontrolador (6) asume el control sincronizado y la preparacion de senales y posibilita un funcionamiento economizador de energfa.
- 7. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que en el detector (1, 2, 3) esta integrada la ampliacion de las senales.
- 8. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado porque en el detector (1, 2, 3) esta integrada la conversion-AD (5).
- 9. - Procedimiento para la supresion de variables de interferencia durante la deteccion de llamas con un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que- al menos dos senales de diferentes zonas de longitudes de ondas (16, 17, 18) de la radiacion (12) de un incendio posible son detectadas por al menos dos detectores (1, 2, 3) identicos dispuestos adyacentes entre sf en el tiempo y sincronizados y- el procesamiento de las senales se realiza en circuitos identicos de procesamiento de senales, amplificadores, convertidores-A/D, con un diseno, gma de bandas de conductores, simetrico e igual, en el que- la deteccion de las senales de todos los detectores se realiza al mismo tiempo y de forma sincronizada,- de manera que se pueden suprimir las variables de interferencia iguales, con las que se superponen las senales individuales de la emision de las llamas de los detectores individuales, con algoritmos sencillos.
- 10. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que la exploracion de las senales de los detectores (1, 2, 3) se realiza de forma sincronizada a traves del microcontrolador (6).
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