JP2023086777A - 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器 - Google Patents

室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器 Download PDF

Info

Publication number
JP2023086777A
JP2023086777A JP2023063130A JP2023063130A JP2023086777A JP 2023086777 A JP2023086777 A JP 2023086777A JP 2023063130 A JP2023063130 A JP 2023063130A JP 2023063130 A JP2023063130 A JP 2023063130A JP 2023086777 A JP2023086777 A JP 2023086777A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
air quality
indoor air
light sources
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2023063130A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7506793B2 (ja
Inventor
エル. リンカン,デーヴィッド
L Lincoln David
エム. アレクサンダー,ジェニファー
M Alexander Jennifer
アール. ハリス,ピーター
R Harris Peter
ジェイ. バーンクラント,マイケル
J Birnkrant Michael
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Corp
Original Assignee
Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carrier Corp filed Critical Carrier Corp
Publication of JP2023086777A publication Critical patent/JP2023086777A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7506793B2 publication Critical patent/JP7506793B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/532Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke with measurement of scattering and transmission
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4792Polarisation of scatter light
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

【課題】 室内空気の検出システムを動作させる方法を提供する。【解決手段】 検出システムを動作させる方法は、煙を感知する通常モードから空中浮遊粒子を感知する高感度モードにシステムを切り替えることを含んで、それにより高感度モードでは、検出システムは、直径2.5マイクロメートル未満の粒子と直径10マイクロメートル未満の粒子とを区別するように構成される。検出システムの1つまたは複数の光源から監視された空間に光を放射し、検出システムの1つまたは複数の光感知デバイスで散乱光を検出する。散乱光の検出は、監視された空間内の1つまたは複数の室内空気の品質の状態を示す。【選択図】図7

