[发明专利]火灾警报系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及火灾警报系统，更具体地，涉及这样的火灾警报系统，其通过使用声波来估计监测空间中的烟浓度，并基于该烟浓度确定存在还是不存在火灾。

背景技术

日本专利申请公开2005-258747公开了一种使用声波的火灾警报系统。这个系统估计在监测空间中存在的烟的浓度和监测空间的温度，并基于在通过监测空间而接收从声源发出的声波时的声压的波动、以及直到接收到所述声波的时刻的波动，来确定存在还是不存在火灾。

然而，由于用于接收声波的传感器的随着时间经过的变化、以及取决于温度和湿度的特性变化，所接收到的声压经历了很多变化。因此，已经不可能区分所述声压的这个变化与取决于在监测空间中存在的烟的声压的衰减，且基于接收到的声波的声压来估计烟浓度的系统存在这样的问题，即，不可能精确地检测所述衰减。

发明内容

本发明的目地是即使声波的特性和用于接收声波的元件发生变化，也精确地检测在监测空间中的烟浓度，并传送可靠的火灾警报。

本发明的火灾警报系统包括：发送声波的声波生成器；声波检测器，其被设置为介于其自身与所述声波生成器之间的监测空间内，所述声波检测器检测经由监测空间从所述声波生成器发送的声波；控制器，其被配置为控制所述声波生成器和所述声波检测器；以及处理电路，其被配置为处理由所述声波检测器检测的输出。所述处理电路包括基于所述输出检测声压的声压检测器、用于估计在所述监测空间内存在的烟浓度的烟浓度估计器、以及被配置为当由所述烟浓度估计器估计的烟浓度超过预定的阈值时传送火灾警报的火灾警报器件。所述声波生成器和所述声波检测器位于监测空间内，以便形成用于将声波从所述声波生成器传播到所述声波检测器的第一和第二传播路径。并且，所述第一和第二传播路径具有相互不同的长度。所述处理电路包括计算部件，用于计算第一声压和第二声压之间的声压比，其中，所述第一声压是经由第一传播路径传播的声波的声压，所述第二声压是经由第二传播路径传播的声波的声压。所述烟浓度估计器被配置为计算由所述计算部件计算的声压比与预定的平均声压比之间的变化率，并基于预定的关系表达式，由所述变化率确定所述烟浓度，所述关系表达式描述与所述烟浓度有关的所述变化率。

即使由于随着时间的经过的所述声波生成元件和波接收元件的变化引起从组成所述生成器的声波生成元件发送的声波的声压的变化，以及组成声波检测器的波接收元件的敏感度的变化，这些变化也同等地影响第一和第二声波。于是，这些变化不影响由所述计算部件计算的声压比。因此，所述火灾警报系统可以计算由所述计算部件计算的声压比与预定的平均声压比之间的变化率，并可以基于描述与烟浓度有关的变化率的预定的关系表达式，由所述烟浓度估计器估计烟浓度。结果，可以防止非传送火灾警报(错误警报)和丢失警报(即，信号太小以至于不能传送火灾警报)，从而获得可靠的火灾警报系统。

在本发明的火灾警报系统中，优选地，添加了这样的功能，其用于确定在监测空间中存在的悬浮颗粒的类型，并对应于所述类型精确地估计浓度。在这种情况下，所述生成器被配置为发送具有相互不同的第一和第二频率成分的单个声波。并且，所述处理电路包括用于分离所述第一和第二频率成分的分离部件。所述声压检测器被配置为分别检测关于第一和第二频率成分的声压。所述处理电路包括颗粒估计器，其基于由所述计算部件输出的声压比来估计悬浮颗粒的类型。所述颗粒估计器被配置为计算第一变化率和第二变化率之间的相对变化率，所述第一和第二变化率是分别参考所述第一和第二频率成分而被计算出的。另一方面，所述处理电路包括用于存储相对变化率表和浓度表的存储器，所述相对变化率表具有与悬浮颗粒的不同类型相对应的不同相对变化率，所述浓度表具有对应于不同的第一变化率的不同烟浓度。所述颗粒估计器被配置为估计所述相对变化率表中的与相对变化率相对应的悬浮颗粒的类型。所述烟浓度估计器被配置为：如果悬浮颗粒的类型是烟，则估计浓度表中的与所述第一变化率相对应的烟浓度。

在这个配置中，通过利用具有多个频率成分的单个声波，可以确定悬浮颗粒的类型，并且，如果所述悬浮颗粒的类型是烟，则可以精确地估计烟浓度，于是，相比用来从生成器发送多个声波的配置，该配置的成本降低了。另外，通过从生成器同时发送的单个声波中提取多个频率成分的提取强度(声压)，这个配置不会受到当每个声波被发送时的声压之间产生的扩散的影响，并可以提高悬浮颗粒的类型和浓度的估计准确性。