[發明專利]顆粒監測器、煙霧探測器及其構造方法

無效

• 申請號: 200710181514.1
• 申請日: 2004-10-20
• 公開（公告）號: CN101135631A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 馬丁·T·科爾
• 申請（專利權）人: 馬丁·T·科爾
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N21/49;G08B17/10;G08B17/103;G08B17/107
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

本申請是申請日為2004年10月20日、標題為“顆粒監測器及其方法的改進”的第200480031342.4號中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及懸浮在流體中的物質或顆粒的探測、分析和/或確定的領域。

在一種特殊形式中，本發明涉及煙霧探測器，其用于探測物質中不希望的熱解或燃燒。在另一種形式中，本發明涉及早期探測類型的煙霧探測器，其可用于特殊區域的通風、空調、或者管道監測。在又一種形式中，本發明涉及監視監測，例如建筑、消防、或安全監測。在又一種形式中，本發明涉及環境監測，例如流體、地帶、區域和/或周圍環境(包括商業和工業環境)的監測、探測和/或分析。

顯然，本發明具有廣泛的應用，因而僅以實例的方式給出上述的特殊形式，而本發明的范圍并不限于這些形式。

背景技術

本發明人確定了一種認識：在各種熱解和燃燒環境中產生的煙霧類型是不同的。快速燃燒的火焰易于產生大量極小的固體顆粒，這些固體顆粒可聚集成不規則的形狀而形成煙灰。相反地，熱解的早期易于產生較少量較大的液體顆粒(具有高沸點)，該液體顆粒通常以可凝聚形成更大的、半透明的球體的懸浮塵粒存在。

本發明人還確定了一種認識：探測到在整個持續時間內相對較大的顆粒在數量上緩慢地增加，通常表示熱解或不完全燃燒(悶燒)的狀況，而探測到快速出現大量的小顆粒并且沒有早期的熱解或不完全燃燒則表示使用包括使用助燃劑的縱火。

本發明人還確定了一種認識：塵土顆粒是由環境中的天然物質或生物體的磨蝕或非熱分解所產生的，而且與煙霧顆粒相比，這些顆粒一般非常大。

本發明人還確定了以下認識：

傳統的點型煙霧探測器起初設計用于在所保護區域中的天花板安裝。這些探測器具有較低的靈敏度，難以探測在大量的氣體通過所監測的區域的情況下的不希望的熱解的存在，因此削弱了該探測器感應不希望的熱解的存在的能力。

為了克服這些缺陷，開發了高靈敏度的吸入式煙霧探測器，并經常配置在管道上用于監測某一區域。這些探測器提供了比傳統的點型探測器的靈敏度高幾百倍的檢測。這些吸入式系統通過氣泵利用負壓，并且還利用濾塵器以減少不希望的塵土污染，其污染了探測器、或不能區別與煙霧的探測而引起觸發錯誤報警。

吸入式系統中優選使用的煙霧探測器為濁度計。這是一種對多種尺寸的顆粒(例如在火災中，或在過熱、熱解、或不完全燃燒的早期所產生的多種煙霧顆粒)敏感的探測器。

現有技術的光學型煙霧(或氣載顆粒)探測器通常使用單光源照射可能包含該種顆粒的探測地帶。對一些探測器已經提出了使用兩個光源。顆粒使這種光的一部分散射到一個或多個接收器元件(或傳感器)。從接收器元件輸出的信號用于觸發報警信號。

其他探測器利用提供偏振的單色光源的通常在近紅外波長范圍內的激光光束。但是，認為這些探測器不是真正的濁度計，因為它們傾向于對特定的粒度(顆粒尺寸)范圍過度敏感，而以犧牲其他的尺寸范圍為代價。

上述探測器的缺陷是其對早期熱解和初期火災、以及某些快速燃燒的火災的極小顆粒特性較為不敏感。

另一方面，電離煙霧探測器利用諸如镅的放射性元素在探測室內電離空氣。這些探測器對燃燒性火災產生的極小顆粒較敏感，但是對熱解或不完全燃燒產生的較大顆粒較不敏感。還發現它們較傾向于用于置換探測室內經電離的空氣的通風，并由此觸發錯誤報警。這就產生了對其有用的靈敏度的實際限制。

其他的煙霧探測器使用了氙氣燈作為單光源。氙氣燈產生類似于太陽光的連續光譜，包括紫外、可見以及紅外波長范圍。利用這種光源可探測所有尺寸的顆粒，并且該探測器產生與煙霧的質量密度成比例的信號，這是真正的濁度計的特性。但是，該探測器不能表征火災的類型，這是因為其不能辨別(區分)特定的粒度。而且氙氣光(源)只有約4年的較短的壽命期，并且已知其光強度是變化的，這影響了靈敏度。