Description

例示的な実施形態は、室内空気の品質センサ、煙感知器の技術に関し、より詳細にはチャンバレス煙感知器及びチャンバのない室内空気の品質センサに関する。
市販の煙感知器などの煙感知器は、筐体または容器の中に配置されることが多く、近赤外線または他の波長の光を使用して、これを、不要な粒子が入るのを防ぐように寸法の制御された入口を備えた容器の中に位置する小さなプラスチックチャンバ内で散乱させる。しかし、不要な空中浮遊粒子の一部は、チャンバ内に進んで、誤報を鳴らす。これらの粒子は、時間と共に、センサのチャンバの入口に集まる場合もあり、煙の粒子がチャンバ内に拡散するのをさらに難しくする。さらに、チャンバの表面に集まる粒子は、敏感さが増す場合があり、誤報や迷惑警報の頻度が高くなる。
これらの課題を緩和するため、チャンバレス煙検出器を使用することができる。しかし、チャンバなしでは、物理的に良く保護された測定ボリュームがなく、良く定義された動作戦略が、測定の完全度を維持するための鍵であることを意味する。さらに、検出用に使用される光が、場合によっては、ほとんどいつも点灯していて、ユーザには迷惑である可能性があり、電力を多く消費する。従って、改良されたチャンバレス煙検出が必要とされている。
さらに、PM2.5およびPM10粒子の存在を検出することにより煙感知器が配置される同じ空間の室内空気の品質を監視することの要望が多い。しかし、通常、室内空気の品質を監視することでは、バッテリまたは有線接続により、それ自体の電源を必要とするスタンドアロンのユニットが必要とされる。
一実施形態では、検出システムを動作させる方法は、煙を感知する通常モードから空中浮遊粒子を感知する高感度モードにシステムを切り替えることを含んで、それにより高感度モードでは、検出システムは、直径2.5マイクロメートル未満の粒子と直径10マイクロメートル未満の粒子とを区別するように構成される。検出システムの1つまたは複数の光源から監視された空間に光を放射し、検出システムの1つまたは複数の光感知デバイスで散乱光を検出する。散乱光の検出は、監視された空間内の1つまたは複数の室内空気の品質の状態を示す。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、1つまたは複数の室内空気の品質の状態は、2.5マイクロメートル及び10マイクロメートルのうちの1つ以上より小さい径の空中浮遊粒子を含む。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、1つまたは複数の室内空気の品質の状態は、2.5マイクロメートル及び/または10マイクロメートルより小さい径の空中浮遊粒子を含む。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、高感度モードに切り替えることは、通常モードに対して1つまたは複数の光源のオン時間を増やすこと、通常モードに対して放射された光の強度を上げること、及び検出回路のゲインを増やすことのうちの1つ以上を含む。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、1つまたは複数の蛍光空中浮遊粒子は、1つまたは複数の光源から放射された光を介して監視された空間で励起し、1つまたは複数の蛍光空中浮遊粒子によって放出された光は、検出システムの1つまたは複数の光感知デバイスで検出される。監視された空間における空中浮遊粒子の種類の存在は、1つまたは複数の光感知での1つまたは複数の蛍光空中浮遊粒子によって放出された光の検出によって決定される。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、空中浮遊粒子の種類は、1つまたは複数の光感知デバイスでの1つまたは複数のフィルタの使用を介して区別される。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、1つまたは複数のフィルタは、1つまたは複数の偏光フィルタである。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、微粒子の粒径は検出システムで区別され、そこで、粒径は空中浮遊粒子の種類を示す。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、光は第1の波長で放出され、第1の波長での一定の量の光の後方散乱が、煙検出器で検出され、光は第2の波長で放出され、第2の波長での一定の量の光の後方散乱が煙検出器で検出される。微粒子の粒径は、第1の波長での光の後方散乱の量の第2の波長での光の後方散乱の量に対する比により決定される。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、第1の波長は、UVスペクトルまたは可視スペクトルのうちの一方であり、第2の波長は、可視スペクトルまたはIRスペクトルのうちの一方である。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、散乱光の第1の量は、煙検出器の第1の光感知デバイスで検出され、散乱光の第2の量は、煙検出器の第2の光感知デバイスで検出される。微粒子の粒径は、光の第1の量の光の第2の量に対する比により決定される。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、1つまたは複数の光源は、可視光源または紫外線源を含む。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、1つまたは複数の光源は、LED、UVLED、またはレーザダイオードを含む。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、感知された周囲光レベルは、補正される。
