過濾器旁路技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明系有關(guān)微粒檢測。以下描述聚焦于煙檢測器，且特別是光學(xué)的煙檢測器，但專業(yè)人士將會(huì)了解本發(fā)明具有更廣的用途。
[0002]為避免疑慮，被用于此的“微粒檢測”和類似詞語系指固體及/或液體微粒的檢測。
[0003]發(fā)明背景
[0004]微粒檢測器時(shí)常被用來警告有由一潛在或初期的火災(zāi)所發(fā)出的煙存在。
[0005]煙檢測器會(huì)在許多種環(huán)境中操作，包括例如辦公室環(huán)境，工場和制造廠，電力站和潔凈室等。其各具有不同的背景微粒材料標(biāo)度。在某些環(huán)境中背景微粒狀物的濃度將會(huì)時(shí)常改變。
[0006]此等煙檢測裝置若它們被連續(xù)地曝露于某些環(huán)境中可能存在之相對(duì)較高的背景空氣污染中，則會(huì)遭遇一個(gè)問題。近年來之一個(gè)大規(guī)模的例子即是時(shí)常存在于亞洲地區(qū)的高標(biāo)度煙氣污染，此乃大部份歸因于褐煤的燃燒。
[0007]背景污染會(huì)造成該檢測器內(nèi)的部件之污染，而導(dǎo)致過早的故障失效，例如因?yàn)榭諝馔纷枞?，或在檢測室內(nèi)的關(guān)鍵部件之光學(xué)性質(zhì)改變等。
[0008]散射光檢測器包含一光源，該光源被設(shè)成可投射一光束通過該檢測室。一光電傳感器系被設(shè)成會(huì)使其視場被該光束的一部份橫越。該光電傳感器會(huì)由于該檢測室中之微粒的存在而收到由該光束散射的光。時(shí)久之后塵肩會(huì)積聚在該檢測室內(nèi)的表面上，并將光朝該光電傳感器反射，而提供該檢測室內(nèi)之一虛假的微粒表示。塵肩亦可能定置于該光源及/或光電傳感器上，致減弱光的傳送和接收，并減低該檢測器的靈敏度。
[0009]一種用以解決此等問題的方法包括使用一種“空氣隔障”。一空氣隔障系如下地造成:將一個(gè)或更多的清凈空氣流導(dǎo)入該檢測室中來流經(jīng)該關(guān)鍵部件，譬如該光源，光電傳感器，及該光電傳感器之視野內(nèi)的諸壁等，以防止塵肩貯積其上。
[0010]抽氣式煙檢測器使用一風(fēng)扇，該風(fēng)扇被稱為抽氣機(jī)，來將要被探宄的空氣抽吸通過該檢測室。要被探宄的空氣會(huì)由一入口進(jìn)入該腔室。該空氣隔障概念之一理想的實(shí)施方式會(huì)使用一過濾器來產(chǎn)生該清凈空氣。該過濾器系被設(shè)成平行于該入口，而使該清凈空氣會(huì)被該抽氣機(jī)抽吸通過該過濾器并進(jìn)入該檢測室中。一常見的空氣流，例如來自一管道網(wǎng)絡(luò)的空氣流，可被分成兩部份一一部份被過濾來產(chǎn)生該清凈空氣，而另一部份則進(jìn)入要被探宄的腔室中。
[0011]另一種有關(guān)該塵肩積聚在該檢測室中之問題的解決方法系獲取一與由所積聚的塵肩反射之光相關(guān)聯(lián)的測量值，被稱為“背景光”，并響應(yīng)于該背景光來調(diào)整施用于從該光電傳感器接收的訊號(hào)之檢測標(biāo)準(zhǔn)。一種獲取一背景光測量值的方法包括使用一在該檢測室內(nèi)的第二光電傳感器。該第二光電傳感器系被設(shè)成使其視野不會(huì)包含該光束。故得自該第二光電傳感器的訊號(hào)即表不在該檢測室內(nèi)被反射的光，而非由該光束直接散射的光。
