ES2968104T3 - Aparatos, sistemas y métodos que controlan prueba de detectores ópticos de incendios - Google Patents

Aparatos, sistemas y métodos que controlan prueba de detectores ópticos de incendios Download PDF

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Abstract

Se proporciona un dispositivo de prueba para probar OFD infrarrojos (370; 470; 570). El dispositivo de prueba (100; 200; 300; 400; 500) puede comprender un cuerpo (110; 210), una fuente de infrarrojos (120; 220), un controlador (150; 250) y una entrada de usuario (140; 240). La fuente de infrarrojos (120; 220) puede estar alojada con el cuerpo (110; 210). El controlador (150; 250) puede estar acoplado operativamente a la fuente de infrarrojos (120; 220). El controlador (150; 250) también puede ser integral a la fuente de infrarrojos (120; 220). La entrada del usuario (140; 240) puede estar acoplada operativamente a al menos uno del controlador (150; 250) y la fuente de infrarrojos (120; 220). El dispositivo de prueba (100; 200; 300; 400; 500) puede configurarse para producir emisiones infrarrojas para simular un fuego en llamas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparatos, sistemas y métodos que controlan prueba de detectores ópticos de incendios
Campo
La presente divulgación se refiere a aparatos, sistemas y métodos para probar detectores de llama óptica ("OFD") y, más específicamente, a un probador portátil que comprende una fuente de infrarrojos en miniatura. Antecedentes
La prueba y la calibración de los OFD de infrarrojos en el infrarrojo medio se basa en fuentes de calor tales como elementos calentadores, cuerpos negros o fuegos llameantes. Por diversas razones (por ejemplo, velocidad, conveniencia, exactitud, precisión y coste), ninguna de estas soluciones es particularmente satisfactorias a nivel comercial. Además, ninguna de las soluciones es particularmente adecuada para la prueba de campo de un sistema de detección de llama infrarroja.
Un dispositivo de prueba de infrarrojos de la técnica anterior que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1 se divulga en el documento US 8,564,879.
Compendio
La presente invención proporciona un dispositivo de prueba de infrarrojos según la reivindicación 1.
Las características de las realizaciones se mencionan en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La materia de la presente divulgación se señala particularmente y se reivindica de manera clara en la parte concluyente de la memoria descriptiva. Sin embargo, se puede obtener un entendimiento más completo de la presente divulgación haciendo referencia a la descripción detallada y las reivindicaciones cuando se consideran en relación con las figuras de dibujo, en donde números similares denotan elementos similares.
La FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva en sección transversal parcial de un primer probador de campo, según diversas realizaciones;
la FIG. 2 ilustra una vista en perspectiva en sección transversal parcial de un segundo probador de campo, según diversas realizaciones; y
la FIG. 3 ilustra un probador en funcionamiento en un entorno, según diversas realizaciones.
La FIG. 4 ilustra un probador en funcionamiento en un entorno, según diversas realizaciones.
La FIG. 5 ilustra un probador en funcionamiento en un entorno, según diversas realizaciones.
Descripción detallada
La descripción detallada de realizaciones ejemplares en la presente memoria hace referencia a los dibujos adjuntos, que muestran realizaciones ejemplares a modo de ilustración. Si bien estas realizaciones ejemplares se describen con suficiente detalle para permitir a los expertos en la técnica practicar las invenciones, debe entenderse que pueden realizarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios lógicos, químicos y mecánicos sin apartarse del alcance de las invenciones según la reivindicaciones. Así, la descripción detallada en esta memoria se presenta con fines de ilustración y no de limitación. Por ejemplo, las etapas mencionadas en cualquiera de las descripciones de método o proceso pueden ejecutarse en cualquier orden y no están necesariamente limitadas al orden presentado. Además, cualquier referencia a singular incluye múltiples realizaciones, y cualquier referencia a más de un componente o etapa puede incluir una realización o etapa singular. Asimismo, cualquier referencia a elementos unidos, fijos, conectados o similares puede incluir elementos permanentes, desmontables, temporales, parciales, completos y/o cualquier otra opción de unión posible. Adicionalmente, cualquier referencia a sin contacto (o frases similares) también puede incluir contacto reducido o contacto mínimo.
