IT201800007932A1 - Method and system for the calibration of a particulate detector and particulate detector - Google Patents
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Description
Domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: "Metodo e sistema per la calibrazione di un rilevatore di particolato e rilevatore di particolato" Patent application for industrial invention entitled: "Method and system for the calibration of a particulate detector and particulate detector"
Campo della divulgazione Field of disclosure
La presente divulgazione si riferisce ad un sistema, metodo e programma per computer per la calibrazione di un rilevatore di particolato operabile sulla base di misure di diffusione della luce. La divulgazione si riferisce anche ad un rilevatore di particolato. The present disclosure relates to a computer system, method and program for calibrating an operable particulate detector based on light scattering measurements. The disclosure also refers to a particulate detector.
Inoltre la presente divulgazione si riferisce a un sistema, ad un metodo ed ad un programma per computer per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato operabile sulla base di misure di diffusione della luce. Furthermore, the present disclosure relates to a system, a method and a computer program for increasing the detection dynamics of a particulate detector operable on the basis of light scattering measurements.
Secondo una particolare forma di realizzazione tale rilevatore di particolato può essere impiegato nel campo della rilevazione del fumo ed impiegato come sistema di allarme . According to a particular embodiment, this particulate detector can be used in the field of smoke detection and used as an alarm system.
La tecnica nota The known technique
I rilevatori di fumo ottici noti si basano sull'effetto Tyndall, ossia sulla misura, all'interno di una camera di campionamento nella quale vengono proiettati degli impulsi luminosi provenienti tipicamente da una sorgente LED oppure da una sorgente laser a luce infrarossa, della quantità di luce diffusa a causa dall'eventuale presenza di fumo. Known optical smoke detectors are based on the Tyndall effect, i.e. on the measurement, inside a sampling chamber in which light pulses typically coming from an LED source or from an infrared light laser source are projected, of the quantity of diffused light due to the possible presence of smoke.
Come è noto l'effetto Tyndall si verifica quando una particella viene investita da fotoni aventi lunghezza d'onda comparabile con la sua taglia (ad esempio lunghezza d'onda comparabile e taglia aventi lo stesso ordine di grandezza). Uno dei limiti maggiori dei rilevatori ottici è la generazione di falsi allarmi in presenza di agenti contaminanti quali vapore, nebbia e polveri. As is known, the Tyndall effect occurs when a particle is hit by photons having a wavelength comparable to its size (for example, a comparable wavelength and size having the same order of magnitude). One of the major limitations of optical detectors is the generation of false alarms in the presence of contaminants such as steam, fog and dust.
È noto che l'utilizzo di due fonti luminose a lunghezza d'onda differente (L1 ed L2) consente di discriminare la dimensione delle particelle all'interno della camera di campionamento. Tale sistema si basa sulla generazione alternata, di impulsi luminosi aventi diversa lunghezza d'onda, in modo da illuminare in maniera alternata la camera di campionamento, e sull'impiego di un rilevatore a largo spettro in grado di rilevare gli impulsi di luce alle due diverse lunghezze d'onda. In questo contesto, rilevatore a largo spettro indica che il rilevatore è in grado di rilevare almeno fotoni aventi lunghezze d'onda centrate rispettivamente attorno alle lunghezze d'onda emesse dalla prima (L1) e dalla seconda (L2) sorgente luminosa. It is known that the use of two light sources with different wavelengths (L1 and L2) allows to discriminate the size of the particles inside the sampling chamber. This system is based on the alternating generation of light pulses having different wavelengths, so as to alternately illuminate the sampling chamber, and on the use of a wide spectrum detector capable of detecting the light pulses at the two different wavelengths. In this context, a broad spectrum detector indicates that the detector is capable of detecting at least photons having wavelengths centered respectively around the wavelengths emitted by the first (L1) and second (L2) light source.
La valutazione della dimensione delle particelle presenti nella camera si basa sul principio per cui particelle di dimensioni diverse deviano la radiazione luminosa con angoli diversi in funzione della lunghezza d'onda della radiazione stessa. Nel caso specifico di radiazione blu e di radiazione infrarossa, è noto che particelle di piccola dimensione diffondono di più la luce blu rispetto alla luce rossa mentre, viceversa, particelle di grande dimensione diffondono maggiormente la luce infrarossa rispetto alla luce blu. The evaluation of the size of the particles present in the chamber is based on the principle whereby particles of different sizes deflect the light radiation at different angles as a function of the wavelength of the radiation itself. In the specific case of blue radiation and infrared radiation, it is known that small particles scatter blue light more than red light while, conversely, large particles scatter infrared light more than blue light.
Rilevando i due segnali S1 ed S2 generati in corrispondenza della radiazione alle due diverse lunghezze d'onda deviata dalle particelle e valutando il rapporto tra i due segnali S1 e S2, è possibile risalire alla dimensione delle particelle. By detecting the two signals S1 and S2 generated in correspondence with the radiation at the two different wavelengths deviated by the particles and evaluating the relationship between the two signals S1 and S2, it is possible to trace the size of the particles.
Come è noto, la presunta dimensione delle particelle può essere usata come discriminante per stabilire se il rilevatore sia venuto in contatto, o meno, con del fumo da combustione o con agenti contaminanti e di conseguenza condizionare la risposta del rilevatore stesso verso la centrale di controllo. As is known, the presumed particle size can be used as a discriminant to establish whether the detector has come into contact, or not, with combustion smoke or contaminants and consequently affect the detector's response to the control unit. .
Per completezza e a titolo di esempio, si nota che gli aereosol generati da una reale combustione sono tipicamente (ma non necessariamente) caratterizzati da particelle aventi un diametro compreso tra gli 0.001 micrometri e gli 0.3 micrometri e principalmente, tipicamente (ma non necessariamente) caratterizzati da particelle aventi un diametro compreso tra gli 0.1 micrometri e gli 0.2 micrometri. Aereosol di dimensioni diverse sono da imputare ad agenti diversi. A titolo di ulteriore esempio si nota che le polveri possono essere caratterizzate da un diametro compreso tra gli 0.4 micrometri ed il centinaio di micrometri, mentre vapori, nebbia e rugiada sono caratterizzate da un diametro compreso tra alcuni micrometri fino a 100 micrometri. For completeness and by way of example, it is noted that the aerosols generated by a real combustion are typically (but not necessarily) characterized by particles having a diameter between 0.001 micrometers and 0.3 micrometers and mainly, typically (but not necessarily) characterized by particles having a diameter between 0.1 micrometers and 0.2 micrometers. Aerosols of different sizes are attributable to different agents. As a further example, it is noted that powders can be characterized by a diameter between 0.4 micrometers and hundreds of micrometers, while vapors, fog and dew are characterized by a diameter ranging from a few micrometers up to 100 micrometers.
La misurazione dei due segnali S1 ed S2 rilevati in corrispondenza delle due diverse lunghezze d'onda presenta una serie di difficoltà tecniche. Le incertezze di misura derivanti da tali difficolta rendono difficilmente utilizzabile, su una produzione in serie a prezzi ragionevoli, la tecnologia nota. The measurement of the two signals S1 and S2 detected at the two different wavelengths presents a series of technical difficulties. The measurement uncertainties deriving from these difficulties make it difficult to use the known technology in series production at reasonable prices.
Pertanto, i rilevatori noti nell'arte non sono sufficientemente accurati. Therefore, the detectors known in the art are not sufficiently accurate.
Sommario dell'invenzione Summary of the invention
Un obiettivo della presente divulgazione è quello di migliorare la tecnica nota, ad esempio ovviare, o per lo meno mitigare, almeno uno dei problemi presenti nella tecnica nota. Tale obiettivo viene raggiunto in accordo con gli insegnamenti delle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti inoltre presentano ulteriori forme di realizzazione vantaggiose. An object of the present disclosure is to improve the known art, for example to obviate, or at least mitigate, at least one of the problems present in the known art. This objective is achieved in accordance with the teachings of the independent claims. The dependent claims also present further advantageous embodiments.
In particolare, la presente divulgazione si propone, usando esemplificativamente un led bi-colore standard, di risolvere il problema della difformità di risposta tra i due segnali S1 ed S2 nei diversi esemplari di una produzione in serie adottando soluzioni tecniche sia nella progettazione del rilevatore che attraverso particolari accorgimenti durante il processo di fabbricazione. In particular, the present disclosure aims, by way of example by using a standard bi-color LED, to solve the problem of the uneven response between the two signals S1 and S2 in the various examples of a series production by adopting technical solutions both in the design of the detector and through special precautions during the manufacturing process.
Inoltre, la presente divulgazione si propone di realizzare un rilevatore di fumo ottico che, pur mantenendo un elevato guadagno nello stato di ricezione del segnale in grado di garantire un'opportuna sensibilità di risposta, sia in grado di superare il limite dovuto alla dinamica limitata di lettura di segnali luminosi estendendo la stessa a valori tali da rendere sempre calcolabile il rapporto tra i due segnali. Furthermore, the present disclosure aims to provide an optical smoke detector which, while maintaining a high gain in the signal reception state capable of guaranteeing an appropriate response sensitivity, is capable of overcoming the limit due to the limited dynamics of reading of light signals, extending the same to values such as to make the ratio between the two signals always calculable.
Con maggior dettaglio, in accordo con la presente divulgazione viene descritto un metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato operabile sulla base di misure di diffusione della luce, il rilevatore di particolato comprendente: In greater detail, in accordance with the present disclosure, a method is described for increasing the detection dynamics of a particulate detector operable on the basis of light scattering measurements, the particulate detector comprising:
-una prima sorgente di radiazione luminosaLED1 ed una seconda sorgente di radiazione luminosa LED2 configurate rispettivamente per emettere una sequenza temporale di radiazione luminosa di una prima lunghezza d'onda λ1 e di una seconda lunghezza d'onda λ2,- ed - a first light radiation source LED1 and a second light radiation source LED2 configured respectively to emit a temporal sequence of light radiation of a first wavelength λ1 and a second wavelength λ2, - and
-un rilevatore di radiazione luminosa 11 configurato per rilevare valori di rilevazione corrispondenti alla radiazione emessa dalla prima sorgente di radiazione luminosa LED1 e valori di rilevazione corrispondenti alla radiazione emessa dalla seconda sorgente di radiazione luminosa LED2; - a light radiation detector 11 configured to detect detection values corresponding to the radiation emitted by the first light radiation source LED1 and detection values corresponding to the radiation emitted by the second light radiation source LED2;
il metodo per aumentare la dinamica di rilevazione comprendente le fasi di: the method to increase the detection dynamics including the steps of:
i) memorizzare informazioni indicative di un primo valore di accensione ISRC1 relativo alla prima sorgente di radiazione luminosa LEDI, ed un secondo valore di accensione ISRC2 relativo alla seconda sorgente di radiazione luminosa LED2; i) storing information indicative of a first ignition value ISRC1 relating to the first light radiation source LED1, and a second ignition value ISRC2 relating to the second light radiation source LED2;
ii) memorizzare informazioni indicative di un primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW relativo alla prima sorgente di radiazione luminosa LEDI ed un secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW relativo alla seconda sorgente di radiazione luminosa LED2; (iii)memorizzare informazioni indicative di un valore di soglia predeterminato indicante se operare il rilevatore di particolato sulla base di detti primi valori di accensione oppure se operare il rilevatore di particolato sulla base di detti valori di accensione ridotti. ii) storing information indicative of a first reduced ignition value ISRC1LOW relating to the first light radiation source LED1 and a second reduced ignition value ISRC2LOW relating to the second light radiation source LED2; (iii) storing information indicative of a predetermined threshold value indicating whether to operate the particulate detector on the basis of said first ignition values or to operate the particulate detector on the basis of said reduced ignition values.
Inoltre vengono descritti un rilevatore di particolato con dinamica di lettura aumentata, un sistema per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato ed un programma per computer includente istruzioni che, quando eseguite da un computer, eseguono un metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato. Also disclosed are a particulate detector with increased reading dynamics, a system for increasing the detection dynamics of a particle detector and a computer program including instructions which, when executed by a computer, perform a method for increasing the detection dynamics. of a particulate detector.
In accordo con la presente divulgazione viene inoltre descritto un metodo per la calibrazione di un rilevatore di particolato operabile sulla base di misure di diffusione della luce ed in grado di rilevare particolato sulla base di un rapporto R di un primo valore di rilevazione S2 e di un secondo valore di rilevazione S2, il rilevatore di particolato comprendente: In accordance with the present disclosure, a method is also described for the calibration of a particulate detector operable on the basis of light scattering measurements and capable of detecting particulates on the basis of a ratio R of a first detection value S2 and of a second detection value S2, the particulate detector comprising:
-una prima sorgente di radiazione luminosa LED1 ed una seconda sorgente di radiazione luminosa LED2 configurate rispettivamente per emettere, sulla base di rispettivi valori di accensione, una sequenza temporale di radiazione luminosa di una prima lunghezza d'onda λ1 e di una seconda lunghezza d'onda X2 ; ed -a first light radiation source LED1 and a second light radiation source LED2 respectively configured to emit, on the basis of respective ignition values, a temporal sequence of light radiation of a first wavelength λ1 and a second length d ' wave X2; and
-un rilevatore di radiazione luminosa 11 configurato per rilevare un valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla prima sorgente di radiazione luminosa LED1 ed un valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla seconda sorgente di radiazione luminosa LED2; - a light radiation detector 11 configured to detect a detection value corresponding to the radiation emitted by the first light radiation source LED1 and a detection value corresponding to the radiation emitted by the second light radiation source LED2;
il metodo per la calibrazione comprendente le fasi A) impostare almeno uno tra un primo valore di accensione (ISRC1) per la prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) e un secondo valore di accensione (ISRC2) per la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) affinché il rapporto tra il primo valore di rilevazione (S1) ed un secondo valore di rilevazione (S2) corrisponda ad un primo rapporto prestabilito; the method for calibration including steps A) set at least one of a first ignition value (ISRC1) for the first light radiation source (LED1) and a second ignition value (ISRC2) for the second light radiation source (LED2 ) so that the ratio between the first detection value (S1) and a second detection value (S2) corresponds to a first predetermined ratio;
B) memorizzare informazioni indicative dell'almeno uno tra un primo valore di accensione (ISRC1) e un secondo valore di accensione (ISRC2) impostato nella fase A). B) storing information indicative of the at least one between a first ignition value (ISRC1) and a second ignition value (ISRC2) set in phase A).