[0012]名稱為“具有清除裝置的測煙計(jì)”之N0.59192940日本專利申請(qǐng)案的摘要說明描述以清凈空氣充填一測量裝置，并測量該清凈氛圍中的不透明度來進(jìn)行校準(zhǔn)。該所述裝置包含一專用的吹風(fēng)器用以將清凈空氣供入該檢測室中。一由可按壓開關(guān)控制的閥會(huì)被用來關(guān)閉該引入管，以使排放氣體在該清除操作之前停止流至該檢測室。
[0013]新西蘭的N0.250497專利系有關(guān)防止火災(zāi)抑制措施響應(yīng)于虛假警報(bào)而被激發(fā)。其描述一種可應(yīng)用于抽氣式煙檢測器的操作體系。當(dāng)一警報(bào)情況被檢知時(shí)，該腔室會(huì)被以清凈空氣凈化，且一背景“煙”訊號(hào)會(huì)被測出。若該背景讀數(shù)并未落在一預(yù)定的臨界值以下，則一檢測器錯(cuò)誤會(huì)被顯示。若該背景“煙”值落在該預(yù)定的臨界值以下，則該系統(tǒng)會(huì)在觸發(fā)該火災(zāi)抑制系統(tǒng)之前等待所測的煙標(biāo)度升高至另一臨界值以上。
[0014]其它用以克服有關(guān)在污染環(huán)境中操作微粒檢測器之問題的企圖曾包括置于空氣流中的濾塵器。濾塵器曾被用來濾出與所要檢測的煙無關(guān)聯(lián)的微粒。煙微?？赡芤愿鞣N尺寸發(fā)生，乃視所用的燃料和燃燒條件而定，而該過濾器的類型系依據(jù)所預(yù)期的灰塵微粒類型和要被檢測的煙之類型來被選出。
[0015]當(dāng)傳統(tǒng)的濾塵器阻塞時(shí)，它們會(huì)開始從空氣中除去更多的微粒，且最后會(huì)開始過濾出煙微粒(或其它有關(guān)的小粒子)。此乃可歸因于當(dāng)更多微粒阻塞該過濾器時(shí)該過濾器的有效細(xì)孔尺寸被縮減所致。某些類型的過濾器，特別是泡沫過濾器，會(huì)在落于過濾器上的壓降或穿過過濾器的流率顯著變化之前即開始移除煙微粒。其結(jié)果系遠(yuǎn)在該過濾器的阻塞可被使用壓力及/或流量測量裝置檢出之前，該過濾器可能會(huì)除去一未知比率的煙。
[0016]在某些情況下，有些企圖曾被用來在該空氣樣本被引入該煙檢測器之前先調(diào)制它，例如借著以清凈空氣稀釋該樣本流。此稀釋的目的系為將一樣本流送至該檢測室，該樣本流具有一未改變的微粒配布，但具有一比原始的樣本流更低的微粒濃度。雖此等稀釋處理亦或能解決有關(guān)在一污染環(huán)境中操作的問題，但較低的微粒濃度會(huì)減少該檢測器的敏感度和精確度。
[0017]對(duì)于某些使用一管道網(wǎng)絡(luò)來由一被監(jiān)視的空間抽取空氣之空氣取樣煙檢測器而言，稀釋會(huì)存在一些問題，其中該稀釋空氣流被引入正在進(jìn)入該檢測器的氣流中將會(huì)減少由該被監(jiān)視區(qū)域被抽取的樣本空氣之量。此將使該樣本空氣從該被監(jiān)視區(qū)域運(yùn)行至該煙檢測器所用的時(shí)間，即稱為“通行時(shí)間”會(huì)增加，且因而會(huì)增加檢測時(shí)間。
[0018]申請(qǐng)人曾在其WO 2007/095675國際專利申請(qǐng)案中推薦一種裝置，其中一樣本流之一第一部份會(huì)經(jīng)由一高效率微粒空氣(HEPA)過濾器來被過濾。該HEPA過濾器會(huì)從該樣本流的第一部份實(shí)質(zhì)上除去所有的微粒以形成清凈空氣。該清凈空氣會(huì)被用來稀釋該樣本流之一未過濾的第二部份。該稀釋的樣本流則又會(huì)被帶送至一檢測區(qū)。此裝置會(huì)有效地解決該與其它稀釋裝置相關(guān)聯(lián)的通行時(shí)間問題，并具有一較佳的“自動(dòng)防故障”操作，其中若該過濾器被容許阻塞至一變得會(huì)更限制流體的程度，則該檢測區(qū)將會(huì)看到一增加而非減少的微粒濃度。該稀釋的程度亦可能由于環(huán)境因素例如溫度和濕度而改變。改變稀釋率會(huì)減低相關(guān)的煙檢測器之精確度。
