FI84530C - Fotoelektrisk roekgivare. - Google Patents

Description

84530 VALOSÄHKÖINEN SAVUNILMAISIN Keksinnön taustaa Tämän keksinnön kohteena on valosähköinen savunilmaisin, jossa valoa lähettävät yksiköt ja valonherkät yksiköt on sovitettu vastakkain vakioetäisyydelle toisistaan ja jossa tulipalon alkaminen ilmaistaan valoa lähettävien ja valon-herkkien yksiköiden väliseen tilaan virranneen savun aiheuttaman valonvaimennuksen perusteella, ja erityisesti valosähköinen savunilmaisin, jossa optisen järjestelmän virheellisen toiminnan aiheuttamat valosähköisen viestin vaihtelut on korjattu.

Tähän asti tunnetuissa valosähköisissä savunilmaisimissa, joissa valoa lähettävät ja valonherkät yksiköt on sovitettu vastakkain, tapahtuu pitkän ajan kuluessa pölyn kerääntymistä valoa lähettävien ja valonherkkien yksiköiden ikkunoihin siten, että valosähköisen viestin taso alenenee, ja jos valosähköisen viestin taso pölyn takia laskee alle sen kynnys-tason, jolla tasolla päätellään tulipalon alkaneeen, niin syntyy virheellisesti annettu palohälytys. Näin ollen on välttämätöntä suorittaa säännöllisin välein pölyn poistaminen.

Pölyn poistaminen on kuitenkin hankalaa, joten on harkittu laitteistoa, jossa valosähköinen viesti automaattisesti korjataan sen mukaan, missä määrin pölyä on kerääntynyt. Tunnettu esimerkiksi on Yhdysvalloissa myönnetyssä patentissa n:o 4 317 113 selitetty valosähköinen savunilmaisin.

Tässä valosähköisessä savunilmaisimessa valosähköisen viestin vahvistamiseen käytetyn operaatiovahvistimen vahvistusta muutetaan portaittain sen mukaan, missä määrin pölyn kertyminen vaimentaa viestiä, ja kun valosähköinen viesti vaimenee 2 84530 pölyn kerääntymisen vuoksi, niin vahvistimen vahvistusta suurennetaan vaimennusta vastaavalla määrällä, joka tekee mahdolliseksi saada valosähköinen viesti yhtä hyvin kuin ilman pölyn kerääntymistäkin.

Virheellisen tiedon korjaamisessa operaatiovahvistimen vahvistuksen avulla on seuraavat ongelmat.

(Ensimmäinen ongelma:)

Vahvistuksen muuttamisessa käytetään menetelmää, jossa operaatiovahvistimen takaisinkytkentäpiirissä olevan resistanssiver-kon impedanssia muutetaan useiden analogiakytkimien kiinni-ja aukiohjauksella. Analogiakytkimillä on kuitenkin yleensä 100...200 ohmin luokkaa oleva resistanssi kiinni-tilassa, joten takaisinkytkentäimpedanssia ei voida tarkasti asettaa tästä kiinni-tilan resistanssista johtuen, joten on vaikeata asetella vahvistusta lineaarisesti kytkimien auki-/kiinni-oh-jauksella.

(Toinen ongelma:)

Vahvistuksen lineaarisen asettelun toteuttamiseksi kytkimien auki-/kiinni-ohjauksella vahvistus on aseteltava useiden aseteltavien vastusten avulla, joka tekee piirin mutkikkaaksi ja myös vahvistuksen asettelu tulee hankalaksi.

(Kolmas ongelma:)

Tarvitaan kaksisuuntainen laskuri useiden analogiakytkimien auki-/kiinni-ohjausta varten, josta aiheutuu se ongelma, että vahvistuksen asettelupiiristä tulee monimutkainen.

Toisaalta menetelmässä, jossa virheellinen tieto korjataan vahvistuksen asettelun avulla, valosähköisen viestin alkutilan mittausarvoa ja viimeisintä mittausarvoa verrataan säännöllisin välein toisiinsa ja operaatiovahvistimen vahvistusta muutetaan näiden arvojen erotuksen perusteella eron poistamiseksi. Siinä tapauksessa, että savu vähitellen lisääntyy 3 84530 esimerkiksi kytevän tulipalon takia, tällaisen savunmuodos-tuksen aiheuttama valosähköisen viestin tason aleneminen tulee kuitenkin myös korjatuksi vahvistuksen asettelun avulla, josta aiheutuu se vaara, että tulipalo jää havaitsematta.

Koska lisäksi valosähköisen viestin mittausarvon alkuarvo tallennetaan, kun apu jännitteet kytketään esimerkiksi sen jälkeen, kun savunilmaisin on antanut vastaanottimeen palohä-lytyksen havaittuaan savua, ja vaikkakin apujännitteet alku-nollauksen suorittamiseksi kytketään kerran pois ja päälle, niin mittausavo, jonka taso on savun takia alentunut, tulee uudelleen tallennetuksi mittausarvon alkuarvona, josta aiheutuu se vaara, että joskus alkunollauksen jälkeen esiintyvä tulipalo jää ilmaisematta.

Lisäksi vielä sellaisessa tapauksessa, jossa apujännitteitä kytkettäessä mittausarvon alkuarvo on epänormaalissa tilassa, myös tulipalon ilmaisemisen ratkaisutaso, joka määräytyy mittausarvon alkuarvon perusteella, saa epänormaalin arvon ja tästä johtuen on olemassa vaara, että syntyy virheellinen tai väärä palohälytys.

Keksinnön yleiskuvaus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan valosähköinen savunilmaisin, jossa valosähköisen viestin mittausarvo syötetään sellaisenaan ilman korjausta ja korjattu mittausarvo saadaan laskentaprosessista, joka perustuu kunakin ajankohtana voimassa olevaan korjauskertoimen arvoon.

