用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備和方法
【專利摘要】描述了一種用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備和方法。光源（10）向光呈現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)顆粒的散射光區(qū)域（15）。為了降低成本以及提高檢測(cè)精度的目的，設(shè)備（100）包括用于檢測(cè)散射光的多個(gè)光傳感器（21、22、23、24、25、26、27、28、29、30）以及用于評(píng)估由光傳感器檢測(cè)到的信號(hào)的評(píng)估單元，其中所述傳感器（21、22、23、24、25、26、27、28、29、30）各自以相對(duì)于入射軸（11）的傳感器角度（W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W10）布置以檢測(cè)來自散射光區(qū)域的散射光，其中多個(gè)光傳感器（21、22、23、24、25、26、27、28、29、30）中的一個(gè)光傳感器是參考傳感器，并且其中所述評(píng)估單元被設(shè)計(jì)為將其它光傳感器的信號(hào)輪廓與參考傳感器的信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)，其中光傳感器（21、22、23、24、25、26、27、28、29、30）的信號(hào)輪廓用于分類任何會(huì)出現(xiàn)在散射光區(qū)域（15）內(nèi)的顆粒。
【專利說明】用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備和方法
[0001]本發(fā)明涉及用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備和方法。
[0002]尤其是在火災(zāi)檢測(cè)設(shè)備的領(lǐng)域，以光學(xué)原理操作的煙霧檢測(cè)器是眾所周知的，其中在散射光區(qū)域中可能分布在空氣中的顆粒會(huì)存在，散射光區(qū)域受到來自光源的光的照射。導(dǎo)致該顆粒的可以是例如灰塵顆?；驘煵轃熿F顆粒，也可以是必須要被檢測(cè)的室內(nèi)火。從光源發(fā)射的光的直接光路徑以外，傳統(tǒng)設(shè)備提供了為光傳感器的布局，例如光二極管、光敏電阻或者具有對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)放大器電路等。傳感器檢測(cè)任何可以由顆粒散射的光并且一旦例如超出特定閾值來發(fā)出警報(bào)信號(hào)。
[0003]此外，用于將不同類型的顆粒分類的系統(tǒng)是已知的，也就是說，尤其是用于根據(jù)顆粒特性來將不同類型的火分類的系統(tǒng)。例如，從公布號(hào)為EP2281286A1的專利申請(qǐng)中可以得知的能夠區(qū)分灰塵顆粒和在火災(zāi)中生成的顆粒的設(shè)備。除了散射光傳感器(光傳感器)，用于分類顆粒類型的傳統(tǒng)系統(tǒng)通常還利用其它類型的傳感器，例如氣體傳感器等。
[0004]被列舉的傳統(tǒng)設(shè)備具有的缺點(diǎn)是，在相對(duì)昂貴的配置中，根據(jù)不同種類的顆粒的分類僅是不可靠地可能的并且沒有有效的變量擾動(dòng)檢測(cè)和/或抑制；或者相對(duì)昂貴的傳感器技術(shù)需要被使用例如氣體傳感器等。這些設(shè)備提高了成本和電路復(fù)雜度。
[0005]此外，氣體傳感器尤其具有需要相對(duì)高能量的缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明基于的目的是，進(jìn)一步地開發(fā)用于檢測(cè)散射光信號(hào)的傳統(tǒng)設(shè)備從而該設(shè)備可以被簡(jiǎn)單和節(jié)約地配置和制造，并且檢測(cè)精度被提高。此外，能量消耗被降低。
[0007]該目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的設(shè)備和根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求24的方法被實(shí)現(xiàn)。
[0008]從屬權(quán)利要求闡述了本發(fā)明方案的有益的進(jìn)一步的發(fā)展。
[0009]本發(fā)明基于下述基本常識(shí):
[0010]光學(xué)地在檢測(cè)散射光信號(hào)中工作，尤其在煙霧檢測(cè)器等中的設(shè)備的基本原理是利用分布在周圍空氣中的不同類型的顆粒的不同散射特性。因此周圍的空氣構(gòu)成了載流(carrier fluid),在該載流中,通常意味著固體,但也當(dāng)然包括液體微粒的顆粒被分散。
[0011]根據(jù)顆粒大小和散射光區(qū)域所暴露至的光的波長(zhǎng)的關(guān)系，不同的反射和散射機(jī)理作用于不同的顆?；虿煌愋偷念w粒。雖然可以期望在顆粒大小與入射光波長(zhǎng)的某些條件下，散射光將從顆粒的所有空間方向上被觀測(cè)到，在波長(zhǎng)與顆粒大小的其它條件下的會(huì)有其它的每次反射和/或散射顆粒的強(qiáng)度分布結(jié)果，例如立體角相關(guān)或極化相關(guān)的強(qiáng)度分布。
[0012]也就是說，照射顆粒的光束落至其上的顆粒的立體角相關(guān)散射光分布不僅依賴于入射光的波長(zhǎng)，但是也依賴于觀測(cè)角度、顆粒大小、顆粒媒介的反射率以及入射輻射的極化。
[0013]在非常小的顆粒的范圍中，在與激發(fā)光的波長(zhǎng)相關(guān)的每種情況中，被稱為瑞利散射的入射電磁波的彈性散射機(jī)制通常占主導(dǎo)。在激勵(lì)光的波長(zhǎng)符合于接近顆粒大小的范圍內(nèi)，入射電磁波的彈性散射的散射機(jī)制可以由Mie理論來描述，該理論描述了散射過程的精確解決方案，并且需要假設(shè)顆粒幾何(球形顆粒)。對(duì)于更大的顆粒大小，散射可以由傳統(tǒng)顆粒幾何折射來描述。[0014]在瑞利散射的領(lǐng)域中以及在Mie散射的領(lǐng)域中，在顆粒處的散射輻射的散射強(qiáng)度是其它項(xiàng)目的函數(shù):立體角、顆粒大小(顆粒半徑)、偏振面、散射角以及懸浮媒介(例如，尤其在空氣中)的復(fù)合折射率。
[0015]由顆粒本身散射的光的空間分布具有依賴于觀測(cè)角度的強(qiáng)度輪廓。在散射過程中，尤其在瑞利散射以及Mie散射的領(lǐng)域中，在各自散射顆粒上的衍射、折射和反射的相互作用元素都作用于這些強(qiáng)度輪廓。由于這種互相作用散射過程不僅是強(qiáng)度輪廓方向上的依賴，而且接下來散射強(qiáng)度也在其各自的極化方向變化。
[0016]同樣以散射光的方向作用的事實(shí)是，例如以基于輸出的散射光方向，使用的光傳感器的光圈是有限的。因此同樣需要將空間檢測(cè)角考慮在內(nèi)。
[0017]上面指出的在散射過程中的不同成分之間的相互作用因此包括在顆粒處的衍射、折射和反射的相互作用。再次，并且由于關(guān)于空間檢測(cè)角度的光傳感器的限制以及由于所依賴的其它方面:顆粒半徑、入射光的波長(zhǎng)、周圍介質(zhì)的折射率、散射角度以及偏振角，由不同類型的顆粒散射的散射光的強(qiáng)度輪廓尤其依賴于傳感器相對(duì)于散射光區(qū)域的位置以及會(huì)在傳感器前方的偏振濾波器的位置。
[0018]顆粒的成分的環(huán)境因而被利用，其中該顆粒例如一旦特定類型的表現(xiàn)出特征性分布的火而發(fā)展，從而在散射光區(qū)域分別地重疊不同的散射機(jī)制或散射特征同樣地產(chǎn)生各自的特有的、依賴于位置并且依賴于極化的密度分布。
[0019]也就是說，當(dāng)顆粒發(fā)展時(shí)，例如在火災(zāi)的過程中，在對(duì)于散射光區(qū)域的特定位置測(cè)得的散射光的強(qiáng)度表現(xiàn)出了與位置相關(guān)并且與極化相關(guān)的特征圖案。
[0020]雖然在與不同顆粒類型相關(guān)的特征圖案之間仍然有沖突，并且因此不同類型的火，在關(guān)于散射光區(qū)域的僅一個(gè)測(cè)量點(diǎn)僅有一個(gè)極化的情況中，這種圖案相關(guān)的沖突的可能性隨著測(cè)量點(diǎn)和/或檢測(cè)到的極化方向的增加而降低。
[0021]對(duì)于用于檢測(cè)散射光信號(hào)的發(fā)明性設(shè)備，目標(biāo)尤其通過包括光源、用于檢測(cè)散射光的多個(gè)光傳感器以及評(píng)估由光傳感器檢測(cè)到的信號(hào)的評(píng)估單元的設(shè)備來完成。因此光源在一個(gè)散射光區(qū)域發(fā)射光，從而入射光定義了入射軸。光傳感器中的每一個(gè)被放置在相對(duì)于入射軸的傳感器角度來檢測(cè)來自散射光區(qū)域的散射光。多個(gè)光傳感器中的至少一個(gè)，優(yōu)選地被放置在大體正確傳感器角度的光傳感器被配置為參考傳感器。為了分類任何可能存在于散射光區(qū)域內(nèi)的顆粒的類型，評(píng)估單元本身被配置為將其他光傳感器的信號(hào)輪廓與至少一個(gè)參考傳感器的信號(hào)輪廓相關(guān)。
[0022]當(dāng)然，在這里還要被注意的是，光源在散射區(qū)域以有限低延展(expansion)發(fā)射光速。光源發(fā)射的優(yōu)選方向，即尤其是在最大相對(duì)強(qiáng)度的光方向，應(yīng)該被理解為入射光的入射軸，同樣在有限延展的入射光束的情況中。
[0023]因此對(duì)于多個(gè)光傳感器來說不必被離散地或者甚至點(diǎn)狀地配置，平的或者甚至蜂窩狀的傳感器，例如電荷耦合設(shè)備(CCD)或者使用CMOS技術(shù)生產(chǎn)的用于檢測(cè)散射光的傳感器是可能的，只要它們能夠?qū)崿F(xiàn)僅一個(gè)依賴于位置的入射光強(qiáng)度的評(píng)估。可以理解的是，因此多個(gè)光傳感器是尤其實(shí)現(xiàn)僅一個(gè)依賴于位置的入射光強(qiáng)度的評(píng)估的蜂窩狀或平設(shè)備例如是以蜂窩狀或平面耦合的傳感器點(diǎn)的形式。