Infine vengono descritti un programma per computer includente istruzioni che, quando eseguite da un computer, eseguono il metodo per la calibrazione di un rilevatore di particolato, sistema per la calibrazione di rilevatori di particolato ed un rilevatore di particolato calibrato in accordo con il metodo descritto sopra. Finally, a computer program is disclosed including instructions which, when executed by a computer, perform the method for calibrating a particulate detector, system for calibrating particulate detectors, and a particulate detector calibrated in accordance with the method described above. .
Similmente vengono anche descritti un programma per computer includente istruzioni che, quando eseguite da un computer, eseguono il metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato, sistema per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato ed un rilevatore di particolato la cui dinamica di rilevazione è stata aumentata in accordo con il metodo sopra descritto. Similarly, a computer program is also disclosed including instructions which, when executed by a computer, perform the method for increasing the detection dynamics of a particulate detector, system for increasing the detection dynamics of a particulate detector and a particulate detector. whose detection dynamics have been increased in accordance with the method described above.
Aspetti dell'invenzione possono essere descritti anche come segue: Aspects of the invention can also be described as follows:
A1. Metodo per la calibrazione di un rilevatore di particolato operabile sulla base di misure di diffusione della luce ed in grado di rilevare particolato sulla base di un rapporto (R) tra un primo valore di rilevazione (S1) e un secondo valore di rilevazione (S2), il rilevatore di particolato comprendente: A1. Method for the calibration of a particulate detector operable on the basis of light scattering measurements and capable of detecting particulates on the basis of a ratio (R) between a first detection value (S1) and a second detection value (S2) , the particulate detector comprising:
-una prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) ed una seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) configurate rispettivamente per emettere, sulla base di rispettivi valori di accensione, una radiazione luminosa di una prima lunghezza d'onda (λ1) e di una seconda lunghezza d'onda (λ2); ed - a first light radiation source (LED1) and a second light radiation source (LED2) configured respectively to emit, on the basis of respective ignition values, a light radiation of a first wavelength (λ1) and a second wavelength (λ2); and
-un rilevatore di radiazione luminosa (11) configurato per rilevare un valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) ed un valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2); - a light radiation detector (11) configured to detect a detection value corresponding to the radiation emitted by the first light radiation source (LED1) and a detection value corresponding to the radiation emitted by the second light radiation source (LED2);
il metodo per la calibrazione comprendente le fasi di: the method for calibration comprising the steps of:
A) impostare (U1) almeno uno tra un primo valore di accensione (ISRC1) per la prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) e un secondo valore di accensione (ISRC2) per la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) affinché il rapporto (R) tra un primo valore di rilevazione (S1) ed un secondo valore di rilevazione (S2) corrisponda ad un primo rapporto prestabilito; A) set (U1) at least one of a first ignition value (ISRC1) for the first light radiation source (LED1) and a second ignition value (ISRC2) for the second light radiation source (LED2) so that the ratio ( R) between a first detection value (S1) and a second detection value (S2) corresponds to a first predetermined ratio;
B) memorizzare (U2) informazioni indicative dell'almeno uno tra un primo valore di accensione (ISRC1) e un secondo valore di accensione (ISRC2) impostato nella fase A). B) storing (U2) information indicative of the at least one between a first ignition value (ISRC1) and a second ignition value (ISRC2) set in phase A).
A2. Metodo secondo l'aspetto Al, ove la fase A) di impostare comprende le fasi di: A2. Method according to aspect A1, where step A) of setting includes the steps of:
i) impostare il primo valore di accensione (ISRC1) affinché il primo valore di rilevazione (S1) corrisponda ad un valore di riferimento desiderato i) set the first ignition value (ISRC1) so that the first detection value (S1) corresponds to a desired reference value
(Sref) ; (Sref);
ii) impostare il secondo valore di accensione (ISRC2) affinché il rapporto tra il primo valore di rilevazione (S1) ed un secondo valore di rilevazione (S2) corrisponda al rapporto prestabilito; ii) set the second ignition value (ISRC2) so that the ratio between the first detection value (S1) and a second detection value (S2) corresponds to the predetermined ratio;
ove inoltre la fase di memorizzare B) comprende le fasi di: where, moreover, the step of storing B) includes the steps of:
iii) memorizzare informazioni indicative del primo valore di accensione (ISRC1); iii) memorize information indicative of the first ignition value (ISRC1);
iv) memorizzare informazioni indicative del secondo valore di accensione (ISRC2).iv) memorize information indicative of the second ignition value (ISRC2).
A3. Il metodo di calibrazione secondo uno degli aspetti A1 o A2, in cui il rilevatore di particolato è un rilevatore di fumo e la prima lunghezza d'onda (λ1) e la seconda lunghezza d'onda (λ2) sono rispettivamente comprese nella regione dello spettro elettromagnetico infrarosso e nella regione dello spettro elettromagnetico blu. A3. The calibration method according to one of the aspects A1 or A2, where the particulate detector is a smoke detector and the first wavelength (λ1) and the second wavelength (λ2) are respectively included in the spectrum region infrared electromagnetic and in the region of the blue electromagnetic spectrum.
A4. Il metodo di calibrazione secondo uno degli aspetti da A1 a A3, in cui il rapporto prestabilito corrisponde ad un numero intero, in cui preferibilmente il rapporto prestabilito corrisponde ad un rapporto unitario. A4. The calibration method according to one of the aspects A1 to A3, in which the predetermined ratio corresponds to an integer, in which the predetermined ratio preferably corresponds to a unit ratio.
A5. Il metodo di calibrazione secondo uno dei precedenti aspetti, comprendente inoltre le seguenti fasi: A5. The calibration method according to one of the previous aspects, further comprising the following steps:
i bis) impostare almeno uno tra: ia) set at least one of:
un primo valore di accensione ridotto (ISRC1LOW) per la prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) generante un primo valore di rilevazione ridotto (S1LOW) corrispondente ad una prima frazione del primo valore di rilevazione (S1); ed a first reduced ignition value (ISRC1LOW) for the first light radiation source (LED1) generating a first reduced detection value (S1LOW) corresponding to a first fraction of the first detection value (S1); and
un secondo valore di accensione ridotto (ISRC2LOW) per la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) generante un secondo valore di rilevazione ridotto (S2LOW) corrispondente ad una seconda frazione del secondo valore di rilevazione (S2), a second reduced ignition value (ISRC2LOW) for the second light radiation source (LED2) generating a second reduced detection value (S2LOW) corresponding to a second fraction of the second detection value (S2),
affinché il rapporto tra il primo valore di rilevazione ridotto (SILOW) ed il secondo valore di rilevazione ridotto (S2LOW) corrisponda ad un secondo rapporto prestabilito; ii bis) memorizzare il valore di accensione ridotto così impostato; so that the ratio between the first reduced detection value (SILOW) and the second reduced detection value (S2LOW) corresponds to a second predetermined ratio; ii bis) memorize the reduced ignition value thus set;
in cui preferibilmente il primo rapporto prestabilito corrisponde al secondo rapporto prestabilito. wherein preferably the first predetermined ratio corresponds to the second predetermined ratio.
A6. Metodo secondo l'aspetto A5, ove la fase di impostare comprende la fase di: A6. Method according to aspect A5, where the setting phase includes the phase of:
i tris) impostare il primo valore di accensione ridotto (ISRC1LOW) ed impostare il secondo valore di accensione ridotto (ISRC2LOW) affinché il rapporto tra il primo valore di rilevazione ridotto (S1LOW) ed il secondo valore di rilevazione ridotto (S2LOW) corrisponda al secondo rapporto prestabilito; i tris) set the first reduced ignition value (ISRC1LOW) and set the second reduced ignition value (ISRC2LOW) so that the ratio between the first reduced detection value (S1LOW) and the second reduced detection value (S2LOW) corresponds to the second predetermined relationship;
ove la fase di memorizzare comprende la fase di: where the storing step includes the step of:
ii tris) memorizzare il primo valore di accensione ridotto e memorizzare il secondo valore di accensione ridotto. ii tris) memorize the first reduced ignition value and memorize the second reduced ignition value.
A7. Il metodo di calibrazione secondo l'aspetto A6, comprendente la fase di A7. The calibration method according to aspect A6, comprising the step of
v) memorizzare, durante la fase di calibrazione, un valore di soglia del rilevatore di radiazione luminosa (11), sulla base del quale la prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) e la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) vengono operate, durante una fase di operazione del rilevatore di particolato, rispettivamente v) memorize, during the calibration phase, a threshold value of the light radiation detector (11), on the basis of which the first light radiation source (LED1) and the second light radiation source (LED2) are operated, during an operation step of the particulate detector, respectively
sulla base del primo valore di accensione e del secondo valore di accensione, oppure based on the first ignition value and the second ignition value, or
sulla base del primo valore di accensione ridotto e del secondo valore di accensione ridotto, based on the first reduced ignition value and the second reduced ignition value,
in cui preferibilmente il valore di soglia corrisponde sostanzialmente ad una soglia di saturazione del rilevatore di radiazione luminosa (11). wherein preferably the threshold value substantially corresponds to a saturation threshold of the light radiation detector (11).
A8. Il metodo di calibrazione secondo uno dei precedenti aspetti, in cui in un ambiente comprendente un particolato di riferimento è presente un rilevatore di riferimento, ed in cui il valore di riferimento desiderato (Sref) corrisponde al valore di lettura del rilevatore di riferimento; preferibilmente in cui la calibrazione del rilevatore di riferimento viene controllata ad intervalli di tempo regolari. A8. The calibration method according to one of the preceding aspects, in which a reference detector is present in an environment comprising a reference particulate, and in which the desired reference value (Sref) corresponds to the reading value of the reference detector; preferably in which the calibration of the reference detector is checked at regular time intervals.
A9. Il metodo secondo uno degli aspetti precedenti comprendente la fase di A9. The method according to one of the preceding aspects comprising the step of
vi) impostare un coefficiente di sensibilità aumentata, indicante quanto il rilevatore debba essere reattivo in corrispondenza di valori del rapporto (R) > 1. vi) set an increased sensitivity coefficient, indicating how reactive the detector should be in correspondence with values of the ratio (R)> 1.
A10. Il metodo secondo uno degli aspetti precedenti comprendente la fase di A10. The method according to one of the preceding aspects comprising the step of
vii) impostare un coefficiente di reiezione ai falsi allarmi, indicate quanto il rilevatore debba rallentare la risposta in corrispondenza di valori del rapporto (R) < 1. vii) set a false alarm rejection coefficient, indicate how much the detector should slow down the response in correspondence with values of the ratio (R) <1.
All. Rilevatore di particolato operabile sulla base di misure di diffusione della luce ed in grado di rilevare particolato sulla base di un rapporto (R) tra un primo valore di rilevazione e un secondo valore di rilevazione, comprendente: -una prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) ed una seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) configurate rispettivamente per emettere, sulla base di rispettivi valori di accensione, radiazione luminosa di una prima lunghezza d'onda (λ1) e di una seconda lunghezza d'onda (λ2); Annex Particulate detector operable on the basis of light scattering measurements and capable of detecting particulate matter on the basis of a ratio (R) between a first detection value and a second detection value, comprising: - a first source of light radiation (LED1) and a second light radiation source (LED2) configured respectively to emit, on the basis of respective ignition values, light radiation of a first wavelength (λ1) and a second wavelength (λ2);
-un dispositivo di controllo configurato per operare la prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) e la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) rispettivamente in accordo con un primo valore di accensione (ISRC1) ed un secondo valore di accensione (ISRC2) , in cui informazioni indicative di almeno un valore di accensione tra il primo valore di accensione (ISRC1) ed il secondo valore di accensione (ISRC2) sono memorizzate in una fase di calibrazione del rilevatore di particolato; ed - a control device configured to operate the first light radiation source (LED1) and the second light radiation source (LED2) respectively in accordance with a first ignition value (ISRC1) and a second ignition value (ISRC2), in wherein information indicative of at least one ignition value between the first ignition value (ISRC1) and the second ignition value (ISRC2) is stored in a calibration step of the particulate detector; and
-un rilevatore di radiazione luminosa (11) configurato per rilevare un primo valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) ed un secondo valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2); - a light radiation detector (11) configured to detect a first detection value corresponding to the radiation emitted by the first light radiation source (LED1) and a second detection value corresponding to the radiation emitted by the second light radiation source (LED2);
ove il primo valore di accensione (ISRC1) ed il secondo valore di accensione (ISRC2) sono tali da generare un rapporto prestabilito tra il primo valore di rilevazione ed il secondo valore di rilevazione, il rapporto prestabilito essendo un valore stabilito antecedentemente alla memorizzazione del primo valore di accensione (ISRC1) e del secondo valore di accensione (ISRC2)· where the first ignition value (ISRC1) and the second ignition value (ISRC2) are such as to generate a predetermined ratio between the first detection value and the second detection value, the predetermined ratio being a value established prior to the storage of the first ignition value (ISRC1) and second ignition value (ISRC2)
A12. Rilevatore di particolato secondo l'aspetto A11, ove il dispositivo di controllo è ulteriormente configurato per controllare la prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) e la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) rispettivamente in accordo con un primo valore di accensione ridotto (ISRC1LOW) ed un secondo valore di accensione ridotto (ISRC2LOW) , in cui A12. Particulate detector according to aspect A11, where the control device is further configured to control the first light radiation source (LED1) and the second light radiation source (LED2) respectively in accordance with a first reduced ignition value (ISRC1LOW ) and a second reduced ignition value (ISRC2LOW), in which
il dispositivo di controllo è configurato per controllare la prima sorgente di radiazione luminosa (LED1) e la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) rispettivamente in accordo con il primo valore di accensione (ISRC1) ed il secondo valore di accensione (ISRC2) memorizzati in un dispositivo di memorizzazione, se sia il primo valore di rilevazione che il secondo valore di rilevazione sono minori di un determinato valore di soglia prestabilito, e the control device is configured to control the first light radiation source (LED1) and the second light radiation source (LED2) respectively in accordance with the first ignition value (ISRC1) and the second ignition value (ISRC2) stored in a storage device, if both the first detection value and the second detection value are less than a certain predetermined threshold value, and
il dispositivo di controllo è configurato per controllare la prima sorgente radiazione luminosa (LED1) e la seconda sorgente di radiazione luminosa (LED2) rispettivamente in accordo con il primo valore di accensione ridotto (ISRC1LOW) ed il secondo valore di accensione ridotto (ISRC2LOW) memorizzati nel dispositivo di memorizzazione, se almeno uno tra il primo valore di rilevazione e il secondo valore di rilevazione è maggiore oppure uguale ad un determinato valore di soglia prestabilito . the control device is configured to control the first light radiation source (LED1) and the second light radiation source (LED2) respectively in accordance with the first reduced ignition value (ISRC1LOW) and the second reduced ignition value (ISRC2LOW) stored in the storage device, if at least one of the first detection value and the second detection value is greater than or equal to a certain predetermined threshold value.