Keksinnön toisena tarkoituksena on saada aikaan valosähköinen savunilmaisin, jossa apujännitteiden kytkentähetkellä saatu valosähköisen viestin mittausarvon alkuarvo tallennetaan ja ennalta määrätyin välein suoritettavassa virheellisen mittausarvon korjauksessa korjaussuhde korjataan mittausarvon alkuarvon ja sen viimeisimmän arvon välisen erotuksen mukaan 4 84530 ja mittausarvon korjattu arvo saadaan kertomalla viimeisin mittausarvo sanotulla korjauskertoimella.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on myös saada aikaan valosähköinen savunilmaisin, jossa mittausarvon alkuarvon ja sen viimeisimmän arvon erotessa toisistaan korjauskerrointa korjataan vain ennalta määrätyn pienen arvon verran.

Eräänä keksinnön tarkoituksena lisäksi on saada aikaan valosähköinen savunilmaisin, jossa mittausarvon alkuarvo voidaan pitää tallennettuna tietyn ajan apujännitteiden poiskytke-misen jälkeenkin.

Eräänä keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan valosähköinen savunilmaisin, jossa epänormaalin mittausarvon tallentaminen on estetty tarkistamalla, että tallennettava mittausarvon alkuarvo on ennalta määrättyjen raja-arvojen välillä.

Nämä ja muutkin keksinnön tarkoitukset, piirteet ja edut ilmenevät seuraavasta kuvauksesta ja oheista liiteenä olevista piirustuksista.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 on selittävä kaavio, joka esittää tämän keksinnön mukaisen järjestelmän erästä toteutusmuotoa;

Kuvio 2 on lohkokaavio, joka esittää keksinnön mukaisen järjestelmän erästä toteutusmuotoa;

Kuvio 3 on lohkokaavio, joka esittää keksinnön mukaisen vastaanotinyksikön erästä totetusmuotoa;

Kuvio 4 on yleinen vuokaavio, joka esittää ohjelman ohjaamaa prosessia vastaanotinyksikössä; 5 84530

Kuvio 5 on toiminnallinen lohkokaavio, joka esittää erästä keksinnön mukaista virheellisen mittausarvon korjauksen käsittelypiiriä; ja

Kuvio 6 on vuokaavio, joka esittää ohjelman ohjauksessa tapahtuvaa vastaanotinyksikön virheellisen tiedon korjaavaa prosessia.

Parhaana pidetyn toteutusmuodon kuvaus

Kuvio 1 on selittävä kaavio, joka esittää tämän keksinnön mukaisen valosähköisen savunilmaisimen yleissovitelman erästä toteutusmuotoa.

Kuviossa 1 on viitenumerolla 10 merkitty vastaanotin, joka on asennettu esimerkiksi keskusvalvomoon. Vastaanotin 10 ottaa vastaan palon ilmaisevan viestin valosähköiseltä sa-vunilmaisimelta ja saa aikaan palohälytyksen osoittaen samalla alueen, jossa tulipalo on. Vastaanotin 10 vastaanottaa myös tarkistushälytyksen, kun valosähköisessä savunilmaisi-messa esiintyy vikatoiminta, ja suorittaa hälytyksen valosähköisen savunilmaisimen tarkistamiseksi. Viestijohdin 16, jota käytetään myös apujännitteen syöttämiseen, tarkistus-viestijohdin 18 ja yhteisjohdin 20 on kytketty vastaanottimeen 10. Valonherkät yksiköt 12a, ..., 12n useammissa valosähköisissä savunilmaisimissa on kytketty näihin viestijoh-timiin 16, 18 ja 20.

Tämän keksinnön mukaisessa valosähköisessä savunilmaisimessa yksi valonsähköinen savunilmaisin käsittää valosähköisen yksikön 12a ja valoa lähettävän yksikön 14a yhdistelmän tai vastaavasti valonherkän yksikön 12n ja valoa lähettävän yksikön 14n yhdistelmän.

Esimerkkitapauksessa selitys tehdään viittaamalla yhteen valosähköiseen savunilmaisimeen, joka käsittää valonherkän 6 84530 yksikön 12a ja valoa lähettävän yksikön 14a. Tässä tapauksessa valoa lähettävä yksikkö 14a on sovitettu vastakkain valon-herkän yksikön 12a kanssa ennalta määrätylle etäisyydelle toisistaan etäisyyden ollessa välillä 5...100 m, esimerkiksi 15 m. Kaksi viesti johdinta 22 ja 24 on kytketty valonher-kästä yksiköstä 12a valoa lähettävään yksikköön 14a. Tämä viesti johtimien 22 ja 24 kytkentä on myös sama kuin valonher-källä yksiköllä 12n ja valoa lähettävällä yksiköllä 14n. Lisäksi toisiaan vastaavat valonherkät yksiköt 12a, ..., 12n ja valoa lähettävät yksiköt 14a,..., 14n, jotka muodostavat savunilmaisimet, on kukin kiinnitetty kattopintaan tai vastaavaan kiinnityskannan 15 avulla.

