專利名稱：一種煙霧報(bào)警器的制作方法
(一)技術(shù)領(lǐng)域在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，用煙霧檢測(cè)器來檢測(cè)周圍的煙霧和/或粉塵的濃度和溫度等參數(shù)。當(dāng)檢測(cè)器中的控制單元判斷探測(cè)器的接收信號(hào)的幅度超過一定的閾值時(shí)，便發(fā)出報(bào)警信號(hào)。即當(dāng)V(n)-V基底＞V火災(zāi)上述模式僅適用于通常的情況。如果報(bào)警器所處的環(huán)境較臟，有大量的灰塵沉積在傳感器表面時(shí)，即使沒有出現(xiàn)火警，逐漸沉積在報(bào)警器表面的灰塵會(huì)遮擋入射光。當(dāng)這種遮擋效果足夠強(qiáng)時(shí)，即使正常的入射光有些許的波動(dòng)，也會(huì)使報(bào)警器所接收的信號(hào)的幅度出現(xiàn)質(zhì)的變化，即觸及上述的閾值，從而引發(fā)虛假的報(bào)警信號(hào)。因此需要對(duì)上述模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?br> 通常，由于單次取樣可以將偶然的誤差和錯(cuò)誤帶入，因此通常采取多次取樣并對(duì)這些周期性的取樣進(jìn)行某種形式的取平均的方法來確定輸出的檢測(cè)信號(hào)，如根據(jù)前后相鄰的三次測(cè)量結(jié)果取平均來確定新的檢測(cè)信號(hào)C1V(n-1)＞V火災(zāi)+V基底T(n-1)C2V(n)＞V火災(zāi)+V基底T(n)C3V(n+1)＞V火災(zāi)+V基底T(n+1)即V＝(V(n-1)+V(n)+V(n+1))/3可以說，V基底的確定是該類報(bào)警裝置算法的核心問題。
背景技術(shù)：
已有技術(shù)對(duì)這個(gè)問題的解決采用兩個(gè)途徑(1)直接取樣一般來說，探測(cè)器的取樣時(shí)間(即T(n+1)與T(n)之間的差值)為數(shù)毫秒，例如6毫妙，而V基底的更新周期較慢，一般為幾十分鐘，例如30分鐘。
當(dāng)采用以上的工作模式時(shí)，如圖3所示，在時(shí)刻T(0)，系統(tǒng)對(duì)探測(cè)器輸出的光電壓的本底進(jìn)行取樣，設(shè)定為V正常。設(shè)想在時(shí)刻T(f)，由于出現(xiàn)火災(zāi)，假設(shè)火災(zāi)產(chǎn)生濃度不變的煙霧，即探測(cè)器所接收的光電壓為V火災(zāi)，在緊鄰T(f)的探測(cè)器的下一次探測(cè)取樣時(shí)刻T(n-1)，探測(cè)器所接收的光電壓也為V火災(zāi)，該值遠(yuǎn)高于V正常。一般情況下，在緊鄰其后6毫秒和12毫秒時(shí)探測(cè)器所接收的光電壓仍為V火災(zāi)，因此通常三次平均的結(jié)果，探測(cè)器所接收的平均光電壓為V火災(zāi)，顯著高于V正常，系統(tǒng)判別后將立即發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。
但也確實(shí)存在著這樣的可能，在緊跟著T(f)和T(n-1)之后并且在T(n)之前，系統(tǒng)在時(shí)刻T(0)進(jìn)行了一次以30分鐘為周期的本底取樣，將新的本底值確定為V火災(zāi)。顯然，在隨后的時(shí)刻T(n)和T(n+1)時(shí)探測(cè)器的的檢測(cè)值雖然為V火災(zāi)，但由于新的本底值也為同樣大小的值，在時(shí)刻T(n-1)、T(n)和T(n+1)的三次測(cè)量值的平均值并不比新的本底值高，因此系統(tǒng)不但不能立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，而且在將來的一段時(shí)間也同樣不會(huì)報(bào)警，這樣就造成了火災(zāi)漏報(bào)。
(2)循環(huán)取平均還有一種方法，即對(duì)在先的連續(xù)n次探測(cè)信號(hào)不斷地取平均，作為當(dāng)時(shí)的本底值V基底，即V基底(m+n)＝[V(m+n)+V(m+n-1)+......V(m+1)]/n分析表明，這種方法能夠避免第一種直接取樣方法所可能招致的火災(zāi)誤報(bào)的問題，但這種使V基底的改變平滑化的方法不可避免地會(huì)耗費(fèi)寶貴的系統(tǒng)內(nèi)存資源。一個(gè)大的火災(zāi)報(bào)警器可以是一個(gè)探測(cè)系統(tǒng)，其中甚至?xí)袔兹f個(gè)探頭，每個(gè)探頭所需內(nèi)存“不大”的增加都會(huì)使中央處理器的反應(yīng)變慢，從而影響系統(tǒng)的探測(cè)性能。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)已有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種報(bào)警器的報(bào)警單元，采用取加權(quán)平均的數(shù)字濾波方法來更新本底(如圖1所示)，即V基底(n+1)＝V基底(n)*a+V(新)*(1-a)采用數(shù)字濾波技術(shù)，當(dāng)前的本底值僅與當(dāng)前的探測(cè)值和前一個(gè)本底值有關(guān)。通過調(diào)節(jié)a，可以兼顧地控制本底值的跳變幅度和逼近速度。這種技術(shù)方案更易于控制。