[0024]任何類型的光敏半導(dǎo)體元件，例如光二極管以及光敏電阻、光電晶體管或光電倍增管尤其適合作為光傳感器(光電探測(cè)器)。[0025]同樣要注意到的是，多個(gè)光傳感器的傳感器角度中的每一個(gè)之間彼此不同。因此光傳感器通常被放置在一個(gè)平面中從而傳感器角度可以在相同平面內(nèi)被定義，其中傳感器角度在每種情況相關(guān)于激勵(lì)光的入射軸。在這里還要被結(jié)合注意的是，事先關(guān)于由光源自然發(fā)射的光束的有限延展形成的狀態(tài)同樣基于哪個(gè)單獨(dú)傳感器的自身的傳感器角度被確定而應(yīng)用于光傳感器的檢測(cè)方向。
[0026]在光傳感器的個(gè)體實(shí)例不在一個(gè)共同平面的情況中，也就是說，尤其是在入射軸和個(gè)體傳感器軸不相交(入射軸和傳感器軸是偏斜線)的情況中，傳感器角度應(yīng)該被理解為:被定義在平行于入射軸和平行于傳感器角度之間的在空間的一個(gè)點(diǎn)處交叉的角度。
[0027]還應(yīng)該被注意到的是，其它傳感器的信號(hào)輪廓和參考傳感器的信號(hào)輪廓之間的聯(lián)系被方便地對(duì)于參考傳感器的信號(hào)強(qiáng)度歸一化。從而可行的是，例如可能的是隨著各自測(cè)得的信號(hào)輪廓的時(shí)間而連續(xù)地歸一化，即時(shí)間離散信號(hào)取樣，例如將每個(gè)其它光傳感器的測(cè)量信號(hào)的每個(gè)個(gè)體樣本相對(duì)應(yīng)于相同的取樣情況的參考傳感器的信號(hào)輪廓的那些樣本的歸一化。
[0028]然而這種與參考傳感器的信號(hào)輪廓的關(guān)系，即尤其這種相對(duì)于參考傳感器的信號(hào)的歸一化，同樣在個(gè)體測(cè)量點(diǎn)隨著時(shí)間流逝的回歸的方面是可行的，其中對(duì)于參考傳感器的回歸線的斜率(slope)在該情況中被固定為一。對(duì)于剩余的傳感器，參考被定為參考傳感器的信號(hào)強(qiáng)度來為各自的傳感器執(zhí)行傳感器的信號(hào)強(qiáng)度的可應(yīng)用的回歸，其中在理想情況中信號(hào)強(qiáng)度與測(cè)得的散射光強(qiáng)度成比例，因此對(duì)于剩余的傳感器的最佳擬合線的斜率與歸一化為一的參考傳感器的斜率相關(guān)聯(lián)。
[0029]用于檢測(cè)散射光信號(hào)的發(fā)明設(shè)備相比較于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。例如，在不同檢測(cè)角度使用多個(gè)光傳感器得到可靠度的經(jīng)濟(jì)并節(jié)能的可能性并且精確地分類散射光區(qū)域內(nèi)存在的顆粒的類型。尤其是，多個(gè)光傳感器的提供保證了特定類型的顆粒的顆粒樣式特征的可靠分配。雖然個(gè)體散射光傳感器的模式?jīng)_突是可能的，尤其當(dāng)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤分類的噪聲消除或噪聲降低回歸方法被使用時(shí)，提供多個(gè)光傳感器大幅度地降低了這種模式?jīng)_突的可能性。因此檢測(cè)和分類的精確度提高而不需要使用例如昂貴并且耗能浪費(fèi)的氣體傳感器等。
[0030]由于多個(gè)光傳感器中的一個(gè)被用作參考傳感器，即其被檢測(cè)到的信號(hào)輪廓被用作參考信號(hào)，個(gè)體信號(hào)輪廓很大程度上地獨(dú)立于絕對(duì)散射光強(qiáng)度，這降低了校準(zhǔn)的復(fù)雜度并進(jìn)一步簡(jiǎn)化了分類。
[0031]在這里將要被結(jié)合注意到的是，隨著在每個(gè)采樣實(shí)例時(shí)信號(hào)輪廓與參考傳感器的信號(hào)輪廓的連續(xù)關(guān)系，作為整體的輪廓信號(hào)始終將參考傳感器作為參考值，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)了以分類會(huì)出現(xiàn)在散射光區(qū)域中的任何顆粒為目的與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單可行比較(同樣的歸一化)。
[0032]對(duì)顆粒類型的分類可以區(qū)分真火災(zāi)和錯(cuò)誤變量。尤其是對(duì)錯(cuò)誤警報(bào)的可靠性的級(jí)別可以因此顯著地提高。例如，來自香煙的煙霧可以被識(shí)別是擾動(dòng)量并且這可以作為信息被轉(zhuǎn)發(fā)。然而，來自纜線的煙霧(陰燃火)會(huì)因此觸發(fā)報(bào)警。
[0033]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，還提供了一種評(píng)估單元，該評(píng)估單元被設(shè)計(jì)為優(yōu)選地根據(jù)被分類的顆粒類型自動(dòng)區(qū)分火參數(shù)和錯(cuò)誤變量。結(jié)合于此，例如有利地進(jìn)一步提供被分配至評(píng)估單元的警報(bào)設(shè)備，同樣被設(shè)計(jì)為優(yōu)選地根據(jù)被分類的顆粒類型自動(dòng)發(fā)出警報(bào)或無危險(xiǎn)信號(hào)。因此對(duì)于顆粒類型來說警報(bào)設(shè)備針對(duì)預(yù)定義或可預(yù)定義對(duì)顆粒類型發(fā)出警報(bào)是有優(yōu)勢(shì)的。因此對(duì)于火災(zāi)警報(bào)來說，例如一旦分類過程的終止發(fā)送信號(hào)是可行的，從而這尤其保證了不考慮任何警報(bào)閾值，也就是說不依賴于警報(bào)閾值。
[0034]對(duì)顆粒類型的發(fā)明性分類不僅增加了抗錯(cuò)誤警報(bào)的可靠性，也使得能夠針對(duì)性的手動(dòng)或自動(dòng)消防措施的初始化是根據(jù)被分類的顆粒類型的。結(jié)合于此，對(duì)于火警來說極具優(yōu)勢(shì)的是，當(dāng)在分類的過程中穩(wěn)定模式被可靠地檢測(cè)到的時(shí)候，不依賴任何警報(bào)閾值而發(fā)送信號(hào)。在此可替換的是，雖然在分類的過程中另一種類型的顆粒被檢測(cè)到時(shí)對(duì)錯(cuò)誤變量的參考被發(fā)射，然而對(duì)于特定類型分類來說導(dǎo)致火警是有利的。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的解決方案的又一個(gè)方面，評(píng)估設(shè)備進(jìn)一步被設(shè)計(jì)為將從來自多個(gè)光傳感器中檢測(cè)到的信號(hào)的信號(hào)輪廓中得到的數(shù)據(jù)與信號(hào)模式相比較。這種比較優(yōu)選地保證了時(shí)間上的連續(xù)。當(dāng)檢測(cè)到的信號(hào)的信號(hào)輪廓和信號(hào)模式中的一個(gè)之間有足夠高的對(duì)應(yīng)度時(shí)，標(biāo)識(shí)被分類的顆粒類型的標(biāo)識(shí)信號(hào)被發(fā)射。
[0036]結(jié)合于此需要被注意到的是，在多個(gè)光傳感器的情況中，術(shù)語“模式信號(hào)輪廓”指的是信號(hào)輪廓的陣列，即被應(yīng)用的每個(gè)傳感器的隨著時(shí)間軸的信號(hào)輪廓被比較于來自模式信號(hào)輪廓陣列的各自傳感器的對(duì)應(yīng)的模式信號(hào)輪廓。當(dāng)然，同樣在這種情況中術(shù)語“信號(hào)輪廓”或“模式信號(hào)輪廓”不應(yīng)該反過來被解讀為以下效果:只有實(shí)際被記錄的單個(gè)傳感器的信號(hào)輪廓被互相比較，而例如不執(zhí)行信號(hào)的信號(hào)處理。因此，在評(píng)估設(shè)備被設(shè)計(jì)為獨(dú)立比較信號(hào)輪廓和模式信號(hào)輪廓的情況中同樣可行的是，執(zhí)行信號(hào)輪廓的回歸，例如在相對(duì)于參考傳感器的信號(hào)歸一化以及在將被檢測(cè)到的信號(hào)的最佳擬合線的各自斜率相對(duì)于模式信號(hào)輪廓斜率的陣列歸一化之后。
[0037]需要注意的是，對(duì)于這種與模式信號(hào)輪廓的比較，信號(hào)輪廓例如按先后順序在字段中緩沖，具有待選的適合的先后比較間隔。例如有利地選擇比較間隔以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)精度，該檢測(cè)精度針對(duì)分類足夠高同時(shí)保證了直到標(biāo)識(shí)信號(hào)被輸出，預(yù)設(shè)(例如通過外部條件、標(biāo)準(zhǔn)或其它規(guī)則)的最大時(shí)間延遲沒有被超出。
[0038]當(dāng)然，例如在環(huán)形緩沖器中的“并發(fā)(concurrent)”緩沖同樣是可行的，其中對(duì)應(yīng)于比較間隔的所述環(huán)形緩沖器的各自的并發(fā)存儲(chǔ)器被用于比較。于是在這種情況中這種類型的延遲可以被減輕。
[0039]因此模式信號(hào)輪廓優(yōu)選地在測(cè)試過程(測(cè)試火等)中同單一或類似光源以及多個(gè)光傳感器布局一起被記錄并且被存儲(chǔ)在適合的存儲(chǔ)器中。因此需要注意到的是，這種模式信號(hào)輪廓的記錄使用與隨后將針對(duì)用于檢測(cè)散射光信號(hào)的本發(fā)明設(shè)備中的評(píng)估被使用的相同的傳感器的空間布局而自然地被執(zhí)行。
[0040]比較所基于的對(duì)應(yīng)度可以由用戶或操作者來預(yù)定義或者設(shè)置。因此，對(duì)應(yīng)度可以基于傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)或其它適合的程序而被確定，尤其是傳統(tǒng)和已知的模式匹配方法。