A13. Programma per computer includente istruzioni che, quando eseguite da un computer, eseguono il metodo per la calibrazione di un rilevatore di particolato secondo uno degli aspetti da A1 a A10. A13. Computer program including instructions which, when executed by a computer, perform the method for calibrating a particulate detector according to one of aspects A1 to A10.
A14. Sistema per la calibrazione di un rilevatore di particolato in grado di calibrare un rilevatore di particolato svolgendo le fasi di uno degli aspetti da A1 a A10. A14. Particulate detector calibration system capable of calibrating a particulate detector by carrying out the steps of one of the aspects A1 to A10.
Al5. Rilevatore di particolato calibrato in accordo con uno dei metodi di calibrazione di uno degli aspetti da A1 a A10. A16. Rilevatore di particolato secondo l'aspetto A11 o A12 comprendente inoltre: Al5. Particulate detector calibrated according to one of the calibration methods of one of the aspects A1 to A10. A16. Particle detector according to aspect A11 or A12 further comprising:
un sensore di temperatura configurato per rilevare la temperatura del rilevatore di particolato; a temperature sensor configured to detect the temperature of the particulate detector;
ove il rilevatore di particolato è configurato per modificare almeno un valore di accensione tra i valori di accensione sulla base della temperatura rilevata dal sensore di temperatura. where the particulate detector is configured to change at least one ignition value among the ignition values on the basis of the temperature detected by the temperature sensor.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
La presente invenzione sarà illustrata con riferimento ai disegni allegati, in cui: The present invention will be illustrated with reference to the attached drawings, in which:
FIG. 1A Illustra schematicamente una vista esplosa di un esempio di rilevatore di fumo. FIG. 1A schematically illustrates an exploded view of an example of a smoke detector.
FIG. 1B Illustra schematicamente un dettaglio della sorgente luminosa. FIG. 1B Schematically illustrates a detail of the light source.
FIG. 2 rappresenta un diagramma di flusso relativo ad un metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione. FIG. 2 represents a flow diagram relating to a method for increasing the detection dynamics of a particulate detector according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 rappresenta un diagramma di flusso relativo ad un metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato secondo un esempio della prima forma di realizzazione. FIG. 3 represents a flow chart relating to a method for increasing the detection dynamics of a particulate detector according to an example of the first embodiment.
FIG. 4 rappresenta un diagramma di flusso relativo ad un metodo di calibrazione di un rilevatore di particolato secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione. FIG. 4 represents a flow diagram relating to a calibration method of a particulate detector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 rappresenta un diagramma di flusso relativo ad un esempio particolare del metodo di calibrazione di un rilevatore di particolato secondo la seconda forma di realizzazione della presente invenzione. FIG. 5 represents a flow chart relating to a particular example of the calibration method of a particulate detector according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 rappresenta un diagramma a blocchi relativo ad un rilevatore di particolato secondo la prima forma di realizzazione della presente invenzione. FIG. 6 represents a block diagram relating to a particulate detector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 rappresenta un diagramma a blocchi illustrante un elaboratore adatto ad eseguire istruzioni per eseguire il metodo di calibrazione e/o per aumentare la dinamica secondo un'ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione. FIG. 7 represents a block diagram illustrating a computer suitable for executing instructions for carrying out the calibration method and / or for increasing dynamics according to a further embodiment of the present invention.
Descrizione dettagliata Detailed description
Come riconosciuto dagli inventori sulla base di considerazioni attente e approfondite, i rilevatori noti nell'arte sono soggetti a difficoltà tecniche che non consentono di ottenere un rapporto tra i due segnali S1 e S2 (corrispondenti alla rilevazione o misura delle due lunghezze d'onda) ripetibile e stabile nel tempo, il che a sua volta ostacola l'affidabilità del rilevatore in merito alla sua capacità di discriminazione tra fumo da combustione e agenti contaminanti. Ad esempio, sussistono i seguenti inconvenienti: As recognized by the inventors on the basis of careful and in-depth considerations, the detectors known in the art are subject to technical difficulties that do not allow to obtain a relationship between the two signals S1 and S2 (corresponding to the detection or measurement of the two wavelengths) repeatable and stable over time, which in turn hinders the reliability of the detector as regards its ability to discriminate between combustion smoke and contaminants. For example, there are the following drawbacks:
• Diverso rendimento della sorgente luminosa a diverse lunghezze d'onda: una sorgente luminosa costituita da un LED bicolore standard (ad esempio, LED contenente due chip della stessa dimensione) ha rendimenti diversi alle due differenti lunghezze d'onda il che porta a due segnali di risposta S1 ed S2 intrinsecamente e sistematicamente diversi tra loro e difficilmente rapportabili. • Different performance of the light source at different wavelengths: a light source consisting of a standard two-color LED (for example, LED containing two chips of the same size) has different efficiencies at the two different wavelengths which leads to two signals of S1 and S2 response intrinsically and systematically different from each other and difficult to relate.
• Differenza di efficienza tra diversi lotti di LED: tale diversità potrebbe portare ad una misura diversa dei due segnali SL1 ed SL2 tra diversi esemplari di rilevatori di fumo, rendendo difficile il mantenimento del rapporto tra i due su tutti gli esemplari di una produzione di serie. • Difference in efficiency between different batches of LEDs: this diversity could lead to a different measurement of the two signals SL1 and SL2 between different specimens of smoke detectors, making it difficult to maintain the relationship between the two on all specimens of a series production .
• Diversa sensibilità alle diverse lunghezze d'onda: è noto che i rilevatori a largo spettro abbiano sensibilità diverse alle diverse lunghezze d'onda, tali differenze sono inoltre variabili da rilevatore a rilevatore. Per cui risulta difficile, anche a parità di dimensioni delle particelle, il mantenimento di un rapporto tra i due segnali SL1 ed SL2 costante e ripetibile. • Different sensitivity at different wavelengths: it is known that broad spectrum detectors have different sensitivities at different wavelengths, these differences are also variable from detector to detector. Therefore, it is difficult, even with the same particle size, to maintain a constant and repeatable ratio between the two signals SL1 and SL2.
Il rilevatore, basando la sua funzione di generazione dell'allarme sul rapporto tra i due segnali, deve poter fare affidamento su una risposta accurata in presenza di particelle di una predeterminata dimensione. The detector, basing its alarm generation function on the relationship between the two signals, must be able to rely on an accurate response in the presence of particles of a predetermined size.
Un problema dei rilevatori noti risiede pertanto, in virtù delle difficolta tecniche sopra esposte e considerate dagli inventori, nella limitata affidabilità della risposta dovuta alla difficoltà di discriminazione della taglia del particolato rilevato. Inoltre, come osservato dagli inventori, i rilevatori noti nella tecnica posso raggiungere un livello di saturazione che non consente un corretto funzionamento del rilevatore stesso, per lo meno in certe circostanze quali in ambienti con caratteristiche particolari, in cui si verificano, ad esempio, sbuffi di vapore o folate di vento, oppure in presenza di polvere e/o nebbia (come ad esempio in magazzini, officine, o cucine). Verranno quindi descritte anche forme di realizzazione ed esempi in cui il rilevatore, pur mantenendo un'altissima sensibilità che permetta di rilevare una bassissima concentrazione di fumo, abbia anche un'ampia dinamica di lettura in modo da poter essere in grado di valutare il rapporto tra i due segnali anche in presenza di alte concentrazioni di fumo o agenti contaminanti. In tal modo, viene evitato che il rilevatore raggiunga il limite di saturazione in lettura, in modo che sia ancora possibile calcolare il rapporto tra i due segnali in maniera accurata. A problem with known detectors therefore lies, by virtue of the technical difficulties described above and considered by the inventors, in the limited reliability of the response due to the difficulty of discriminating the size of the detected particulate. Furthermore, as observed by the inventors, the detectors known in the art can reach a saturation level that does not allow the detector itself to function correctly, at least in certain circumstances such as in environments with particular characteristics, in which, for example, puffs occur. of steam or gusts of wind, or in the presence of dust and / or fog (such as in warehouses, workshops, or kitchens). Embodiments and examples will therefore also be described in which the detector, while maintaining a very high sensitivity that allows to detect a very low concentration of smoke, also has a wide reading dynamics so as to be able to evaluate the relationship between the two signals even in the presence of high concentrations of smoke or contaminants. In this way, the detector is prevented from reaching the saturation limit in reading, so that it is still possible to calculate the relationship between the two signals accurately.
Forme di realizzazione favorite verranno descritte nel seguito con riferimento ai disegni acclusi. Preferred embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings.
Sebbene nel seguito vengano presentati esempi particolari di realizzazione, la presente divulgazione non deve essere interpretata come limitata dagli esempi forniti, piuttosto le forme particolari di realizzazione descritte devono essere interpretate come incarnanti i concetti alla base della presente divulgazione. Come sarà immediatamente apparente all'esperto del ramo gli aspetti e le caratteristiche descritte in congiunzione con una forma di realizzazione possono essere liberamente combinate, con altre forme di realizzazione senza per questo dipartire dagli insegnamenti della presente divulgazione. Although particular embodiments are presented below, the present disclosure should not be construed as limited by the examples provided, rather the particular embodiments described should be interpreted as embodying the underlying concepts of the present disclosure. As will be immediately apparent to one skilled in the art, the aspects and features described in conjunction with one embodiment can be freely combined with other embodiments without thereby departing from the teachings of the present disclosure.
Il set up qui di seguito descritto, ed in particolar modo il riferimento alla specifica tipologia di rilevatore di fumo, piuttosto che ad altre tipologie di rilevatori di particolato, deve anche esso essere interpretato come esemplificativo e come aiuto alla comprensione della presente divulgazione nel contesto in cui è stata originariamente concepita e sviluppata e non deve essere interpretato come limitante l'invenzione rivendicata che invece riguarda un generico rilevatore di particolato ed è definita unicamente dalle rivendicazioni accluse. Ad esempio secondo alcune forme di realizzazione della presente invenzione, il rilevatore di particolato può essere utilizzato per rilevare polvere oppure vapore, anziché rilevare fumo. In questi casi, potrebbe essere vantaggioso utilizzare sorgenti luminose emettenti radiazione di lunghezza d'onda diversa, rispetto alle lunghezza d'onda descritte nel seguito. The set up described below, and in particular the reference to the specific type of smoke detector, rather than to other types of particulate detectors, must also be interpreted as an example and as an aid to understanding this disclosure in the context of which was originally conceived and developed and should not be construed as limiting the claimed invention which instead relates to a generic particulate detector and is defined solely by the appended claims. For example, according to some embodiments of the present invention, the particulate detector can be used to detect dust or vapor, instead of detecting smoke. In these cases, it could be advantageous to use light sources emitting radiation of different wavelengths, with respect to the wavelengths described below.
La FIG. 1 illustra schematicamente un esempio di rilevatore ottico di fumo utile per comprendere il contesto nel quale la presente divulgazione è state sviluppata. FIG. 1 schematically illustrates an example of an optical smoke detector useful for understanding the context in which the present disclosure has been developed.
Tale rilevatore presenta un'area di ingresso aria 1 verso la camera di campionamento, che consenta all'aria, ed all'eventuale particolato ivi presente di fluire verso una camera di campionamento 3, ed una sorgente luminosa 4 in grado di emettere radiazione a diverse lunghezze d'onda. Tale sorgente luminosa 4 può essere collocata su di un substrato 5 e può includere due diverse sorgenti luminose LSRC1 ed LSRC2 (non illustrate in dettaglio nella figura) in grado di emettere fotoni aventi rispettivamente una prima lunghezza d'onda λ1 ed una seconda lunghezza d'onda λ2, ove la prima lunghezza d'onda λ1e la seconda lunghezza d'onda λ2 sono diverse tra di loro. Il substrato 5 può anche essere in grado di ospitare un rilevatore di radiazione luminosa 11. Opzionalmente il rilevatore di particolato può comprendere anche un filtro per insetti 2, ad esempio una retina filtro, che impedisce agli insetti di entrare nella camera di campionamento . This detector has an air inlet area 1 towards the sampling chamber, which allows the air, and any particulate present therein to flow towards a sampling chamber 3, and a light source 4 capable of emitting radiation at different wavelengths. This light source 4 can be placed on a substrate 5 and can include two different light sources LSRC1 and LSRC2 (not illustrated in detail in the figure) capable of emitting photons having a first wavelength λ1 and a second wavelength respectively. wave λ2, where the first wavelength λ1 and the second wavelength λ2 are different from each other. The substrate 5 may also be able to house a light radiation detector 11. Optionally, the particulate detector may also comprise an insect filter 2, for example a filter net, which prevents insects from entering the sampling chamber.
