JP2014534422A - 漏れ電流の存在下でイオン電流を判定するための差動電流測定 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (60)
- イオンチャンバ内のイオン電流を判定するための方法であって、
イオンチャンバの第1および第2の電極を第1の極性で電圧に結合するステップと、
前記第1の極性で前記電圧によって生じた前記イオンチャンバの前記第1および第2の電極の間の第1の電流を判定するステップと、
前記イオンチャンバの前記第1および第2の電極を第2の極性で前記電圧に結合するステップと、
前記第2の極性で前記電圧によって生じた前記イオンチャンバの前記第1および第2の電極の間の第2の電流を判定するステップと、
前記第1および第2の電流の間の差異を判定するステップであって、前記差異は、前記イオンチャンバを通るイオン電流である、ステップと
を含む、方法。 - 前記第2の極性は、前記第1の極性と反対である、請求項1に記載の方法。
- 前記電圧は、直流(DC)電圧である、請求項1に記載の方法。
- 前記イオンチャンバは、その中のガス分子をイオン化するための放射源を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記イオンチャンバは、煙粒子を検出するために使用される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電流の間の差異を判定するステップは、
前記第1および第2の電流測定値をメモリ内に記憶するステップと、
一方の電流測定値を前記他方の電流測定値から減算するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記電圧は、複数の電圧パルスである、請求項1に記載の方法。
- イオンチャンバ内のイオン電流を判定するための方法であって、
キャパシタを開始電圧に設定するステップと、
イオンチャンバの第1の電極を供給電圧に結合するステップと、
前記イオンチャンバの第2の電極を前記キャパシタに結合するステップと、
第1の時間周期の間、前記キャパシタを充電するステップと、
前記キャパシタにかかる第1の充電電圧をその第1のデジタル表現に変換するステップと、
前記第1のデジタル表現をメモリ内に記憶するステップと、
前記キャパシタを前記開始電圧に設定するステップと、
前記イオンチャンバの前記第2の電極を前記供給電圧に結合するステップと、
前記イオンチャンバの前記第1の電極を前記キャパシタに結合するステップと、
第2の時間周期の間、前記キャパシタを充電するステップと、
前記キャパシタにかかる第2の充電電圧をその第2のデジタル表現に変換するステップと、
前記第2のデジタル表現を前記メモリ内に記憶するステップと、
前記第1および第2のデジタル表現の間の差異を判定するステップであって、前記差異は、前記イオンチャンバ内のイオン電流のデジタル表現である、ステップと
を含む、方法。 - 前記開始電圧は、実質的に、ゼロ(0)ボルトである、請求項8に記載の方法。
- 前記開始電圧は、実質的に、前記供給電圧である、請求項8に記載の方法。
- 前記差異が、アラーム条件範囲内にあるかどうかを判定するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記差異が、前記アラーム条件範囲内にあるとき、アラームを作動させるステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記電圧は、複数の出力電圧パルスを備える、パルス発生器である、請求項8に記載の方法。
- 前記イオンチャンバの周囲の保護リングを前記キャパシタにかかる電圧に充電するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- イオンチャンバ内のイオン電流を判定するための方法であって、
キャパシタを開始電圧に設定するステップと、
イオンチャンバの第1の電極をパルス源に結合するステップと、
前記イオンチャンバの第2の電極を前記キャパシタに結合するステップと、
第1の時間周期の間、前記パルス源からの複数のパルスによって、前記キャパシタを充電するステップと、
前記キャパシタを第2の電圧に充電するために要求される第1の数の前記複数のパルスをカウントするステップと、
前記第1の数をメモリ内に記憶するステップと、
前記キャパシタを前記供給電圧に設定するステップと、
前記イオンチャンバの前記第2の電極を前記パルス源に結合するステップと、
前記イオンチャンバの前記第1の電極を前記キャパシタに結合するステップと、
第2の時間周期の間、前記パルス源からの複数のパルスによって、前記キャパシタを充電するステップと、
前記キャパシタを前記第2の電圧に充電するために要求される、第2の数の前記複数のパルスをカウントするステップと、
前記第2の数をメモリ内に記憶するステップと、
前記第1および第2の数の間の差異を判定するステップであって、前記差異は、前記イオンチャンバ内のイオン電流のデジタル表現である、ステップと
を含む、方法。 - 前記開始電圧は、実質的に、ゼロ(0)ボルトである、請求項15に記載の方法。
- 前記開始電圧は、実質的に、前記供給電圧である、請求項15に記載の方法。