[0041]標(biāo)識(shí)信號(hào)可以是適合于進(jìn)一步數(shù)字或模擬處理的信號(hào)，其中該信號(hào)例如適用于編碼檢測(cè)到的顆粒類型(即火的分類類型或其它顆粒的分類類型)。然而，在最簡(jiǎn)單的情況中，對(duì)于標(biāo)識(shí)信號(hào)來說，被輸出至合適的光顯示器也是可行的，例如用戶或操作者可以接下來讀出其上的分類的顯示器屏幕等。對(duì)于標(biāo)識(shí)信號(hào)來說激活諸如繼電器等的電子或機(jī)電開關(guān)也是可行的，從而向例如附加連接的機(jī)制傳輸火的存在。
[0042]通過將檢測(cè)到的信號(hào)與模式信號(hào)輪廓(或者模式信號(hào)輪廓各自的陣列)的主要地自動(dòng)比較，因此得到進(jìn)一步的用于選擇(選擇合適的滅火劑或惰化裝置、選擇適合的惰化級(jí)別等)的依賴于火類型的動(dòng)作變得簡(jiǎn)單從而可以對(duì)火執(zhí)行有效措施。雖然檢測(cè)到的信號(hào)和模式信號(hào)輪廓之間的這種比較沒有必要自動(dòng)地執(zhí)行，這種自動(dòng)并主要自主的對(duì)火類型的分類具有的好處是信號(hào)的依賴于火類型的進(jìn)一步自動(dòng)的處理以及對(duì)任何潛在的操作或用戶節(jié)省可觀的時(shí)間。
[0043]關(guān)于評(píng)估設(shè)備的設(shè)計(jì)，一方面優(yōu)選地同樣能夠根據(jù)由參考傳感器檢測(cè)到的散射光的強(qiáng)度確定顆粒級(jí)別。另一方面，對(duì)于評(píng)估設(shè)備來說直到顆粒類型超出下閾值(“最小顆粒級(jí)別)時(shí)才執(zhí)行模式匹配具有額外的好處。本發(fā)明的檢測(cè)設(shè)備的進(jìn)一步開發(fā)用于進(jìn)一步改善檢測(cè)精度，同時(shí)伴隨著進(jìn)一步降低錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，光源被提供來基本發(fā)射波長(zhǎng)范圍在大約560-420納米范圍內(nèi)的單色光。光源優(yōu)選地發(fā)射大約470至大約450納米范圍內(nèi)的光。這些波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于綠色至藍(lán)色光的光譜。因此使用相對(duì)短波長(zhǎng)的光具有的好處是，占主導(dǎo)的顆粒大小通常出現(xiàn)在顯著地表現(xiàn)為瑞利和Mie散射的典型火中，在這兩種散射中，短波長(zhǎng)的光被散射比相對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光更加強(qiáng)烈，因此在檢測(cè)散射光的光傳感器處導(dǎo)致了強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)分布。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了光傳感器中的至少一個(gè)包括用于使待檢測(cè)的散射光偏振的偏振濾波器。
[0046]在光傳感器的至少一個(gè)上使用偏振濾波器，可以進(jìn)一步降低由這種附加散射特征的額外評(píng)估導(dǎo)致的模式?jīng)_突的風(fēng)險(xiǎn)，這提高了檢測(cè)精度。
[0047]在此結(jié)合可以提供的是，多個(gè)光傳感器并且優(yōu)選地每個(gè)光傳感器包括偏振濾波器。至少兩個(gè)偏振濾波器的偏振平面因此被放置為大體上彼此垂直。至少另一個(gè)偏振濾波器的偏振平面相對(duì)于至少一個(gè)另外的偏振濾波器旋轉(zhuǎn)，其中這些偏振濾波器被分配給多個(gè)傳感器中的不同的光傳感器，然后將保證仍然分別得到足夠不同的信號(hào)輪廓或模式信號(hào)輪廓，即使當(dāng)特定類型的顆粒的強(qiáng)度分布僅最低程度地依賴于觀測(cè)角度時(shí)，但作為回報(bào)，在偏振方向上更加強(qiáng)烈，這甚至在這種情況中愈發(fā)進(jìn)一步降低了模式?jīng)_突的風(fēng)險(xiǎn)并且再次提高了檢測(cè)/分類精度。由于偏振濾波器的制造容易并且價(jià)格低廉，通過使用偏振濾波器以及其彼此間的特定排列可得到的精度的增加可以極其經(jīng)濟(jì)地被實(shí)現(xiàn)。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，每個(gè)光傳感器被提供有大體上被朝著共同的散射光區(qū)域檢測(cè)區(qū)排列。
[0049]這種朝著共同檢測(cè)區(qū)的排列是散射光區(qū)域的子集，并且通常圍繞著共同的散射光中心，這可以再次進(jìn)一步提高檢測(cè)精度。因此尤其考慮到的實(shí)際情況為:光傳感器的光圈(aperture)通常有限地小并因此得到依賴于立體角的各自光傳感器的接收波瓣(lobe)的形式和/或延展。對(duì)于共同檢測(cè)區(qū)域的排列可以因此進(jìn)一步降低測(cè)量誤差。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，單個(gè)或所有光傳感器被設(shè)計(jì)為光二極管。在半導(dǎo)體二極管中，PN結(jié)被直接暴露至在待檢測(cè)的散射光，其中在PN結(jié)中的散射光的光子導(dǎo)致電子空穴對(duì)的形成。這種光二極管相對(duì)地價(jià)格低廉并且允許簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，因此不需要復(fù)雜的電子控制。根據(jù)操作模式(特征的類型)，這種光二極管此外可以通過多數(shù)量級(jí)(multipleorders of magnitude)來被操作,優(yōu)選地在線性范圍內(nèi)。
[0051]然而，使用其他適合的光傳感器，例如光電晶體管或者甚至光電倍增器當(dāng)然也是可行的。與光二極管相比，光電倍增器具有數(shù)量級(jí)更高敏感度并且是基于次級(jí)電子倍增效應(yīng)的。使用外部光效應(yīng)(photoeffect)通過對(duì)其他的下游電極施加加速電壓，來加速這些釋放的原電子，在下游電極處此時(shí)由各自加速的電子誘發(fā)的進(jìn)一步釋放次級(jí)電子發(fā)生。最終在陽極上的入射倍增電子的量被估計(jì)并轉(zhuǎn)變至進(jìn)一步的可處理電子信號(hào)。
[0052]在此結(jié)合或單獨(dú)的是，光源是發(fā)光二極管同樣是可行的。這種激勵(lì)散射光區(qū)域的發(fā)光二極管是很經(jīng)濟(jì)的并且同樣在有益波長(zhǎng)范圍內(nèi)時(shí)可得到的。對(duì)于用于檢測(cè)散射光信號(hào)的發(fā)明性設(shè)備的可想象的溫度補(bǔ)償，例如在脈沖模式中極容易地操作這種發(fā)光二極管以降低熱發(fā)展是可以想象的。當(dāng)然，如果考慮到接受更大的熱發(fā)展是可適用的，連續(xù)激勵(lì)無論如何也是可行的。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供的設(shè)備包括一個(gè)在第一傳感器角度的光傳感器，一個(gè)在第二傳感器角度的光傳感器以及一個(gè)在第三傳感器角度的光傳感器，其中第一傳感器角度是銳角并且與第二傳感器角度的和是360°，以及其中第三傳感器角度是鈍角。
[0054]這種特定的部署使得能夠使用在特定空間布局中相對(duì)少的傳感器得到彼此之間非常容易區(qū)分的單個(gè)顆粒類型模式。優(yōu)選地，第一傳感器角度在此等于大約45°，因此優(yōu)選地導(dǎo)致了第二傳感器角度的大小為大約315°。第三傳感器角度優(yōu)選地等于大約112°。參考傳感器被優(yōu)選地按照大約90°的傳感器角度放置。以直角放置的參考傳感器在此已經(jīng)證明尤其在給定多個(gè)可想象的顆粒類型(顆粒屬性)時(shí)歸一化各自其他光傳感器的信號(hào)上具有優(yōu)勢(shì)。
[0055]也就是說:相比較于其它傳感器角度，使用以直角放置的參考傳感器，模式?jīng)_突的風(fēng)險(xiǎn)被降低。此外，相比較于在其它參考傳感器的角度，通過使用以直角排布的傳感器，更高的分類精度可以被獲得，并且相對(duì)獨(dú)立于在各自配置中提供的其它傳感器的總數(shù)量以及同樣相對(duì)獨(dú)立于它們的傳感器角度而被同樣的獲得。
[0056]相比較于其它參考傳感器角度，通過提供以直角放置的參考傳感器，當(dāng)只具有少量傳感器的經(jīng)濟(jì)型機(jī)構(gòu)被提供時(shí)，火的類型可以被更精確地分類。
[0057]關(guān)于被檢測(cè)的信號(hào)的質(zhì)量，按照直角放置的參考傳感器也極具優(yōu)勢(shì)，這是由于以90°角被放置的參考傳感器表現(xiàn)出了“中性”角位置，從而其不是正向發(fā)射器(forwardemitter)或反向發(fā)射器(reverse emitter)。測(cè)試表明，參考傳感器的90°角度得到了用于物質(zhì)區(qū)分的最佳模式。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了上述的特定布局的第一、第二和第三傳感器以及用于在第一傳感器角度的光傳感器、在第二傳感器角度的光傳感器和在第三傳感器角度的光傳感器的參考傳感器，以及參考傳感器各自包括偏振濾波器。參考傳感器、在第一傳感器角度的光傳感器以及在第三傳感器角度的光傳感器的偏振濾波器在此在第一偏振平面中彼此排列，然而在第二傳感器角度的光傳感器的偏振濾波器被排列在垂直于第一偏振平面的第二偏振平面。就單個(gè)被確定的模式的特定特征變得更清晰而言，這種偏振濾波器的單獨(dú)偏振平面的布局被證明為是極有優(yōu)勢(shì)的，從而進(jìn)一步提高了檢測(cè)/分類精度。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，評(píng)估設(shè)備被設(shè)計(jì)為根據(jù)對(duì)信號(hào)模式的集群(BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE、PVC、ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP)的主分量分析(principal componentanalysis)，通過關(guān)聯(lián)從檢測(cè)到的信號(hào)的信號(hào)輪廓的分布中得到的數(shù)據(jù)來確定對(duì)應(yīng)度。這種關(guān)聯(lián)，即將已知的隨機(jī)方法分別地應(yīng)用于檢測(cè)到的信號(hào)或模式信號(hào)，使得檢測(cè)到的信號(hào)輪廓與模式信號(hào)輪廓的相似度容易且有效地被確定，其中計(jì)算花費(fèi)以及因此的電路復(fù)雜度可以被保持在合理的限制以內(nèi)，因此是經(jīng)濟(jì)的。