具體地說，本發(fā)明公開了一種煙霧報(bào)警器，包括(1)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述的信號(hào)發(fā)生器為光電式信號(hào)發(fā)生器或離子感煙型信號(hào)發(fā)生器，周期性地發(fā)出一個(gè)探測(cè)信號(hào)，(2)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)接收器，所述的每個(gè)信號(hào)接收器都與某個(gè)所述的信號(hào)發(fā)生器相匹配，在信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器之間有一個(gè)空間，來自周圍環(huán)境的氣體、粉塵和液滴可以進(jìn)入所述空間，所述的信號(hào)接收器接收該信號(hào)并把該信號(hào)發(fā)送到所述的信號(hào)處理器，(3)一個(gè)或多個(gè)分立的信號(hào)處理器，所述的每個(gè)分立的信號(hào)處理器對(duì)應(yīng)于一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)信號(hào)接收器，用于檢測(cè)所述的檢測(cè)信號(hào)，將該檢測(cè)信號(hào)與火警閾值信號(hào)和一個(gè)火警基底信號(hào)V基底進(jìn)行比較；當(dāng)在一個(gè)或連續(xù)的數(shù)個(gè)信號(hào)檢測(cè)周期中，其中的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)都大于所述的火警閾值信號(hào)與所述的火警基底信號(hào)V基底之和時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)處理器在相應(yīng)信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器所在位置，或在所述的煙霧報(bào)警器所負(fù)責(zé)的所有區(qū)域發(fā)出一個(gè)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；所述的信號(hào)處理器周期性地刷新本底信號(hào)V基底，以使該V基底值更符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和火警特征，V基底的刷新模式為V基底(n+1)＝V基底(n)*a+V(新)*(1-a)其中V基底(n)為第n個(gè)V基底值，V基底(n+1)為第n+1個(gè)V基底值，V(新)為新的檢測(cè)信號(hào)，a為一個(gè)不小于0.60但又不大于0.95的實(shí)數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是公開了一種煙霧報(bào)警器，包括(1)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述的信號(hào)發(fā)生器為光電式信號(hào)發(fā)生器或離子感煙型信號(hào)發(fā)生器，周期性地發(fā)出一個(gè)探測(cè)信號(hào)，(2)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)接收器，所述的每個(gè)信號(hào)接收器都與某個(gè)所述的信號(hào)發(fā)生器相匹配，在信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器之間有一個(gè)空間，來自周圍環(huán)境的氣體、粉塵和液滴可以進(jìn)入所述空間，所述的每個(gè)信號(hào)接收器接收該信號(hào)并把該信號(hào)發(fā)送到下述的中央信號(hào)處理器，(3)一個(gè)中央信號(hào)處理器，接收所有信號(hào)接收器所接收的檢測(cè)信號(hào)，將所有的檢測(cè)信號(hào)與火警閾值信號(hào)和一個(gè)火警基底信號(hào)V基底分別進(jìn)行比較；當(dāng)在一個(gè)或連續(xù)的數(shù)個(gè)信號(hào)檢測(cè)周期中，其中的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)接收器所接收的檢測(cè)信號(hào)都大于所述的火警閾值信號(hào)與所述的火警基底信號(hào)V基底之和時(shí)，所述的中央信號(hào)處理器會(huì)在相應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器所在位置或在報(bào)警器所負(fù)責(zé)的所有區(qū)域發(fā)出一個(gè)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；所述的信號(hào)處理器周期性地刷新本底信號(hào)V基底，以使該V基底值更符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和火警特征，V基底的刷新模式為V基底(n+1)＝V基底(n)*a+V(新)*(1-a)其中V基底(n)為第n個(gè)V基底值，V基底(n+1)為第n+1個(gè)V基底值，V(新)為新的檢測(cè)信號(hào)，a為一個(gè)不小于0.60但又不大于0.95的實(shí)數(shù)。
在本發(fā)明的上述方面中，所述的分立的或中央信號(hào)處理器在刷新本底信號(hào)時(shí)所涉及的參數(shù)a還可以為一個(gè)不小于0.70但又不大于0.90的實(shí)數(shù)。