Se pueden usar diferentes sombreados transversales y/o sombreados superficiales a lo largo de las figuras para denotar diferentes partes pero no necesariamente para denotar los mismos materiales o diferentes. Las fuentes de infrarrojos basadas en sistemas microelectromecánicos ("MEMS") pueden permitir la construcción de equipos de prueba más precisos y precisos para probar y verificar el funcionamiento de sensores y/o sistemas de detección de llama. Además, este equipo de prueba puede reducir y/o eliminar la necesidad de otros tipos de fuentes de calor (por ejemplo, elementos calentadores, cuerpos negros, fuegos llameantes y/o similares). En diversas realizaciones, los sistemas de MEMS pueden ser micromáquinas, tecnología de microsistemas y/o similares que tienen un tamaño típico de aproximadamente 20 micrómetros a aproximadamente 1 milímetro.
En diversas realizaciones, un dispositivo de prueba que comprende uno o más emisores infrarrojos MEMS se utiliza para probar OFD de infrarrojos. El dispositivo de prueba puede comprender múltiples emisores de infrarrojos MEMS con cada emisor de infrarrojos MEMS emitiendo una longitud de onda particular de infrarrojos. Por ejemplo, un dispositivo de prueba puede comprender un primer emisor de infrarrojos MEMS que emite infrarrojos medios y un segundo emisor de infrarrojos MEMS que emite infrarrojos cercanos. Por consiguiente, un dispositivo de prueba puede ser capaz de probar OFD de infrarrojos multicanal (por ejemplo, OFD de infrarrojos de doble canal). A este respecto, los OFD de infrarrojos pueden detectar infrarrojos a una longitud de onda y/o diversas longitudes de onda. El espectro infrarrojo se considera típicamente como radiación electromagnética de longitudes de onda de 700 nm a 100 mm. El infrarrojo medio puede considerarse entre 3 |jm y 8 |jm. El infrarrojo cercano puede considerarse entre 0,75 jm y 1,4 jm . El infrarrojo de longitud de onda corta puede considerarse entre 1,4 jm y 3 jm . Las longitudes de onda emitidas típicamente por los emisores de infrarrojos MEMS pueden incluir, por ejemplo, aproximadamente 0,9 jm , aproximadamente 2,8 jm y/o aproximadamente 4,3 jm .
En diversas realizaciones, un emisor de infrarrojos MEMS puede ser un dispositivo similar a una película (por ejemplo, una resistencia de película). A este respecto, el emisor de infrarrojos MEMS puede tener características similares a una resistencia en un circuito. El emisor de infrarrojos MEMs puede tener una masa casi nula. La masa casi nula puede permitir un calentamiento y enfriamiento rápidos del emisor de infrarrojos MEMS (por ejemplo, calentamiento en milisegundos). En diversas realizaciones, la fuente de infrarrojos MEMs puede comportarse como un calentador. A este respecto y según la invención reivindicada, la fuente de infrarrojos MEMS barre a través de una pluralidad de longitudes de onda infrarrojas (por ejemplo, longitudes de onda de aproximadamente 0,75 jm a 8 jm ). En diversas realizaciones, un emisor de infrarrojos MEMS puede tener una vida más larga que las fuentes de calentamiento típicas utilizadas para la prueba de sensores.
En diversas realizaciones y con referencia a la FIG. 1, el dispositivo de prueba 100 comprende un cuerpo 110 (por ejemplo, un alojamiento), una fuente de infrarrojos 120 y una lente 130. El dispositivo de prueba 100 también comprende una entrada de usuario 140, un controlador 150 y/o una fuente de alimentación 160. Cada uno de la fuente de infrarrojos 120, el controlador 150 y/o la fuente de alimentación 160 puede alojarse en o dentro del cuerpo 110. El controlador 150 también puede formarse integralmente y/o ser parte de la fuente de infrarrojos 120.