La sorgente luminosa 4 può ad esempio essere un diodo ad emissione di luce (LED) contenente due chip ed in grado di emettere radiazione centrata nell'infrarosso λSRC2 e nel blu λSRC1. I due chip possono avere la stessa dimensione oppure due dimensioni diverse. Nel seguito riferimento verrà fatto anche ad un prima sorgente di impulsi luminosi LED1 ed un seconda sorgente di impulsi luminosi LED2. In accordo con la presente divulgazione, la prima sorgente di impulsi luminosi LED1 e la seconda sorgente di impulsi luminosi LED2 possono essere realizzate separatamente oppure essere realizzate insieme e fare parte di uno stesso diodo 4 avente due chip come illustrato in FIG. 1B. Si rileva che quanto descritto si applica anche a sorgenti luminose non ad impulsi; e che il riferimento consistente a sorgenti ad impulsi luminosi è dovuto unicamente a ragioni di chiarezza espositiva. Infatti, per il funzionamento di quanto qui descritto, è sufficiente che vi siano sorgenti di radiazione luminosa. The light source 4 may for example be a light emitting diode (LED) containing two chips and capable of emitting radiation centered in the infrared λSRC2 and in the blue λSRC1. The two chips can have the same size or two different sizes. In the following reference will also be made to a first source of light pulses LED1 and a second source of light pulses LED2. In accordance with the present disclosure, the first light pulse source LED1 and the second light pulse source LED2 can be made separately or be made together and form part of the same diode 4 having two chips as illustrated in FIG. 1B. It should be noted that what described also applies to non-pulsed light sources; and that the consistent reference to light pulsed sources is solely due to reasons of clarity of presentation. In fact, for the operation described here, it is sufficient that there are sources of light radiation.
Il rilevatore di radiazione luminosa può essere ad esempio un fotodiodo in grado di rilevare fotoni emessi dalla sorgente luminosa 4 alle varie lunghezze d'onda. The light radiation detector can be, for example, a photodiode capable of detecting photons emitted by the light source 4 at the various wavelengths.
Il rilevatore di radiazione luminosa 11 può essere in grado di rilevare fotoni emessi da ciascuna delle sorgenti luminose; in genere il valore rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 può dipendere dalla lunghezza d'onda dei fotoni incidenti, ovverosia il rilevatore di radiazione luminosa 11 può avere sensibilità differente alle diverse lunghezze d'onda. The light radiation detector 11 may be capable of detecting photons emitted by each of the light sources; in general, the value detected by the light radiation detector 11 may depend on the wavelength of the incident photons, ie the light radiation detector 11 may have different sensitivity at different wavelengths.
Gli elementi ottici possono essere disposti in maniera tale che il rilevatore non sia investito dalla luce diretta trasmessa dalla sorgente luminosa 4 ma venga investito soltanto dall'eventuale luce diffusa da eventuali aerosol presenti nella camera di campionamento 3. Ad esempio è noto l'uso di labirinti opachi oppure di ostacoli per impedire la rilevazione di radiazione diretta ma consentire allo stesso tempo la rilevazione della luce diffusa (tramite ad esempio fenomeni di scattering e/o diffusione della luce). The optical elements can be arranged in such a way that the detector is not hit by the direct light transmitted by the light source 4 but is only hit by any light scattered by any aerosols present in the sampling chamber 3. For example, the use of opaque labyrinths or obstacles to prevent the detection of direct radiation but at the same time allow the detection of diffused light (through for example scattering and / or light diffusion phenomena).
Le due sorgenti di impulsi luminosi LED1 e LED2 possono essere operate da un microcontrollore (anche dispositivo di controllo) contenuto nel rilevatore attraverso un convertitore DAC, i.e. Digital to Analog Converter, sulla base di un algoritmo. In questo modo il microcontrollore sarà in grado di modulare rispettivamente un primo valore di accensione ISRC1 ed un secondo valore di accensione ISRC2 relativi rispettivamente alla prima sorgente di impulsi luminosi LEDI e alla seconda sorgente di impulsi luminosi LED2. The two light pulse sources LED1 and LED2 can be operated by a microcontroller (also a control device) contained in the detector through a DAC converter, i.e. Digital to Analog Converter, based on an algorithm. In this way the microcontroller will be able to modulate respectively a first ignition value ISRC1 and a second ignition value ISRC2 relating respectively to the first source of light pulses LED1 and to the second source of light pulses LED2.
Tali valori di accensione ISRC1 e ISRC2 possono esemplificativamente corrispondere a, oppure essere indicativi di, rispettivamente, due valori di corrente che scorrono rispettivamente all'interno della prima sorgente di impulsi luminosi LED1 e della seconda sorgente di impulsi luminosi LED2. Such ignition values ISRC1 and ISRC2 can by way of example correspond to, or be indicative of, respectively, two current values which flow respectively inside the first light pulse source LED1 and the second light pulse source LED2.
Similmente il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2 possono altresì corrispondere a, oppure essere indicativi di, rispettivamente, due valori di tensione. Secondo alcune forme di realizzazione dell'invenzione, altri parametri fisici possono altresì essere utilizzabili. Similarly, the first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2 can also correspond to, or be indicative of, two voltage values, respectively. According to some embodiments of the invention, other physical parameters may also be usable.
Sulla base dei due valori di accensione ISRC1 e ISRC2, ed in base all'algoritmo, il microcontrollore è in grado di controllare l'intensità LSRC1 ed LSRC2 della luce emessa dalla prima sorgente di impulsi luminosi LEDI e della seconda sorgente di impulsi luminosi LED2. On the basis of the two ignition values ISRC1 and ISRC2, and on the basis of the algorithm, the microcontroller is able to control the intensity LSRC1 and LSRC2 of the light emitted by the first source of light pulses LEDI and of the second source of light pulses LED2.
I due valori di accensione, rispettivamente il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2, utilizzati dal microcontrollore per l'attivazione e per il controllo di ciascuna delle due sorgenti di impulsi luminosi LED1 e LED2 possono essere valori impostati durante una fase di calibrazione del rilevatore di particolato. The two ignition values, respectively the first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2, used by the microcontroller for the activation and control of each of the two light pulse sources LED1 and LED2 can be values set during a phase particle detector calibration.
Informazioni indicative (oppure valori indicativi) del primo valore di accensione ISRC1 e/o del secondo valore di accensione ISRC2 possono essere immagazzinate in un dispositivo di memorizzazione, ad esempio possono essere salvate in una o più memorie non volatili contenute ad esempio all'interno del microcontrollore stesso o del rilevatore di particolato in generale, o da queste accessibile (on in diverse memorie) . Tali informazioni indicative possono essere, ad esempio, informazioni ricavate empiricamente e determinate sulla base delle caratteristiche del rilevatore di particolato (come ad esempio, costruzione meccanica, geometria della camera, riflettenza dei materiali utilizzati, sezione e geometria dell'ingresso nella camera di campionamento) e dalle caratteristiche della sorgente luminosa 4 e del rilevatore di radiazione luminosa 11 (efficienza, diagramma di irraggiamento in funzione della loro collocazione nella camera di campionamento). Indicative information (or indicative values) of the first ignition value ISRC1 and / or of the second ignition value ISRC2 can be stored in a storage device, for example it can be saved in one or more non-volatile memories contained for example inside the microcontroller itself or of the particulate detector in general, or accessible from these (on in different memories). Such indicative information can be, for example, information obtained empirically and determined on the basis of the characteristics of the particulate detector (such as, for example, mechanical construction, geometry of the chamber, reflectance of the materials used, section and geometry of the entrance to the sampling chamber) and the characteristics of the light source 4 and of the light radiation detector 11 (efficiency, irradiation diagram as a function of their location in the sampling chamber).
Per valore indicativo, ad esempio, del primo valore di accensione si intende un valore che permette di risalire al primo valore di accensione. L'operazione di risalire al primo valore di accensione può essere svolta tramite una relazione funzionale (i.e. espressa da una funzione matematica), che permette di stabilire una corrispondenza, ad esempio una corrispondenza biunivoca, tra un valore di partenza (valore indicativo del primo valore di accensione) ed un valore finale (primo valore di accensione). La relazione funzionale potrebbe ad esempio consistere nel moltiplicare oppure dividere il valore di partenza per un valore di scala. Il valore di scala potrebbe anche essere il valore unitario, in questo caso il valore indicativo corrisponde esattamente al primo valore di accensione. Considerazioni analoghe valgono similmente per gli altri valori descritti nel seguito, ad esempio valgono per il secondo valore di accensione oppure per il valore di soglia. For example, the indicative value of the first ignition value means a value that allows to go back to the first ignition value. The operation of tracing back to the first ignition value can be carried out through a functional relationship (i.e. expressed by a mathematical function), which allows to establish a correspondence, for example a one-to-one correspondence, between a starting value (indicative value of the first value ignition) and a final value (first ignition value). The functional relationship could for example consist in multiplying or dividing the starting value by a scale value. The scale value could also be the unitary value, in this case the indicative value corresponds exactly to the first ignition value. Similar considerations apply similarly to the other values described below, for example they apply to the second ignition value or to the threshold value.
I due valori di accensione ISRCI e ISRC2, possono permettere di modulare le due sorgenti luminose in maniera indipendente. The two ignition values ISRCI and ISRC2, can allow to modulate the two light sources independently.
In particolare, come verrà descritto con maggior dettaglio nel seguito, almeno un valore di accensione dei due valori di accensione può essere impostato in modo tale da permettere di ottenere un valore opportuno di rapporto R tra un primo valore di rilevazione S1 ed un secondo valore di rilevazione S2 in presenza di particelle di dimensioni prestabilite. Il primo valore di rilevazione S1 corrisponde al valore rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 in corrispondenza della radiazione emessa dalla prima sorgente di impulsi luminosi LED1 ed il secondo valore di rilevazione S2 corrisponde al valore rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 in corrispondenza della radiazione emessa dalla seconda sorgente di impulsi luminosi LED2. In particular, as will be described in greater detail below, at least one ignition value of the two ignition values can be set in such a way as to allow obtaining an appropriate ratio value R between a first detection value S1 and a second detection value S2 detection in the presence of particles of predetermined size. The first detection value S1 corresponds to the value detected by the light radiation detector 11 in correspondence with the radiation emitted by the first light pulse source LED1 and the second detection value S2 corresponds to the value detected by the light radiation detector 11 in correspondence with the emitted radiation from the second source of light pulses LED2.
Per valore opportuno si intende in questo contesto un qualsiasi valore prestabilito del rapporto R, ovverosia un valore determinato prima o durante la fase di calibrazione o fabbricazione del rilevatore di particolato. An appropriate value in this context means any predetermined value of the ratio R, that is, a value determined before or during the calibration or manufacturing step of the particulate detector.
Opzionalmente oppure addizionalmente, durante il processo di calibrazione o fabbricazione del rilevatore di particolato, potrebbe essere possibile determinare per la prima sorgente di impulsi luminosi LED1 un primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW· Il primo valore di accensione ridotto ISRCILOW può essere definito in base ad un primo valore di accensione di riferimento. Optionally or additionally, during the calibration or manufacturing process of the particulate detector, it may be possible to determine for the first light pulse source LED1 a first reduced ignition value ISRC1LOW The first reduced ignition value ISRCILOW can be defined based on a first reference ignition value.
Il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW può essere tale per cui un primo valore di rilevazione ridotto S1LOW, generato in corrispondenza di tale primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW, sia attenuato, ovvero minore, rispetto al valore di rilevazione rilevato in presenza del primo valore di accensione di riferimento. The first reduced ignition value ISRC1LOW can be such that a first reduced detection value S1LOW, generated in correspondence with this first reduced ignition value ISRC1LOW, is attenuated, or lower, than the detection value detected in the presence of the first value of reference ignition.
Inoltre è possibile determinare per la seconda sorgente di impulsi luminosi LED2 un secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW- Il secondo valore di accensione ridotto ISRC2L0W può essere tale per cui un secondo valore di rilevazione ridotto S2LOW, generato in corrispondenza di tale secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW, sia attenuato, ovvero minore, rispetto al valore di rilevazione rilevato in presenza del secondo valore di accensione di riferimento. Furthermore, it is possible to determine for the second source of light pulses LED2 a second reduced ignition value ISRC2LOW- The second reduced ignition value ISRC2L0W can be such that a second reduced detection value S2LOW, generated in correspondence with this second reduced ignition value ISRC2LOW, is attenuated, or lower, with respect to the detection value detected in the presence of the second reference ignition value.
Secondo una realizzazione particolare, il primo valore di accensione di riferimento ed il secondo valore di accensione di riferimento potrebbero essere rispettivamente il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2 determinati, ad esempio, in accordo con il metodo di calibrazione, tuttavia la presente divulgazione non si limita a questo esempio specifico, e sia il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW che il secondo valore di accensione ridotto ISRC1LOW possono essere definiti in base ad altri valori di accensione di riferimento. According to a particular embodiment, the first ignition reference value and the second ignition reference value could be respectively the first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2 determined, for example, in accordance with the calibration method, however the present disclosure is not limited to this specific example, and both the first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC1LOW can be defined based on other reference ignition values.
Ad esempio il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW potrebbe essere definito in base ad un valore di riferimento determinato sulla base di altre tipologie di calibrazione, oppure potrebbe essere definito a partire dal valore di accensione rispetto al quale il rilevatore di radiazione luminosa 11 raggiunge la saturazione. Più in generale il valore di accensione di riferimento può essere arbitrariamente scelto. For example, the first reduced ignition value ISRC1LOW could be defined on the basis of a reference value determined on the basis of other types of calibration, or it could be defined starting from the ignition value with respect to which the light radiation detector 11 reaches saturation. . More generally, the reference ignition value can be arbitrarily chosen.
Similmente, è anche possibile definire un secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW sulla base di un secondo valore di accensione di riferimento arbitrario. Similarly, it is also possible to define a second reduced ignition value ISRC2LOW on the basis of an arbitrary second reference ignition value.
Il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW ed il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW, possono essere definiti in maniera indipendente l'uno dall'altro tramite un primo valore di accensione di riferimento diverso dal secondo valore di accensione di riferimento e/o tramite diverse relazioni funzionali rispetto ai rispettivi valori di accensione di riferimento. In alternativa, il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW ed il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW possono essere definiti in maniera dipendente l'uno dall'altro, ad esempio possono essere definiti sulla base di uno stesso valore di accensione di riferimento oppure possono essere definiti tramite una stessa relazione funzionale rispetto a valori di accensione di riferimento diversi. The first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW can be defined independently of each other by means of a first reference ignition value different from the second reference ignition value and / or through different relationships functional with respect to the respective reference ignition values. Alternatively, the first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW can be defined independently of each other, for example they can be defined on the basis of the same reference ignition value or they can be defined through the same functional relationship with respect to different ignition reference values.
