灭火系统和方法_3

文档序号:8475986阅读:来源:国知局
4的优选故障检测电路44。图3示出的是用 于内部电路的第一部分42a的优选监测电路44。监测电路44包括第一电阻器R34、第一电 感器L5、微型DIN连接器J9、第二电感器L7以及接地的第二电阻器R50。联接到微型DIN J9 上的是输入总线24的销4和2。在检测故障的过程中,发送优选约200微安(200 μΑ)的感 测电流通过第一电阻器R34、第一电感器L5、通过输入总线24及其装置32、34离开微型DIN 的销4并返回通过微型DIN J9的销2、通过第二电感器L7并且通过第二电阻器R50。微处 理器40评估跨第二电阻器R50的电压以便确定输入总线24和多个相关联的装置中是否存 在故障。如果确定存在跨第二电阻器R50的电压,那么就不存在故障。如果并不存在跨第二 电阻器R50的电压,那么存在故障。为了确定该故障是否是接地故障,即,导线与车辆底盘 接触或开路,微处理器40评估在该监测电路的第一端子Tl和第二端子Τ2中的每个处的电 压。根据该电压差,微处理器50确定跨端子T1、T2的电阻值,该电阻值定义由输入总线24 和其相关联的装置32、34限定的检测电路的状态。在一个特定实施例中,如果检测电路24、 32、34的状态由Τ1、Τ2处测量的以下电阻值(欧姆)定义:(i) 350-500欧姆和700-10, 000 欧姆=正常状态;(ii)0-350欧姆=感测检测状态或自动检测状态;(iii)500-70()欧姆= 手动释放检测状态(手动致动);并且(iv)大于(>)1〇, 〇〇〇欧姆=开路。因此,在350-500 欧姆的电阻范围限定监测电路44的无状态或死区,从而在该感测到的检测电阻值与手动 释放的检测电阻值之间形成间隔,这样使得该系统可对这两种状态进行区分。大于10, 〇〇〇 欧姆的优选开路范围是由优选系统导线总长和电阻来限定,从而提供具有欧姆值相当的等 效电阻。因此,开路范围可替代地配置,只要它考虑到该系统的等效电阻。感测电流优选地 是来自电源总线30。在系统10是一种车辆灭火系统的情况下,为了正确检测接地故障状 态,该接地是联接到该电源总线上的电源并且优选地搭接或接地到车辆底盘上。
[0053] 参考图IA以及具有设置在检测装置32、34与ICM 20之间的多个检测模块36的 系统10'的替代实施例,这些检测模块36可以被配置有内部电路系统,该内部电路系统与 该ICM通信以检测由输入数据总线24和相关联的装置32、34限定的检测电路中的故障状 态。图4示出的是检测模块36的一个实施例的多个内部部件的示意图。检测模块36优选 地包括了其自己的微处理器50以及相关联的内部电路系统52。内部电路系统52优选地包 括了通过输入总线24与ICM 20通信的第一部分52a。另外,内部电路系统具有与检测装置 32、34中的一个或多个通信的第二部分52b。此外,该内部电路的第二部分52b优选地包括 与检测模块处理器50结合来工作的监测电路,用以检测这些输入数据总线和相关联的检 测装置32、34内的故障。更优选地,监测电路被配置为先前描述并在图3中示出的监测电 路44,其中微处理器50测量并且处理跨电阻器50和线端Tl、T2的电压,以便确定该检测 电路的状态。来自故障检测电路的检测到的状态或反馈(如由检测电阻器R50中的检测到 的电阻所定义的)可以通过输入总线24从检测模块36传达给ICM 20,以在显示装置22处 显示给操作人员。
[0054] 再次参考图1,输出总线26以及与ICM 20组合的多个致动装置或PAD 18优选地 限定了系统10的释放电路。正如检测方面那样,期望检测到该释放电路中的多个故障并更 具体地是多个接地故障,这些故障可能因环境条件例如像振动、水分或磨损而已发生。在该 系统的一个实施例中,这些致动装置或PAD 18联接到输出总线26上以与该ICM进行直接 通信。因此,该优选ICM的内部电路系统可以检测该致动装置的状态,例如,接地故障。
