用于带有易碎泡状物的消防喷洒器的裂纹检测功能的制作方法

[0001]
本公开大体上涉及喷洒器装置，并且更具体地涉及对带有易碎泡状物的物联网消防喷洒器执行裂缝检测功能。


背景技术：

[0002]
喷洒器系统通常包括多个喷洒器，用于在火灾事件中排放灭火流体。系统可以使用配备有线路(wiring)、传感器、处理器等的“智能”喷洒器来跟踪每个喷洒器的方位和/或状态。由于必须在喷洒器主体内实现电子装置，因此这样的喷洒器可能难以安装在现有的配水网络上。此外，这样的安装在操作之前可能需要附加的证明。最后，已安装的系统需要定期维护，这可能成为手动地繁杂的任务。


技术实现要素：

[0003]
根据一个实施例，提供了一种喷洒器。该喷洒器包括：喷洒器主体，其具有流体入口；密封件，其配置成当密封件在第一位置中时防止流体流动通过喷洒器主体；和泡状物(或泡管，即bulb)，其配置成将密封件保持在第一位置中，泡状物配置成在一定温度下破裂并允许密封件移动到第二位置，以允许流体流动通过喷洒器主体。泡状物包括：无线电力和通信单元，其配置为接收测试模式信号；能量存储单元，其配置为存储用于加热元件的能量，其中，能量从无线电力和通信单元被接收；和控制单元，其可操作地联接到无线电力和通信单元以及能量存储单元，其中，控制单元被配置为触发喷洒器泡状物的测试。该泡状物还包括加热元件，其配置为响应于触发供应能量给泡状物中的流体；一个或多个感测元件，其配置为检测泡状物的状况，并且一个或多个感测元件与泡状物中的流体处于接触中；并且其中，无线电力和通信单元配置为传送指示检测到的泡状物的状况的通知。
[0004]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括泡状物的状况，其指示完整的泡状物或泡状物中的裂纹。
[0005]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括控制单元，其包括被配置为存储装置识别符的存储器。
[0006]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括一个或多个感测元件，其包括温度传感器或压力传感器中的至少一个。
[0007]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括：响应于接收测试模式信号将泡状物的操作从正常模式切换到测试模式。
[0008]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括泡状物是热响应易碎泡状物，其配置成当在正常模式下操作时在阈值温度下破裂，以允许密封件移动到第二位置。
[0009]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括无线电力和通信单元，其包括被配置为接收无线信号的rfid装置。
[0010]
根据实施例，提供了用于操作喷洒器的方法。该方法包括：接收信号；响应于信号
触发泡状物的测试；并且响应于触发测试由加热元件加热泡状物中的流体。该方法包括检测泡状物的状况，其中一个或多个感测元件与泡状物中的流体处于接触中；并且向装置传送指示泡状物的状况的通知。
[0011]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括泡状物的状况，其指示完整的泡状物或在泡状物中的裂纹中的至少一个。
[0012]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括：将泡状物的装置识别符存储在存储器中。
[0013]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括一个或多个感测元件，其具有温度传感器或压力传感器中的至少一个。
[0014]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括：响应于接收测试模式信号，将泡状物的操作从正常模式切换到测试模式。
[0015]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括泡状物，该泡状物是热响应易碎泡状物，其配置成当在正常模式下操作时在阈值温度下破裂，以允许密封件移动到第二位置。
[0016]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括：使用与泡状物相关联的rfid装置进行通信。
[0017]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括：传送喷洒器识别符、泡状物内的环境的温度测量值和压力测量值。
[0018]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括：响应于由一个或多个温度传感器检测阈值温度值来控制加热元件。