Kuvio 2 on lohkokaavio, joka esittää kuvion 1 mukaisen järjestelmän sovitelmaa, jossa valonherkkä yksikkö 12a ja valoa lähettävä yksikkö 14a sekä vastaavasti valonherkkä yksikkö 12n ja valoa lähettävä yksikkö 14n on sovitettu vastakkain ennalta määrätylle etäisyydelle toisistaan. Valoa säteilevät elementit 26 ovat valoa lähettävissä yksiköissä 14a ja 14n. Valon lähetyksen ohjausviestit lähetetään valonherkistä yksiköistä 12a ja 12n valoa säteileviin elementteihin 26 viestijohtimien 22 ja 24 välityksellä johtimen 24 toimiessa myös apujännitejohtimena, joten valoa säteilevien elementtien 26 valon säteily on ohjattua. Valonsäteet valoa säteilevistä elementeistä 26 tulevat valonherkissa yksiköissä 12a ja 12n oleviin valonherkkiin elementteihin 28 savunilmaisua-lueiden 30 läpi. Kiinnitettäessä valonherkkää yksikköä 12a ja valoa lähettävää yksikköä 14a tai valonherkkää yksikköä 12n ja valoa lähettävää yksikköä 14n kattopintaan tai vastaavaan, yksiköiden optinen akseli suunnataan siten, että valoa säteilevästä elementistä 26 tuleva valonsäde tarkasti osuu valonherkkään elementiin 28. Toisaalta savunilmaisualueella 30 oleva savu vaimentaa valoa, jota valoa säteilevä elementti 26 säteilee ja joka kulkee savunilmaisualueen 30 kautta osuen valonherkkään elementiin 28. Toisin sanoen valonherk-kään elementtiin 28 osuu valonsäde, jonka intensiteetti 7 84530 on vaimentunut savun tiheydestä riippuen.

Kuhunkin valonherkkään yksikköön 12a ja 12n on rakennettu mikrotietokonepoh jäinen ohjausosa. Apu jännitteen alkuarvo sen jälkeen kun asennus, mukaanlukien optisen akselin suuntaaminen, on suoritettu sekä valosähköisen viestin mittausarvon alkuarvo apujännitteen kytkemishetkellä tallennetaan mittausarvon alkuarvona mikrotietokoneen muistiin. Kynnysarvo, jota käytetään ratkaisutasona tulipalon alkamista päätel-täessä, määräytyy muistiin tallennetun mittausarvon alkuarvon perusteella. Joka kerta, kun mittausarvo saadaaan, sitä verrataan kynnysarvoon tulipalon alkamisen päättelemiseksi. Kun päätellään, että tulipalo on syttynyt, vastaanottimeen 10 lähetetään palohälytysviesti viestijohtimen 16 kautta, joka johdin toimii myös apujännitejohtimena. Lisäksi kuten jäljempänä tarkemmin selostetaan, mikrotietokoneen muistiin tallennettua valosähköisen viestin mittausarvon alkuarvoa käytetään virheellisen mittausarvon korjauksen ohjausprosessissa. Kun mittausarvon alkuarvo ylittää virheen korjauksen ohjausprosessin korjausrajan, vastaanottimeen 10 lähetetään tarkistusviestijohtimen 18 kautta tarkistus-viesti ilmoittamaan, että virheellisen mittausarvon korjaus-prosessi on saavuttanut raja-arvon. Lisäksi myös siinä tapauksessa, että muistiin talletettu mittausarvon alkuarvo on epänormaali apujännitteitä kytkettäessä, tarkistusviesti johtimen 18 kautta lähetetään vastaanottimeen 10 hälytysviesti tarkistuksen suorittamiseksi.

Kuvio 3 on lohkokaavio, joka esittää tämän keksinnön mukaisessa valosähköisessä savunilmaisimessa käytettävää piirisovitel-maa, jossa ohjausosana käytetään mikrotietokonetta.

Kuviossa 3 vakiojännitelähde 32 saa jännitesyötön vastaanottimesta ja antaa esimerkiksi 16 V apu jännitteen. Suuren kapasitanssin omaava kondensaattori 34 on kytketty vakiojänniteläh-teen 32 lähtöön. Vaikka vastaanottimesta tuleva jännitesyöt- β 84530 tö tilapäisesti katkeaisikin syöttöhäiriön tai muun syyn takia, niin apujännitesyöttö ohjausosana olevalle mikrotietokoneelle toimii tietyn vakioajan johtuen varautuneen kondensaattorin 34 ylläpitämästä jännitteestä, minkä ansiosta on mahdollista säilyttää mittausarvon alkuarvo D^, joka tallennetaan mikrotietokoneen muistiin. Vaikka siis vastaanottimesta tuleva jännitesyöttö hetkellisesti katkeaisikin, ei mittausarvon alkuarvo Di haihdu pois.

Kondensaattorin 34 tehtävänä on myös tasoittaa vakiojännite-lähteen 32 antojännitteen vaihteluita. Viitenumero 36 osoittaa ohjausyksikköä, jossa käytetään mikrotietokonetta. Käytetään esimerkiksi 8-bittistä mikrotietokonetta. Käytännön toteutuksessa on käytetty Nippon Electric Co., Ltd. -nimisen yrityksen valmistamaa mikrotietokonetta pPD80C48C. Jännitesyöttö ohjausyksikköön 36, jossa käytetään mikrotietokonetta, saadaan vakiojännitelähteestä 38. Vakiojännitelähde 38 muuttaa vakiojännitelähteen 32 antaman 16 V antojännitteen 5 V vakiojännitteeksi ja syöttää sen ohjausyksikölle 36.

Alkunollauspiiri 40 toimii, kun apujännite kytketään, ja antaa alkunollaussignaalin, joka käynnistää ohjausyksikössä 36 olevan mikrotietokoneen. Tämän alkunollaussignaalin vaikutuksesta ohjausyksikkö 36 suorittaa valon lähettämis- ja vastaanottotoimintojen tarkistuksen ja suorittaa välittömästi apujännitteen kytkemisen jälkeen tehdystä valon lähetys-ja vastaanottotoimintojen tarkistuksesta saadun mittausarvon alkuarvon tallentamisen muistiin 42. Kun mittausarvon alkuarvo tallennetaan muistiin 42, suoritetaan tiedon tarkistus sen seikan toteamiseksi, että mittausarvon alkuarvo on ennalta määrätyllä arvoalueella. Kun mittausarvon alkuarvo on tällä arvoalueella, alkuarvo tallennetaan muistiin 42. Päinvastaisessa tapauksessa, kun alkuarvo on tämän alueen ulkopuolella, vastaanottimeen lähetetään hälytysviesti tarkistuksen suorittamiseksi.