Si noti che, con relazione funzionale, ad esempio prima relazione funzionale e/o seconda relazione funzionale, come utilizzato nel seguito, si intende una dipendenza funzionale, ovverosia un vincolo legante due insiemi di elementi. Ognuno degli insiemi di elementi può essere costituito da uno o più elementi. In altre parole, la relazione funzionale rappresenta una relazione matematica mettente in corrispondenza tra loro almeno due elementi. It should be noted that, with a functional relationship, for example first functional relationship and / or second functional relationship, as used in the following, we mean a functional dependence, that is a constraint binding two sets of elements. Each of the element sets can consist of one or more elements. In other words, the functional relationship represents a mathematical relationship matching at least two elements to each other.
Con riferimento alla FIG. 2, verrà adesso descritta una forma di realizzazione relativa ad un metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato. Si noti che ogni volta che viene fatto riferimento alla memorizzazione di un valore in memoria, si deve intendere che il valore come tale viene memorizzato oppure che un valore indicativo di tale valore viene memorizzato. With reference to FIG. 2, an embodiment relating to a method for increasing the detection dynamics of a particulate detector will now be described. Note that whenever reference is made to storing a value in memory, it must be understood that the value as such is stored or that a value indicative of that value is stored.
In una prima fase V1 il primo valore di accensione ISRC1 relativo alla prima sorgente di impulsi luminosi LEDI potrà essere memorizzato in un dispositivo di memoria, ad esempio la memoria del microcontrollore. Similmente, anche il secondo valore di accensione ISRC2 relativo alla seconda sorgente di impulsi luminosi LED2 potrà essere memorizzato nel dispositivo di memoria. In a first step V1 the first ignition value ISRC1 relating to the first source of light pulses LED1 can be stored in a memory device, for example the memory of the microcontroller. Similarly, also the second ignition value ISRC2 relating to the second source of light pulses LED2 can be stored in the memory device.
Durante una seconda fase V2 potranno inoltre essere memorizzati in un dispositivo di memoria il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW relativo alla prima sorgente di impulsi luminosi LEDI ed il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW relativo alla seconda sorgente di impulsi luminosi LED2. During a second phase V2, the first reduced ignition value ISRC1LOW relating to the first source of light pulses LED1 and the second reduced ignition value ISRC2LOW relating to the second source of light pulses LED2 can also be stored in a memory device.
Infine in una terza fase V3 verrà memorizzato, sempre nel dispositivo di memoria, un valore di soglia predeterminato indicante se operare il rilevatore di particolato sulla base dei valori di accensione ISRC1 e ISRC2 oppure se operare il rilevatore di particolato sulla base dei valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW· Tale valore di soglia potrebbe essere indicativo di, oppure corrispondere ad un valore di saturazione (oppure ad un valore di soglia) del rilevatore di radiazione luminosa 11. Finally, in a third phase V3 a predetermined threshold value will be stored, again in the memory device, indicating whether to operate the particulate detector on the basis of the ignition values ISRC1 and ISRC2 or whether to operate the particulate detector on the basis of the reduced ignition values. ISRC1LOW and ISRC2LOW · This threshold value could be indicative of, or correspond to, a saturation value (or a threshold value) of the light radiation detector 11.
Secondo una forma di realizzazione illustrativa il rilevatore di particolato può essere operato sulla base dei valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW quando il valore rilevato usando i valori di accensione ISRC1 e ISRC2 è maggiore oppure uguale al valore di soglia predeterminato. Inoltre il rilevatore di particolato può essere operato sulla base dei valori di accensione ISRC1 e ISRC2 quando il valore rilevato usando i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW è minore oppure uguale ad una frazione del valore di soglia predeterminato (ad esempio è minore del 10% del valore di saturazione del rilevatore). According to an illustrative embodiment, the particulate detector can be operated on the basis of the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW when the value detected using the ignition values ISRC1 and ISRC2 is greater than or equal to the predetermined threshold value. Furthermore, the particulate detector can be operated on the basis of the ignition values ISRC1 and ISRC2 when the value detected using the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW is less than or equal to a fraction of the predetermined threshold value (for example, it is less than 10% of the detector saturation value).
In una realizzazione preferita il valore di soglia è lo stesso sia per la prima lunghezza d'onda λ1 che per la seconda lunghezza d'onda λ2. In a preferred embodiment the threshold value is the same both for the first wavelength λ1 and for the second wavelength λ2.
Nel caso in cui il rilevatore di radiazione luminosa 11 abbia diversi valori di saturazione in corrispondenza di diverse lunghezze d'onda, il valore di soglia potrebbe essere scelto, ad esempio, in modo da essere indicativo di, oppure corrispondere, al minore oppure al maggiore tra tutti i possibili valori di saturazione. In the event that the light radiation detector 11 has different saturation values at different wavelengths, the threshold value could be chosen, for example, so as to be indicative of, or correspond to, the lower or the higher between all possible saturation values.
I valori di accensione ISRC1 e ISRC2 possono essere utilizzati per operare il rilevatore di particolato sulla base del valore di rilevazione rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa e del valore di soglia. In maniera simile, i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW possono essere utilizzati per operare il rilevatore di particolato sulla base del valore di rilevazione rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 e del valore di soglia. The ignition values ISRC1 and ISRC2 can be used to operate the particulate detector on the basis of the detection value detected by the light radiation detector and the threshold value. Similarly, the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW can be used to operate the particulate detector on the basis of the detection value detected by the light radiation detector 11 and the threshold value.
Ad esempio, i valori di accensione ISRC1 e ISRC2 possono essere utilizzati per operare il rilevatore di particolato se il valore di rilevazione rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 è minore (oppure minore o uguale) del valore di soglia predeterminato, mentre i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW possono essere utilizzati per operare il rilevatore di particolato se il valore di rilevazione rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 è maggiore del (oppure maggiore o uguale) valore di soglia predeterminato. Il microcontrollore può comparare il valore di soglia predeterminato con il valore di rilevazione rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 e determinare di volta in volta se utilizzare i valori di accensione ISRCI e ISRC2 oppure i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW- Secondo alcune forme di realizzazione i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW possono essere utilizzati nel caso in cui il valore di rilevazione rilevato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 sia maggiore del oppure eguale al valore di soglia predeterminato. For example, the ignition values ISRC1 and ISRC2 can be used to operate the particulate detector if the detection value detected by the light radiation detector 11 is less than (or less than or equal to) the predetermined threshold value, while the ignition values reduced ISRC1LOW and ISRC2LOW can be used to operate the particulate detector if the detection value detected by the light radiation detector 11 is greater than (or greater than or equal to) the predetermined threshold value. The microcontroller can compare the predetermined threshold value with the detection value detected by the light radiation detector 11 and determine from time to time whether to use the ignition values ISRCI and ISRC2 or the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW- According to some forms of realization, the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW can be used if the detection value detected by the light radiation detector 11 is greater than or equal to the predetermined threshold value.
Ad esempio, sarà possibile, qualora uno tra il primo segnale di rilevazione S1 ed il secondo segnale di rilevazione S2 rilevati dal fotodiodo raggiunga un valore tale da saturare un circuito di ricezione SFS (non mostrato in figura), impiegare i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW che daranno luogo ad una lettura ridotta. For example, it will be possible, if one of the first detection signal S1 and the second detection signal S2 detected by the photodiode reaches a value such as to saturate an SFS receiving circuit (not shown in the figure), to use the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW which will result in a reduced reading.
Secondo questa forma di realizzazione, nessuna relazione particolare tra i valori di accensione ISRC1 e ISRC2 ed i rispettivi valori di accensione ridotta ISRC1LOW e ISRC2LOW necessita di sussistere. Il primo valore di accensione ridotto ISRCILOW ed il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW costituiscono un set di valori indipendenti dal set dei valori di accensione ISRC1 e ISRC2. According to this embodiment, no particular relationship between the ignition values ISRC1 and ISRC2 and the respective reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW need to exist. The first reduced ignition value ISRCILOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW constitute a set of values independent of the set of ignition values ISRC1 and ISRC2.
Il metodo per aumentare la dinamica di rilevazione permetterà al rilevatore di particolato la cui dinamica è stata aumentata tramite l'impiego di due set di valori di accensione, di avere una dinamica di lettura estesa, relativamente alla prima lunghezza d'onda λ1 e relativamente alla seconda lunghezza d'onda λ2, rendendolo in grado di valutare il rapporto R tra i due segnali anche in condizioni di alte concentrazioni di particolato (es. sbuffo di vapore, folata di vento, folata di polvere oppure nebbia) in presenza delle quali, secondo la tecnica nota, non sarebbe stato possibile rilevare valori in maniera affidabile a causa della saturazione del fotodiodo. The method for increasing the detection dynamics will allow the particulate detector whose dynamics has been increased through the use of two sets of ignition values, to have an extended reading dynamics, relative to the first wavelength λ1 and relative to the second wavelength λ2, making it able to evaluate the ratio R between the two signals even in conditions of high concentrations of particulate matter (e.g. puff of vapor, gust of wind, gust of dust or fog) in the presence of which, according to the known technique, it would not have been possible to detect values reliably due to the saturation of the photodiode.
Per alte concentrazioni di particolato si possono intendere concentrazioni di particolato che potrebbero portare il rilevatore di radiazione luminosa 11 a produrre una risposta inaffidabile (ad esempio per via della saturazione), se la prima sorgente di impulsi luminosi LED1 e/o la seconda sorgente di impulsi luminosi fossero operate sulla base di valori di accensione non ridotti. La risposta inaffidabile può verificarsi ad esempio nel caso in cui il rilevatore di radiazione luminosa 11 raggiunga la saturazione. By high concentrations of particulate matter we can mean concentrations of particulate that could lead the light radiation detector 11 to produce an unreliable response (for example due to saturation), if the first source of light pulses LED1 and / or the second source of pulses were operated on the basis of non-reduced ignition values. The unreliable response can occur for example in the case in which the light radiation detector 11 reaches saturation.
Come sarà noto alla persona esperta del ramo, durante un processo di validazione e/o certificazione del rilevatore di particolato, riferimento viene fatto a focolai tipo che vengono prodotti in ambienti predefiniti, tra cui ambienti aventi alte concentrazioni di particolato, e che sollecitano il rilevatore. Riferimento viene poi inoltre fatto al tempo di risposta del rilevatore a tali sollecitazioni nei diversi ambienti. Il riferimento a focolai tipo in ambienti predefiniti permette di definire concentrazioni "alte" di particolato. As will be known to the person skilled in the art, during a process of validation and / or certification of the particulate detector, reference is made to typical outbreaks that are produced in predefined environments, including environments with high concentrations of particulate, and which stress the detector. . Reference is also made to the response time of the detector to these stresses in the various environments. The reference to typical outbreaks in predefined environments allows to define "high" concentrations of particulate matter.
Opzionalmente e a titolo di esempio nella presente forma di realizzazione (le considerazioni di cui sopra si applicano ugualmente, a meno che non sia diversamente indicato) , possono sussistere delle relazioni tra i valori di accensione ed i rispettivi valori di accensione ridotti (esempio di una relazione funzionale generale). Optionally and by way of example in the present embodiment (the above considerations apply equally, unless otherwise indicated), there may be relationships between the ignition values and the respective reduced ignition values (example of a relationship general functional).
In particolare come mostrato da FIG. 3 che rappresenta un esempio specifico della prima forma di realizzazione, è possibile, in una prima fase T1, definire il primo valore di accensione di riferimento. Come già esposto, diversi valori di accensione possono essere scelti e fungere da valore di accensione di riferimento (i.e. valore utilizzato per definire il corrispondente valore di accensione ridotto). Nel seguito unicamente per semplicità di esposizione viene considerato il caso in cui il primo valore di accensione di riferimento coincide con il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione di riferimento coincide con il secondo valore di accensione ISRC2-In una seconda fase T2 può essere definita una prima relazione funzionale tra il primo valore di accensione ISRC1 generante il primo valore di rilevazione Si e il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW generante il primo valore di rilevazione ridotto S1LOW- In aggiunta può essere definita una seconda relazione funzionale tra il secondo valore di accensione ISRC2 generante il secondo valore di rilevazione S2 e il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW generante il secondo valore di rilevazione ridotto S2LOW· In particular, as shown by FIG. 3 which represents a specific example of the first embodiment, it is possible, in a first step T1, to define the first reference ignition value. As already explained, different ignition values can be chosen and act as a reference ignition value (i.e. value used to define the corresponding reduced ignition value). The case in which the first ignition reference value coincides with the first ignition value ISRC1 and the second ignition value of reference coincides with the second ignition value ISRC2-In a second phase T2 is considered in the following only for simplicity of explanation. a first functional relationship can be defined between the first ignition value ISRC1 generating the first detection value Si and the first reduced ignition value ISRC1LOW generating the first reduced detection value S1LOW- In addition, a second functional relationship can be defined between the second ignition value ISRC2 generating the second detection value S2 and the second reduced ignition value ISRC2LOW generating the second reduced detection value S2LOW
Pertanto, nella fase T3, il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW ed il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW sono determinabili direttamente a partire dalla relazione funzionale e dai rispettivi valori di accensione. Therefore, in phase T3, the first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW can be determined directly starting from the functional relationship and the respective ignition values.
La prima relazione funzionale e la seconda relazione funzionale possono assumere svariate forme fintanto che il primo valore di rilevazione ridotto S1LOW costituisce una frazione del primo valore di rilevazione SI ed il secondo valore di rilevazione ridotto S2LOW costituisce una frazione del secondo valore di rilevazione S2. The first functional relationship and the second functional relationship can take various forms as long as the first reduced detection value S1LOW constitutes a fraction of the first detection value SI and the second reduced detection value S2LOW constitutes a fraction of the second detection value S2.
Il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2, il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW ed il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW e la prima e la seconda relazione funzionale, possono essere salvati nella memoria del microcontrollore. The first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2, the first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW and the first and second functional relationship, can be saved in the memory of the microcontroller.