[0019]
根据另一个实施例，提供了一种喷洒器系统。该系统包括流体源；联接到流体源的管道；和联接到管道的喷洒器，喷洒器包括泡状物，泡状物容纳电路元件，电路元件被配置为执行测试。电路包括：无线电力和通信单元，其配置为接收测试模式信号；能量存储单元，其配置为存储用于加热元件的能量，其中能量从无线电力和通信单元接收；和控制单元，其可操作地联接到无线电力和通信单元以及能量存储单元，其中，控制单元被配置为触发喷洒器泡状物的测试。电路还包括加热元件，其配置为响应于触发供应能量给泡状物中的流体；一个或多个感测元件，其配置为检测泡状物的状况，并且一个或多个感测元件与泡状物中的流体处于接触中；并且其中，无线电力和通信单元被配置为传送指示检测到的泡状物的状况的通知。
[0020]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括存储器，其用于存储温度测量值和压力测量值的历史，该历史可以指示泡状物的正常状况或异常状况。
[0021]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括控制单元，其响应于接收测试模式信号将泡状物的操作从正常模式切换到测试模式。
[0022]
附加于本文描述的一个或多个特征，或作为备选，进一步的实施例包括无线电力和通信单元，其传送通知，其中，通知包括传送喷洒器识别符、泡状物内的环境的温度测量值和压力测量值。
[0023]
本公开的实施例的技术效果包括使用易碎品的消防喷洒器系统，并且还包括执行在泡状物中的裂纹检测功能。此诊断功能/机制确保易碎泡状物的完整性。本文描述的技术
消除了对手动检查的需要，并且可以从远程方位自动地执行。
[0024]
除非另外明确指出，否则前述特征和元件可以以各种组合进行组合而没有排他性。根据以下描述和附图，这些特征和元件及其操作将变得更加明显。然而，应当理解，以下描述和附图旨在本质上是说明性和解释性的，并且是非限制性的。
附图说明
[0025]
本公开在附图中通过示例且非限制性地被示出，在附图中相似的附图标记指示类似的元件。
[0026]
图1描绘了根据一个或多个实施例的包括带有远程释放功能的喷洒器的喷洒器系统；图2描绘了根据一个或多个实施例的喷洒器；图3描绘了根据一个或多个实施例的在喷洒器泡状物中实现的电路；图4描绘了根据一个或多个实施例的喷洒器泡状物的各种检测到的状态；和图5描绘了根据一个或多个实施例的用于执行易碎泡状物裂纹检测的方法的流程图。
具体实施方式
[0027]
喷洒器分布在整个区域，以在发生火灾的事件中提供灭火。在一段时间上，需要检查喷洒器，以确保喷洒器是可操作的。检查包括由操作员观察泡状物的视觉检查。关于泡状物的损坏可能发生在从制造商到客户的运输期间、安装期间、或泡状物中的缺陷。在泡状物中的微裂纹可引起泡状物的不恰当操作(或运行，即operation)，在此足够的压力将不会在泡状物内积聚来使泡状物破裂从而激活喷洒器。
[0028]
用于消防喷洒器易碎泡状物的裂缝检测的现有解决方案基于泡状物的视觉检查，并且对于现场应用而言是复杂的。另外，由于技术人员执行检查的主观性和经验，现有的解决方案可能会提供不精确的结果，并且限于仅检测显著的差异。泡状物的健康和状况对人员和装备的安全与保护至关重要。有裂纹的泡状物将无法以及时的方式响应，因为泡状物中将不会产生足够的压力以使泡状物破裂从而激活喷洒器系统。
[0029]
本文所述的技术提供用于对消防喷洒器易碎泡状物的连续且可寻址的裂纹检测。该技术还以自动检查取代了人工视觉检查，从而检测关于易碎泡状物的任何问题。这减少了人工视觉检查的主观性，并增加了结果的可靠性。
[0030]
图1描绘了示例实施例中的喷洒器系统100。喷洒器系统100包括经由一个或多个管道14连接至一个或多个喷洒器40的流体源12。流体源12可以是水并且可以处于压力下以将流体引导至喷洒器40。在其它实施例中，泵可用于引导流体至喷洒器40。喷洒器系统100可以是“湿管道”型系统，在其中在管道14中存在流体。一旦喷洒器40处的泡状物破裂，密封件就被打开并且流体在喷洒器40处被排放。
[0031]
控制器115与本文所述的喷洒器系统100的元件通信。控制器115可以包括处理器122、存储器124和通信模块122。处理器122可以是计算机处理器诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路、可编程逻辑装置、和/或现场可编程门阵列的任何类型或其组合。存储器124是有形地体现在控制器115中的非暂时性计算机可读存储介质的示例，包括存储在其中的可执行指令，例如，作为固件。通信模块126可以实现一个或多个通信协
议以与其它系统元件通信。通信模块126可以通过诸如802.11x（wifi）、短距离无线电（蓝牙）或任何其它已知类型的无线通信的无线网络进行通信。通信模块126可以通过诸如lan、wan、因特网等有线网络进行通信。