9 84530

Sen jälkeen kun alkunollauspiirin 40 käyntiin liipaisemat apujännitteen kytkemisestä käynnistyneet mittausarvon alkuarvon tallennustoimenpiteet on suoritettu, ohjausyksikössä 36 oleva mikrotietokone pysäyttää ohjelman suorituksen ja jää odotustilaan. Ohjausyksikön 36 seuraavat toiminnot suoritetaan pääkellopiirin 44 antaman kellopulssin liipaisemana. Pääkellopiiri 44 antaa ohjausyksikölle 36 kellopulssin säännöllisin 2...4 sekunnin välein. Tämän kellopulssin liipaisemana ohjausyksikkö 36 suorittaa valon lähettämis- ja vastaan-ottotoiminnon ohjauksen ja lukee senhetkisen mittausarvon sekä suorittaa virheellisen mittausarvon korjauksen edellyttämän korjatun mittausarvon määrittämisen, jonka jälkeen se päättelee tulipalon alkamisen vertaamalla korjattua mittausarvoa ja kynnysarvoa keskenään.

Valon lähetyksen ohjausyksikkö 46 saa valon lähetyksen ohjaus-viestin, jonka ohjausyksikkö 36 antaa välittömästi saatuaan pääkellopiiristä apujännitteen kytkemisen jälkeen liipaisun, ja antaa valoa lähettävälle yksikölle oh j ausvi estin, joka käynnistää valoa lähettävän yksikön valoa säteilevän elementin pulssiohjauksen, jossa käytetään apuna kondensaaattorin purkausta. Tämän johdosta valonherkkään yksikköön lähetetään valonsäde savun ilmaisemiseksi. Vastaavalla tavoin kuin valon lähetyksen ohjausyksikkö 46 valon vastaanoton ohjausyksikkö 48 toimii saatuaan valon vastaanoton ohjausviestin ohjausyksiköstä 36, jonka toiminnan liipaisee käyntiin joko alkunollauspiiri välittömästi apujännitteen kytkemisen jälkeen tai pääkellopiiri 44 säännöllisin välein. Valon vastaanoton ohjauspiiri 48 käynnistää vakiojännitelähteen 50, joka syöttää 10 V apujännitteen valonherkkään piiriin 52. Valon vastaanoton ohjausyksikkö 48 käynnistää vertailujännitelähteen 54, joka kehittää esimerkiksi 2,5 V vertailujännitteen AD-muunnosta varten ja lisäksi panee apujännitteen tarkkailupiirin 56 tarkkailemaan vakiojännitepiirin 32 anto-jännitettä.

ίο 84530

Valosähköinen piiri 52 käsittää valonherkän elementin 28, vahvistinpiirin ja huippu jännitteen pitopiirin. Tämä valosähköinen piiri 52 vastaanottaa valoa lähettävän yksikön sisältämän valoa säteilevän elementin 28 lähettämän valoviestin ja muuttaa sen sähköiseksi viestiksi ja vahvistaa tämän mittausarvon vahvistinpiirin avulla tietyn tasoiseksi. Samanaikaisesti valonherkkä piiri 52 pitää huippuarvon pitopiirin avulla mittausarvon huippuarvon ja antaa tämän viestin. Valonherkän piirin 52 antama mittausarvo syötetään AD-muunti-meen 58 ja muunnetaan esimerkiksi 4-bittiseksi digitaaliseksi viestiksi, joka syötetään mittausarvona ohjausyksikköön 36. AD-muunnin 58 muuntaa valonherkän piirin 52 antaman mittausarvon digitaaliseksi viestiksi käyttäen vertailujänni-telähteen 54 antamaa 2,5 V vertailujännitettä. Lisäksi AD-muuntimeen 58 tuodaan myös herkkyyden asettelupiiristä 60 herkkyyden asetteluviesti. Herkkyyden asettelupiiri 60 saa vertailujännitelähteen 54 annosta esimerkiksi vaihtokytkimen avulla asetellun jännitteenjaon kautta jännitteen, jota käytetään tulipalon ilmaisemisen ratkaisutason asettelemiseen ohjausyksikössä 36. Herkkyyden asettelupiirin 60 antama herkkyyden asetteluviesti myös muunnetaan AD-muuntimella 58 ja muunnettu tieto syötetään ohjauspiiriin 36. Lisäksi apujännitteen tarkkailupiiri 56 tarkkailee vakiojänniteläh-teen 32 antamaa 16 V antojännitettä. Kun apujännite laskee tietylle tasolle, esimerkiksi alle 12 V, niin tarkkailupiiri 56 antaa apujännitteen epänormaalista tilasta ilmoituksen ohjauspiirille 36 AD-muuntimen 58 välityksellä.