別の実施形態では、検出システムを動作させる方法は、検出システムの1つまたは複数の光源から監視された空間内に光を送ること、検出システムの1つまたは複数の光感知デバイスで散乱光信号を受信することを含み、そこで散乱光信号は、監視された空間内の障害物から受信される。標的ガス種の存在は、選択された波長で受信された散乱光の量の減少を介して決定される。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、検出されたガス種は、煙検出器で吸収分光を介して区別される。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、1つまたは複数の光源は、可視光源または赤外線源を含む。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、ガス種は、CO、ラドン、またはHSのうちの1つである。
さらに別の実施形態では、室内空気の品質モニタは、監視された空間内に光を放出するように構成された1つまたは複数の光源、1つまたは複数の光源から放出された散乱光を受信するように構成された1つまたは複数の光感知デバイス、および監視された空間内の1つまたは複数の室内空気の品質の状態の存在について受信した散乱光信号を評価するように構成されたプロセッサを含む。1つまたは複数の室内空気の品質の状態は、2.5マイクロメートル及び/または10マイクロメートルより小さい径の空中浮遊粒子を含む。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、室内空気の品質モニタは、2.5マイクロメートル及び/または10マイクロメートルより小さい径の空中浮遊粒子を含む室内空気の品質の状態の監視用に高感度モードで動作するように構成されており、煙の検出用に比較的低い感度の通常モードに切り替え可能である。
追加でまたは代替で、本実施形態または他の実施形態では、通常モードに比べた場合、高感度モードは、通常モードに対して増やされた1つまたは複数の光源のオン時間、通常モードに対して上げられた放射された光の強度、及び通常モードに対して増やされた検出回路のゲインのうちの1つ以上を含む。
以下の説明を、決して制限するものとみなしてはならない。
添付の図面を参照すると、同様の要素は同様の番号を付けている。
本開示の一実施形態による、煙検出器の概略図を示す。 本開示の一実施形態による、第1の感知ボリュームを形成する煙検出器の側面図を示す。 本開示の一実施形態による、第2の感知ボリュームを形成する煙検出器の側面図を示す。 本開示の一実施形態による、1つの波長の光を備える第3の感知ボリュームを形成する煙検出器の側面図を示す。 本開示の一実施形態による、別の波長の光を備える第4の感知ボリュームを形成する煙検出器の側面図を示す。 煙検出器を作動させる方法の概略図を示す。 煙検出器を作動させる別の方法の概略図を示す。 煙検出器の別の実施形態の概略図を示す。
本開示の装置及び方法の1つまたは複数の実施形態の詳細の説明は、図面を参照して例証として本明細書に提示されるもので、制限として提示されるものではない。
図1は、全体的に10で示される、煙検出器の例示的な実施形態を示す。煙検出器10は、複数の光源及び複数の光感知デバイスを含む。一実施形態では、複数の光源は、第1の光源12及び第2の光源14を含む。第1の光源12及び第2の光源14は、発光ダイオード(LED)を含み得る。第1の光源12及び第2の光源14は、後述では「監視された空間」と呼ばれ、中に光が放出される建物、部屋、または部屋の一部とすることができる空間に、1つまたは複数の波長で光を放出できる。一実施形態では、第1の光源12は、赤外線に特有の波長の光を放出でき、第2の光源14は、青色可視光に特有の波長の光を放出できる。赤外線は、煙の検出および煙を区別する誤報に使用することができ、青色可視光は、煙を区別する誤報に使用され得る。さらに、実施形態によっては、赤外線と可視光の組み合わせを使用して、検出器10のまたはその近くの粒子の大きさを決定することができる。
一実施形態では、複数の光感知デバイスは、第1の光源12及び第2の光源14から放出される光の視野を有する煙検出器10の異なる領域に配置された第1の光感知デバイス16、第2の光感知デバイス18、及び第3の光感知デバイス20を含む。第1の光源12及び第2の光源14の放出と第1の光感知デバイス16、第2の光感知デバイス18、及び第3の光感知デバイス20の視野の重なりは、異なって重なる感知ボリュームを形成する。複数の光感知デバイスは、第1の光源12及び第2の光源14からの信号を測定するように構成される。
一実施形態では、第1の光感知デバイス16、第2の光感知デバイス18、及び第3の光感知デバイス20は、フォトダイオードを含む。光感知デバイスは、フォトダイオードに制限されず、アバランシェフォトダイオード(APD)、マルチピクセルフォトンカウンタ(MPPC)、及び他の光検出器などの光感知デバイスを含んでもよい。例えば、第1の光感知デバイス16を使用して、一致する第1の角度を有する第1の光源12及び第2の光源14からの放出の重なりによって形成される前方散乱感知検出ボリューム38(図2に示す)を定義できる。図2に示す実施形態では、一致する第1の角度は、第1の光感知デバイス16と約130度をなす。その他の値または角度が実施形態によっては使用され得ることが、理解されよう。一致する角度は、第1の光源12及び第2の光源14の光錐の対称軸と光感知デバイス16、18、20の受光コーンの対称軸との間の角度として定義することができ、そこで、光源12、14を光感知デバイス16、18、20に直接向ける場合、180度が定義され得る。光の散乱角度は、180度から一致する角度を引くことで計算できることが理解されよう。