[0032]
一个或多个读取器50从每个喷洒器40获得识别符。读取器50可以是rfid读取器，其从每个喷洒器40处的识别装置读取唯一的喷洒器识别码。在一个实施例中，单个读取器50以一对一的方式被关联于每个喷洒器40。读取器50可以使用无线协议（nfc、无线电波等）与一个或多个喷洒器40通信。读取器50通过无线和/或有线网络与控制器115通信。读取器50还可以形成网状网络，在该网状网络中数据从一个读取器50传输到下一读取器，最终通向控制器115。每个读取器50被编程有唯一的读取器识别码，该读取器识别码将每个读取器50识别给控制器115。
[0033]
喷洒器系统100包括一个或多个传感器20。传感器20检测一个或多个流体参数，诸如管道14中的流体压力或管道14中的流体流量。(一个或多个)传感器20可以位于流体源12的出口处或沿着沿管道14的各个位置。由控制器115使用流体参数来确定喷洒器系统100的状态（例如，喷洒器40有没有已被激活）。传感器20通过无线和/或有线网络与控制器115通信。控制器115使用来自传感器20的流体参数以及存在或不存在喷洒器识别码来确定每个喷洒器40的状态。
[0034]
图2描绘了在示例实施例中使用的喷洒器泡状物210的图示200。泡状物210可以是被密封的类石英泡状物。泡状物210可以由各种材料构成，其可以设计成在不同的水平上破裂。如所示，泡状物210还包括物联网泡状物印刷电路板（pcb）220。pcb220包括多个电路元件，以执行本文所述的操作。参考图3讨论各种电路元件。泡状物210填充有流体/液体230，其响应于加热以在泡状物210中建立足够的压力用于引起泡状物210破裂，这将激活喷洒器。空气泡240被留在泡状物210中，以允许在从热源加压时流体膨胀。
[0035]
图3描绘了根据一个或多个实施例的喷洒器泡状物210的架构的图示300。无线电力和通信单元304被配置为与诸如外部消防系统的外部系统（未示出）通信，该外部系统执行喷洒器的监督功能或管理功能。无线电力和通信单元304被配置为接收并发送数据到控制单元306。无线电力和通信单元304还被配置为发送信号给释放能量存储单元308以对能量释放存储单元308充电。
[0036]
无线电力和通信单元304的架构的示例包括如图3中所示的多个电路元件。在一个或多个实施例中，无线电力和通信单元304包括rfid技术以接收无线信号用于被存储在能量存储单元308中。例如，电路可以包括磁性天线以检测和接收无线信号。
[0037]
控制单元306被配置用于双向通信。特别地，控制单元306被配置为接收数据诸如来自外部系统的数据。在一些实施例中，控制单元306被配置为接收测试模式信号以执行泡状物210的测试。在其它实施例中，数据可以包括针对喷洒器单元的每个的状态请求（基于唯一id），诸如激活/未激活，或数据可以包括用于触发加热元件的激活的命令。适当的传感器，诸如温度传感器312和压力传感器314，可以被并入在喷洒器中，以检测泡状物210中的流体的温度/压力。
[0038]
控制单元306被配置为将诸如泡状物的状态信息连同唯一识别符的数据发送到无线电力和通信单元304。另外，控制单元306联接到能量存储单元308，以通过释放存储在能量存储单元308中的能量来触发加热元件310的激活。在一个或多个实施例中，控制单元306
可以包括诸如rom的存储器，其存储唯一的识别符，从而可以寻址每个单独的喷洒器装置。识别符还可以与收集并传输到控制器、装置或系统的诊断数据相关联。
[0039]
在一个或多个实施例中，控制单元306被配置为在正常模式和测试模式下操作喷洒器装置。在正常模式下，泡状物210在暴露于足够的热能时将破裂以激活喷洒器装置。当在测试模式下操作时，泡状物210将执行受控测试。控制单元306将发送命令给释放能量存储单元308，以引起加热元件310加热泡状物210内的流体230。随着泡状物210内的温度和压力的变化将进行温度和压力测量。测量结果可以指示泡状物210的状态或状况，如参考图4所讨论的。如果结果指示达到阈值压力值，则泡状物210中没有故障或裂纹。但是，如果最小阈值压力值没有达到，则可以确定指示关于泡状物210的微裂纹或其它损坏。
[0040]
如图3中所示，释放能量存储单元308包括多个电路元件，其包括二极管、电容器和开关。能量存储单元308被配置为将从无线电力和通信单元304接收的能量存储在电容器中。开关由控制单元306控制，并且开关的输出联接到加热元件310，从而允许电容器将存储的能量放出到加热元件310中。将理解，其它配置可以使用于能量存储单元308。
[0041]