Per ciascun primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW e secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW sarà sempre possibile determinare un rispettivo valore di rilevazione effettivo a partire dal valore di rilevazione ridotto, in particolare: For each first reduced ignition value ISRC1LOW and second reduced ignition value ISRC2LOW it will always be possible to determine a respective effective detection value starting from the reduced detection value, in particular:
assumendo che assuming that
sarà possibile determinare il valore di rilevazione effettivo come it will be possible to determine the actual detection value as
Il valore di rilevazione effettivo può essere definito come il valore di rilevazione che, assumendo un comportamento lineare del rilevatore di radiazione luminosa 11, sarebbe stato misurato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 se fosse stato impiegato un valore di accensione non ridotto. Tale valore di rilevazione effettivo può altresì essere definito come un comportamento noto oppure un comportamento ideale. Il valore di rilevazione ridotto è invece il segnale realmente misurato dal rilevatore di radiazione luminosa 11 e dovuto all'impiego dei valori di accensione ridotti. The actual detection value can be defined as the detection value which, assuming a linear behavior of the light radiation detector 11, would have been measured by the light radiation detector 11 if a non-reduced ignition value had been used. This effective detection value can also be defined as a known behavior or an ideal behavior. The reduced detection value is instead the signal actually measured by the light radiation detector 11 and due to the use of the reduced ignition values.
L'impiego del valore di rilevazione effettivo è utile per poter giudicare i due segnali ridotti realmente misurati. The use of the actual detection value is useful to be able to judge the two actually measured reduced signals.
Nelle formule di cui sopra l'indice i può essere uguale ad 1 oppure a 2 ed indicare rispettivamente le relazioni tra i primi valori di accensione ed i corrispondenti valori di accensione ridotta per la prima e la seconda sorgente luminosa ed i valori di rilevazione e valori di rilevazione ridotta per la prima e per la seconda sorgente luminosa. Similmente fi e fi<-1 >potranno indicare la prima relazione funzionale oppure la seconda relazione funzionale e le rispettive funzioni inverse, fipuò rappresentare una generica funzione matematica, ad esempio un coefficiente di scala, oppure generica relazione polinomiale. In the above formulas, the index i can be equal to 1 or 2 and indicate respectively the relationships between the first ignition values and the corresponding reduced ignition values for the first and second light source and the detection values and values reduced detection for the first and second light sources. Similarly fi and fi <-1> can indicate the first functional relationship or the second functional relationship and the respective inverse functions, f can represent a generic mathematical function, for example a scale coefficient, or a generic polynomial relationship.
Ora verrà presentato un esempio ancora più specifico relativo alla prima forma di realizzazione. Secondo tale esempio ancora più specifico di una relazione funzionale lineare, sia il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW che il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW possono essere definiti in maniera tale da ottenere un primo valore di rilevazione ridotto S1LOW ed un secondo valore di rilevazione ridotto S2LOW rispettivamente n volte attenuati rispetto, rispettivamente, al primo valore di rilevazione S1 ed al secondo valore di rilevazione S2. Tale valore n può essere salvato nella memoria del microcontrollore. Secondo una realizzazione ancora più dettagliata n può essere uguale a 5, tuttavia nel caso generale n può costituire qualsiasi numero razionale, preferibilmente un numero intero, maggiore di 1. Now an even more specific example relating to the first embodiment will be presented. According to this even more specific example of a linear functional relationship, both the first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW can be defined in such a way as to obtain a first reduced detection value S1LOW and a second reduced detection value S2LOW respectively n times attenuated with respect, respectively, to the first detection value S1 and to the second detection value S2. This value n can be saved in the memory of the microcontroller. According to an even more detailed embodiment n can be equal to 5, however in the general case n can constitute any rational number, preferably an integer, greater than 1.
In particolare, nel caso specifico di valore di rilevazione ridotto SLow attenuato di n volte, sarà possibile calcolare il valore di rilevazione effettivo Si, sia per la prima sorgente di impulsi luminosi LEDI che per la seconda sorgente di impulsi luminosi LED2, secondo la relazione: In particular, in the specific case of reduced detection value SLow attenuated by n times, it will be possible to calculate the effective detection value Si, both for the first LEDI light pulse source and for the second LED2 light pulse source, according to the relationship:
Ovverosia sussiste una relazione lineare tra valore di rilevazione ridotto SLow e valore di rilevazione effettivo Si L'indice i può essere uguale ad 1 oppure a 2 e riferirsi pertanto alla prima sorgente di impulsi luminosi LEDI e alla seconda sorgente di impulsi luminosi LED2. That is, there is a linear relationship between the reduced detection value SLow and the effective detection value Si The index i can be equal to 1 or 2 and therefore refer to the first source of light pulses LEDI and to the second source of light pulses LED2.
Secondo questa realizzazione particolare, la dinamica di rilevazione è estesa n volte. According to this particular embodiment, the detection dynamics is extended n times.
Secondo ancora un'altra forma di realizzazione particolare, la funzione inversa fi_i può essere un valore predeterminato, definito in sede di progettazione, in modo da ottenere un rapporto predeterminato tra Si e SiLOW e la funzione fi può essere un coefficiente determinato in sede di calibrazione. La determinazione in fase di calibrazione può essere svolta ad esempio variando progressivamente il valore di accensione ridotto, in modo tale che l'equazione [2] sia soddisfatta . According to yet another particular embodiment, the inverse function fi_i can be a predetermined value, defined at the design stage, so as to obtain a predetermined ratio between Si and SiLOW and the function fi can be a coefficient determined at the calibration stage. . The determination in the calibration phase can be carried out, for example, by gradually varying the reduced ignition value, so that equation [2] is satisfied.
Verrà adesso fatto riferimento ad un processo di fabbricazione e/o calibrazione, osservando che la calibrazione può essere effettuata all'interno o al termine del processo di fabbricazione, o separatamente (anche da un'altra entità, in un altro lungo e/o in un secondo tempo) dalla fabbricazione stessa. Reference will now be made to a manufacturing and / or calibration process, noting that the calibration can be performed within or at the end of the manufacturing process, or separately (even by another entity, in another long and / or a second time) from the manufacturing itself.
Secondo una seconda forma di realizzazione è possibile calibrare il rilevatore di particolato. According to a second embodiment it is possible to calibrate the particulate detector.
In particolare, è possibile, durante una prima fase U1 impostare almeno uno tra il primo valore di accensione ISRC1 per la prima sorgente di radiazione luminosa LEDI ed il secondo valore di accensione ISRC2 per la seconda sorgente di radiazione luminosa LED2 affinché il rapporto tra il primo valore di rilevazione SI ed il secondo valore di rilevazione S2 corrisponda ad un primo rapporto prestabilito Rs. In altre parole, i valori di accensione vengono impostati facendo sì che il rilevatore li rilevi secondo un rapporto predeterminato Rs. In ulteriori altre parole, la parte emittente la luce (una o ambedue le sorgenti) viene impostata per emetterla con una intensità tale per cui la parte ricevente/rilevatrice della luce la rilevi secondo il rapporto desiderato Rs. Ad esempio, l'impostazione può essere raggiunta per tentativi partendo da un valore predeterminato per ciascuno dei due valori di accessione e variando quindi entrambi o solo uno di essi finché in un rilevatore non venga rilevato il valore Rs; o scegliendo dei valori preimpostati per ciascuna delle sorgenti e verificando quale combinazione di valori raggiunga il rapporto Rs, etc. Per rapporto Rs si intende il valore esatto del rapporto Rs desiderato, o il valore Rs tenendo conto di tolleranze come evidente alla persona esperta del ramo. In particular, it is possible, during a first phase U1, to set at least one between the first ignition value ISRC1 for the first light radiation source LEDI and the second ignition value ISRC2 for the second light radiation source LED2 so that the ratio between the first detection value SI and the second detection value S2 corresponds to a first predetermined ratio Rs. In other words, the ignition values are set by causing the detector to detect them according to a predetermined ratio Rs. In other words, the light emitting part (one or both sources) is set to emit it with such an intensity that the light receiving / detecting part detects it according to the desired ratio Rs. For example, the setting can be reached by trial and error starting from a predetermined value for each of the two accession values and then varying both or only one of them until the Rs value is detected in a detector; or by choosing preset values for each of the sources and verifying which combination of values achieves the Rs ratio, etc. By Rs ratio is meant the exact value of the desired Rs ratio, or the Rs value taking into account tolerances as evident to the person skilled in the art.
In aggiunta, è possibile memorizzare, durante una seconda fase U2, almeno uno tra il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2 impostato nella fase precedente. In addition, it is possible to memorize, during a second phase U2, at least one between the first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2 set in the previous phase.
Secondo un esempio particolare di calibrazione, durante il processo di fabbricazione, ciascun rilevatore di particolato può essere sottoposto a diverse fasi di calibrazione automatizzate ed in particolare può essere sottoposto ad una fase di clean air, ad una fase di smoke tunnel stage ed una fase di last clean air stage. According to a particular example of calibration, during the manufacturing process, each particulate detector can be subjected to different automated calibration phases and in particular it can be subjected to a clean air phase, a smoke tunnel stage and a last clean air stage.
La nomenclatura delle varie fasi è fornita unicamente per facilitare il riferimento, ed altri appellativi per tali fasi saranno immediatamente apparenti alla persona esperta del ramo. The nomenclature of the various phases is provided solely to facilitate reference, and other designations for such phases will be immediately apparent to the person skilled in the art.
Inoltre ulteriori fasi, come fasi intermedie, fasi di finitura e fasi di pre-trattamento che possono intercorrere prima, durante o dopo le tre fasi indicate, saranno anche immediatamente apparenti alla persona esperta del ramo. Furthermore, further steps, such as intermediate steps, finishing steps and pre-treatment steps which may occur before, during or after the three indicated steps, will also be immediately apparent to the person skilled in the art.
Un effetto tecnico risultante dal processo di calibrazione descritto consiste nel fatto che il rilevatore di fumo così costruito sarà in grado di misurare il rapporto BIR - Blue on Infrared Ratio- tra il primo valore di rilevazione S1 rilevato in corrispondenza di fotoni caratterizzati dalla prima lunghezza d'onda λ1 (ad esempio radiazione in un intorno del blu) ed il secondo valore di rilevazione S2 rilevato in corrispondenza di fotoni caratterizzati dalla seconda lunghezza d'onda λ2 (ad esempio radiazione in un intorno dell'infrarosso) in qualsiasi condizione di funzionamento, dalle condizioni con scarsissima concentrazione di aerosol fino a condizioni limite (sbuffi di vapore, nebbie, folate di aria e polvere). A technical effect resulting from the calibration process described is that the smoke detector thus constructed will be able to measure the BIR - Blue on Infrared Ratio - between the first detection value S1 detected in correspondence with photons characterized by the first length d 'wave λ1 (for example radiation in a neighborhood of the blue) and the second detection value S2 detected in correspondence with photons characterized by the second wavelength λ2 (for example radiation in an infrared neighborhood) in any operating condition, from conditions with very low concentration of aerosols up to extreme conditions (puffs of steam, mists, gusts of air and dust).
Per completezza si nota che in alternativa la prima lunghezza d'onda Al potrebbe essere radiazione in un intorno dell'infrarosso mentre la seconda lunghezza d'onda A2 potrebbe essere radiazione in un intorno del blu. For the sake of completeness, it is noted that alternatively the first wavelength A1 could be radiation in an infrared neighborhood while the second wavelength A2 could be radiation in a blue neighborhood.
Seguendo il metodo esposto, si può ottenere una risposta del rilevatore di particolata nota in presenza di condizioni note. By following the above method, a known particulate detector response can be obtained under known conditions.
Con riferimento alla FIG. 5, viene adesso illustrato un metodo per la calibrazione di un rilevatore di particolato. Tale metodo comprende una prima fase SI di calibrazione in aria pulita, in cui vengono impostati al rilevatore di particolato un primo valore standard per il primo valore di accensione ISRC1 ed un secondo valore standard per il secondo valore di accensione ISRC2. With reference to FIG. 5, a method for calibrating a particulate detector is now illustrated. This method comprises a first calibration step SI in clean air, in which a first standard value for the first ignition value ISRC1 and a second standard value for the second ignition value ISRC2 are set to the particulate detector.
Viene inoltre misurata la risposta ed una prima serie di parametri vengono preimpostati. The response is also measured and a first set of parameters are preset.
Un obiettivo della fase di calibrazione in aria pulita SI è quello di ottenere una lettura al netto delle caratteristiche particolari del rilevatore. Secondo un esempio pratico il rilevatore di radiazione luminosa 11, una volta immerso in un flusso di aria e particolato di calibrazione, leggerà un valore X composto da un contributo XI determinato dalla riflessione del particolato e da un contributo X0 determinato dalla riflessione delle pareti della camera di campionamento. Il valore X0 è specifico del singolo rilevatore di particolato, i.e. varia da rilevatore di particolato a rilevatore di particolato, poiché è influenzato, ad esempio, dalle tolleranze meccaniche e dei materiali. An objective of the SI clean air calibration phase is to obtain a reading net of the particular characteristics of the detector. According to a practical example, the light radiation detector 11, once immersed in a flow of calibration air and particulate, will read an X value composed of a contribution XI determined by the reflection of the particulate and a contribution X0 determined by the reflection of the chamber walls sampling. The X0 value is specific to the single particulate detector, i.e. varies from particle detector to particle detector, as it is influenced, for example, by mechanical and material tolerances.
La fase in aria pulita S1 serve a determinare la componente X0 costituente un offset specifico del rilevatore di particolato che va sottratto alla lettura effettiva. The clean air phase S1 is used to determine the component X0 constituting a specific offset of the particulate detector which must be subtracted from the actual reading.
Calibrazione: Smoke tunnel stage Calibration: Smoke tunnel stage
Successivamente in una seconda fase S2 il rilevatore viene fatto transitare all'interno di un tunnel (Smoke Tunnel) nel quale vengono mantenute delle condizioni ambientali controllabili. Tali condizioni controllabili possono includere temperatura, umidità, concentrazione di particolato e dimensioni del particolato e possono essere pre-impostabili . Subsequently in a second phase S2 the detector is made to pass inside a tunnel (Smoke Tunnel) in which controllable environmental conditions are maintained. Such controllable conditions can include temperature, humidity, particulate concentration and particle size and can be presettable.