- 前記差異が、アラーム条件範囲内にあるかどうかを判定するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記差異が、前記アラーム条件範囲内にあるとき、アラームを作動させるステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記イオンチャンバの周囲の保護リングを前記キャパシタにかかる電圧に充電するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- イオンチャンバ内のイオン電流を判定するための方法であって、
キャパシタを第1の電圧に設定するステップと、
イオンチャンバの第1の電極を時間周期および実質的ゼロボルトから実質的電圧までの電圧振幅を有する、複数の電圧遷移に結合するステップと、
前記イオンチャンバの第2の電極を前記キャパシタに結合するステップと、
前記定義された時間周期を有する前記複数の電圧遷移によって、前記キャパシタを充電および放電するステップと、
前記キャパシタを第2の電圧に充電するために要求される前記複数の電圧遷移の遷移の数をカウントするステップと
を含む、方法。 - 前記遷移の数が、アラーム条件範囲を表すかどうかを判定するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 前記キャパシタにかかる充電電圧を測定するステップと、
実質的ゼロボルトおよび実質的電圧にあるときの前記複数の電圧遷移の間の時間周期を調節するステップと
をさらに含み、
前記キャパシタにかかる充電電圧が、前記電圧の半分未満であるとき、前記ゼロボルト振幅であるときの前記複数の電圧遷移の時間周期は、前記電圧振幅であるときの前記複数の電圧遷移の時間周期を上回り、
前記キャパシタにかかる充電電圧が、実質的に、前記電圧の半分であるとき、前記複数の電圧遷移の前記ゼロボルトおよび電圧振幅の時間周期は、実質的に同一であり、
前記キャパシタにかかる充電電圧が、前記電圧の半分を上回るとき、前記ゼロボルト振幅であるときの前記複数の電圧遷移の時間周期は、前記電圧振幅であるときの前記複数の電圧遷移の時間周期未満である、
請求項21に記載の方法。 - 前記イオンチャンバの周囲の保護リングを、実質的に、前記キャパシタにかかる充電電圧に充電するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- イオンチャンバ内のイオン電流を判定するための方法であって、
キャパシタを開始電圧に設定するステップと、
第1の極性でイオンチャンバおよびキャパシタを直列に供給電圧に結合するステップと、
第1の時間周期の間、前記キャパシタを充電するステップと、
第2の極性で前記イオンチャンバおよび前記キャパシタを直列に前記供給電圧に結合するステップと、
第2の時間周期の間、前記キャパシタを放電するステップと、
検出時間周期後、前記キャパシタにかかる充電電圧を測定するステップと
を含む、方法。 - 前記開始電圧は、実質的に、ゼロ(0)ボルトである、請求項25に記載の方法。
- 前記開始電圧は、実質的に、前記供給電圧である、請求項25に記載の方法。
- 前記測定された充電電圧が、アラーム条件範囲内にあるかどうかを判定するステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記測定された充電電圧が、アラーム条件範囲内にあるとき、アラームを作動させるステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 前記供給電圧は、複数の電圧パルスを備える出力を有する、パルス発生器である、請求項25に記載の方法。
- 前記イオンチャンバの周囲の保護リングを、実質的に、前記キャパシタにかかる充電電圧に充電するステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 煙を検出するための装置であって、
放射源を有し、第1および第2の電極を備える、イオンチャンバであって、煙侵入に対して開放される、イオンチャンバと、
マイクロコントローラと
を備え、前記マイクロコントローラは、
前記イオンチャンバの前記第1の電極に結合される、第1のスイッチと、
前記イオンチャンバの前記第2の電極に結合される、第2のスイッチと、
前記第1および第2のスイッチの第1の位置に結合される出力を有する、デジタルドライバと、
前記第1および第2のスイッチの第2の位置に結合される、キャパシタと、
前記キャパシタと電源コモンとの間に結合される、第3のスイッチであって、前記キャパシタを放電するために適合される、第3のスイッチと、
前記デジタルドライバの入力に結合される、タイマであって、ある時間周期を有するパルを発生させる、タイマと、
アナログ/デジタルコンバータ(ADC)と、
前記キャパシタと前記ADCとの間に結合される、第4のスイッチと、
デジタルプロセッサおよびメモリであって、前記デジタルプロセッサは、前記第1、第2、第3および第4のスイッチに結合され、それらを制御する、デジタルプロセッサおよびメモリと
を備え、
前記ADCおよびタイマは、前記デジタルプロセッサに結合され、
前記第1のスイッチが、前記第1の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第1の電極は、前記デジタルドライバに結合され、
前記第1のスイッチが、前記第2の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第1の電極は、前記キャパシタに結合され、