[0060]然而同樣可行的是，評(píng)估設(shè)備被設(shè)計(jì)為根據(jù)對(duì)信號(hào)模式的集群(BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE, PVC, ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP)的主分量分析，通過對(duì)從檢測(cè)到的信號(hào)的信號(hào)輪廓的分布得到的數(shù)據(jù)的距離測(cè)定來確定對(duì)應(yīng)度。
[0061]這種主分量分析(PCA)在此具有的優(yōu)勢(shì)是使用非參數(shù)方法來在噪聲散射光信號(hào)的數(shù)據(jù)集上提取相關(guān)信息，其中原則上不需要得知潛在散射光分布的數(shù)學(xué)的自由度。因此考慮到:通過確定模式信號(hào)輪廓，超出實(shí)際所需的維度被記載，主分量分析不需要所需的參數(shù)方法用于降低評(píng)估所需的維度，從而可以容易地提取相關(guān)信息(主成分)。
[0062]然而同樣可行的是，評(píng)估設(shè)備被設(shè)計(jì)為根據(jù)對(duì)信號(hào)模式的集群(BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE, PVC, ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP)的主分量分析，通過對(duì)從檢測(cè)到的信號(hào)的信號(hào)輪廓的分布得到的數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估來確定對(duì)應(yīng)度。所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選地具有至少38個(gè)神經(jīng)元。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估可以在評(píng)估從信號(hào)輪廓中檢測(cè)到的信號(hào)的過程中使用同時(shí)的高檢測(cè)精度的模式信號(hào)輪廓對(duì)發(fā)明性設(shè)備的簡(jiǎn)單的“訓(xùn)練”。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，信號(hào)模式對(duì)應(yīng)于來自下列組中的一個(gè)或多個(gè)的顆粒發(fā)射的顆粒分布信號(hào):灰塵發(fā)射、蒸汽發(fā)射、煙草煙霧發(fā)射、陰燃紙火、陰燃紙板火、開紙火、開紙板火、ABS火、正庚烷(n-heptane)火、PVC火、棉火、木火或其它顆粒發(fā)射事件。
[0064]因此，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)典型發(fā)生的火的特定組輸出滅火指令或者甚至自動(dòng)滅火或惰化動(dòng)作。當(dāng)有其它類型的不能被分類為任何特定事件的顆粒發(fā)射被檢測(cè)到時(shí)，則在這種情況中“最差情況方案”可以被假定并且在每種情況中，全惰化或利用所有有效方式的消防響應(yīng)被例如初始化。在所有其它情況中，當(dāng)?shù)弥囟ɑ痤愋蜁r(shí)，可選滅火是可行的。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，設(shè)備被用于吸入(aspirative)火檢測(cè)系統(tǒng)。該吸入火檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)選地包括用于將待分類的空氣供給至用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備的散射光區(qū)域的可控有源(active)空氣源。如果例如封閉室內(nèi)被保持在恒定基本惰化(inertization)級(jí)別，這種吸入火檢測(cè)系統(tǒng)的使用具有上述所有優(yōu)勢(shì)或者在某些時(shí)候甚至是規(guī)定的。在這種情況中，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，在沒有吸入火檢測(cè)系統(tǒng)的情況下，則可能顆粒將不會(huì)到達(dá)散射光區(qū)域。因此，對(duì)散射光區(qū)域的有源空氣源可以提高檢測(cè)精度，尤其是在基本或恒定惰化級(jí)別的封閉室內(nèi)。
[0066]尤其在這種環(huán)境中，進(jìn)一步可行的是，設(shè)備包括用于檢測(cè)最小顆粒級(jí)別的機(jī)制以及用于可選擇地允許待分類的空氣供給至散射光區(qū)域的機(jī)制。接下來，當(dāng)檢測(cè)到最小顆粒級(jí)別的超標(biāo)時(shí)，待分類的空氣的供給被精確地實(shí)現(xiàn)。因此這保證了在空閑時(shí)沒有空氣流經(jīng)發(fā)明性設(shè)備的散射光區(qū)域，從而為光傳感器防止了雜質(zhì)。直到最小煙霧級(jí)別(最小顆粒級(jí)另Ij)發(fā)生，空氣供給才可以進(jìn)入散射光區(qū)域。
[0067]需要注意的是，從這點(diǎn)來說，降低，即氧氣含量的減少可以通過例如引入適合的諸如氮的惰性氣體來實(shí)現(xiàn)，其中氮優(yōu)選地通過氮生成器來生成。術(shù)語“可控降低”相當(dāng)于技術(shù)上可控以及優(yōu)選的規(guī)范過程。在一種適用的并且優(yōu)選地自動(dòng)運(yùn)行的技術(shù)規(guī)范過程中，將被渲染惰性的在封閉室內(nèi)的氧氣濃度例如被連續(xù)地由適合的傳感器測(cè)量并連續(xù)地與理想或默認(rèn)值相比較，其中該理想或默認(rèn)值作為目標(biāo)值通過適宜地引入惰性氣體來達(dá)到。優(yōu)選地所述目標(biāo)值被惰化系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置，該系統(tǒng)包括用于檢測(cè)散射光信號(hào)的發(fā)明性設(shè)備，意味著根據(jù)由設(shè)備分類的火的類型，適合的或足夠的惰化級(jí)別被確定來根據(jù)需要有效地對(duì)特定燃燒材料滅火。
[0068]結(jié)合于此需要提到的是，惰化級(jí)別，也就是目標(biāo)氧氣濃度通常在特定時(shí)間周期內(nèi)被維持，其中技術(shù)調(diào)整系統(tǒng)本身在此按序被借以使用?？梢岳?，通過需要一定時(shí)間量來結(jié)束(conclude)的惰化實(shí)施滅火動(dòng)作。
[0069]當(dāng)然，同樣可能的是，在設(shè)備分類火之后，通過使用表格目標(biāo)值被手動(dòng)確認(rèn)并且被手動(dòng)地登記至適用的惰化系統(tǒng)。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，控制信號(hào)是標(biāo)識(shí)識(shí)別的模式信號(hào)輪廓的標(biāo)識(shí)信號(hào)，并且惰化系統(tǒng)被進(jìn)一步設(shè)計(jì)為自動(dòng)地設(shè)置降低的氧氣含量。
[0071]關(guān)于發(fā)明方法，目的尤其通過用于檢測(cè)散射光信號(hào)的方法而被達(dá)成，該方法包括的方法步驟為:提供光、檢測(cè)散射光以及優(yōu)選地連續(xù)將光傳感器輪廓與參考傳感器的信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)。在提供光的方法步驟中，優(yōu)選地光在大約560至420nm的范圍內(nèi)被提供，尤其優(yōu)選地從大約470至450nm的范圍內(nèi)，并且尤其來自散射光區(qū)域內(nèi)的發(fā)光二極管。入射光在此定義了入射軸。在檢測(cè)散射光的方法步驟中，在任何會(huì)出現(xiàn)在散射光區(qū)域中的顆粒上反射的散射光通過多個(gè)光傳感器被檢測(cè)，其中多個(gè)光傳感器優(yōu)選地是每個(gè)以相對(duì)于入射軸的傳感器角度被放置的多個(gè)光二極管。關(guān)于優(yōu)選地連續(xù)將光傳感器信號(hào)輪廓與參考傳感器的信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)的方法步驟，用于分類會(huì)出現(xiàn)在散射光區(qū)域內(nèi)的顆粒類型的信號(hào)輪廓被與在參考傳感器信號(hào)輪廓上的光傳感器信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)，優(yōu)選地與以直角被放置的傳感器角度的參考傳感器的信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)。
[0072]上文描述的關(guān)于發(fā)明設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于發(fā)明方法。