本發(fā)明的報(bào)警單元的信號(hào)處理器可以處于報(bào)警單元之內(nèi)；如果報(bào)警器有多個(gè)探頭(每個(gè)探頭內(nèi)至少包括一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)信號(hào)接收器)，則既可以在每個(gè)探頭內(nèi)設(shè)置一個(gè)信號(hào)處理器，也可以將這些信號(hào)處理的任務(wù)集成在報(bào)警器的一個(gè)中央處理器之中完成，即用一個(gè)中央處理器來代替部分的或所有的這些分立的信號(hào)處理器。
本發(fā)明報(bào)警單元的報(bào)警系統(tǒng)可以是具有一個(gè)報(bào)警探頭(探頭中通常包括一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)信號(hào)接收器)，也可以是具有多個(gè)甚至達(dá)上萬個(gè)以上的報(bào)警探頭的大型報(bào)警器。在這樣類型的報(bào)警器中采用本發(fā)明的方案，可以有效地分配和節(jié)省中央處理器的內(nèi)存，從而節(jié)省有關(guān)的設(shè)備投資。
由于本發(fā)明的報(bào)警單元采用上述取加權(quán)平均的數(shù)字濾波方法來更新本底，當(dāng)前的本底值僅與當(dāng)前的探測(cè)值和前一個(gè)本底值有關(guān)。通過調(diào)節(jié)a，可以兼顧地控制本底值的跳變幅度和逼近速度。這種技術(shù)方案更易于控制。


圖1示出了本發(fā)明的V基底更新的邏輯模式。先根據(jù)系統(tǒng)和環(huán)境的情況確定一個(gè)a值，再由前一個(gè)V基底值及新的檢測(cè)信號(hào)值進(jìn)行V基底(n+1)＝V基底(n)*a+V(新)*(1-a)的邏輯運(yùn)算，得出新的V基底值。然后用此新的V基底值去刷新前一個(gè)V基底值。到了下一個(gè)檢測(cè)周期，系統(tǒng)重新獲得一個(gè)檢測(cè)值V(新)，再用刷新后的V基底值結(jié)合a進(jìn)行運(yùn)算，得到又一個(gè)新的V基底值，再去刷新V基底。系統(tǒng)就這樣不斷地檢測(cè)，不斷地刷新V基底，如此循環(huán)工作。第一個(gè)V基底可以根據(jù)裝置的性能和經(jīng)驗(yàn)來確定。
圖2簡(jiǎn)單地示意了該類裝置的工作原理。當(dāng)所接收的信號(hào)低于火警閾值時(shí)，系統(tǒng)不報(bào)警，而當(dāng)所接收的信號(hào)幅度高于火警閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)輸出報(bào)警信號(hào)。
圖3示出了已有技術(shù)采用簡(jiǎn)單的單一閾值比較法時(shí)可能導(dǎo)致漏報(bào)警的問題。
圖4為按照本發(fā)明的方案，將a分別取為0.9和0.5的情況下，從發(fā)生火災(zāi)的時(shí)刻起，表征V基底向新的閾值靠近情況的曲線。
具體實(shí)施方式
與本發(fā)明最相近的已有技術(shù)為循環(huán)取平均法，即對(duì)在先的連續(xù)n次探測(cè)信號(hào)不斷地取平均，作為當(dāng)時(shí)的本底值V(本底)，按V基底(m+n)＝[V(m+n)+V(m+n-1)+......V(m+1)]/n進(jìn)行本底值的刷新。其中最簡(jiǎn)單的情形即為V基底(n+1)＝0.5*(V基底(n)+V(新))如前所述，這種處理方法的問題在于V基底過于靈敏地隨著新的探測(cè)值而變。為使V基底的改變不致于過于劇烈，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是使系數(shù)a一般地不小于0.70，更好的情況為大于0.8，有時(shí)甚至將a取為0.9或一個(gè)更為接近1的數(shù)字。但一般來說，a應(yīng)小于0.95。
如圖4所示，當(dāng)把a(bǔ)設(shè)定為0.9時(shí)，與a為0.5的已有技術(shù)的情形相比，V基底的上升速度不那么快，因此既能及時(shí)反映V基底隨火災(zāi)發(fā)生所應(yīng)有的變化，又能在相當(dāng)程度上避免漏報(bào)報(bào)警。
表1
通過對(duì)已有技術(shù)缺點(diǎn)所存在問題進(jìn)行的深入分析，本發(fā)明給出了改進(jìn)的報(bào)警器，能有效地克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，在不顯著增大系統(tǒng)內(nèi)存需求量的情況下，解決火災(zāi)漏報(bào)的問題。
權(quán)利要求