Ad esempio è possibile mantenere un flusso d'aria a velocità costante con una concentrazione di particelle con dimensione nota e prestabilita, ovvero particolato di riferimento. Tali particelle possono essere ottenute ad esempio mediante un atomizzatore in grado di generare, ad esempio a partire da paraffina, una concentrazione di particolato con proprietà note e controllabili ed entro dei lìmiti predefiniti. In altre parole, il particolato di riferimento ha caratteristiche predeterminate. For example, it is possible to maintain an air flow at a constant speed with a concentration of particles with a known and predetermined size, or reference particulate. Such particles can be obtained for example by means of an atomizer capable of generating, for example starting from paraffin, a concentration of particulate with known and controllable properties and within predefined limits. In other words, the reference particulate has predetermined characteristics.
In una terza fase di calibrazione S3 è possibile impostare almeno uno tra il primo valore di accensione ISRC1 per la prima sorgente di impulsi luminosi LEDI e il secondo valore di accensione ISRC2 per la seconda sorgente di impulsi luminosi LED2 affinché il rapporto R tra il primo valore di rilevazione S1 ed il secondo valore di rilevazione S2 corrisponda al rapporto prestabilito Rs. In a third calibration phase S3 it is possible to set at least one of the first ignition value ISRC1 for the first light source LEDI and the second ignition value ISRC2 for the second light source LED2 so that the ratio R between the first value of detection S1 and the second detection value S2 corresponds to the predetermined ratio Rs.
In generale il rapporto prestabilito Rs viene stabilito prima o durante la fase di calibrazione o fase di fabbricazione del rilevatore di particolato, ad esempio durante una fase S3. Va notato che la terza fase S3 viene descritta in FIG. 5 tra la seconda fase S2 e la quarta fase S4 unicamente per ragioni illustrative e la terza fase S3 può essere eseguita in qualsiasi istante precedente all'esecuzione della quarta fase S4. In general, the predetermined ratio Rs is established before or during the calibration step or manufacturing step of the particulate detector, for example during a step S3. It should be noted that the third step S3 is described in FIG. 5 between the second phase S2 and the fourth phase S4 solely for illustrative reasons and the third phase S3 can be performed at any instant prior to the execution of the fourth phase S4.
Opzionalmente durante la quarta fase S4 è anche possibile impostare sia il primo valore di accensione ISRC1 per la prima sorgente di impulsi luminosi LEDI che il secondo valore di accensione ISRC2 per la seconda sorgente di impulsi luminosi LED2 affinché il rapporto R tra il primo valore di rilevazione S1 ed il secondo valore di rilevazione S2 corrisponda al rapporto prestabilito Rs. Optionally, during the fourth phase S4 it is also possible to set both the first ignition value ISRC1 for the first light source LEDI and the second ignition value ISRC2 for the second light source LED2 so that the ratio R between the first detection value S1 and the second detection value S2 corresponds to the predetermined ratio Rs.
Nel presente contesto il significato di impostare un valore, deve essere costruito come includente il caso in cui il dato valore viene impostato (oppure settato o fissato) e poi variato finché la condizione di corrispondenza ad un altro valore, ad esempio il valore di riferimento, non venga raggiunta, oppure impostare un valore sulla base di valori predefiniti e scegliere quello che si avvicina maggiormente alla condizione desiderata. In the present context, the meaning of setting a value must be constructed as including the case in which the given value is set (or set or fixed) and then varied until the condition of correspondence to another value, for example the reference value, not reached, or set a value based on predefined values and choose the one that comes closest to the desired condition.
Inoltre è possibile, anche se non necessario, che all'interno del tunnel sia installato un rilevatore di riferimento il cui valore di calibrazione sia controllato periodicamente. In questo caso un sistema di calibrazione automatico gestente la calibrazione del rilevatore di particolato può essere in grado di comunicare sia con il rilevatore di particolato oggetto della calibrazione e collocato nel tunnel che con il rilevatore di riferimento. It is also possible, even if not necessary, that a reference detector is installed inside the tunnel whose calibration value is checked periodically. In this case, an automatic calibration system managing the calibration of the particulate detector may be able to communicate both with the particulate detector being calibrated and located in the tunnel and with the reference detector.
Nel caso in cui sia presente il rilevatore di riferimento, uno tra il primo valore di accensione ISRC1 della prima sorgente di impulsi luminosi LEDI e il secondo valore di accensione ISRC2 della seconda sorgente di impulsi luminosi LED2 può essere impostato in modo che rispettivamente il primo valore di rilevazione S1 oppure il secondo valore di rilevazione S2 abbia uno stesso valore di quello indicato dal rilevatore di riferimento. If the reference detector is present, one of the first ignition value ISRC1 of the first light source LEDI and the second ignition value ISRC2 of the second light source LED2 can be set so that the first value respectively detection S1 or the second detection value S2 has the same value as that indicated by the reference detector.
Alternativamente uno tra il primo valore di rilevazione SI ed il secondo valore di rilevazione può corrispondere ad un multiplo oppure ad una frazione del valore indicato dal rilevatore di riferimento. Alternatively, one of the first detection value SI and the second detection value can correspond to a multiple or a fraction of the value indicated by the reference detector.
In questo caso il rapporto prestabilito Rs può essere un rapporto unitario, ovverosia il secondo valore di accensione ISRC2 della seconda sorgente di impulsi luminosi LED2 può essere regolato in modo da ottenere un secondo valore di rilevazione S2 uguale al primo valore di rilevazione S1. In this case, the predetermined ratio Rs can be a unit ratio, i.e. the second ignition value ISRC2 of the second light pulse source LED2 can be adjusted so as to obtain a second detection value S2 equal to the first detection value S1.
In accordo con il metodo di cui sopra, il primo valore di accensione può essere impostato e poi memorizzato, inoltre il secondo valore di accensione può essere impostato e poi memorizzato. In alternativa il primo valore di accensione può essere impostato, il secondo valore di accensione può anche essere impostato e successivamente il primo valore può essere memorizzato ed anche il secondo valore di accensione può essere memorizzato. In accordance with the above method, the first switch-on value can be set and then stored, furthermore the second switch-on value can be set and then stored. Alternatively, the first ignition value can be set, the second ignition value can also be set and subsequently the first value can be stored and the second ignition value can also be stored.
L'unico vincolo del metodo sopra esposto è che il rispettivo valore venga prima impostato e poi memorizzato, non è rilevante ad esempio che il primo valore di accensione venga memorizzato prima del secondo valore di accensione. The only constraint of the above method is that the respective value is first set and then stored, it is not relevant for example that the first ignition value is stored before the second ignition value.
I valori possono essere memorizzati in una fase di immagazzinamento (o memorizzazione) S6. The values can be stored in a storage (or storage) phase S6.
Calibrazione: Last Clean Air stage Calibration: Last Clean Air stage
In una quinta fase opzionale S5 il rilevatore di particolato può essere operato in presenza di aria pulita, ovverosia in assenza di particolato di riferimento e particolato di altro tipo, per verificare i valori di risposta in aria pulita dopo che i parametri di funzionamento siano stati calibrati ed impostati tramite la fase di smoke tunnel. In a fifth optional phase S5, the particulate detector can be operated in the presence of clean air, i.e. in the absence of reference particulate and other particulates, to check the response values in clean air after the operating parameters have been calibrated. and set through the smoke tunnel phase.
Con riferimento all'esempio particolare presentato in connessione con la fase S1, il valore X0 può venire nuovamente rilevato durante la fase opzionale S5. Tale valore X0, determinato dalla riflessione della camera ed indipendente dal particolato di riferimento, rappresenta l'offset da togliere alla lettura considerando il valore di accensione definitivo impostato. La fase S5 può essere pertanto particolarmente vantaggiosa nel caso in cui i valori di accensione vengano modificati all'interno della calibrazione nel tunnel. With reference to the particular example presented in connection with step S1, the value X0 can be detected again during the optional step S5. This value X0, determined by the reflection of the chamber and independent of the reference particulate, represents the offset to be removed from the reading considering the definitive ignition value set. Phase S5 can therefore be particularly advantageous if the ignition values are changed within the calibration in the tunnel.
Questa fase può essere svolta prima oppure dopo la fase S6. This phase can be carried out before or after phase S6.
Secondo un'altra forma di realizzazione viene inoltre fornito un rilevatore di particolato operabile sulla base di misure di diffusione della luce ed in grado di rilevare particolato sulla base del rapporto R tra il primo valore di rilevazione ed il secondo valore di rilevazione. According to another embodiment, a particulate detector is also provided which can be operated on the basis of light diffusion measurements and is capable of detecting particulates on the basis of the ratio R between the first detection value and the second detection value.
Tale rilevatore di particolato è descritto in connessione con la FIG. 6 e può comprendere una prima sorgente di radiazione luminosa LED1, indicata in figura dal riferimento 601, una seconda sorgente di radiazione luminosa LED2, indicata in figura dal riferimento 602, un dispositivo di controllo (microcontrollore) 603 un rilevatore di radiazione luminosa 604 ed un dispositivo di memorizzazione605 . Such a particulate detector is described in connection with FIG. 6 and may comprise a first light radiation source LED1, indicated in the figure by reference 601, a second light radiation source LED2, indicated in the figure by reference 602, a control device (microcontroller) 603, a light radiation detector 604 and a storage device 605.
La prima sorgente di radiazione luminosa 601 ed una seconda sorgente di radiazione luminosa 602 possono essere configurate rispettivamente per emettere, sulla base di rispettivi valori di accensione, radiazione luminosa di una prima lunghezza d'onda Al e di una seconda lunghezza d'onda X2 . The first light radiation source 601 and a second light radiation source 602 can be configured respectively to emit, on the basis of respective ignition values, light radiation of a first wavelength A1 and a second wavelength X2.
Il dispositivo di controllo può essere configurato per operare la prima sorgente di radiazione luminosa 601 e la seconda sorgente di radiazione luminosa 602 rispettivamente in accordo con il primo valore di accensione ISRC1 ed in accordo con il secondo valore di accensione ISRC2 · Almeno un valore di accensione tra il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2 può essere memorizzato nel dispositivo di memorizzazione 605 in una fase di calibrazione del rilevatore di particolato. Alternativamente, informazioni indicative di almeno uno tra primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2 possano essere memorizzate dispositivo di memorizzazione 605 al posto dei valori stessi. The control device can be configured to operate the first light radiation source 601 and the second light radiation source 602 respectively in accordance with the first ignition value ISRC1 and in accordance with the second ignition value ISRC2 At least one ignition value between the first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2 can be stored in the storage device 605 in a calibration step of the particulate detector. Alternatively, information indicative of at least one of the first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2 can be stored in the storage device 605 in place of the values themselves.
Il rilevatore di radiazione luminosa 604 può essere configurato per rilevare il primo valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla prima sorgente di radiazione luminosa 601 ed un secondo valore di rilevazione corrispondente alla radiazione emessa dalla seconda sorgente di radiazione luminosa 602. The light radiation detector 604 can be configured to detect the first detection value corresponding to the radiation emitted by the first light radiation source 601 and a second detection value corresponding to the radiation emitted by the second light radiation source 602.
Inoltre, il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2 sono tali da generare un rapporto prestabilito Rs tra il primo valore di rilevazione ed il secondo valore di rilevazione. Furthermore, the first ignition value ISRC1 and the second ignition value ISRC2 are such as to generate a predetermined ratio Rs between the first detection value and the second detection value.
Infine, il rapporto prestabilito essente un valore stabilito antecedentemente alla memorizzazione del primo valore di accensione ISRC1 e del secondo valore di accensione Finally, the preset ratio being a value established prior to storing the first ignition value ISRC1 and the second ignition value
ISRC2· ISRC2
In aggiunta, oppure alternativamente, secondo ancora una forma di realizzazione, il dispositivo di controllo può essere configurato per controllare la prima sorgente radiazione luminosa 601 e la seconda sorgente di radiazione luminosa 602 in accordo rispettivamente con il primo valore di accensione ISRC1 ed il secondo valore di accensione ISRC2, oppure in accordo rispettivamente con in accordo con il primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW ed il secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW sulla base di un valore di soglia prestabilito, informazioni indicative del valore di soglia prestabilito memorizzate in una fase di calibrazione del rilevatore . In addition, or alternatively, according to yet another embodiment, the control device can be configured to control the first light radiation source 601 and the second light radiation source 602 in accordance with the first ignition value ISRC1 and the second value, respectively. ignition value ISRC2, or respectively in accordance with in accordance with the first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW on the basis of a predetermined threshold value, information indicative of the predetermined threshold value stored in a calibration phase of the detector.
Un'ulteriore forma di realizzazione, descritta in connessione con la Fig. 7, è rivolta ad un programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite, causano l'esecuzione su di un elaboratore o per mezzo del elaboratore di fasi di un metodo per la calibrazione di un rilevatore di particolato, in cui le fasi di tale metodo sono date da una qualsiasi combinazione delle fasi del metodo per la calibrazione di un rilevatore di particolato descritto nel presente testo. A further embodiment, described in connection with Fig. 7, is directed to a computer program comprising instructions which, when executed, cause execution on a computer or by means of the step processor of a method for processing calibration of a particulate detector, in which the steps of this method are given by any combination of the steps of the method for the calibration of a particulate detector described in this text.
Ancora un'ulteriore forma di realizzazione, descritta in connessione con la Fig. 7, è rivolta ad un programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite, causano l'esecuzione su di un elaboratore o per mezzo del elaboratore di fasi di un metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato, in cui le fasi di tale metodo sono date da una qualsiasi combinazione delle fasi del metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato descritto nel presente testo. Still a further embodiment, described in connection with Fig. 7, is directed to a computer program comprising instructions which, when executed, cause execution on a computer or by means of the step processor of a method for increasing the detection dynamics of a particulate detector, in which the steps of such a method are given by any combination of the steps of the method to increase the detection dynamics of a particulate detector described in the present text.