ここで図3を参照すると、第2の光感知デバイス18を使用して、第1の光源12及び第2の光感知デバイス18と一致する第2の角度を有する第2の光源14からの放出の重なりによって形成される第1の後方散乱感知検出ボリューム40を定義できる。図3に示す実施形態では、一致する第2の角度は、約65度をなす。その他の値または角度が実施形態によっては使用され得ることが、理解されよう。
第3の光感知デバイス20を使用して、第1の光源12及び第3の光感知デバイス20と一致する第3の角度を有する第2の光源14からの放出の重なりによって形成される第2の後方散乱感知検出ボリューム42(図4及び図5に示す)を定義できる。図示の実施形態では、一致する第3の角度は、約0度をなす。
煙検出器10は、複数の光源及び複数のセンサと電気的に通信する処理デバイス30をさらに含む。処理デバイス30は、実行可能な命令を保存できるメモリ(図示せず)を含む。実行可能な命令は、1つまたは複数のアプリケーション、プロセスまたはルーチンと共になど任意の方法及び任意の抽象化のレベルで保存または整理されて、複数のセンサによって検出された信号を分析して本明細書に記載の方法に従って、事前設定された閾値レベルに達した後、警報判定をすることができる。
実施形態によっては、煙検出器10は、煙の検出用に「通常」モード及び周囲空間の室内空気の品質の監視に使用され得る「高感度」モードで動作可能である。本開示における室内空気の品質(IAQ)の監視は、PM2.5粒子(これらの粒子は2.5マイクロメートル以下の直径を有する)及びPM10粒子(これらの粒子は、10マイクロメートル以下の直径を有する)と呼ばれる空中のほこりまたはその他の空中浮遊粒子の検出に関する。こうした実施形態では、煙検出器10は、追加の電子機器またはその他の構成要素を含んで、同じ感知領域及び波長から煙検出器10の動的範囲を拡大し、煙検出器10の検出感度を向上させて高感度モードでの動作を容易にする。実施形態によっては、追加の電子機器またはその他の構成要素は、二次アナログデジタル変換機(ADC)及びスイッチを含んで、通常モード一次下位ビットADCから高感度モードの二次高ビットADCに切り替えて、検出回路のゲインを変更できる。さらに、高感度モードでは、1つまたは複数の光学フィルタを使用して、光源12、14により放出された波長の外側の波長などの望まない波長を除去できる。
しかし、感知領域及び/または波長は、通常モードと高感度モードでは異なる場合があることを同業者なら理解するであろう。さらに、高感度モードは、プロセッサ30での検出回路の増幅、通常モードの動作に対して増やされた光源12、14のオン時間、及び/または増やされた光源12、14の強度を含み得る。実施形態によっては、通常モードでは、1~2秒毎に1回の測定であるのに対して、高感度モードでの動作は、例えば、1~10分毎に1回の測定の割合で測定値を取得することを含み得る。第1の波長で第1の光源12からの散乱光の、第2の波長で第2の光源14からの散乱光に対する比の閾値は、PM2.5の範囲とPM10の範囲内である粒子を区別するように設定され得る。前方散乱感知領域と後方散乱感知領域の比はまた、粒径情報を提供するほか、使用されて、PM2.5とPM10の粒径の決定及び測定値の正確さを向上させることができる。例えば、光を第1の光源12から第1の波長で放出することができ、第1の波長での光の後方散乱の量を煙検出器10で検出する。光を第2の光源14から第2の波長で放出することができ、第2の波長での光の後方散乱の量を煙検出器で検出する。第1の波長での光の後方散乱の量の、第2の波長での光の後方散乱の量に対する比は、微粒子の粒径を示す。
さらに、他の実施形態では、例えば、第1の光感知デバイス16、第2の光感知デバイス18、及び第3の光感知デバイス20のうちの2つ以上からの一致する複数の角度から検出された散乱光信号の比を使用して、検出された粒径を決定できる。上述の通り、実施形態によっては、光感知デバイス16、18,20は、感知検出ボリューム38、40、42によって少なくとも部分的に定義される一致する異なる角度を有する。従って、第1の感知検出ボリューム38によって定義された、一致する第1の角度を有する第1の光感知デバイス16で検出された散乱光の第1の量の、一致する第2の角度を有する第2の光感知デバイス18で検出された散乱光の第2の量に対する比を使用して、微粒子の粒径を決定できる。
ここで、図6を参照すると、室内空気の品質を監視し、PM2.5粒子の検出(2.5マイクロメートル以下の直径と有する)及びPM10の検出(10マイクロメートル以下の直径を有する)のため煙検出器10を作動させる方法。
ブロック100で、煙検出器10を、煙の検出に使用される通常モードから空中浮遊粒子の検出に使用される高感度モードに切り替える。ブロック102で、例えば、LEDまたはUV LEDを介して第2の光源14からなど、光をUVまたは青色可視スペクトルで煙検出器から放射する。さらに、光ファイバエミッタまたはレーザダイオードなどの光源を使用してもよい。ブロック104で、放射光は、放射光の経路で空中浮遊粒子により散乱される。ブロック106で、散乱光を煙検出器10の光感知デバイス16、18、20の1つ以上で受信する。ブロック108で、処理デバイス30を使用して、PM2.5およびPM10の粒子の存在について光感知デバイス16、18、20で受信した散乱光を分析する。