[0019]盡管在該領(lǐng)域中有這些種種的進(jìn)展，該已知的過濾裝置和稀釋裝置會(huì)造成一減少的達(dá)到檢測區(qū)之微粒濃度，并會(huì)減低該微粒檢測器的靈敏度和精確度。當(dāng)然較受歡迎的是一煙檢測器應(yīng)該靈敏且精確的。又亦較佳的是，若一過濾器被使用，則其情況應(yīng)被知道，特別是其是否已阻塞至一會(huì)移除有關(guān)微粒(例如煙微粒)的程度。
[0020]本發(fā)明的目的包括提供改良的微粒檢測，一種改良的微粒檢測器及其部件等，或至少提供有關(guān)微粒檢測的可擇代物等。
[0021]在本說明書中提及任何習(xí)知技術(shù)并非，且不應(yīng)被認(rèn)為，是一種承認(rèn)或任何形式的暗示指該習(xí)知技術(shù)會(huì)在澳洲或任何其它司法轄區(qū)形成一般普通常識(shí)的一部份，或者該習(xí)知技術(shù)能合理地被一熟習(xí)該技術(shù)者預(yù)期是已確知、了解并認(rèn)為是相關(guān)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明之一方面提供一種用以檢測一個(gè)環(huán)境中的微粒之微粒檢測器的過濾裝置，該微粒檢測器包含一個(gè)或更多個(gè)傳感器，用以分析一個(gè)檢測區(qū)域中的流體來產(chǎn)生傳感器輸出，該過濾裝置包含界定流路的結(jié)構(gòu)，用以由該環(huán)境朝向該檢測區(qū)域輸送流體，包含一個(gè)第一流路及一個(gè)第二流路旁，該第一流路含有一個(gè)過濾器，及該第二流路旁通該過濾器；一個(gè)用以控制流體通過該第一流路和第二流路的相對(duì)流率的機(jī)構(gòu)；及一個(gè)構(gòu)制成可接收對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)相對(duì)流率的傳感器輸出，并對(duì)之施以邏輯來產(chǎn)生一個(gè)表示該過濾器情況的輸出的控制器。
[0023]該傳感器輸出優(yōu)選為表示微粒濃度。
[0024]在本發(fā)明的較佳形式中，該機(jī)構(gòu)系被構(gòu)設(shè)或受控制(例如被該控器控制)成可改變?cè)撓鄬?duì)流率，且該控制器系構(gòu)制成可周期地(例如以固定時(shí)間間隔，隨機(jī)間歇地，或依據(jù)一個(gè)預(yù)定的日程)及/或回應(yīng)于一個(gè)所感測到的微粒濃度變化，來產(chǎn)生表示該過濾器情況的輸出。
[0025]該控制器可被構(gòu)制成若該過濾器的情況超過一個(gè)預(yù)定的臨界值時(shí)將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)故障訊號(hào)。
[0026]該機(jī)構(gòu)優(yōu)選為被構(gòu)制或被控制成可依據(jù)該環(huán)境中之一個(gè)預(yù)測的污染標(biāo)度來改變?cè)撓鄬?duì)流率，以控制達(dá)到該檢測區(qū)域的污染物濃度。
