[发明专利]过滤器旁路技术

说明书

技术领域

本发明系有关微粒检测。以下描述聚焦于烟检测器，且特别是光学的烟检测器，但专业人士将会了解本发明具有更广的用途。

为避免疑虑，被用于此的“微粒检测”和类似词语系指固体及/或液体微粒的检测。

发明背景

微粒检测器时常被用来警告有由一潜在或初期的火灾所发出的烟存在。

烟检测器会在许多种环境中操作，包括例如办公室环境，工场和制造厂，电力站和洁净室等。其各具有不同的背景微粒材料标度。在某些环境中背景微粒状物的浓度将会时常改变。

此等烟检测装置若它们被连续地曝露于某些环境中可能存在之相对较高的背景空气污染中，则会遭遇一个问题。近年来之一个大规模的例子即是时常存在于亚洲地区的高标度烟气污染，此乃大部份归因于褐煤的燃烧。

背景污染会造成该检测器内的部件之污染，而导致过早的故障失效，例如因为空气通路阻塞，或在检测室内的关键部件之光学性质改变等。

散射光检测器包含一光源，该光源被设成可投射一光束通过该检测室。一光电传感器系被设成会使其视场被该光束的一部份横越。该光电传感器会由于该检测室中之微粒的存在而收到由该光束散射的光。时久之后尘屑会积聚在该检测室内的表面上，并将光朝该光电传感器反射，而提供该检测室内之一虚假的微粒表示。尘屑亦可能定置于该光源及/或光电传感器上，致减弱光的传送和接收，并减低该检测器的灵敏度。

一种用以解决此等问题的方法包括使用一种“空气隔障”。一空气隔障系如下地造成：将一个或更多的清净空气流导入该检测室中来流经该关键部件，譬如该光源，光电传感器，及该光电传感器之视野内的诸壁等，以防止尘屑贮积其上。

抽气式烟检测器使用一风扇，该风扇被称为抽气机，来将要被探究的空气抽吸通过该检测室。要被探究的空气会由一入口进入该腔室。该空气隔障概念之一理想的实施方式会使用一过滤器来产生该清净空气。该过滤器系被设成平行于该入口，而使该清净空气会被该抽气机抽吸通过该过滤器并进入该检测室中。一常见的空气流，例如来自一管道网络的空气流，可被分成两部份－一部份被过滤来产生该清净空气，而另一部份则进入要被探究的腔室中。

另一种有关该尘屑积聚在该检测室中之问题的解决方法系获取一与由所积聚的尘屑反射之光相关联的测量值，被称为“背景光”，并响应于该背景光来调整施用于从该光电传感器接收的讯号之检测标准。一种获取一背景光测量值的方法包括使用一在该检测室内的第二光电传感器。该第二光电传感器系被设成使其视野不会包含该光束。故得自该第二光电传感器的讯号即表示在该检测室内被反射的光，而非由该光束直接散射的光。

名称为“具有清除装置的测烟计”之No.59192940日本专利申请案的摘要说明描述以清净空气充填一测量装置，并测量该清净氛围中的不透明度来进行校准。该所述装置包含一专用的吹风器用以将清净空气供入该检测室中。一由可按压开关控制的阀会被用来关闭该引入管，以使排放气体在该清除操作之前停止流至该检测室。

新西兰的No.250497专利系有关防止火灾抑制措施响应于虚假警报而被激发。其描述一种可应用于抽气式烟检测器的操作体系。当一警报情况被检知时，该腔室会被以清净空气净化，且一背景“烟”讯号会被测出。若该背景读数并未落在一预定的临界值以下，则一检测器错误会被显示。若该背景“烟”值落在该预定的临界值以下，则该系统会在触发该火灾抑制系统之前等待所测的烟标度升高至另一临界值以上。

其它用以克服有关在污染环境中操作微粒检测器之问题的企图曾包括置于空气流中的滤尘器。滤尘器曾被用来滤出与所要检测的烟无关联的微粒。烟微粒可能以各种尺寸发生，乃视所用的燃料和燃烧条件而定，而该过滤器的类型系依据所预期的灰尘微粒类型和要被检测的烟之类型来被选出。

当传统的滤尘器阻塞时，它们会开始从空气中除去更多的微粒，且最后会开始过滤出烟微粒(或其它有关的小粒子)。此乃可归因于当更多微粒阻塞该过滤器时该过滤器的有效细孔尺寸被缩减所致。某些类型的过滤器，特别是泡沫过滤器，会在落于过滤器上的压降或穿过过滤器的流率显著变化之前即开始移除烟微粒。其结果系远在该过滤器的阻塞可被使用压力及/或流量测量装置检出之前，该过滤器可能会除去一未知比率的烟。

在某些情况下，有些企图曾被用来在该空气样本被引入该烟检测器之前先调制它，例如借着以清净空气稀释该样本流。此稀释的目的系为将一样本流送至该检测室，该样本流具有一未改变的微粒配布，但具有一比原始的样本流更低的微粒浓度。虽此等稀释处理亦或能解决有关在一污染环境中操作的问题，但较低的微粒浓度会减少该检测器的敏感度和精确度。