前記第2のスイッチが、前記第1の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第2の電極は、前記デジタルドライバに結合され、
前記第2のスイッチが、前記第2の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第2の電極は、前記キャパシタに結合され、
前記第3のスイッチが、閉鎖されるとき、前記キャパシタは、実質的に、ゼロ(0)ボルトであり、
前記第4のスイッチが、閉鎖されるとき、前記キャパシタは、前記ADCに結合される、装置。 - 前記イオンチャンバは、
第3の電極によって分離される、2つのチャンバであって、一方は、煙侵入に対して開放され、他方は、煙侵入に対して閉鎖される、2つのチャンバと、
前記第3の電極に結合される、第5のスイッチと
を備え、
前記第1および第5のスイッチは、3つの位置を有し、第3の位置は、開放され、
前記デジタルドライバは、前記第5のスイッチの第1の位置に結合され、
前記キャパシタは、前記第5のスイッチの第2の位置に結合される、
請求項32に記載の煙を検出するための装置。 - 前記マイクロコントローラはさらに、アラームドライバを備える、請求項32に記載の煙を検出するための装置。
- 前記アラームドライバに結合される、可聴/可視アラームをさらに備える、請求項34に記載の煙を検出するための装置。
- 前記イオンチャンバの周囲に保護リングをさらに備え、前記保護リングは、前記キャパシタにかかる充電電圧と実質的に同一である、保護リング電圧に充電される、請求項32に記載の煙を検出するための装置。
- 前記キャパシタに結合される、第2のキャパシタをさらに備える、請求項32に記載の煙を検出するための装置。
- 煙を検出するための装置であって、
放射源を有し、第1および第2の電極を備える、イオンチャンバであって、煙侵入に対して開放される、イオンチャンバと、
集積回路と
を備え、前記集積回路は、
前記イオンチャンバの前記第1の電極に結合される、第1のスイッチと、
前記イオンチャンバの前記第2の電極に結合される、第2のスイッチと、
前記第1および第2のスイッチの第1の位置に結合される出力を有する、デジタルドライバと、
前記第1および第2のスイッチの第2の位置に結合される、第1の入力と、電圧基準に結合される、第2の入力とを有する、電圧コンパレータと、
前記電圧コンパレータの前記第1および第2の入力の間に結合される、キャパシタと、
前記電圧コンパレータの出力に結合される、D−入力と、クロック発生器に結合される、クロック入力とを有する、フリップフロップであって、クロック信号が、前記クロック発生器から受信されるたびに、前記D−入力における論理値は、前記フリップフロップのQ−出力に転送される、フリップフロップと、
前記キャパシタを充電および放電するために、前記フリップフロップのQ−出力と前記電圧コンパレータの第1の入力との間に結合される、フィードバックレジスタと、
前記電圧コンパレータの第1の入力と電源コモンとの間に結合される、電流測定レジスタであって、
前記電圧コンパレータの第1の入力にかかる電圧が、前記電圧基準からの電圧を上回るとき、前記電圧コンパレータの出力は、論理低にあり、前記キャパシタは、放電され、前記電圧コンパレータの第1の入力にかかる電圧が、前記電圧基準からの電圧未満であるとき、前記電圧コンパレータの出力は、論理高にあり、前記キャパシタは、充電される、電流測定レジスタと、
ある時間周期の間、前記フリップフロップのQ−出力が、論理高にあるとき、前記クロック発生器からの第1の数のクロックパルスをカウントするための第1のカウンタと、
ある時間周期の間、前記クロック発生器からの第2の数のクロックパルスをカウントするための第2のカウンタと
を備え、
前記第1のスイッチが、前記第1の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第1の電極は、前記デジタルドライバに結合され、
前記第1のスイッチが、前記第2の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第1の電極は、前記電圧コンパレータの第1の入力に結合され、
前記第2のスイッチが、前記第1の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第2の電極は、前記デジタルドライバに結合され、
前記第2のスイッチが、前記第2の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第2の電極は、前記電圧コンパレータの第1の入力に結合される、装置。 - 前記集積回路は、デジタルプロセッサおよびメモリを有する、マイクロコントローラである、請求項38に記載の煙を検出するための装置。
- 前記マイクロコントローラのデジタルプロセッサおよびメモリは、前記第1および第2のカウンタによってカウントしている間、低電力スリープモードに入る、請求項39に記載の煙を検出するための装置。
- 前記集積回路はさらに、アラームドライバを備える、請求項38に記載の煙を検出するための装置。
- 前記アラームドライバに結合される、可聴/可視アラームをさらに備える、請求項41に記載の煙を検出するための装置。
- 前記イオンチャンバの周囲に保護リングをさらに備え、前記保護リングは、前記キャパシタにかかる充電電圧と実質的に同一である、保護リング電圧に充電される、請求項38に記載の煙を検出するための装置。
- 前記キャパシタに結合される、第2のキャパシタをさらに備える、請求項38に記載の煙を検出するための装置。