[0073]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，關(guān)于該方法，提供了一種方法還包括方法步驟:優(yōu)選地連續(xù)地將使用參考傳感器的信號(hào)輪廓從信號(hào)輪廓中檢測(cè)到的信號(hào)中得到的數(shù)據(jù)與信號(hào)模式相比較，以及方法步驟:一旦與所述信號(hào)模式具有足夠高的對(duì)應(yīng)度，優(yōu)選地向用于控制在封閉室內(nèi)的氧氣含量的降低的惰化系統(tǒng)發(fā)射標(biāo)識(shí)信號(hào)，其中該標(biāo)識(shí)信號(hào)標(biāo)識(shí)被分類的顆粒的類型。
[0074]下面將參考附圖極其詳細(xì)地描述本發(fā)明解決方案的實(shí)施方式。示出如下:
[0075]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備的示意圖；
[0076]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備的示意圖；
[0077]圖3是在散射光檢測(cè)過程中的隨著時(shí)間的光傳感器的信號(hào)輪廓，其中該傳感器被應(yīng)用在根據(jù)圖1的圖的左側(cè)設(shè)備中；
[0078]圖4a描述了關(guān)于參考傳感器信號(hào)的來自圖3的信號(hào)輪廓的回歸線；
[0079]圖5是類似于圖3的被布置在圖1的右側(cè)的光傳感器的信號(hào)輪廓；
[0080]圖6是類似于圖4的對(duì)于被布置在圖1的右側(cè)的光傳感器的相對(duì)于相同參考傳感器的回歸線；
[0081]圖7是在圖4和圖6中確定的關(guān)于用于執(zhí)行的顆粒測(cè)量的傳感器指數(shù)的最佳擬合線的斜率；
[0082]圖8是類似于圖3的對(duì)于第二測(cè)試火的信號(hào)輪廓；
[0083]圖9是類似于圖4的對(duì)于第二測(cè)試火的回歸線；
[0084]圖10是類似于圖5的對(duì)于第二測(cè)試火的信號(hào)輪廓；
[0085]圖11是類似于圖6的對(duì)于第二測(cè)試火的回歸線；[0086]圖12是類似于圖7的對(duì)于第二測(cè)試火的最佳擬合線的斜率；
[0087]圖13是類似于圖3的對(duì)于第三測(cè)試火的信號(hào)輪廓；
[0088]圖14是類似于圖4的對(duì)于第三測(cè)試火的回歸線；
[0089]圖15是類似于圖5的對(duì)于第三測(cè)試火的信號(hào)輪廓；
[0090]圖16是類似于圖6的對(duì)于第三測(cè)試火的回歸線；
[0091]圖17是類似于圖7的對(duì)于第三測(cè)試火的最佳擬合線的斜率；
[0092]圖18是針對(duì)不同類型的火執(zhí)行主分量分析(主成分2 (PC2)與主成分I (PCl))的傳感器數(shù)據(jù)的適用群集的描述；
[0093]圖19是類似于圖18的針對(duì)第三主成分(PC3)與第一主成分(PCl)的群集的描述；以及
[0094]圖20是類似于圖18和圖19的針對(duì)第三主成分(PC3)與第二主成分(PC2)的群集的描述。
[0095]圖1示出了用于檢測(cè)散射光信號(hào)的發(fā)明設(shè)備100的第一實(shí)施方式的原理圖。該設(shè)備100包括光源10，該光源10沿著在散射光區(qū)域15內(nèi)的由虛線表示的入射軸11發(fā)射光。
[0096]所述光源10在圖1的實(shí)施方式中被設(shè)計(jì)為發(fā)光二極管，并且因此以有限的小波瓣發(fā)射光。所述入射軸11被得當(dāng)?shù)卮_定從而使其沿著會(huì)根據(jù)光源光錐連接輻射錐的各自中心的線行走，其中該光源光錐被描述在延展至垂直于圖1的紙平面的散射光區(qū)域15的剖面上。
[0097]所述光源10發(fā)射波長(zhǎng)范圍從大約560至大約420nm的實(shí)質(zhì)上的單色光(綠色至藍(lán)色范圍的可視光)。所述光源10優(yōu)選地發(fā)射從大約470至大約450nm范圍內(nèi)的光(藍(lán)色范圍的可視光)。
[0098]波長(zhǎng)在這種范圍內(nèi)的光相比較于更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光通過控制顆粒的散射機(jī)制(瑞利/Mie散射)而被更強(qiáng)烈地散射，與更長(zhǎng)波長(zhǎng)光相比較，這導(dǎo)致了在散射光檢測(cè)器21、22、23、
24、25、26、27、28、29、30的相對(duì)高的信號(hào)級(jí)別，并且因此導(dǎo)致了相對(duì)良好的信噪比。
[0099]在根據(jù)圖1的第一實(shí)施方式中，多個(gè)光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30被布置在相同的平面中，所述光源10也被布置在該平面中，每個(gè)傳感器以相對(duì)于入射軸11的傳感器角度Wl、W2、W3、W4、W5、W6、Tl、W8、W9、WlO被布置，并且沿著圍繞散射光區(qū)域15的中心的檢測(cè)區(qū)域16的方向上排列。
[0100]因此，根據(jù)第一實(shí)施方式，光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30的傳感器角度Wl、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、WlO在每種情況中彼此不同。此外，光傳感器21、
22、23、24、25、26、27、28、29、30被布置在一個(gè)平面內(nèi)，即根據(jù)圖1描述的紙平面。因此，在每種情況中與激勵(lì)光的入射軸11相關(guān)的傳感器角度可以被限定在相同平面中。結(jié)合于此，需要考慮到的是，前文中關(guān)于由光源自然地發(fā)射的光束的有限延展的評(píng)述也適用于光傳感器 21、22、23、24、25、26、27、28、29、30 的檢測(cè)方向，根據(jù)于此，單個(gè)傳感器 21、22、23、24、25、
26、27、28、29、30 的各自傳感器角度 Wl、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、WlO 被確定。
[0101]偏離于此，對(duì)于單個(gè)光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30不被設(shè)置在共同平面也是可行的。也就是說，尤其是在入射軸11和傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30的單個(gè)傳感器軸不相交(入射軸11和傳感器軸是偏斜線)的情況中，傳感器角度W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W10應(yīng)該被理解為可以被定義為在平行于入射軸11和平行于傳感器軸之間的在空間中相交在一點(diǎn)的角度。
[0102]在根據(jù)圖1的第一實(shí)施方式中，在根據(jù)圖1的實(shí)施方式中的光傳感器21、22、23、
24、25、26、27、28、29、30中的每一個(gè)被設(shè)計(jì)為光二極管，并且被提供有各自的偏振濾波器41、42、43、44、45、46、47、48、49、50。每個(gè)偏振濾波器 41、42、43、44、45、46、47、48、49、50 偏振任何可能正在沖擊光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30的散射光，其中當(dāng)來自光源10的激勵(lì)光沖擊顆粒時(shí)該散射光由任何將被分類的在散射光區(qū)域15內(nèi)的顆粒散射。
[0103]代替光二極管，在原則上任何其他類型的光敏半導(dǎo)體元件也適合作為光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30 (光檢測(cè)器)，例如光敏電阻器、光電晶體管或光電倍增管。
[0104]因此光傳感器21、22、23、24、25的偏振濾波器41、42、43、44、45排列在共同的偏振平面上，同時(shí)光傳感器26、27、28、29、30的偏振濾波器46、47、48、49、50垂直于所述共同偏振平面排列。
[0105]在這點(diǎn)上要注意到的是，尤其對(duì)于上述的平面或蜂窩式傳感器，這種偏振濾波器也可以被直接放置在傳感器芯片上，即在傳感器芯片表面上。也就是說，尤其是對(duì)于集成的平面或蜂窩狀傳感器解決方案(CDD、CMOS等)，可以在各自傳感器位置、或者各自的檢測(cè)位置的各自的傳感器陣列的傳感器表面上提供一層，直接或間接地與傳感器芯片接觸并且具有偏振效應(yīng)。
[0106]根據(jù)圖1的實(shí)施方式，基本以直角傳感器角度W3布置的光傳感器23用作該第一實(shí)施方式中的參考傳感器，即其它傳感器21、22、24、25、26、27、28、29、30的檢測(cè)信號(hào)分別地與參考傳感器23或其信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)。
[0107]還需要被注意的是，其它傳感器21、22、24、25、26、27、28、29、30的信號(hào)輪廓與參考傳感器的信號(hào)輪廓的關(guān)聯(lián)被便利地相對(duì)于參考傳感器23的信號(hào)強(qiáng)度歸一化。因此可能的是，例如各自測(cè)得的信號(hào)輪廓隨著時(shí)間的連續(xù)歸一化，即在時(shí)間離散信號(hào)取樣的情況中，例如其它光傳感器21、22、24、25、26、27、28、29、30的每個(gè)測(cè)量信號(hào)的每個(gè)單獨(dú)采樣相對(duì)于對(duì)應(yīng)于相同米樣情況的參考傳感器23的信號(hào)輪廓米樣的歸一化。