[0055] 再次参考图2,示出的是包括其微处理器40和相关联的内部电路系统的ICM 20的 示意图,该内部电路系统具有通过输出数据总线26与系统10的多个PAD 18通信的第二部 分42b。为了提供由输出总线26和多个PAD 18来限定的释放电路中的接地故障检测,该内 部电路的第二部分42b完全或部分地限定优选接地故障监测电路。
[0056] 图3A示出的是用于系统10的释放电路的优选接地故障检测电路60。接地故障检 测电路60优选地包括了第一电阻器R31、第一二极管D16、微型DIN连接器JlO、第二二极管 D26以及与该第二二极管D26串联并接地的第三二极管D28。联接到微型DIN JlO上的是输 出总线26的销1和2。在开始接地故障检测时,优选地来自电源总线30的感测电流是由处 理器40通过施加跨第一电阻器R31的电压差来引发。在一个实施例中,引发电压("Pullup_ En-个或多个le")与由通过处理器40读出端子PDl处的电压("PAD_Detect")的A/D 转换器来建立的参考电压,该处理器检测该系统的PAD 18。引发电流流过电阻器R31和第 一二极管D16、在销1处离开微型DIN J10、通过一个或多个PAD 18、通过微型DIN JlO的销 2返回到该监测电路,随后通过第二二极管D26和第三二极管D28到达电路接地。如果在由 输出总线26和一个或多个PAD 18限定的释放电路中不存在接地故障,那么电流将会流过 第二二极管D26和第三二极管D28 ;并且因此,在微型DIN JlO的销1处可检测到几百毫伏 电压。因此,ICM20的微处理器40优选地被配置成监测微型DIN JlO的销1处的电压。当 ICM 20的微处理器40确定仅仅存在背景噪声电压并且销1处因第一二极管D26和第二二 极管D28处缺乏电流流动而无电压时,接地故障检测电路60和ICM可以指示出系统10的 释放电路中的接地故障。在用于一种车辆灭火系统的优选接地故障检测电路60的一个方 面中,提供感测电流的电源优选地接地或搭接到车辆底盘上。因此,一种接地故障状况是由 PAD 18接触车辆底盘的导线来限定,这样使得流过接地故障检测电路60的电流行进通过 该底盘而非第一二极管D26和第二二极管D28,因为通过底盘或接地的电流流动是具有最 小电阻的路径。
[0057] 替代地,为了联接多个PAD 18以与ICM 20直接通信,释放模块可以将多个PAD装 置18联接到ICM 20上。参考图IA以及具有设置在检测装置32、34与ICM 20之间的多个 释放模块70的系统10'的替代实施例,这些释放模块70可以被配置有内部电路系统,该内 部电路系统与该ICM通信以检测由输出数据总线24和多个相关联的装置18限定的释放电 路中的接地故障。优选释放模块70可以将单个PAD 18联接到ICM 20上,或替代地,将多 个PAD 18联接到该ICM上。因此,可以将该优选释放模块70用于扩展该系统的保护能力, 其方式是促进添加多个存储罐和多个加压瓶组件来保护危险区或保护多个另外危险区域。
[0058] 此外,该释放模块70可以被配置有接地故障监测电路、例如像先前所述接地故障 检测电路60,以便确定联接到释放模块70上的任何PAD 18是否具有接地故障。图5示出 的是释放模块70的一个实施例的多个内部部件的示意图。该释放模块70优选地包括了其 自己的微处理器72和相关联的内部电路系统74。内部电路系统74优选地包括了通过输出 数据总线26与ICM 20通信的第一部分74a。另外,内部电路系统具有与多个致动装置或 PAD 18中的一个或多个通信的第二部分74b。此外,该内部电路的第二部分74b优选地包 括与释放模块处理器72结合来工作的监测电路,用以检测输出数据总线26和多个相关联 的致动装置18内的接地故障。更优选地,监测电路被配置为先前描述并在图3A中示出的 监测电路60,其中微处理器50测量并且处理微型DIN JlO的销1处的电压,以便确定该释 放电路的状态。来自故障检测电路60的检测到的状态或反馈可以通过输出总线26从释放 模块70传达给ICM 20,以在显示装置22处显示给操作人员。