En diversas realizaciones, la fuente de infrarrojos 120 puede comprender un único emisor de infrarrojos MEMS o una distribución de múltiples emisores de infrarrojos MEMS y/o emisores de LED. A este respecto, la distribución puede comprender una pluralidad de emisores de infrarrojos MEMS. Por ejemplo, una distribución puede incluir 64 emisores de infrarrojos MEMS. La distribución también puede comprender uno o más emisores de infrarrojos y/o uno o más emisores de LED. Los emisores de LED pueden configurarse para producir un primer conjunto de longitudes de onda (por ejemplo, longitudes de onda más cortas tales como, por ejemplo, 0,9 jm ). El uno o más emisores de infrarrojos pueden configurarse para producir un segundo conjunto de longitudes de onda (por ejemplo, longitudes de onda más largas, tales como, por ejemplo, 2,8 jm y 4,3 jm). Además, los emisores de LED y los emisores de infrarrojos pueden configurarse para funcionar al mismo tiempo o en diferentes momentos, según lo requiera una prueba particular. Una distribución de emisores también puede configurarse para producir una emisión de infrarrojos suficiente para reducir la necesidad de controlar la alineación y/o la distancia entre el dispositivo de prueba 100 y un sensor que se está probando.
En diversas realizaciones, la entrada de usuario 140 puede formarse en el cuerpo 110 y/o acoplarse a este. La entrada de usuario 140 puede acoplarse operativamente y/o estar en comunicación electrónica con la fuente de infrarrojos 120, el controlador 150 y/o la fuente de alimentación 160. A este respecto, la entrada de usuario 140 puede ser capaz de comunicar una entrada de un usuario a al menos una de la fuente de infrarrojos 120, el controlador 150 y/o la fuente de alimentación 160. La entrada de usuario 140 puede comprender uno o más botones, conmutadores u otras interfaces capaces de manipularse manualmente. Sin embargo, en diversas realizaciones, la entrada de usuario 140 puede comprender una interfaz electrónica configurada para recibir la entrada de otro dispositivo electrónico. Por ejemplo, la entrada de usuario 140 puede comprender una interfaz de bus serie universal ("USB"). En tales realizaciones, la interfaz USB de la entrada de usuario 140 puede recibir órdenes lógicas de otro dispositivo electrónico tal como un teléfono móvil, un teléfono inteligente, una tableta, un asistente digital personal, un ordenador portátil, un ordenador de sobremesa y combinaciones de los mismos.
La lente 130 se acopla de forma desmontable al cuerpo 110. La lente 130 se configura para proteger y/o alojar la fuente de infrarrojos 120. Además, según la presente invención, la lente 130 se configura para modificar, filtrar y/o adaptar las emisiones de la fuente de infrarrojos 120. La lente 130 puede comprender cualquier material adecuado para la transmisión de al menos una parte de luz infrarroja desde la fuente de infrarrojos 120. Por ejemplo, la lente 130 puede comprender vidrio y/o un material polimérico. En diversas realizaciones, la lente 130 puede comprender zafiro producido sintéticamente. La lente 30 puede ser de cualquier geometría adecuada, por ejemplo, la lente 30 puede ser esférica o asférica. Además, la lente 130 puede comprender una o más lentes configuradas para enfocar, ajustar o modificar de otro modo las emisiones de infrarrojos de la fuente de infrarrojos 120. A este respecto, la lente 130 puede comprender una o más lentes de la misma o diferentes geometrías para ajustar las propiedades de las emisiones de infrarrojos de la fuente de infrarrojos 120. Otras estructuras, tales como un diafragma, pueden configurarse para ajustar la abertura a través de la que se pueden transmitir las emisiones de infrarrojos de la fuente de infrarrojos 120.
En diversas realizaciones, la fuente de alimentación 160 puede configurarse con regulación de tensión. La regulación de tensión puede configurarse para mantener el brillo de las emisiones de la fuente de infrarrojos 120. La fuente de alimentación 160 también puede ser parte de un circuito de refrigeración activo. A este respecto, y en respuesta a ser activada la fuente de potencia 160 puede crear un disipador de calor para reducir el tiempo de enfriamiento de la fuente de infrarrojos 120.