如上所提到的，加热元件310可以包括加热线圈，该加热线圈被配置为响应于激活信号来加热泡状物210的流体。将理解，可以在喷洒器装置中使用备选机构，其中加热元件是可远程操作的爆炸元件、点火器元件、半导体保险丝等。在一个或多个实施例中，加热元件310直接接触泡状物中的流体，这允许流体的加热以使泡状物210破裂。在其它实施例中，pcb 220与流体处于接触中，其中该流体是非导电液体，其允许模块的恰当操作。
[0042]
该图示300还包括温度传感器的312。温度传感器312是可以在测试期间使用于监测所述泡状物210中的环境的温度。图示300包括压力传感器314，以监测泡状物210内部的压力。泡状物210被期待在给定温度下达到一定的压力，该压力可以指示完整的泡状物210。测量的历史可以使用于构建对于泡状物210的一概图(profile)。可以基于读数来更新测试过程。
[0043]
在一些实施例中，近场通信标准可以使用在喷洒器和读取器装置之间。在读取器执行特定喷洒器装置的测试的事件中，可以知道喷洒器装置的方位。在一些实施例中，喷洒器识别符可以被映射到喷洒器方位，并且存储在控制器、系统的存储器或其它存储器方位中。因此喷洒器的方位是已知的。
[0044]
现在参考图4，在有裂纹的泡状物检测过程期间的各种诊断范围的示例。应当理解，可以基于特定喷洒器的配置使用不同的范围、区域和值。例如，曲线是喷洒器泡状物中的流体的体积、流体的类型、对于易碎泡状物所使用的材料的类型等的函数。x轴指示时间（t）并且y轴指示在特定瞬间处测量的压力。加热元件310被期望在诸如点t1的时间段期间升高流体的温度。可以将点t1使用为用来测试泡状物的完整性的参考点。
[0045]
初始压力区域410指示喷洒器泡状物是完整的时的压力范围。
[0046]
有裂纹的泡状物压力区域420指示在此泡状物可能具有微裂纹的范围，该微裂纹阻止在泡状物中积聚足够的压力以使泡状物破裂。如果随着来自加热元件的温度的增加，在泡状物中没有产生足够的压力，则该泡状物在需要灭火的事件中将无法恰当地操作。
[0047]
完整的泡状物压力区域430指示泡状物在破裂前应能承受的压力范围。如果达到完整的泡状物压力区域430中的最大值，则泡状物将破裂，如泡状物破裂压力区域440中所示。
[0048]
曲线a和b分别示出了测试完整的泡状物和带有裂纹的泡状物示例结果。曲线a表明，随着来自加热元件的泡状物中温度增加，压力增加到一个点，并且然后随着加热元件被关闭泡状物压力降低。该趋势表明，泡状物中的压力如预期地在增加。曲线b表明，随着温度增加，压力不足以使泡状物破裂。示出有裂纹的泡状物的特性的泡状物将需要维修或更换。
[0049]
图5描绘了用于在带有易碎泡状物的消防喷洒器中执行裂缝检测功能的方法500的流程图。方法500在框502开始，并继续到框504，其提供用于接收信号。在一个或多个实施例中，该信号使用于控制喷洒器泡状物的操作模式。方法500在框506处其提供用于响应于该信号触发泡状物的测试。泡状物的操作从正常模式更改为测试模式。框508提供用于响应于触发测试来加热泡状物中的流体。泡状物中的流体被加热元件加热以产生压力用于测试泡状物的完整性。即，泡状物针对裂纹被测试。框510提供用于由一个或多个传感器检测泡状物的状况。压力传感器使用于检测泡状物内部的压力，并且温度传感器使用于测量泡状物内部的流体的温度。方法500在框512处提供用于传送指示泡状物状况的通知给装置。该通知可以包括如下信息，该信息包括在被测试的喷洒器泡状物的识别符、测量的温度数据、测量的压力数据等。方法500在框514处结束。
[0050]
技术效果和益处包括减少在现场的易碎泡状物的定期检查期间的时间和人为错误。另外，技术效果和益处提供用于连续测试，其通过确保泡状物完整性来增加对于操作的安全性。技术效果和益处包括减少人为错误的主观性的质量测试，并提供用于在难以接近的区域中的可靠的喷洒器诊断。最后，因为系统使用由无线信号提供的能量用于操作，所以不需要附加的电力来操作系统。
[0051]
术语“大约”旨在包括与基于在提交申请时可用的装备的特定数量的测量相关的误差程度和/或制造公差。
[0052]
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外清楚指出，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时规定了存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件部件和/或其组合。
[0053]
本领域技术人员将意识到，本文示出并描述了各种示例实施例，每个示例实施例具有在特定实施例中的某些特征，但是本公开不因此受到限制。而是，可以修改本公开以结合迄今未描述但与本公开的范围相对应的任何数量的变型、变更、替换、组合、子组合或等效布置。另外，尽管已经描述了本公开的各种实施例，但是将理解，本公开的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本公开将不被视为由前述说明书所限制，而是仅由所附权利要求的范围所限制。