[0059] 这些优选检测模块36和释放模块70包括内部电路系统,以便可由ICM 20单独识 别或寻址来用于通信和/或系统编程。此外,释放模块可以被配置成限定用于致动联接到 该释放模块上的这些PAD的期望致动顺序或模式。因此,在一个特定方面中,释放模块被配 置成提供用于选择性地激发多个灭火装置,包括多达约十个致动装置或PAD。该优选释放模 块包括内部电路系统,该内部电路系统提供足够电流(优选地在24伏特下3安培)以供应 足够能量来致动多个致动装置或PAD。另外,该优选ICM的内部电路系统可以检测该致动装 置或PAD的状态,例如以便确定是否存在接地故障。
[0060] 系统10包括多个存储罐14和用于它们的致动的多个加压瓶组件16。系统10优 选地被配置有多个加压瓶组件,这些加压瓶组件与该释放电路以菊花链串联,释放电路被 配置成电致动在该链中的每个加压瓶组件16。为了解决对这种配置的电流需求,优选灭火 系统10包括致动电路,用以提供用于电致动多于一个瓶组件16并且更优选地沿限定了系 统10的释放电路的输出总线26互连的多于四个加压瓶组件16的高电流,这限定了系统 10的释放电路。致动电路优选地致动五个串联加压瓶组件,并且更优选地致动多达十(10) 个、甚至更优选地多于十个串联的加压瓶组件16。一般来说,该优选高电流电路包括一个电 容器,该电容器在系统10的一个未致动状态期间存储电流并将所存储的电流优选地排放 为一个电流脉冲,以便致动多于四个PAD 18并且更优选地多达十个PAD 18。这些PAD的致 动可以是同时的,或替代地是顺序的。该高电流致动电路优选地提供在24伏特下3安培以 致动系统10的释放电路的多个PAD 18。替代地或另外地,致动电路优选地提供在40伏特 下3安培来致动系统10的释放电路的多个PAD 18。
[0061] 致动电路80可进一步包括如本领域中已知的一个撓棒电路(crow bar circuit), 用以监测、控制和/或限制优选存储电压的依次释放,这样使得致动电流脉冲高到足以致 动多个加压瓶组件16 ;而又低到足以允许使用输出总线26的具有250英尺或更多的长度 的连接线缆。最小化通过输出总线26的电流脉冲允许使用250英尺或更多的互连线缆长 度的较低的标准线。该致动电路可以进一步包括用于监测该电流脉冲的幅度的一个监测电 路。
[0062] 同样,每个PAD 18优选地被配置成接收一个电流脉冲,该电流脉冲将该PAD的杆 构件驱动到破裂装置16a的致动销中,以使加压瓶16b的破裂圆盘破裂。电流脉冲具有约 IOms的一个脉冲持续时间。此外,电流脉冲优选地基于联接到致动电路上的致动装置或 PAD的数目来定义一个幅度。更优选地,致动电路被配置有约3安培DC的一个电流脉冲幅 度,用以致动系统10的释放电路的多于四个PAD并且更优选地五个PAD。这五个PAD 18 优选地限定了串联连接的致动装置,这些致动装置限定致动电路上的约9欧姆的一个总负 载。为了提供脉冲电流,优选致动电路包括呈一个释放电容器的形式的一个电流源,该释放 电容器被充电到一个足够电压以通过至少两个电流脉冲来提供足够电流(即,3安培)。在 一个特定实施例中,该释放电容器在3安培的电流脉冲排放之前充电到40伏特。PAD或负 载的数目可以大于五,只要电流脉冲幅度随着该源极电容器的充电电压的充分增加而成比 例地并且更优选地是递增地增加来通过至少两个电流脉冲提供必需电流。
[0063] 再次参考图3A,示出的是与该接地故障检测电路60的一部分重叠或联接到该部 分上的一个示例性致动电路80。致动电路80包括用作系统10的释放电路的一个电流源的 一个释放电容器C35。该释放电容器C35优
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