Palohälytyksen antopiiri 62 vastaanottaa viestin, jonka ohjausyksikkö 36 kehittää havaitessaan tulipalon alkamisen, ja suorittaa kytkintoiminnon päästäen vastaanottimen syöttämän palohälytyvirran kulkemaan myös apujännitejohtimena toimivan viestijohtimen 16 ja yhteisjohtimen 20 välillä lähettäen siten palohälytyksen. Kun ohjausyksikkö 36 päättelee valosähköisen viestin mittausarvon olevan epänormaalin, tarkistusviestin antopiiri 64 päästää vastaanottimen 10 11 84530 syöttämän tarkistusvirran kulkemaan tarkistusviestijohtimen 18 ja yhteisjohtimen 20 välillä lähettäen siten tarkistus-viestin. Palohälytysviestin antopiirin 62 antama palohälytys-virta ja tarkistusviestin antopiirin 64 antama tarkistusvirta ovat molemmat esimerkiksi 30 mA suuruisia. Toisaalta sellaisessa tilassa, jossa palohälytysviestiä tai tarkistusviestiä ei anneta, kummankin virran suuruus jää keskimäärin noin 250 mikroampeerin suuruiselle lepovirtatasolle.

Kuvio 4 on vuokaavio, joka esittää kuviossa 3 ohjausyksikössä 36 olevan mikrotietokoneen suorittamaa valosähköisen yksikön ohjausprosessia.

Kun apujännite alussa kytketään, niin alkunollauspiiri 40 antaa alkunollausviestin ja ohjausyksikössä 36 oleva mikrotietokone alkaa toimia. Mikrotietokone suorittaa sitten lohkossa 66 olevat valon lähetys- ja vastaanottotoimintojen ohjaustoiminnot. Valosähköisen viestin mittausarvo saadaan valosähköisen yksikön valonherkästä piiristä 52 valon lähetyksen ja vastaanoton ohjaustoimintojen ansiosta ja AD-muunnoksesta saatu mittausarvo Dn syötetään lohkoon 68. Seuraavassa päät-telylohkossa 70 tarkistetaan, onko järjestelmä alkutilassaan. Kun lohkossa 70 päätellään, että järjestelmä on alkutilassaan, koska apujännitteen kytkemisen takia on suoritettu alkunollaus, niin seuraa päättelylohko 72. Lohkossa 72 tarkistetaan, onko ensiksi saatu mittausarvo Dn ennalta määrätyllä alueella. Jos päätellään, että ensiksi saatu mittausarvo Dn on tämän alueen ulkopuolella, seuraa lohko 74 ja vastaa-nottimelle annetaan tarkistushälytysviesti . Kun nimittäin välittömästi apujännitteen kytkemisen jälkeen saatu mittaus-arvo Dn on ennalta määrätyn alueen ulkopuolella, niin tämä tarkoittaa esimerkiksi tilannetta, jossa valosähköisen viestin taso on erittäin alhainen johtuen siitä, että valon-herkän yksikön ja valoa lähettävän yksikön optinen akseli eivät yhdy. Tällöin suoritetaan tarkistushälytys, jotta optiset akselit tulisivat suunnatuiksi oikein. Toisaalta i2 84530 kun mittausarvo Dn ylittää ennalta määrätyn alueen ylärajan, voidaan katsoa, että valonherkässä piirissä 52 olevan vahvistimen vahvistuksella on sopimaton arvo tai esiintyy jokin muu virhetilanne. Tässäkin tapauksesa suoritetaan tarkistus-hälytys korjauksen suorittamiseksi.

Toisaalta mittausarvon Dn ollessa ennalta määrättyjen rajojen sisällä, seuraa lohko 76 ja mittausarvo Dn tallennetaan mittausarvon alkuarvona mikrotietokoneen muistiin 42. Kuten edellä selostettiin, vaikka vastaanottimesta saatava apujännitesyöttö täysin katkeaisikin, niin muistiin 42 tallennettu mittausarvon alkuarvo pidetään tallennettuna tietyn ajan, koska apujännitepiirissä 32 olevan kondensaattori 34 varauksensa avulla pystyy ylläpitämään apujännitettä, joten jännitesyötön tilapäinen katkeaminen ei aiheuta tiedon haihtumista muistista.

Mittausarvon alkuarvon tallentamisen jälkeen käsittelyrutiini etenee virheellisen mittausarvon korjausprosessiin lohkoon 78. Tämä virheellisen mittausarvon korjausprosessi selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla kuviossa 5 ilmenevään lohkokaavioon ja kuviossa 6 ilmenevään vuokaavioon.

Virheellisen tiedon korjausprosesissa lohkossa 78 mittausarvo Dn kerrotaan korjauskertoimella N, jotta korjattaisiin virhe joka aiheutuu valonherkän yksikön ja valoa lähettävän yksikön ikkunassa olevien virhelähteiden aiheuttamasta valon vaimentumisesta, jolloin saadaan korjattu mittausarvo Da yhtä hyvin kuin ikkunoiden ollessa puhtaat.

Lohkossa 80 virheellisen mittausarvon korjausprosessista 78 saatua korjattua mittausarvoa Da verrataan kynnysarvoon, joka riippuu mittausarvon alkuarvosta Dj, jonka vertailun perusteella päätellään tulipalon alkaminen. Käytännössä mittausarvo, jota käytetään tulipalon alkamisen päättele- i3 84530 miseen, saadaan useiden korjattujen mittausarvojen liukuvana keskiarvona, jossa lähtöarvot on laskettu pääkellon määräämin säännöllisin aikavälein. Kun tämän mittausarvo on alle ennalta asetellun kynnysarvon tiettyä vakioaikaa pitemmän ajan, niin päätellään että esiintyy tulipalo. Mikäli tulipalon esiintymisen päättelyprosessin 80 jälkeen päättelylohkossa 82 todetaan tulipalon alkaneen, seuraa lohko 84 ja vastaanottimeen lähetetään palohälytysviesti. Päinvastaisessa tapauksessa pääteltäessä, että tulipaloa ei esiinny, palohälytys-viestin antoprosessia lohkossa 84 ei suoriteta, vaan seuraa lohko 86, ohjaus pysähtyy ja mikrotietokone palaa odotustilaan. Tämän jälkeen järjestelmä odottaa seuraavaa kellopuls-sia.