1，一種煙霧報(bào)警器，包括(1)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述的信號(hào)發(fā)生器為光電式信號(hào)發(fā)生器或離子感煙型信號(hào)發(fā)生器，周期性地發(fā)出一個(gè)探測(cè)信號(hào)，(2)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)接收器，所述的每個(gè)信號(hào)接收器都與某個(gè)所述的信號(hào)發(fā)生器相匹配，在信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器之間有一個(gè)空間，來自周圍環(huán)境的氣體、粉塵和液滴可以進(jìn)入所述空間，所述的信號(hào)接收器接收該信號(hào)并把該信號(hào)發(fā)送到所述的信號(hào)處理器，(3)一個(gè)或多個(gè)分立的信號(hào)處理器，所述的每個(gè)分立的信號(hào)處理器對(duì)應(yīng)于一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)信號(hào)接收器，用于檢測(cè)所述的檢測(cè)信號(hào)，將該檢測(cè)信號(hào)與火警閾值信號(hào)和一個(gè)火警基底信號(hào)V基底進(jìn)行比較；當(dāng)在一個(gè)或連續(xù)的數(shù)個(gè)信號(hào)檢測(cè)周期中，其中的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)信號(hào)都大于所述的火警閾值信號(hào)與所述的火警基底信號(hào)V基底之和時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)處理器在相應(yīng)信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器所在位置，或在所述的煙霧報(bào)警器所負(fù)責(zé)的所有區(qū)域發(fā)出一個(gè)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；所述的信號(hào)處理器周期性地刷新本底信號(hào)V基底，以使該V基底值更符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和火警特征，V基底的刷新模式為V基底(n+1)＝V基底(n)*a+V(新)*(1-a)其中V基底(n)為第n個(gè)V基底值，V基底(n+1)為第n+1個(gè)V基底值，V(新)為新的檢測(cè)信號(hào)，a為一個(gè)不小于0.60但又不大于0.95的實(shí)數(shù)。
2，一種煙霧報(bào)警器，包括(1)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述的信號(hào)發(fā)生器為光電式信號(hào)發(fā)生器或離子感煙型信號(hào)發(fā)生器，周期性地發(fā)出一個(gè)探測(cè)信號(hào)，(2)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)接收器，所述的每個(gè)信號(hào)接收器都與某個(gè)所述的信號(hào)發(fā)生器相匹配，在信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器之間有一個(gè)空間，來自周圍環(huán)境的氣體、粉塵和液滴可以進(jìn)入所述空間，所述的每個(gè)信號(hào)接收器接收該信號(hào)并把該信號(hào)發(fā)送到下述的中央信號(hào)處理器，(3)一個(gè)中央信號(hào)處理器，接收所有信號(hào)接收器所接收的檢測(cè)信號(hào)，將所有的檢測(cè)信號(hào)與火警閾值信號(hào)和一個(gè)火警基底信號(hào)V基底分別進(jìn)行比較；當(dāng)在一個(gè)或連續(xù)的數(shù)個(gè)信號(hào)檢測(cè)周期中，其中的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)接收器所接收的檢測(cè)信號(hào)都大于所述的火警閾值信號(hào)與所述的火警基底信號(hào)V基底之和時(shí)，所述的中央信號(hào)處理器會(huì)在相應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器所在位置或在報(bào)警器所負(fù)責(zé)的所有區(qū)域發(fā)出一個(gè)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；所述的信號(hào)處理器周期性地刷新本底信號(hào)V基底，以使該V基底值更符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和火警特征，V基底的刷新模式為V基底(n+1)＝V基底(n)*a+V(新)*(1-a)其中V基底(n)為第n個(gè)V基底值，V基底(n+1)為第n+1個(gè)V基底值，V(新)為新的檢測(cè)信號(hào)，a為一個(gè)不小于0.60但又不大于0.95的實(shí)數(shù)。
3.權(quán)利要求1或2所述的煙霧報(bào)警器，其特征在于所述的信號(hào)處理器在刷新本底信號(hào)時(shí)所涉及的參數(shù)a為一個(gè)不小于0.70但又不大于0.90的實(shí)數(shù)。
全文摘要
一種煙霧報(bào)警器，包括一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)接收器和分立的或中央的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器用于檢測(cè)所述的檢測(cè)信號(hào)，將該檢測(cè)信號(hào)與火警閾值信號(hào)和一個(gè)火警基底信號(hào)V
文檔編號(hào)G08B17/10GK1815516SQ200510005279
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
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