En diversas realizaciones y con referencia a la FIG. 2, el dispositivo de prueba 200 puede comprender una pluralidad de fuentes de infrarrojos 220 (mostradas como fuente de infrarrojos 220A, fuente de infrarrojos 220B y fuente de infrarrojos 220C en la FIG. 2). De forma similar al dispositivo de prueba 100, el dispositivo de prueba 200 también puede comprender un cuerpo 210, una lente 230, una entrada de usuario 240, un controlador 250 y/o una fuente de alimentación 260.
En diversas realizaciones, la pluralidad de fuentes de infrarrojos 220 puede ser seleccionable. Por ejemplo, y en respuesta a una entrada en la entrada de usuario 240, al menos una de la fuente de infrarrojos 220a , la fuente de infrarrojos 220B y la fuente de infrarrojos 220C puede activarse y puede producir emisiones de infrarrojos que tienen longitudes de onda de, por ejemplo, aproximadamente 0,9 pm, aproximadamente 2,8 pm y/o aproximadamente 4,3 pm. La pluralidad de fuentes de infrarrojos 220 puede hacerse que emitan infrarrojos simultáneamente, individualmente y/o en un patrón preseleccionado.
En diversas realizaciones y en funcionamiento, el cuerpo 210 puede ser cualquier alojamiento adecuado. Esta configuración puede permitir que el dispositivo de prueba 200 se configure con una salida de infrarrojos significativa desde la fuente de infrarrojos 220, mientras que requiere relativamente poca energía desde la fuente de energía 260 para funcionar (por ejemplo, menos de aproximadamente 12 V a 100 mA). A este respecto, el dispositivo de prueba 200 puede ser portátil y configurarse para tener aproximadamente el tamaño de una linterna doméstica.
En diversas realizaciones y con referencia a la FIG. 3, las pruebas de campo del OFD de infrarrojos 370 en un entorno 380 puede ser difícil para los sistemas convencionales. Si el OFD de infrarrojos 370 se debe probar usando un efecto de parpadeo para la activación y el espacio alrededor del OFD de infrarrojos instalado 370 es limitado, la prueba puede ser desafiante y/o imposible con los sistemas y procedimientos de prueba convencionales. Los sistemas y procedimientos de prueba convencionales que son suficientemente brillantes para activar el OFD de infrarrojos 370 pueden ser de tamaño significativo. Además, la función de parpadeo puede requerir un picador mecánico para introducir la salida variable en el tiempo. A este respecto, las limitaciones creadas por el espacio limitado en el entorno 380 donde se instala el OFD de infrarrojos 370 hacen que un dispositivo de prueba portátil 300 sea más eficiente y deseable.
En diversas realizaciones y con referencia a la FIG. 4, la alineación del dispositivo de prueba 400 puede mejorar la capacidad de prueba del dispositivo de prueba 400 en el campo. Por ejemplo, el dispositivo de prueba 400 puede colocarse a una distancia A del OFD de infrarrojos 470 en un entorno 480. A este respecto, la distancia A puede ser una distancia predeterminada proporcionada por un proveedor del dispositivo de prueba 400 para la prueba adecuada del OFD de infrarrojos 470. Además, el dispositivo de prueba 400 puede orientarse en una orientación específica A-A' para probar el OFD de infrarrojos 470 en un entorno 480. A este respecto, el dispositivo de prueba 400 puede necesitar colocarse en una orientación específica A-A' para ser capaz de realizar una prueba adecuada en OFD de infrarrojos 470 en un entorno 480. La orientación A-A' orienta el dispositivo de prueba 400 de manera que la lente 130, 230 del dispositivo 400 es paralela al OFD 470, como se muestra en la FIG. 4.
En diversas realizaciones y con referencia de nuevo a la FIG. 2, el dispositivo de prueba 200 puede comprender múltiples fuentes de infrarrojos 220. Las fuentes de infrarrojos 220 pueden ser, por ejemplo, fuentes de infrarrojos de alta salida basadas en MEMS y/o fuentes de infrarrojos cercanas basadas en LED 220. Las fuentes de infrarrojos 220 pueden configurarse en una distribución. A este respecto, las fuentes de infrarrojos 220 pueden disponerse para producir emisiones que simulan un incendio. Las fuentes de infrarrojos 220 pueden tener velocidades de respuesta rápidas. Además, la fuente de infrarrojos 220 se configura para encenderse y apagarse según sea necesario para lograr el efecto de parpadeo de una llama (por ejemplo, manualmente basándose en una entrada a la entrada de usuario 240 y/o automáticamente basándose en respuesta a las órdenes del controlador 250).