[0108]由于根據(jù)圖1中描述的第一實(shí)施方式的光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30的相對(duì)大的數(shù)量，模式?jīng)_突以及因此的檢測(cè)沖突會(huì)被大幅地預(yù)防，意味著如在根據(jù)圖1的第一實(shí)施方式中給定相對(duì)大數(shù)量的光傳感器，可以得到高精度的信號(hào)模式和/或信號(hào)模式陣列。然而需要被指出的是，根據(jù)各自的應(yīng)用，相當(dāng)少的傳感器21、22、23、24、25、26、27、28,29,30可以被使用并且仍然保證得到高檢測(cè)精度，這將在下文中參照?qǐng)D2被更詳細(xì)地描述。
[0109]在圍繞散射光區(qū)域15的特定位置測(cè)得的散射光的強(qiáng)度(例如在火災(zāi)中)表現(xiàn)出與位置相關(guān)的以及與偏振相關(guān)的特征模式可以使用根據(jù)圖1的設(shè)備可靠并輕易地檢測(cè)到。
[0110]使用僅檢測(cè)圍繞散射光區(qū)域15的一個(gè)信號(hào)測(cè)量位置的不具有前置的偏振濾波器的傳統(tǒng)設(shè)備，極有可能的是沖突會(huì)通過所有方式發(fā)生在不同類型的火的檢測(cè)模式之間。使用根據(jù)圖1的第一實(shí)施方式中描述的具有多個(gè)光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30的發(fā)明，其中一個(gè)傳感器23是參考傳感器，這種與模式相關(guān)的沖突的可能性降低。
[0111]圖2示出了與圖1類似的發(fā)明設(shè)備100的第二實(shí)施方式的原理結(jié)構(gòu)，然而使用數(shù)量明顯減少的光傳感器。對(duì)于光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30以及使用的光源10的配置和效果，與第一實(shí)施方式有關(guān)的評(píng)述適用于第二實(shí)施方式。
[0112]在用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備100中，除了再次被設(shè)計(jì)為發(fā)光二極管的光源10，只有四個(gè)光傳感器21、23、24、40被提供，該四個(gè)傳感器以在各自的傳感器角度被布置，例如關(guān)于散射光中心15的W1、W3、W4、W10?；疽灾苯莻鞲衅鹘嵌萕3布置的光傳感器23再次作為參考傳感器。同樣在第二實(shí)施方式中，所有光傳感器21、23、24、40被提供為具有相應(yīng)地布置的偏振濾波器41、43、44、50。
[0113]因此光傳感器21優(yōu)選地以大約45°的銳角Wl被布置；關(guān)于光源10與光傳感器21相對(duì)布置的傳感器30優(yōu)選地在大約315°的角度W10，從而銳角Wl和角WlO之和等于圓周角，即360°。光傳感器24以鈍角W4被布置，其中該鈍角W4優(yōu)選地等于大約112°。雖然光傳感器21、23、24的偏振濾波器41、43、44排列在相同的偏振平面，相比之下光傳感器30的偏振濾波器50的偏振平面被旋轉(zhuǎn)90°。對(duì)于根據(jù)圖2中的第二實(shí)施方式的特定實(shí)施，雖然減少了傳感器的數(shù)量，顯著的特征信號(hào)模式或信號(hào)模式陣列可以被確定，利用根據(jù)應(yīng)用通過模式匹配至信號(hào)模式陣列中的一個(gè)而自動(dòng)地分類，分別散射的光信號(hào)以高檢測(cè)/分類精度被檢測(cè)
[0114]用于評(píng)估由光傳感器21、22、23、24、25、26、27、28、29、30檢測(cè)到的信號(hào)的評(píng)估設(shè)
備沒有在圖1或圖2中示出，其中，該評(píng)估設(shè)備根據(jù)在下面的附圖中的代表，實(shí)現(xiàn)了描述的傳感器的信號(hào)輪廓相對(duì)于參考傳感器的信號(hào)輪廓(根據(jù)圖1和2的實(shí)施方式中的參考傳感器23)的歸一化。
[0115]方便地，這種評(píng)估設(shè)備是數(shù)字評(píng)估單元，尤其是微計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等。在這種情況中，在光傳感器信號(hào)值的取樣過程中，通過選擇適合的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器來保證足夠的振幅分辨率。取樣以足夠高的取樣率被進(jìn)一步明顯地實(shí)現(xiàn)，從而防止混淆錯(cuò)誤。
[0116]這種評(píng)估單元(在圖1和圖2中未示出)優(yōu)選地被配置為優(yōu)選連續(xù)地將光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)的檢測(cè)到的信號(hào)與在下面的圖中描述的信號(hào)模式相比較。當(dāng)與信號(hào)模式中的一個(gè)的對(duì)應(yīng)度足夠高時(shí)，這種相應(yīng)地設(shè)計(jì)的評(píng)估設(shè)備可以優(yōu)選地依照分類輸出標(biāo)識(shí)顆粒類型的標(biāo)識(shí)信號(hào)。
[0117]這種標(biāo)識(shí)信號(hào)也可以優(yōu)選地被輸出至未被示出的簡(jiǎn)單光顯示器(發(fā)光二極管或光顯示器屏幕等)或繼電器控制。此外該標(biāo)識(shí)信號(hào)還可以被輸出至惰化系統(tǒng)(同樣未在圖1和2中被示出)，其中該系統(tǒng)基于在標(biāo)識(shí)信號(hào)中編碼的自動(dòng)分類的火類型為特定類型的火實(shí)施合適的惰化過程。
[0118]圖3示出了根據(jù)圖1的第一實(shí)施方式的在第一測(cè)試測(cè)量中隨著時(shí)間軸的傳感器21、22、23、24、25的信號(hào)輪廓圖。在這里被描述的是光傳感器21、22、23、24、25的輸出電壓和/或檢測(cè)電壓DS。圖3中描述的第一測(cè)試測(cè)量的實(shí)現(xiàn)是通過在開紙火的過程中使用根據(jù)第一實(shí)施方式的設(shè)備，從而得到被布置在圖1中的入射軸的左側(cè)的光傳感器21、22、23、24,25的特征模式信號(hào)輪廓。因此光傳感器21被歸為定義為SlPAP的信號(hào)輪廓；信號(hào)輪廓S2PAP、S3PAP、S4PAP以及S5PAP類似地對(duì)應(yīng)于由光傳感器22、23、24、25在O至大約500秒的周期中發(fā)射的測(cè)量信號(hào)。需要在這里指出的是，通過選擇足夠高的采樣率，時(shí)間離散信號(hào)輪廓測(cè)量也可以必然地被執(zhí)行，從而信號(hào)輪廓可以進(jìn)一步地在數(shù)字處理系統(tǒng)中被容易地處理。
[0119]圖4描述了與圖3相關(guān)的回歸線，跟隨有來自圖3的單個(gè)測(cè)量點(diǎn)與參考傳感器23的輸出信號(hào)S3PAP的關(guān)聯(lián)。在因而實(shí)現(xiàn)了測(cè)量信號(hào)相對(duì)于參考傳感器23的輸出信號(hào)的歸一化之后，其最佳擬合線R3PAP的斜率等于一，然而與光傳感器21、22、24、25相關(guān)聯(lián)的其它最佳擬合線R1PAP、R2PAP、R4PAP和R5PAP的斜率不等于一。
[0120]圖5示出了同樣在上述的開紙火的第一測(cè)試測(cè)量過程中的圖1中的入射軸右側(cè)的光傳感器26、27、28、29、30的信號(hào)輪廓。因此信號(hào)輪廓S6PAP、S7PAP、S8PAP、S9PAP和SlOPAP對(duì)應(yīng)于由光傳感器26、27、28、29、30發(fā)射的信號(hào)輪廓。
[0121]接下來圖6描述了相關(guān)的回歸線S6PAP、S7PAP、S8PAP、S9PAP和S10PAP，類似于圖4的描述也是關(guān)于參考傳感器23的檢測(cè)信號(hào)輪廓(即信號(hào)輪廓S3PAP)。
[0122]最后圖7示出了在紙火過程中發(fā)生的散射光的測(cè)量中來自圖4和圖6的的回歸線的相關(guān)的分布模式。來自圖4和圖6的回歸線的斜率MR在圖7中以隨著傳感器指數(shù)IDX的柱狀圖被示出，其中傳感器指數(shù)I至10對(duì)應(yīng)著光傳感器21至30。
[0123]在圖7中得到的模式是在紙火過程中的時(shí)散射光分布的特征，并且可以被用于接下來的模式匹配，尤其并且優(yōu)選地在相應(yīng)設(shè)置的評(píng)估設(shè)備中的自動(dòng)模式匹配。尤其是當(dāng)根據(jù)圖2中的第二實(shí)施方式的具有減少數(shù)量的傳感器的設(shè)備在隨后的實(shí)際測(cè)量中被使用時(shí)，圖7的模式分布(使用正確指定的傳感器指數(shù)IDX)可以被使用。因此確定的是，尤其使用了根據(jù)圖2的第二實(shí)施方式的特定傳感器布局，對(duì)應(yīng)于傳感器指數(shù)1、3、4和10的光傳感器
21、23、24和30的傳感器信號(hào)有能力在相對(duì)于參考傳感器23的信號(hào)輪廓(傳感器指數(shù)3)的歸一化過程中以足夠高的精度分類火的類型。
[0124]圖8至12，以及13至17分別描述了針對(duì)第二測(cè)試測(cè)量(煙草火ZIG)和第三測(cè)試測(cè)量(聚氯乙烯PVC火)的信號(hào)模式、其回歸線以及與斜率相關(guān)的模式分布。特定地，圖8/10示出了來自第二測(cè)試測(cè)量的在O至大約500秒周期內(nèi)的煙草火的過程中的信號(hào)輪廓，分別地是在與圖9中的回歸線(左側(cè))和圖11中的回歸線(右側(cè))相關(guān)聯(lián)的圖1左側(cè)的光傳感器
21、22、23、24、25和在圖1的右側(cè)的傳感器26、27、28、29、30的每種情況中?；貧w線再次關(guān)于用作參考傳感器的光傳感器23的傳感器信號(hào)(信號(hào)輪廓S3ZIG)而實(shí)施。即使僅從最簡(jiǎn)單的視覺比較，對(duì)于來自圖12的煙草火的特征模式明顯地區(qū)別于來自圖7的紙火的特征模式，這顯示了用于檢測(cè)散射光信號(hào)的發(fā)明設(shè)備的良好適用性，其中在該設(shè)備中光傳感器的信號(hào)輪廓用于分類任何會(huì)出現(xiàn)在散射光區(qū)域15內(nèi)的顆粒的類型。在這里同樣明顯的是，根據(jù)圖2中的第二實(shí)施方式的(僅考慮傳感器指數(shù)1、3、4和10)減少數(shù)量的傳感器的斜率輪廓有能力以高精度分類火的類型。