実施形態によっては、ブロック110で、放射光は、空中のかびまたは花粉粒子若しくはその他の汚染微生物などの蛍光粒子を励起する。ブロック112で、煙検出器10の光感知デバイス16、18、20のうちの1つ以上を使用して、蛍光粒子からの放出光を感知する。光感知デバイス16、18、20は、第2の光源14によって放出された波長より長い波長の光だけを受け入れるように構成され得る。より長い波長は、蛍光粒子によって放出された光を示し、従って、空中の花粉などの蛍光粒子の存在を示す。実施形態によっては、フィルタ(図示せず)を適切な光感知デバイス16、18、20で使用して、放出された波長より長いもののみ受け入れるように光感知デバイス16、18、20を構成してもよい。
さらに、例えば、実施形態によっては、ブロック114で、ブロック112で検出された粒子の種類を区別(discriminate)する。これは、蛍光粒子から放出された光を偏光し、その後、蛍光粒子と光感知デバイス16、18、20との間に1つまたは複数の偏光フィルタを備える光感知デバイス16、18、20が感知することによって達成され得る。特定の粒子を検出するため、1つまたは複数の異なる偏光フィルタを、各偏光フィルタが特定の粒子または粒子の種類の検出または区別をできるように適合して、使用できる。
ブロック116で、第1の光源12及び第2の光源14を使用して、後方散乱光感知デバイス18及び後方散乱光感知デバイス20によって感知された青色光の後方散乱の、赤外の後方散乱に対する比を評価することにより、粒径を決定することができる。
さらに、煙検出器10を使用して、空中のガス種の存在について空間を検出または監視できる。標的ガス種には、CO、ラドン、HS、VOC、冷却剤、炭化水素などが含まれ得る。図7を参照すると、ブロック202で、光が、第1の光源12及び/または第2の光源14から、例えば、壁または他の空中の障害物の方に放出されている。ブロック204で、1つまたは複数の光感知デバイス16、18、20は、散乱光を受信する。具体的には、後方散乱フォトダイオード18、20を使用して、壁または障害物から離れて散乱する放出された光を検出でき、次に、処理デバイス30で受信した散乱光の吸収分光を介して、ブロック206でガス種を検出および区別(discriminate)する。
実施形態によっては、煙検出器10は、空中の周囲光レベルを検出して、煙の検出及びその他の室内空気の品質監視と検出の感度並びに信頼性を向上するように構成される。
図8を参照すると、周囲光監視回路32は、煙検出器10で処理デバイス30に動作可能に接続されている。監視回路32は、定期的に、監視回路32によって評価され得る周囲光信号を受信するように構成され得る受光デバイス16、18、20のうちの1つ以上に接続される。光が、煙及び/またはその他の室内空気の品質の検出及び監視のため第1の光源12及び/または第2の光源14により放射されると、受光信号は、受信した周囲光信号の強度に基づいて、処理デバイス30で調節され得る。例えば、受光信号は、受光デバイス16、18、20に接続された1つまたは複数のアンプ34によって増幅され得る。さらに、可変増幅回路36を使用して、監視回路32によって感知された周囲光レベルに基づいて、1つまたは複数のアンプ34により印加された増幅の量を変えることができる。
実施形態によっては、監視回路32は、第1の光源12及び第2の光源14が検出動作をトリガされる直前に周囲光レベルの測定をトリガする。次に、検出された周囲光レベルは、第1の光源12及び第2の光源14のトリガで生じる受光信号から差し引くことができる。さらに、感知された周囲光レベルが有効な検出がなされ得る閾値を超える場合、第1の光源12及び第2の光源14は、その時はトリガしなくてもよく、所定の時間の遅延後、周囲光レベルを測定するプロセスを再度始めてもよい。
本明細書に開示された実施形態により、煙検出器10を使用して、煙に加えて、標的ガス、汚染微粒子、汚染微生物またはその他の状態など他の室内空気の品質の状態を検出及び監視できるようになる。これにより、煙検出器が配置される同じ空間で使用される、追加で別個に給電される室内空気の品質センサの必要性をなくし、実質的に消費者と会社にコスト節減をもたらす。
用語「約」は、用途を満たすときに利用可能な機器に基づいて特定の量の測定に関連した誤りの程度を含むように意図される。例えば、「約」は、所与の値の±8%または5%、若しくは2%の範囲を含み得る。
本明細書に使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的を持っており、本開示を制限することを意図するものではない。単数形(「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その(the)」)は本明細書で使用される場合、別段の指示がない限り、複数形も同様に含むことを意図する。用語「備える(comprises)」及び/または「備えている(comprising)」は、本明細書で使用される場合、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び/または構成要素の存在を明示するが、1つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び/またはイベントその群の存在または追加を除外しないことがさらに理解されよう。
本開示は、例示的な実施形態(複数可)を参照して説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であり、等価物がその構成要素と代用可能であることは、当業者には理解されよう。さらに、特定の状況または材料を本開示の教示に適合するため、その本質的な範囲から逸脱しない限り、多くの修正を行うことが可能である。従って、本開示は、本開示を実行するために考えられた最良の方法として開示された特定の実施形態に制限されるものではなく、本開示は、特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むことを意図するものである。