En diversas realizaciones, el dispositivo de prueba 200 también puede configurarse como un dispositivo de prueba en fábrica. El uso de una llama no es típicamente una manera muy conveniente o reproducible para lograr la calibración y verificación de la sensibilidad de OFD de infrarrojos. El equipo convencional de prueba en fábrica puede utilizar iluminación picada mecánicamente de fuentes de infrarrojos de salida constante (elementos calentadores, cuerpos negros, fuegos llameantes y/o similares).
En diversas realizaciones, y en una aplicación en fábrica, la fuente de infrarrojos 220 puede ser una fuente de infrarrojos de alta salida basada en MEMS que tiene salida reproducible en el espectro de infrarrojos de emisiones que tienen longitudes de onda de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 20 pm. En el dispositivo de prueba 200, la fuente de infrarrojos 220 puede ser capaz de producir emisiones de infrarrojos de salida completa en decenas de milisegundos. El dispositivo de prueba 200 también puede ser capaz de apagar las emisiones de infrarrojos de la fuente de infrarrojos 220 en tiempos muy cortos. Además, el dispositivo de prueba 200 y/o la fuente de infrarrojos 220 pueden no requerir enfriamiento como los sistemas de prueba convencionales para OFD de infrarrojos. En diversas realizaciones, se pueden usar múltiples fuentes de infrarrojos 220 (por ejemplo, fuentes de infrarrojos basadas en MEMS) para lograr las salidas de prueba necesarias o múltiples longitudes de onda para la prueba.
En diversas realizaciones y con referencia a la FIG. 5, el dispositivo de prueba 500 puede ser un dispositivo de prueba en fábrica 592 que se acopla operativamente a una estructura de prueba 590. El dispositivo de prueba 500 puede comprender una fuente de infrarrojos como se describe en esta memoria. La estructura de prueba 590 puede configurarse para colocar el dispositivo de prueba 592 en una orientación (por ejemplo, una distancia horizontal A y una distancia vertical B como se muestra en la FIG. 5; en donde la distancia horizontal A es la distancia horizontal entre la lente 130, 230 del dispositivo 592 y el OFD 570, y la distancia vertical B es la distancia vertical entre una base de la estructura de ensayo 590 y la línea central axial del dispositivo de ensayo 592). El OFD de infrarrojos 570 puede montarse en una estructura de retención 572 en una orientación específica con respecto al dispositivo de prueba 592.
En diversas realizaciones, el dispositivo de prueba descrito en esta memoria puede ser portátil. Además, estos dispositivos de prueba portátiles pueden comprender fuentes de infrarrojos de baja potencia que son capaces de probar el sistema de detección de infrarrojos como se instala en el campo. Además, estos dispositivos de prueba portátiles proporcionan una alternativa más rentable a los detectores de cuerpo negro o sistemas de prueba de fuegos llameantes. Estos dispositivos de prueba portátiles pueden ser capaces de lograr un tiempo de respuesta de emisión rápido. A este respecto, los dispositivos de prueba pueden ser capaces de simular el parpadeo de la llama sin la necesidad de la formación mecánica de grietas de la radiación. Estos dispositivos de prueba también pueden ser capaces de pruebas y verificación más precisas de OFD de infrarrojos en la fabricación.