- 煙を検出するための装置であって、
放射源を有し、第1および第2の電極を備える、イオンチャンバであって、煙侵入に対して開放される、イオンチャンバと、
マイクロコントローラと
を備え、前記マイクロコントローラは、
前記イオンチャンバの前記第1の電極に結合される、第1のスイッチと、
前記イオンチャンバの前記第2の電極に結合される、第2のスイッチと、
前記第1および第2のスイッチの第1の位置に結合される出力を有する、デジタルドライバと、
前記第1および第2のスイッチの第2の位置に結合される、キャパシタと、
前記キャパシタと電源コモンとの間に結合される、第3のスイッチであって、前記キャパシタを放電するために適合される、第3のスイッチと、
前記キャパシタに結合される、第1の入力と、電圧基準に結合される、第2の入力とを有する、電圧コンパレータと、
前記デジタルドライバの入力に結合される、パルス発生器と、
前記パルス発生器に結合される、パルスカウンタであって、前記パルス発生器からのパルスの数をカウントする、パルスカウンタと、
デジタルプロセッサおよびメモリであって、前記デジタルプロセッサは、前記第1、第2、および第3のスイッチ、前記パルス発生器、および前記カウンタパルスに結合され、それらを制御する、デジタルプロセッサおよびメモリと
を備え、
前記第1のスイッチが、前記第1の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第1の電極は、前記デジタルドライバに結合され、
前記第1のスイッチが、前記第2の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第1の電極は、前記キャパシタに結合され、
前記第2のスイッチが、前記第1の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第2の電極は、前記デジタルドライバに結合され、
前記第2のスイッチが、前記第2の位置にあるとき、前記イオンチャンバの前記第2の電極は、前記キャパシタに結合され、
前記第3のスイッチが、閉鎖されるとき、前記キャパシタは、実質的に、ゼロ(0)ボルトである、装置。 - 前記マイクロコントローラのデジタルプロセッサおよびメモリは、前記パルスカウンタによるパルスカウントの間、低電力スリープモードに入る、請求項45に記載の煙を検出するための装置。
- 前記マイクロコントローラはさらに、アラームドライバを備える、請求項45に記載の煙を検出するための装置。
- 前記アラームドライバに結合される、可聴/可視アラームをさらに備える、請求項47に記載の煙を検出するための装置。
- 前記イオンチャンバの周囲に保護リングをさらに備え、前記保護リングは、前記キャパシタにかかる充電電圧と実質的に同一である、保護リング電圧に充電される、請求項45に記載の煙を検出するための装置。
- 前記キャパシタに結合される、第2のキャパシタをさらに備える、請求項45に記載の煙を検出するための装置。
- 煙を検出するための装置であって、
放射源を有し、第1および第2の電極を備える、イオンチャンバであって、煙侵入に対して開放される、イオンチャンバと、
前記イオンチャンバの前記第1の電極に結合される、パルス発生器であって、そのパルス発生器出力は、実質的ゼロボルトから実質的電圧までの電圧遷移を備える、パルス発生器と、
前記イオンチャンバの前記第2の電極に結合される、キャパシタと、
予充電電圧基準と、
前記予充電電圧基準と前記キャパシタとの間に結合される、予充電スイッチであって、最初は、前記キャパシタを第1の電圧に充電するために、前記予充電電圧基準を前記キャパシタに結合する、予充電スイッチと、
前記キャパシタに結合される、電圧判定回路と、
前記パルス発生器に結合され、いくつかのそこからのパルスの数をカウントする、パルスカウンタであって、前記パルスカウンタは、前記キャパシタを第2の電圧に充電するために要求される、前記パルス発生器からのパルスの数をカウントする、パルスカウンタと
を備える、装置。 - 前記パルス発生器は、プログラム可能時間周期を有する、パルス幅変調(PWM)発生器である、請求項51に記載の煙を検出するための装置。
- 前記第1の電圧は、前記電圧の約半分である、請求項51に記載の煙を検出するための装置。
- 前記電圧判定回路は、電圧コンパレータを備える、請求項51に記載の煙を検出するための装置。
- 前記電圧判定回路は、アナログ/デジタルコンバータ(ADC)を備える、請求項51に記載の煙を検出するための装置。
- 前記パルス発生器、前記キャパシタ、前記予充電電圧基準、前記予充電スイッチ、前記電圧判定回路、および前記パルスカウンタは、マイクロコントローラ内に提供される、請求項51に記載の煙を検出するための装置。
- 前記マイクロコントローラはさらに、アラームドライバを備える、請求項56に記載の煙を検出するための装置。
- 前記アラームドライバに結合される、可聴/可視アラームをさらに備える、請求項57に記載の煙を検出するための装置。
- 前記イオンチャンバの周囲に保護リングをさらに備え、前記保護リングは、前記キャパシタにかかる充電電圧と実質的に同一である、保護リング電圧に充電される、請求項51に記載の煙を検出するための装置。
- 前記キャパシタに結合される、第2のキャパシタをさらに備える、請求項51に記載の煙を検出するための装置。
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