Claims (20)

  1. 検出システムを動作させる方法であって、
    煙を感知する通常モードから空中浮遊粒子を感知する高感度モードに前記システムを切り替えることであって、前記高感度モードでは、前記検出システムが、直径2.5マイクロメートル未満の粒子と直径10マイクロメートル未満の粒子とを区別するように構成される、前記切り替えることと、
    前記検出システムの1つまたは複数の光源から監視された空間に光を放射することと、
    前記検出システムの1つまたは複数の光感知デバイスで散乱光を検出することと、
    を備え、
    前記散乱光の検出が、前記監視された空間内の1つまたは複数の室内空気の品質の状態を示す、方法。
  2. 前記1つまたは複数の室内空気の品質の状態が、直径2.5マイクロメートル及び直径10マイクロメートルのうちの1つ以上より小さい直径の空中浮遊粒子を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記高感度モードに切り替えることが、
    前記通常モードに対して前記1つまたは複数の光源のオン時間を増やすことと、
    前記通常モードに対して前記放射される光の強度を上げることと、
    前記検出回路のゲインを増やすことと、
    のうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記監視された空間の1つまたは複数の蛍光空中浮遊粒子を前記1つまたは複数の光源から放射された光を介して励起することと、
    前記検出システムの1つまたは複数の光感知デバイスで前記1つまたは複数の蛍光空中浮遊粒子によって放出された光を検出することと、
    前記1つまたは複数の光感知デバイスで、前記1つまたは複数の蛍光空中浮遊粒子によって放出された前記光の検出を介して、前記監視された空間内の空中浮遊粒子の種類の存在を判定することと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記1つまたは複数の光感知デバイスで前記1つまたは複数のフィルタの使用を介して空中浮遊粒子の種類を区別することをさらに含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記1つまたは複数のフィルタが、1つまたは複数の偏光フィルタである、請求項5に記載の方法。
  7. 前記微粒子の粒径を前記検出システムで区別することをさらに含み、前記粒径が空中浮遊粒子の種類を示す、請求項1に記載の方法。
  8. 第1の波長で光を放出し、前記煙検出器の前記第1の波長で光の後方散乱の量を検出することと、
    第2の波長で光を放出し、前記煙検出器の前記第2の波長で光の後方散乱の量を検出することと、
    微粒子の粒径を、前記第1の波長での前記光の後方散乱の量の、前記第2の波長での前記光の後方散乱の量に対する比により決定することと、
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記第1の波長は、UVスペクトルまたは可視スペクトルのうちの一方であり、
    前記第2の波長は、可視スペクトルまたはIRスペクトルのうちの一方である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記煙検出器の第1の光感知デバイスで散乱光の第1の量を検出することと、
    前記煙検出器の第2の光感知デバイスで散乱光の第2の量を検出することと、
    微粒子の粒径を、前記散乱光の第1の量の、前記散乱光の第2の量に対する比により決定することと、
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  11. 前記1つまたは複数の光源は、可視光源または紫外線源を含む、請求項1に記載の方法。
  12. 前記1つまたは複数の光源は、LED、UVLED、またはレーザダイオードを含む、請求項11に記載の方法。
  13. 感知された周囲光レベルを補正することをさらに含む、請求項1に記載の方法
  14. 検出システムを動作させる方法であって、
    監視された空間に、前記検出システムの1つまたは複数の光源から光を放射することと、
    前記検出システムの1つまたは複数の光感知デバイスで散乱光信号を受信することであって、前記散乱光信号が前記監視された空間内の障害物から受信される、前記受信することと、
    選択された波長で受信された散乱光の量の減少を介して標的ガス種の存在を判定することと、
    を備えた、方法。
  15. 前記煙検出器での吸収分光を介して検出された前記標的ガス種を区別することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記1つまたは複数の光源が、可視光源または赤外線源を含む、請求項14に記載の方法。
  17. 前記標的ガス種がCO、ラドン、またはHSのうちの1つである、請求項14に記載の方法。
  18. 室内空気の品質モニタであって、
    監視された空間に光を放出するように構成された1つまたは複数の光源と、
    前記1つまたは複数の光源から放出された散乱光を受信するように構成された1つまたは複数の光感知デバイスと、
    前記監視された空間内の1つまたは複数の室内空気の品質の状態の存在について前記受信した散乱光信号を評価するように構成されたプロセッサと、を備え、
    前記1つまたは複数の室内空気の品質の状態が、直径2.5マイクロメートル及び/または直径10マイクロメートルより小さい直径の空中浮遊粒子を含む、
    室内空気の品質モニタ。
  19. 前記室内空気の品質モニタが、直径2.5マイクロメートル及び/または10マイクロメートルより小さい直径の空中浮遊粒子を含む室内空気の品質の状態の監視用に高感度モードで動作するように構成され、煙の検出用に比較的低い感度の通常モードに切り替え可能である、請求項18に記載の室内空気の品質モニタ。
  20. 前記通常モードと比較した場合、前記高感度モードが、
    前記通常モードに対して増やされた前記1つまたは複数の光源のオン時間と、
    前記通常モードに対して上げられた前記放射される光の強度と、
    前記通常モードに対して増やされた検出回路のゲインとのうちの1つ以上を含む、
    請求項19に記載の室内空気の品質モニタ。
JP2023063130A 2017-06-09 2023-04-10 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器 Active JP7506793B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762517614P 2017-06-09 2017-06-09
US62/517,614 2017-06-09
JP2019567547A JP7261748B2 (ja) 2017-06-09 2018-06-04 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器
PCT/US2018/035819 WO2018226567A1 (en) 2017-06-09 2018-06-04 Chamberless smoke detector with indoor air quality detection and monitoring