[0125]圖13和15再次示出了來自在PVC火中的過程中的測(cè)試測(cè)量的左側(cè)/右側(cè)傳感器的信號(hào)輪廓，具有圖14和16中的其各自的回歸線(再次與作為參考傳感器的光傳感器23的檢測(cè)信號(hào)相關(guān)聯(lián))。比較在圖17中示出的在PVC火過程中的回歸線的斜率MR的模式，再次示出了與圖7和12相比，明顯不同的散射光特征實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)和分類的高精度。
[0126]圖18至20明確了區(qū)別于使用主分量分析(PCA)的回歸線的測(cè)量信號(hào)的另一種可行應(yīng)用。
[0127]由于參數(shù)方法會(huì)需要對(duì)光源和散射光傳感器的數(shù)學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜并CPU密集的辨別，應(yīng)用主分量分析在當(dāng)前情況中尤其地具有優(yōu)勢(shì)。主分量分析(PCA)僅基于統(tǒng)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)了維度降低。
[0128]圖18至20描述了根據(jù)下降至三個(gè)主成分PC1、PC2、PC3的主分量分析的模式信號(hào)輪廓的個(gè)體群集 BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE, PVC, ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP,其中圖 18描述了主成分2 (PC2)對(duì)主成分I (PC1)，圖19描述了主成分3 (PC3)對(duì)主成分I (PCl)以及圖20描述了主成分3 (PC3)對(duì)主成分2 (PC2)。因此個(gè)體群集BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE, PVC, ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP對(duì)應(yīng)于下述類型的火的特征:
[0129]群集火類型
[0130]BUC 山毛櫸材
[0131]BAU 棉
[0132]PUR 聚氨酯
[0133]HEP正庚烷
[0134]ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
[0135]PAP 紙
[0136]PAE紙板
[0137]PVC 聚氯乙烯
[0138]ZIG 香煙
[0139]ZRE雪茄
[0140]MEH 粉塵
[0141]ZEM 泥塵
[0142]TEP氈毯
[0143]當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備來測(cè)量實(shí)際火災(zāi)時(shí)，基于來自圖18至20的群集，通過使用主分量分析與根據(jù)對(duì)來自圖19至20的信號(hào)模式的群集(模式群集)的主成分分析獲得的檢測(cè)信號(hào)(測(cè)得的群集)的信號(hào)輪廓分布的距離測(cè)定來完成評(píng)估。
[0144]在此主分量分析提供了相對(duì)簡(jiǎn)單的維度降低的優(yōu)勢(shì)與因而關(guān)聯(lián)的噪音降低的優(yōu)勢(shì)，其中本質(zhì)上只有分別地與火或顆粒分類相關(guān)的信號(hào)分量被考慮在內(nèi)。
[0145]在這里要指出的是，上述的單獨(dú)或以任何組合的所有元件，尤其在附圖中描述的細(xì)節(jié)被聲明為本發(fā)明的本質(zhì)，這些元件的修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是熟悉的。
[0146]參考符號(hào)列表
[0147]10光源
[0148]11入射軸
[0149]15散射光區(qū)域
[0150]16檢測(cè)區(qū)域
[0151]21，22，23，24，25，26，27，28，29，30 光傳感器
[0152]41，42，43，44，45，46，47，48，49，50 偏振濾波器
[0153]100用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備
[0154]DS檢測(cè)信號(hào)
[0155]S1PAP, S2PAP, S3PAP, S4PAP S5PAP,傳感器信號(hào)
[0156]S6PAP, S7PAP, S8PAP, S9PAP, S10PAP,
[0157]S1ZIG, S2ZIG, S3ZIG, S4ZIG, S5ZIG, S6ZIG,
[0158]S7SIG, S8ZIG, S9ZIG, S10ZIG, S1PVC,
[0159]S2PVC, S3PVC, S4PVC, S5PVC, S6PVC,[0160]S7PVC, S8PVC S9PVC, SlOPVC
[0161]R1PAP, R2PAP, R3PAP, R4PAP, R5PAP,回歸輪廓
[0162]R6PAP, R7PAP, R8PAP, R9PAP, R10PAP,
[0163]R1ZIG, R2ZIG, R3ZIG, R4ZIG, R5ZIG,
[0164]R6ZIG, R7ZIG, R8ZIG, R9ZIG, R10ZIG,
[0165]R1PVC, R2PVC, R3PVC, R4PVC, R5PVC,
[0166]R6PVC, R7PVC, R8PVC, R9PVC RlOPVC
[0167]MR回歸輪廓斜率
[0168]IDX傳感器指數(shù)
[0169]BUC, BAU, PUR, HEP, ABS, PAR, PAE,信號(hào)輪廓群集
[0170]PVC, ZIG, ZRG, MEH, ZEM, TEP
[0171]Wl, W2, `W3, W4, W5, W6, W7, W8, W9, WlO 傳感器角度
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備(100)，其中該設(shè)備包括: 光源(10)； 用于檢測(cè)散射光的多個(gè)光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30);以及 用于評(píng)估由所述光傳感器檢測(cè)到的信號(hào)的評(píng)估單元，其中 所述光源(10)在一個(gè)散射光區(qū)域(15)內(nèi)發(fā)射光,從而入射光定義入射軸(11)， 其中所述光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30 )中的每一個(gè)光傳感器以相對(duì)于所述入射軸(11)的傳感器角度(Wl、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、WlO )而被布置從而檢測(cè)來自所述散射光區(qū)域(15)的散射光，其中所述多個(gè)光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29,30)中的至少一者為參考傳感器， 其中為了分類任何可能存在于所述散射光區(qū)域(15)內(nèi)的顆粒的類型，所述評(píng)估單元被設(shè)計(jì)為將其它光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)的信號(hào)輪廓與所述至少一個(gè)參考傳感器的信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(100)，其中所述評(píng)估單元還被設(shè)計(jì)為優(yōu)選地根據(jù)被分類的顆粒類型自動(dòng)區(qū)分火參數(shù)和錯(cuò)誤變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備(100)，其中還提供了警報(bào)設(shè)備，該警報(bào)設(shè)備被設(shè)計(jì)為優(yōu)選地根據(jù)被分類的顆粒類型自動(dòng)發(fā)射警報(bào)。
4.根據(jù) 權(quán)利要求3所述的設(shè)備(100)，其中所述警報(bào)設(shè)備將針對(duì)其發(fā)出警報(bào)的顆粒類型是預(yù)設(shè)的或可預(yù)設(shè)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備(100)，其中所述警報(bào)設(shè)備被設(shè)計(jì)為發(fā)出獨(dú)立于閾值的警報(bào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備(100)，其中所述警報(bào)設(shè)備被設(shè)計(jì)為根據(jù)被分類的顆粒類型，發(fā)射不同的信號(hào)，尤其是警報(bào)或無危險(xiǎn)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備(100)，其中所述多個(gè)傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)中的以基本直角的傳感器角度(W3)布置的一個(gè)傳感器(23)是參考傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述評(píng)估設(shè)備還被設(shè)計(jì)為將從所述多個(gè)光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)檢測(cè)到的信號(hào)的信號(hào)輪廓中得到的數(shù)據(jù)與信號(hào)模式相比較，并且一旦存在與信號(hào)模式足夠高的對(duì)應(yīng)度，發(fā)射用于標(biāo)識(shí)被分類的顆粒類型的標(biāo)識(shí)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述評(píng)估設(shè)備還被設(shè)計(jì)為根據(jù)由所述參考傳感器檢測(cè)到的所述散射光的強(qiáng)度，確定顆粒級(jí)別。