[0027]本發(fā)明的另一方面提供一種用以檢測一個(gè)環(huán)境中的微粒之微粒檢測器的過濾裝置，該微粒檢測器包含一個(gè)或更多個(gè)傳感器，用以分析一個(gè)檢測區(qū)域中的流體來產(chǎn)生傳感器輸出，該過濾裝置包含界定流路的結(jié)構(gòu)，用以由該環(huán)境朝向該檢測區(qū)域輸送流體，包含一個(gè)第一流路及一個(gè)第二流路，該第一流路含有一個(gè)過濾器，及該第二流路旁通該過濾器；及一個(gè)用以控制流體通過該第一流路和第二流路的相對(duì)流率的機(jī)構(gòu)；該機(jī)構(gòu)系被構(gòu)制或控制成可依據(jù)該環(huán)境中之一個(gè)預(yù)側(cè)的污染標(biāo)度來改變?cè)撓鄬?duì)流率，以控制達(dá)到該檢測區(qū)域的污染物濃度。
[0028]在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，依據(jù)預(yù)測的污染標(biāo)度來改變相對(duì)流率乃包括依據(jù)一個(gè)重復(fù)的日程來改變?cè)撓鄬?duì)流率。最好是該日程包含一個(gè)夜間模式，其中一個(gè)相對(duì)較低比例的流體會(huì)通過該第一流路以獲取相對(duì)較高的檢測器敏感度，及一個(gè)白天模式，其中一個(gè)相對(duì)較高比例的流體會(huì)通過該第一流路以獲得減少的檢測區(qū)污染。
[0029]可選擇地，該機(jī)構(gòu)系被構(gòu)制或控制成可周期性暫時(shí)地增加通過該第二流路的相對(duì)流率來周期性地增加該檢測器的敏感度，而使該檢測區(qū)域平均曝露于來自第二流路之流體的平均時(shí)間及所帶送的污染物將會(huì)減少，以減少該檢測區(qū)域的污染。
[0030]本發(fā)明的另一方面提供一種用以檢測一個(gè)環(huán)境中的微粒之微粒檢測器的過濾裝置，該微粒檢測器包含一個(gè)或更多個(gè)傳感器，用以分析一個(gè)檢測區(qū)域中的流體來產(chǎn)生傳感器輸出，該過濾裝置包含:界定流路的結(jié)構(gòu)，用以由該環(huán)境朝向該檢測區(qū)域輸送流體，包含一個(gè)第一流路及一個(gè)第二流路，該第一流路含有一個(gè)過濾器，及該第二流路旁通該過濾器；一個(gè)用以控制流體通過該第一流路和第二流路的相對(duì)流率的機(jī)構(gòu)；及一個(gè)控制器，其被構(gòu)制成可控制該機(jī)構(gòu)來周期性暫時(shí)地增加通過該第二流路的相對(duì)流率，以周期性地增加該檢測器的敏感度，而使該檢測區(qū)域曝露于來自第二流路之流體的平均時(shí)間，及所帶送的污染物能被減少，以減少該檢測區(qū)域的污染。
[0031]在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，通過該第二流路的相對(duì)流率系被每分鐘暫時(shí)地增加一次或更多次。
[0032]優(yōu)選地，該機(jī)構(gòu)系被構(gòu)制或控制成，在通過該第二流路之相對(duì)流率每一次周期性暫時(shí)地增加期間，實(shí)質(zhì)上所有的流體皆系經(jīng)由該第二流路被輸送。最好該機(jī)構(gòu)系被構(gòu)制或控制成，在通過該第二流路之相對(duì)流率每次周期性暫時(shí)地增加之間，實(shí)質(zhì)上所有的流體皆系經(jīng)由該第一流路被輸送。
[0033]該結(jié)構(gòu)可包含一個(gè)分流裝置，用以接收一個(gè)來自該環(huán)境的共同流體流，并將該共同流的各部份導(dǎo)入該第一流路和第二流路。優(yōu)選的是，該結(jié)構(gòu)包含一個(gè)流體組合裝置以接收來自該第一流路和第二流路的流體，并朝向該檢測區(qū)域輸送一組合的流體流。
[0034]該機(jī)構(gòu)可包含一個(gè)閥，例如一個(gè)螺線管閥。在本發(fā)明的較佳形式中，該機(jī)構(gòu)包含一個(gè)機(jī)電裝置。