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019567547A Division JP7261748B2 (ja) 2017-06-09 2018-06-04 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023086777A true JP2023086777A (ja) 2023-06-22
JP7506793B2 JP7506793B2 (ja) 2024-06-26

Family

ID=62685241

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019567547A Active JP7261748B2 (ja) 2017-06-09 2018-06-04 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器
JP2023063130A Active JP7506793B2 (ja) 2017-06-09 2023-04-10 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019567547A Active JP7261748B2 (ja) 2017-06-09 2018-06-04 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11295594B2 (ja)
EP (1) EP3635699B1 (ja)
JP (2) JP7261748B2 (ja)
CN (1) CN110892460B (ja)
CA (1) CA3066748A1 (ja)
ES (1) ES2924274T3 (ja)
MX (1) MX2019014764A (ja)
WO (1) WO2018226567A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3635699B1 (en) 2017-06-09 2022-07-27 Carrier Corporation Chamberless smoke detector with indoor air quality detection and monitoring
US11474018B2 (en) * 2019-12-05 2022-10-18 Carrier Corporation Fluorescence enhanced LIDAR based particulate detector
US11813926B2 (en) * 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11726035B2 (en) * 2020-12-11 2023-08-15 Raytheon Technologies Corporation Terahertz enhanced foreign object debris discrimination for optical particulate sensor