La figura 7 illustra un esempio di un elaboratore 700 adatto a eseguire le fasi del metodo di calibrazione sopra descritto. In aggiunta, oppure alternativamente l'elaboratore 700 è adatto a eseguire le fasi del metodo per aumentare la dinamica di rilevazione di un rilevatore di particolato sopra descritto. In particolare, l'elaboratore 700 comprende un processore 720, un'interfaccia IF 710, ed una memoria 730. Il processore 720 può essere di qualsiasi tipo adatto per eseguire istruzioni in un qualsiasi linguaggio, ed in particolare può anche essere rappresentato da una pluralità di processori tra di loro interconnessi. L'interfaccia IF è in grado di ricevere input e/ o fornire output in connessione ad esempio con valori indicativi del primo valore di accensione ISRC1, del secondo valore di accensione ISRC1, del primo valore di accensione ridotto ISRC1LOW e del secondo valore di accensione ridotto ISRC2LOW- In aggiunta l'interfaccia può ricevere e o trasmettere valori associati al valore di soglia e/o al valore di riferimento desirato Sref. La memoria 730 può essere di qualsiasi tipo volatile e/o non volatile fintanto che sia in grado di immagazzinare almeno temporaneamente uno o più dei valori menzionati. Figure 7 illustrates an example of a computer 700 suitable for carrying out the steps of the calibration method described above. In addition, or alternatively, the processor 700 is suitable for carrying out the steps of the method for increasing the detection dynamics of a particulate detector described above. In particular, the processor 700 comprises a processor 720, an IF interface 710, and a memory 730. The processor 720 can be of any type suitable for executing instructions in any language, and in particular it can also be represented by a plurality of interconnected processors. The IF interface is able to receive inputs and / or provide outputs in connection, for example, with indicative values of the first ignition value ISRC1, the second ignition value ISRC1, the first reduced ignition value ISRC1LOW and the second reduced ignition value ISRC2LOW- In addition, the interface can receive and or transmit values associated with the threshold value and / or the desired reference value Sref. The memory 730 can be of any volatile and / or non-volatile type as long as it is capable of storing at least temporarily one or more of the aforementioned values.
Ulteriori forme di realizzazione Further embodiments
Secondo una forma di realizzazione particolare l'installatore potrà impostare in fase di installazione del rilevatore di particolato due parametri di funzionamento. Tali parametri di funzionamento potranno essere utilizzati dall'algoritmo contenuto nel microcontrollore interno nella valutazione dei segnali e nella conseguente generazione del segnale di allarme. According to a particular embodiment, the installer can set two operating parameters during the installation of the particulate detector. These operating parameters can be used by the algorithm contained in the internal microcontroller in the evaluation of the signals and in the consequent generation of the alarm signal.
In particolare, potrà essere possibile impostare un coefficiente di sensibilità aumentata ed un coefficiente di reiezione ai falsi allarmi. In particular, it may be possible to set an increased sensitivity coefficient and a false alarm rejection coefficient.
Il coefficiente di sensibilità aumentata, potrebbe essere indicativo di quanto il rilevatore debba essere più reattivo a quei segnali con rapporto BIR > 1 che indicano presenza di particelle di dimensioni minori per cui verosimilmente fumo da combustione. The increased sensitivity coefficient could be indicative of how much the detector must be more reactive to those signals with a BIR ratio> 1 that indicate the presence of smaller particles, therefore probably combustion smoke.
Il coefficiente di reiezione ai falsi allarmi, potrebbe essere indicativo di quanto il rilevatore debba rallentare la risposta a quei segnali con rapporto BIR < 1 che indicano presenza di particelle di dimensioni maggiori per cui verosimilmente fumo da combustione. The false alarm rejection coefficient could be indicative of how much the detector has to slow down the response to those signals with a BIR ratio <1 which indicate the presence of larger particles and therefore probably combustion smoke.
Regolando i due parametri sopra indicati sarà possibile adattare il funzionamento del rilevatore enfatizzando in maniera indipendente sia l'elevata sensibilità ai fumi da combustione rendendo il rilevatore in grado di intervenire in maniera tempestiva, che l'elevata immunità ai falsi allarmi rendendo il rilevatore immune agli agenti contaminanti (ad esempio vapore, nebbia, polvere). By adjusting the two parameters indicated above it will be possible to adapt the operation of the detector by independently emphasizing both the high sensitivity to combustion fumes making the detector able to intervene in a timely manner, and the high immunity to false alarms making the detector immune to contaminants (e.g. steam, mist, dust).
Coefficiente di sensibilità aumentata e di reiezione ai falsi allarmi Coefficient of increased sensitivity and rejection to false alarms
Nel seguito, per facilità di spiegazione si assume che il rapporto prestabilito Rs corrisponda al rapporto unitario. Sarà tuttavia apparente alle persona esperta del settore che i concetti esposti di seguito non sono limitati dal valore numerico del rapporto prestabilito Rs. In the following, for ease of explanation, it is assumed that the predetermined ratio Rs corresponds to the unit ratio. However, it will be apparent to those skilled in the art that the concepts set out below are not limited by the numerical value of the predetermined ratio Rs.
II rapporto R tra le due misure (oppure BIR) fornisce un'indicazione circa le dimensioni del particolato. In maggior dettaglio, un rapporto R >1 è indicativo di un particolato avente diametro < di 0.2 micrometri (rappresentante verosimilmente fumo da combustione), mentre un rapporto R<1 è indicativo di un particolato avente diametro > di 0.2 micrometri (rappresentante verosimilmente particolato di natura non derivante da combustione, e dovuto ad agenti come vapore, polvere ecc.). The ratio R between the two measurements (or BIR) provides an indication of the size of the particulate. In greater detail, an R> 1 ratio is indicative of a particulate having a diameter <0.2 micrometers (likely representing combustion smoke), while an R <1 ratio is indicative of a particulate having a diameter> 0.2 micrometers (likely representing particulate matter of nature not deriving from combustion, and due to agents such as steam, dust, etc.).
Il coefficiente di sensibilità aumentata può indicare all'algoritmo presente all'interno del rilevatore di guanto aumentare la lettura del rilevatore nel caso in cui il rapporto R sia maggiore di 1. Ad esempio, The increased sensitivity coefficient can tell the algorithm inside the glove detector to increase the detector reading if the R ratio is greater than 1. For example,
se R > l if R> l
Al contrario il coefficiente di reiezione ai falsi allarmi indica all'algoritmo presente all'interno del rilevatore di (guanto diminuire la lettura nel caso in cui il rapporto R sia minore di 1. Ad esempio, On the contrary, the false alarm rejection coefficient indicates to the algorithm present inside the detector to (or decrease the reading if the ratio R is less than 1. For example,
se R < 1 if R <1
A scopo esemplificativo le formule sopra riportate fanno riferimento a delle correzioni di tipo lineare, tuttavia altre tipologie di correzione sono altresì possibili, ad esempio sono note correzioni di tipo esponenziale, logaritmiche, polinomiali etc etc. By way of example, the above formulas refer to linear corrections, however other types of corrections are also possible, for example, exponential, logarithmic, polynomial, etc. corrections are known.
Come sarà immediatamente apparente per la persona esperta del ramo, considerazioni analoghe valgono nel caso in cui il rilevatore di particolato non si configurato per rilevare fumo ma sia, ad esempio configurato per rilevare particelle di altro tipo. As will be immediately apparent to the person skilled in the art, similar considerations apply when the particulate detector is not configured to detect smoke but is, for example, configured to detect other types of particles.
Correzione in funzione della temperatura Correction according to the temperature
Il rilevatore di particolato potrebbe inoltre essere dotato di un sensore di temperatura (non mostrato in figura) in grado di rilevare la temperatura nelle immediate vicinanze del rilevatore di particolato stesso. The particulate detector could also be equipped with a temperature sensor (not shown in the figure) capable of detecting the temperature in the immediate vicinity of the particulate detector itself.
Le operazioni di calibrazione potrebbero essere eseguite ad una temperatura di riferimento, in accordo con una realizzazione preferenziale tale temperature potrebbe essere intorno ai 25 °C. The calibration operations could be performed at a reference temperature, in accordance with a preferential embodiment this temperature could be around 25 ° C.
Il rilevatore di particolato, ed in particolare il microcontrollore, potrebbe essere configurato per modificare i valori di accensione ISRC1, ISRC2 e/o i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW delle due sorgenti luminose LED1 e LED2 in funzione della temperatura rilevata secondo una relazione funzionale predefinita contenuta nella memoria del microcontrollore . The particulate detector, and in particular the microcontroller, could be configured to modify the ignition values ISRC1, ISRC2 and / or the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW of the two light sources LED1 and LED2 according to the detected temperature according to a predefined functional relationship contained in the memory of the microcontroller.
Tale relazione funzionale predefinita potrebbe convenientemente essere una tabella predefinita memorizzata nella memoria del microcontrollore. Such a predefined functional relationship could conveniently be a predefined table stored in the memory of the microcontroller.
Tale relazione funzionale potrebbe inoltre essere ricavata in sede di sviluppo del rilevatore e potrebbe essere determinata sulla base delle variazioni delle caratteristiche dei componenti utilizzati dal rilevatore di particolato in funzione della temperatura a cui operano e sulla base della temperatura di riferimento a cui la calibrazione del rilevatore di particolato è stata effettuata. This functional relationship could also be obtained during the development of the detector and could be determined on the basis of the variations in the characteristics of the components used by the particulate detector as a function of the temperature at which they operate and on the basis of the reference temperature at which the detector calibration of particulate matter was carried out.
In altre parole, tale tabella potrebbe contenere dei valori di temperatura e dei valori di aggiustamento dei valori di accensione ISRC1, ISRC2 e/o dei valori di accensione ridotti ISRCILOW e ISRC2LOW. I L'aggiustamento (oppure correzione) potrebbe essere un aggiustamento lineare, ad esempio il valore di aggiustamento viene semplicemente sottratto oppure addizionato al rispettivo valore di accensione di partenza oppure assumere forme più complesse, ad esempio correzione polinomiale, esponenziale, etc. In other words, this table could contain the temperature values and the adjustment values of the ignition values ISRC1, ISRC2 and / or the reduced ignition values ISRCILOW and ISRC2LOW. I The adjustment (or correction) could be a linear adjustment, for example the adjustment value is simply subtracted or added to the respective starting ignition value or take on more complex forms, for example polynomial, exponential correction, etc.
Infine, per una data temperatura la relazione funzionale, e pertanto i valori di aggiustamento, possono essere gli stessi sia per i valori di accensione ISRC1 e ISRC2 che per i valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW· Finally, for a given temperature the functional relationship, and therefore the adjustment values, can be the same both for the ignition values ISRC1 and ISRC2 and for the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW
In alternativa e per tener conto delle peculiarità delle diverse sorgenti luminose e della particolarità dei valori di accensione ridotti, i valori di aggiustamento possono essere diversi per ciascuno dei valori di accensione ISRC1 e ISRC2 e dei valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW (ad esempio quattro valori di aggiustamento diversi per una data temperatura) . Alternatively and to take into account the peculiarities of the different light sources and the particularity of the reduced ignition values, the adjustment values can be different for each of the ignition values ISRC1 and ISRC2 and the reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW (for example four different adjustment values for a given temperature).
Ancora in alternativa è possibile utilizzare un determinato valore per il set dei valori di accensione ISRC1 e ISRC2 ed un altro valore per il set dei valori di accensione ridotti ISRC1LOW e ISRC2LOW, tali due valori essendo diversi tra di loro (in altre parole, due valori di aggiustamento diversi per una data temperatura). Still alternatively it is possible to use a certain value for the set of ignition values ISRC1 and ISRC2 and another value for the set of reduced ignition values ISRC1LOW and ISRC2LOW, these two values being different from each other (in other words, two values different adjustment values for a given temperature).
L'adattamento dei valori di accensione offre il vantaggio tecnico di poter ottenere una risposta stabile all'interno di tutta l'escursione di temperatura all'interno della quale il funzionamento del rilevatore viene garantito. Secondo una forma di realizzazione, l'algoritmo per aumentare la dinamica di rilevazione può risiede nel microcontrollore (o microprocessore) contenuto nel rilevatore di particolato ed i suoi parametri possono essere calibrati da un software per PC durante la fase di calibrazione (oppure durante una fase di taratura). The adaptation of the ignition values offers the technical advantage of being able to obtain a stable response within the entire temperature range within which the operation of the detector is guaranteed. According to an embodiment, the algorithm for increasing the detection dynamics can reside in the microcontroller (or microprocessor) contained in the particulate detector and its parameters can be calibrated by a PC software during the calibration phase (or during a phase calibration).
Come evidente da quanto su esposto, le forme di realizzazione e/o esempi relativi alla dinamica aumentata possono essere realizzati indipendentemente e disgiuntamente dalle forme di realizzazione e rispettivi esempi relativi alla calibrazione. Opzionalmente, tuttavia, tali forme di realizzazione e/o esempi possono essere combinati, ad esempio è possibile realizzare la dinamica aumentata e la calibrazione congiuntamente, nel qual caso si ottiene un'ulteriore accuratezza di rilevazione grazie alla combinazione dei due aspetti: infatti, utilizzando ad esempio la calibrazione migliorata su esposta, è possibile giungere ad una rilevazione più accurata, sicché è possibile anche rilevare con più accuratezza quando cambiare tra valori di accensione normali e ridotti. As evident from the above, the embodiments and / or examples relating to the increased dynamics can be made independently and separately from the embodiments and respective examples relating to calibration. Optionally, however, such embodiments and / or examples can be combined, for example it is possible to realize the increased dynamics and the calibration jointly, in which case a further detection accuracy is obtained thanks to the combination of the two aspects: in fact, using for example the improved calibration above, it is possible to obtain a more accurate detection, so that it is also possible to detect more accurately when to change between normal and reduced ignition values.
La descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi dell'invenzione è riportata solo a titolo esemplificativo di tali principi e non deve perciò essere intesa come limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. The above description of an embodiment applying the innovative principles of the invention is given only by way of example of these principles and must therefore not be understood as a limitation of the patent scope claimed herein.
Svariate modifiche delle realizzazioni sopra descritte sono possibili e saranno ben apparenti alla persona esperta del ramo. Various modifications of the embodiments described above are possible and will be well apparent to the person skilled in the art.
Claims (13)
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- 2018-08-07 IT IT102018000007932A patent/IT201800007932A1/en unknown
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