En esta memoria se han descrito beneficios, otras ventajas y soluciones para los problemas con respecto a realizaciones específicas. Además, las líneas de conexión mostradas en las diversas figuras contenidas en esta memoria están destinadas a representar relaciones funcionales ejemplares y/o acoplamientos físicos entre los diversos elementos. Debe observarse que muchas relaciones funcionales o conexiones físicas alternativas o adicionales pueden estar presentes en un sistema práctico. Sin embargo, los beneficios, ventajas, soluciones para los problemas y cualquier elemento que pueda provocar que se produzca cualquier beneficio, ventaja o solución o que estos se vuelvan más pronunciados no debe considerarse como características o elementos críticos, necesarios o esenciales de las invenciones. Por consiguiente, el alcance de las invenciones está limitado por nada más que las reivindicaciones adjuntas, en las que la referencia a un elemento en singular no pretende significar “uno y solo uno” a menos que se indique explícitamente, sino más bien “uno o más”. Además, cuando se usa una frase similar a “al menos uno de A, B o C” en las reivindicaciones, se pretende que la frase se interprete para significar que A solo puede estar presente en una realización, B solo puede estar presente en una realización, C solo puede estar presente en una realización, o que cualquier combinación de los elementos A, B y C puede estar presente en una realización única; por ejemplo, A y B, A y C, B y C, o A y B y C.
En esta memoria se proporcionan sistemas, métodos y aparatos. En la descripción detallada en esta memoria, las referencias a «una realización», «diversas realizaciones», etc. indican que la realización descrita puede incluir un rasgo, estructura o característica en particular, pero es posible que no toda realización incluya necesariamente el rasgo, estructura o característica particular. Además, dichas frases no hacen necesariamente referencia a la misma realización. Adicionalmente, cuando un rasgo, estructura o característica particular se describe con relación a una realización, se supone que el experto en la técnica sabe cómo afectar dicho rasgo, estructura o característica con relación a otras realizaciones, ya sea que se describan explícitamente o no. Después de leer la descripción, resultará evidente para un experto en la técnica cómo implementar la divulgación en realizaciones alternativas.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de pruebas de infrarrojos (100; 200; 300; 400; 500) que comprende:
un cuerpo (110; 210),
una fuente de infrarrojos de estado sólido (120; 220), alojada con el cuerpo (110; 210);
un controlador (150; 250) acoplado operativamente a la fuente de infrarrojos (120; 220); y
una entrada de usuario (140; 240) acoplada operativamente a al menos uno del controlador (150; 250) y la fuente de infrarrojos (120; 220);
caracterizado por que:
la fuente de infrarrojos de estado sólido (120; 220) comprende una fuente de infrarrojos MEMS que barre a través de una pluralidad de longitudes de onda infrarroja y se configura para encenderse y apagarse según sea necesario para lograr un efecto de parpadeo de una llama; y por que el dispositivo de prueba de infrarrojos (100; 200; 300; 400; 500) comprende además:
una lente (130) acoplada de manera desmontable al cuerpo (110) que se configura para proteger y/o alojar la fuente de infrarrojos (120) y además se configura para modificar, filtrar y/o adaptar emisiones de la fuente de infrarrojos (120).
2. El dispositivo de pruebas de infrarrojos de la reivindicación 1, en donde la fuente de infrarrojos (120; 220) es capaz de producir emisiones de infrarrojos que tienen longitudes de onda de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 20 pm.
3. El dispositivo de prueba de infrarrojos de la reivindicación 1 o 2, en donde la fuente de infrarrojos (120; 220) incluye una distribución de fuentes de infrarrojos (220A-220C).
4. El dispositivo de prueba de infrarrojos de la reivindicación 3, en donde la distribución de fuentes de infrarrojos (220A-220C) se configura para emitir una pluralidad de longitudes de onda.
5. El dispositivo de prueba de infrarrojos de cualquier reivindicación anterior, en donde el dispositivo de prueba (100; 200; 300; 400; 500) es portátil.
6. El dispositivo de prueba de infrarrojos de cualquier reivindicación anterior, en donde el dispositivo de prueba (100; 200; 300; 400; 500) se alimenta con batería.
ES15151946T 2014-01-21 2015-01-21 Aparatos, sistemas y métodos que controlan prueba de detectores ópticos de incendios Active ES2968104T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/160,269 US9410849B2 (en) 2014-01-21 2014-01-21 Apparatuses, systems, and methods controlling testing optical fire detectors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2968104T3 true ES2968104T3 (es) 2024-05-07

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