Kuvio 5 on lohkokaavio, joka esittää mikrotietokoneen toimintaa sen suorittaessa kuviossa 4 esitettyjä ohjaustoimenpiteitä. Tämä mikrotietokone käsittää mittausarvon alkuarvon tallennuselimen 88, korjaussuhteen korjauselimen 90, korjaus-laskurin 92, korjauksen suorituselimen 94 ja tulipalon alkamisen päättelyelimen 96.

Mittausarvon alkuarvon tallennuselin 88 tallentaa mittausarvon Dn mittausarvon alkuarvoksi Di vain apujännitteen kytkemisen aiheuttaman alkunollauksen yhteydessä. Mittausarvon alkuarvoa tallennettaessa on ilmeisenä oletuksena, että mittausarvo on ennalta määrätyissä rajoissa. Korjaussuhteen kor jauselimen 90, kor jauslaskur in 92 ja korjauksen suorituse-limen 94 toiminnot on selvemmin ymmärrettävissä virheellisen tiedon korjausprosessin yhteydessä viitaten kuviossa 6 ilmenevään vuokaavioon. Lisäksi korjauksen suorituselin 94 suorittaa virheenkorjauksen mittausarvolle Dn, joka on saatu valon lähetyksen ja vastaanoton ohjaustoimintojen avulla pääkellon Hipaisemana, suorittaa korjauksen ja antaa korjatun mittausarvon Da tulipalon alkamisen päättelyelimelle 96.

w 84530

Kuvio 6 on vuokaavio, joka esittää valonherkän yksikön tämän keksinnön mukaisessa valosähköisessä savunilmaisimessa suorittamaa virheellisen mittausarvon korjausprosessia. Tämän virheellisen mittausarvon korjausprosessi suoritetaan ohjelman ohjaamana mikrotietokoneessa, joka muodostaa ohjausyksikön, tai virheellisen mittausarvon korjausprosessin toiminto-lohkon avulla, joka käsittää korjaussuhteen korjauselimen 90, korjauslaskurin 92 ja korjauksen suorituselimen 94, jotka on esitetty kuviossa 5.

Seuraavassa selostetaan kuvion 6 esittämä virheellisen tiedon korjausprosessi. Ensin inkrementoidaan korjauslaskuria lohkossa 100. Tämä korjauslaskuri voidaan toteuttaa ohjelmallisen laskurin avulla. Ohjauslaskuri laskee pääkellopiirin pulsseja, joita annetaan vakiovälein, esimerkiksi 2,7...3,0 sekunnin välein ja laskuri saavuttaa maksimiarvon noin 50 minuutin laskenta-ajan kuluttua ja antaa sitten käskyn virheellisen mittausarvon korjausprosessin suorittamiseksi. Korjauslasku-riin kumuloitunutta lukua tarkkaillaan päättelylohkossa 102. Kun laskuri täyttyy noin 50 min laskenta-ajan kuluttua, joka on korjausaikaväli, laskuri antaa ohjauksen lohkossa 104 ja sen jäljessä olevissa lohkoissa olevan korjausprosessin käynnistämiseksi.

Lohkossa 104 ja sen jäljessä olevissa lohkoissa suoritettavan virheellisen mittausarvon korjausprosessin periaate selitetään seuraavassa.

Olettaen että kellopulssin Hipaiseman valon lähetyksen ja vastaanoton ohjaustoiminnon määrittämä viimeisin mittaus-arvo on Dn ja korjaussuhde tällä hetkellä on N, saadaan korjattu mittausarvo Da seuraavasti

Da = Dn x N (1)

Korjaussuhde N yhtälössä (1) määritellään kaavalla N = 1/(1 - K/100) (2) jossa K = korjauskerroin ja alkutilassa K = 0.

is 84530

Mittausarvon pienetessä virhetoiminnan takia, korjauskerroin K suurenee joka korjausjaksolla asteittain siten, että K = 1, 2, 3, .... Käänteisessä tapauksessa mittausarvon suurentuessa korjauskerroin vastaavasti saa asteittain pieneneviä arvoja joka korjausjaksolla siten, että K = -1, -2, -3, .... Näin ollen siinä tapauksessa, että mittausarvon alkuarvo Di ja viimeisin mittausarvo Dn eivät ole samat, korjauskerroin K suurenee tai pienenee vain yhdellä joka korjausjaksol-la korjaten siten korjaussuhdetta N oikeaan suuntaan.

Tämän jälkeen selitetään käytännön esimerkin avulla lohkossa 104 ja sen jäljessä olevissa lohkoissa suoritettu virheellisen mittausarvon korjausprosessi. Ensin lohkossa 104 nollataan korjauslaskuri. Sitten lohkossa 106 lasketaan korjattu mittausarvo Da aikaisemman korjaussuhteen Νη_χ ja viimeisimmän mittausarvon Dn perusteella edellä esitetyn yhtälön (1) avulla.