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5214940A (en) 1975-07-26 1977-02-04 Osaka Gas Co Ltd Storage type hot water supplyer
US3982130A (en) 1975-10-10 1976-09-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Ultraviolet wavelength smoke detector
JPS551501A (en) * 1978-06-05 1980-01-08 Chloride Inc Smoke detector with sensitivity raiser
GB2274333B (en) 1993-01-07 1996-12-11 Hochiki Co Smoke detecting apparatus capable of detecting both smoke and fine particles
US5451787A (en) * 1993-05-04 1995-09-19 Westinghouse Electric Corporation Hazardous air pollutants monitor
JPH08136455A (ja) * 1994-11-02 1996-05-31 Kobe Steel Ltd レーザレーダによる大気の汚染監視方法とその監視装置
JPH11160238A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Matsushita Electric Works Ltd 光電式煙感知器
JP2001116692A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Nittan Co Ltd 煙感知器および微粒子粒径計測装置および微粒子種類判別装置
DE10046992C1 (de) 2000-09-22 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Streulichtrauchmelder
JP2002168776A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Advantest Corp 環境モニタ方法及び装置並びに半導体製造装置
JP2003038163A (ja) * 2001-07-26 2003-02-12 Yamato Seisakusho:Kk 微生物検出装置
DE10246756B4 (de) * 2002-10-07 2006-03-16 Novar Gmbh Branderkennungsverfahren und Brandmelder zu dessen Durchführung
KR100494103B1 (ko) 2003-12-12 2005-06-10 (주)이엘티 광학적 가스 센서
DE102004001699A1 (de) 2004-01-13 2005-08-04 Robert Bosch Gmbh Brandmelder
US8047055B2 (en) * 2007-08-08 2011-11-01 Tsi, Incorporated Size segregated aerosol mass concentration measurement with inlet conditioners and multiple detectors
US8085157B2 (en) 2007-10-24 2011-12-27 Honeywell International Inc. Smoke detectors
JP2009222598A (ja) 2008-03-17 2009-10-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ガスセンシングシステム
JP2009229414A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Osaka Gas Co Ltd 検知装置
US8249811B2 (en) 2008-07-09 2012-08-21 Honeywell International Inc. Multi-sensor detectors
US9140646B2 (en) * 2012-04-29 2015-09-22 Valor Fire Safety, Llc Smoke detector with external sampling volume using two different wavelengths and ambient light detection for measurement correction
US8907802B2 (en) * 2012-04-29 2014-12-09 Valor Fire Safety, Llc Smoke detector with external sampling volume and ambient light rejection
JP2015520380A (ja) 2012-06-08 2015-07-16 エックストラリス・テクノロジーズ・リミテッド マルチモード検出
JP6262967B2 (ja) * 2013-09-06 2018-01-17 ホーチキ株式会社 警報器
JP6461166B2 (ja) 2014-01-07 2019-01-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 光吸収による気体センサ
DE102014200243A1 (de) 2014-01-09 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Rauchmelder mit Umgebungslichterkennung
US9958376B2 (en) * 2014-04-08 2018-05-01 Mitsubishi Electric Corporation Floating particle detection device
US10685545B2 (en) 2014-05-22 2020-06-16 Carrier Corporation Wide-area chamberless point smoke detector
US9652958B2 (en) 2014-06-19 2017-05-16 Carrier Corporation Chamber-less smoke sensor
CN104392577B (zh) 2014-12-08 2016-08-31 王殊 一种基于双波长散射信号的气溶胶粒径传感方法
DE102014019773B4 (de) 2014-12-17 2023-12-07 Elmos Semiconductor Se Vorrichtung und Verfahren zur Unterscheidung von festen Objekten, Kochdunst und Rauch mittels des Displays eines Mobiltelefons
EP3054280A1 (de) 2015-02-04 2016-08-10 Axetris AG Optisches Messgerät und Verfahren zur Gasdetektion
US9443631B1 (en) * 2015-03-04 2016-09-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Optical trap using a focused hollow-beam for trapping and holding both absorbing and non-absorbing airborne particles
TR201900396T4 (tr) * 2015-04-17 2019-02-21 Koninklijke Philips Nv Toz işleme.
JP6688966B2 (ja) 2015-07-27 2020-04-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 粒子検出センサ
JP6083660B1 (ja) * 2016-01-29 2017-02-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空調装置、及び、粒子検出方法
EP3635699B1 (en) 2017-06-09 2022-07-27 Carrier Corporation Chamberless smoke detector with indoor air quality detection and monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
MX2019014764A (es) 2020-02-12
JP7261748B2 (ja) 2023-04-20
EP3635699A1 (en) 2020-04-15
ES2924274T3 (es) 2022-10-05
US20220180721A1 (en) 2022-06-09
CN110892460A (zh) 2020-03-17
EP3635699B1 (en) 2022-07-27
WO2018226567A1 (en) 2018-12-13
CN110892460B (zh) 2022-08-02
US20200193790A1 (en) 2020-06-18
JP7506793B2 (ja) 2024-06-26
US11295594B2 (en) 2022-04-05
US11605278B2 (en) 2023-03-14
JP2020523572A (ja) 2020-08-06
CA3066748A1 (en) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7506793B2 (ja) 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器
JP5974143B2 (ja) 粒子特性の光検出
US7724367B2 (en) Particle monitors and method(s) therefor
US8947243B2 (en) Smoke detector with external sampling volume and utilizing internally reflected light
US10001438B2 (en) Method of sensing aerosol characteristic parameter using dual-wavelength scattered signal and application thereof
US10852233B2 (en) Systems and methods for chamberless smoke detection and indoor air quality monitoring
US11087605B2 (en) Smoke detection methodology
GB2397122A (en) Smoke detector with a low false alarm rate
EP3413279B1 (en) System and method for chamberless smoke detection and indoor air quality monitoring
US12038365B2 (en) Optical particle sensor
US11959857B2 (en) Apparatus for measuring Raman scattering, and apparatus and method for determining true fire using the apparatus
KR20220041719A (ko) 라만산란광 측정장치 및 이를 이용한 화재판정 장치와 방법
EP3460428A1 (en) Dual wavelength detector
WO2015071642A1 (en) Smoke detector

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230410

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230410

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240614