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述評(píng)估設(shè)備還被設(shè)計(jì)為直到所述顆粒級(jí)別超出最小顆粒級(jí)別時(shí)才執(zhí)行模式匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光源(10)大體上發(fā)射波長(zhǎng)范圍在大約560至大約420納米范圍內(nèi)的單色光。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)中的至少一個(gè)光傳感器包括用于偏振將被檢測(cè)的散射光的偏振濾波器(41、42、43、44、45、46、47、48、49、50)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、`28、29、30 )各自包括偏振濾波器(41、42、43、44、45、46、47、48、49、50 )，其中至少兩個(gè)偏振濾波器(41、42、43、44、45、46、47、48、49、50)的偏振平面被布置為大體上彼此垂直。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30 )中的每個(gè)光傳感器各自包括偏振濾波器(41、42、43、44、45、46、47、48、49、50 )，其中至少兩個(gè)偏振濾波器(41、42、43、44、45、46、47、48、49、50)的偏振平面被布置為大體上彼此垂直。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)中的每一個(gè)光傳感器大體上朝著所述散射光區(qū)域(15)的共同檢測(cè)區(qū)域(16)排列。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中單個(gè)或所有光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)被設(shè)計(jì)為光二極管和/或其中所述光源(10)是發(fā)光二極管。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括在第一傳感器角度(Wl)的光傳感器(21 )、在第二傳感器角度(WlO)的光傳感器(30)以及在第三傳感器角度(W4)的光傳感器(24)，并且其中所述第一傳感器角度(Wl)是銳角且與所述第二傳感器角度(WlO)之和是360°，以及其中所述第三傳感器角度(W4)是鈍角。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述第一傳感器角度(Wl)約等于45°并且所述第二傳感器角度(WlO)約等于315°，以及其中所述第三傳感器角度(W4)約等于112°。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的設(shè)備，其中所述參考傳感器(23)、在所述第一傳感器角度(Wl)的光傳感器(21)、在所述第二傳感器角度(WlO)的光傳感器(30)以及在所述第三傳感器角度(W4)的光傳感器(24)各自包括偏振濾波器，并且其中所述參考傳感器(23)、所述第一傳感器角度(Wl)的所述光傳感器(21)以及在所述第三傳感器角度(W4)的所述光傳感器(24)的偏振濾波器(43、41、44)在第一偏振平面內(nèi)彼此排列，并且其中在所述第二傳感器角度(WlO)的所述光傳感器(30)的偏振濾波器(50)在垂直于所述第一偏振平面的第二偏振平面內(nèi)排列。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述估計(jì)設(shè)備被設(shè)計(jì)為根據(jù)對(duì)所述信號(hào)模式的群集(BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE, PVC, ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP)的主分量分析，通過關(guān)聯(lián)從檢測(cè)到的信號(hào)的所述信號(hào)輪廓的分布中得到的數(shù)據(jù)來確定所述對(duì)應(yīng)度。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述估計(jì)設(shè)備被設(shè)計(jì)為根據(jù)對(duì)所述信號(hào)模式的群集(BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE, PVC, ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP)的主分量分析，通過對(duì)從檢測(cè)到的信號(hào)的所述信號(hào)輪廓的分布中得到的數(shù)據(jù)的距離確定來確定所述對(duì)應(yīng)度。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述估計(jì)設(shè)備被設(shè)計(jì)為根據(jù)對(duì)所述信號(hào)模式的群集(BUC、BAU、PUR、HEP、ABS、PAP、PAE, PVC, ZIG、ZRE、MEH、ZEM、TEP)的主分量分析，通過對(duì)從檢測(cè)到的信號(hào)的所述信號(hào)輪廓的分布中得到的數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析來確定所述對(duì)應(yīng)度。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述信號(hào)模式對(duì)應(yīng)于來自下面的組中的事件發(fā)生中的一者或多者的顆粒分布信號(hào):灰塵發(fā)射； 蒸汽發(fā)射； 煙草煙霧發(fā)射； 陰燃紙火； 陰燃紙板火； 開紙火； 開紙板火； ABS 火； 正庚烷火； PVC 火； 棉火； 木火； 其它顆粒發(fā)射。
24.根據(jù)權(quán)利 要求1至23中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備被用于吸入火檢測(cè)系統(tǒng)中，其中所述吸入火檢測(cè)系統(tǒng)包括用于將待分類的空氣提供至所述散射光區(qū)域(15)的有源空氣源。
25.一種用于檢測(cè)散射光信號(hào)的方法，其中該方法包括以下方法步驟: 在散射光區(qū)域(15)中提供光，其中入射光定義了入射軸(11);以及 通過多個(gè)光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30 )檢測(cè)在任何可能出現(xiàn)在所述散射光區(qū)域(15)內(nèi)的顆粒上反射的散射光，優(yōu)選地使用以相對(duì)于所述入射軸(11)的傳感器角度(Wl、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W10)布置的多個(gè)光二極管， 其中下面的方法步驟也被提供: 將所述光傳感器(21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)的信號(hào)輪廓與參考傳感器的信號(hào)輪廓相關(guān)聯(lián)，以用于分類可能出現(xiàn)在所述散射光區(qū)域(15)內(nèi)的顆粒的類型。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中下面的方法步驟也被提供: 根據(jù)由所述參考傳感器檢測(cè)到的所述散射光的強(qiáng)度，確定顆粒級(jí)別。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的方法，其中該方法還包括下面的方法步驟: 將從信號(hào)中獲得的數(shù)據(jù)與信號(hào)模式相比較，其中該信號(hào)是使用所述參傳感器的信號(hào)輪廓從所述信號(hào)輪廓中檢測(cè)到的；以及 一旦存在與所述信號(hào)模式中的一個(gè)信號(hào)模式的足夠高的對(duì)應(yīng)度，為了在封閉室內(nèi)的氧氣含量的可選擇地自動(dòng)控制的降低，向惰化系統(tǒng)發(fā)射標(biāo)識(shí)信號(hào)，其中所述標(biāo)識(shí)信號(hào)標(biāo)識(shí)已分類的顆粒的類型。
28.一種用于封閉室內(nèi)的氧氣含量的可選擇的自動(dòng)控制的降低并用于在被定義的或可被定義的時(shí)間周期內(nèi)維持降低的氧氣含量的惰化系統(tǒng)，其中所述惰化系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求I至23中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于檢測(cè)散射光信號(hào)的設(shè)備，其中所述惰化系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為根據(jù)控制信號(hào)設(shè)置所述氧氣含量。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的惰化系統(tǒng)，其中所述控制信號(hào)是標(biāo)識(shí)被分類的顆粒的標(biāo)識(shí)信號(hào)，并且所述惰化系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為自動(dòng)地設(shè)置所述降低的氧氣含量并在所述定義的或可被定義的時(shí)間周期內(nèi)維持所述降低的氧氣含量。
【文檔編號(hào)】G08B17/107GK103782327SQ201380002342
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】E-W·萬格, A·西門斯 申請(qǐng)人:艾摩羅那股份公司