Sen jälkeen kun korjattu mittausarvo Da on laskettu lohkossa 106, seuraa päättelylohko 108, jossa tarkistetaan, onko korjattu mittausarvo Da yhtä suuri kuin mittausarvon alkuarvo Di· Elleivät ikkunat ole likaiset, niin Da = Di. Jos ne taas ovat likaiset, korjattu mittausarvo Da tulee pienemmäksi kuin mittausarvon alkuarvo Dj, jolloin käsittelyrutiini etenee päättelylohkoon 110. Lohkossa 110 verrataan korjattua mittausarvoa Da ja mittausarvon alkuarvoa Di toisiinsa. Siinä tapauksessa, että korjattu mittausarvo Da on suurempi kuin mittausarvon alkuarvo Di, kun suoritetaan vertailu tässä päättelylohkossa 110, seuraa lohko 112, jossa suoritetaan kor jauskertoimen Kn asettaminen pieneen arvoon kor jaussuhteen N pienentämiseksi. Näin ollen, kun Da > Di, lasketaan korjattu mittausarvo Da, joka on suurempi kuin mittausarvon alkuarvo Di, koska edellinen korjaussuhde Nn_i, jota käytettiin korjatun mittausarvon Da korjaustoimenpiteessä lohkossa 106, on liian suuri. Tästä syystä lohkossa 112 lasketaan 16 84530 korjattu korjauskerroin Kn uudelleen siten että Kn = Kn-1 - 1 (3) Käänteisessä tapauksessa, kun päättelylohkossa 110 päätellään, että Da < D£, seuraa lohko 114, jossa korjataan uudelleen korjauskerroin Kn seuraavasti

Kn = Kn_i + 1 (4)

Siinä tapauksessa että korjauskerroin korjataan lohkossa 114, on Da < Di, koska edellinen korjaussuhde Nn_]_, jota käytettiin korjatun mittausarvon laskemisessa lohkossa 106, on liian pieni, joten virheellisen mittausarvon korjaus on jäljessä. Tästä syystä lasketaan uusi korjauskerroin Kn edellä olevan yhtälön (4) avulla lisäämällä vain + 1 korjauskerto imen aikaisempaan arvoon Κη_ι. Tämä korjaus-kertoimen Kn arvon suureneminen aiheuttaa sen, että myös edellä esitetystä yhtälöstä (2) saatu korjaussuhteen N arvo suurenee.

Muutos korjauskertoimen K arvossa yhdessä korjaustoimenpiteessä lohkoissa 112 ja 114 on -1 tai +1, joten myös korjaussuh-teen muutos on rajoitettu pieneen arvoon.

Sen jälkeen kun uusi korjauskerroin Kn on laskettu lohkossa 112 tai 114, seuraa lohko 116, jossa korjattu mittausarvo Da jälleen lasketaan käyttäen korjauksen jälkeen saatua kor j ausker toimen Kn arvoa, joka on määräytynyt yhtälöiden (1) ja (2) perusteella.

Kun nimittäin korjaus tehdään siten, että Kn = Κη_χ + 1, koska Da < Di, niin korjaussuhde N myöskin suurenee ja lasketaan korjattu mittausarvo Da, joka edelleen on lähellä mittausarvon alkuarvoa Dj.. Käänteisessä tapauksessa, kun korjaus tehdään siten, että Kn = Kn_i - 1, koska Da > Di, korjaus-suhde N myös pienenee, joten korjatulle mittausarvolle tulee lasketuksi vastaavasti arvo, joka on lähempänä mittausarvon alkuarvoa Di, 17 84530 Tämän jälkeen päättelylohkossa 118 tarkistetaan, onko lohkossa 112 tai 114 korjattu uusi korjauskerroin Kn ennalta määrätyissä rajoissa.

Eräässä toteutusmuodossa alue, jossa korjauskertoimen Kn arvo voi vaihdella on rajoitettu seuraavasti +50 > Kn > -20 (5) Tästä johtuen kor jauskertoimen Kn arvon saavuttaessa raja-arvon +50 tai -20 korjattaessa jokaisella korjausjaksolla kor jauskertoimen Kn arvoa, kor jauskertoimen Kn arvo on epäyhtälön (5) määrittelemän arvoalueen ulkopuolella. Tällöin päätellään, että signaaliprosessista aiheutuvan virheellisen mittausarvon korjausta ei voida suorittaa, jolloin käsittelyrutiini etenee lohkoon 120, jossa vastaanottimelle tulostetaan tarkistushälytys, joka käskee puhdistamaan virhetoiminnan aiheuttavan pölyn pois valoa lähettävän ja valonherkän yksikön ikkunasta.

Tämä virheellisen mittausarvon korjaustoiminto, joka ilmenee kuvion 6 esittämästä vuokaaviosta, selitetään nyt seuraavassa käytännön lukuarvojen avulla.

Oletetaan että mittausarvon alkuarvo Di on 100 ja menossa olevalla korjausjaksolla saatu mittausarvo Dn on 95 ja edellinen korjauskerroin Kn_i on 0.

Korjattu mittausarvo Da, joka lasketaan lohkossa 106 on Dn = 95 edellä esitettyjen yhtälöiden (1) ja (2) perusteella, koska korjauskerroin Kn_i on 0.

Koska korjattu mittausarvo Da on pienempi kuin mittausarvon alkuarvo Di, niin seuraa lohko 114. Lohkossa 114 korjausker-toimelle lasketaan korjattu arvo asettamalla Kn = Kn_i +1=0+1=1.

18 84530

Seuraavaksi lasketaan korjattu mittausarvo Da käyttämällä korjauksen jälkeen saatua korjauskerrointa Kn = 1 lohkossa 116 seuraavasti

Da = 95 x (1/(1 - 1/100)) = 95,95

Olettamalla että viimeisimmäksi mittausarvoksi saadaan seuraavallakin korjauskierroksella Dn = 95, korjauskerroin korjataan arvoon 2 lohkossa 114, joten Da = 95 x ((1 - 2/100)) = 96,9 lasketaan lohkossa 116.

Samalla tavalla kuin edellä korjauskerroin Kn suurenee jokaisella korjausjaksolla siten että Kn = 3, 4, 5, ....

Jotta siis saataisiin viimeisin mittausarvo Dn » 95 lähestymään mittausarvon alkuarvoa Di, korjauskerroin suurenee jokaisella kor jausjaksolla siten että Kn = 0, 1, 2, 3, 4, 5, ...» joten korjaussuhde N, jolle saadaan arvot yhtälöstä (2) suurenee siten, että N = 1»00, 1,01, 1,02, 1,03, 1,04, 1,05, .... Näin ollen, vaikka viimeisin mittausarvo Dn ei muutu arvosta 95, korjattu mittausarvo Da suurenee siten, että Da = 95,00, 95,95, 96,94, 97,94, 98,96, 100,00. Tällä tavoin korjattu mittausarvo saa viidennellä korjausjakssolla mittausarvon alkuarvon kanssa samansuuruisen arvon. Niin kauan kuin relaatio Da = Di on voimassa, virheellisen mittausarvon korjaus suoritetaan käyttäen korjaussuhdetta N = 1,05, joka määräytyy korjauskertoimen Kn = 5 perusteella.

Toisaalta kun viimeisin mittausarvo Dn ylittää mittausarvon alkuarvon, korjauskerroin Kn pienenee joka korjausjaksolla siten, että Kn = 0, -1, -2, -3, ... lohkossa 112. Täten korjaussuhde N pienenee siten, että N = 1,00, 0,99, 0,98, 0,97, ...» joka saa korjatun mittausarvon lähestymään mittausarvon alkuarvoa Di·

Suoritettaessa käytännössä ohjelman ohjaamana korjaustoimenpi- 84530 teitä ja olettamalla että tieto esitetään esimerkiksi kahdeksalla bitillä, toimenpiteet suoritetaan asettamalla 256Da = 256(Dn x 1/(1 - Kn/100))

Kuvion 6 esittämässä vuokaaviossa korjauskerrointa Kn suurennetaan vain +1 verran tai pienennetään vain -1 verran jokaisella korjausjaksolla. Jos kuitenkin korjaussuhteen N muutos on tietyn pienen arvon suuruinen, korjauskerrointa voidaan muuttaa arvolla +2 tai -2, +3 tai -3, .... Tämän korjausker-toimen arvon muutos voidaan mielivaltaisesti määrätä sellaiselta alueelta, jossa se ei ole suurempi kuin vastaava arvo savua muodostavan kytevän tulipalon esiintyessä.

Lisäksi vaikkakin tämä keksintö on kuvattu käsittelemällä valosähköistä savunilmaisinta, jossa on erilliset yksiköt, keksintöä voidaan sellaisenaan soveltaa myös valosähköiseen savunilmaisimeen, jossa yksiköt on yhdistetty siten, että keksinnön mukaiset valoa lähettävä yksikkö ja valonherkkä yksikkö ovat yhdistetyt saman kammion sisälle.

Claims (5)

20 84530

1. Valosähköinen savunilmaisin, jossa valoa lähettävä yksikkö (14) ja valoherkkä yksikkö (12) on sovitettu vastakkain tietylle etäisyydelle toisistaan, jolloin valoa lähettävän yksikön (14) lähettämä, savun vaimentama pulssimainen valo vastaanotetaan sanotulla valonherkällä yksiköllä (12) palon ilmaisemiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää muistielimen (88) mittausarvon Dn alkuarvon Dj tallentamiseksi pysyvästi, kun apujännitteet kytketään; korjaussuhteen korjauselimen (90), joka vertaa ennalta määrätyin virheellisen mittausarvon aikavälein viimeisintä mittausarvoa Dn sanottuun pysyvästi tallennettuun mittausarvon alkuarvoon Ds ja joka sanottujen alkuarvojen ollessa erisuuret korjaa korjaussuhdetta N sanottujen arvojen erisuuruuden mukaan; korjauksen suorituselimen (94), joka vastaanottaa jokaisella ennalta määrätyn pituisella, sanottua korjausaika-väliä lyhyemmällä, jaksolla saadun mittausarvon Dn sellaisenaan ja joka määrittää korjatun mittausarvon Da kertolaskun avulla, jossa kertojana on viimeisin korjaussuhteen N arvo; sekä tulipalon alkamisen päättelevän elimen (96), joka päättelee tulipalon alkamisen sanotun korjatun mittausarvon Da perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valosähköinen savunilmaisin, tunnettu siitä, että sanotussa korjaus-suhteen korjauselimessä (90) on elin, joka korjaa korjaussuhteen N arvoa vain ennalta määrätyn pienen arvon verran jokaisella virheellisen tiedon korjausjaksolla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valosähköinen savunilmaisin, tunnettu siitä, että sanotussa muis-tielimessä (88) on elin sanotun mittausarvon alkuarvon tallentamista ja säilyttämistä varten vakiopituisen ajan, vaikka apujännitteet on kytketty pois mittausarvon alkuarvon tallentamisen jälkeen. 2i 84530

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valosähköinen savunilmaisin, tunnettu siitä, että sanotussa muis-tielimessä (88) on tietojen tarkistuselin, joka tarkistaa, onko sanottu mittausarvon alkuarvo D,. ennalta määrätyllä arvoalueella, ja joka tallentaa sanotun mittausarvon alkuarvon, kun se on sanotulla arvoalueella, ja joka aiheuttaa hälytyksen, kun sanottu mittausarvon alkuarvo on sanotun arvoalueen ulkopuolella.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valosähköinen savunilmaisin, tunnettu siitä, että sanotussa tulipalon alkamisen päättelevässä elimessä (96) on elin, joka päättelee tulipalon alkamisen vertaamalla sanotun korjauksensuori-tuselimen (94) tulostamien useiden korjattujen mittausarvojen Da liukuvaa keskiarvoa tiettyyn kynnysarvoon. 22 8 4 5 3 0