过滤器旁路技术的制作方法
【技术领域】
[0001]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。
[0002]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。
[0003]发明背景
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。时久之后尘肩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。尘肩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。
[0009]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，以防止尘肩贮积其上。
[0010]抽气式烟检测器使用一风扇，该风扇被称为抽气机，来将要被探宄的空气抽吸通过该检测室。要被探宄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宄的腔室中。
[0011]另一种有关该尘肩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肩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不在该检测室内被反射的光，而非由该光束直接散射的光。
[0012]名称为“具有清除装置的测烟计”之N0.59192940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。
[0013]新西兰的N0.250497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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]对于某些使用一管道网络来由一被监视的空间抽取空气之空气取样烟检测器而言，稀释会存在一些问题，其中该稀释空气流被引入正在进入该检测器的气流中将会减少由该被监视区域被抽取的样本空气之量。此将使该样本空气从该被监视区域运行至该烟检测器所用的时间，即称为“通行时间”会增加，且因而会增加检测时间。
[0018]申请人曾在其WO 2007/095675国际专利申请案中推荐一种装置，其中一样本流之一第一部份会经由一高效率微粒空气(HEPA)过滤器来被过滤。该HEPA过滤器会从该样本流的第一部份实质上除去所有的微粒以形成清净空气。该清净空气会被用来稀释该样本流之一未过滤的第二部份。该稀释的样本流则又会被带送至一检测区。此装置会有效地解决该与其它稀释装置相关联的通行时间问题，并具有一较佳的“自动防故障”操作，其中若该过滤器被容许阻塞至一变得会更限制流体的程度，则该检测区将会看到一增加而非减少的微粒浓度。该稀释的程度亦可能由于环境因素例如温度和湿度而改变。改变稀释率会减低相关的烟检测器之精确度。
[0019]尽管在该领域中有这些种种的进展，该已知的过滤装置和稀释装置会造成一减少的达到检测区之微粒浓度，并会减低该微粒检测器的灵敏度和精确度。当然较受欢迎的是一烟检测器应该灵敏且精确的。又亦较佳的是，若一过滤器被使用，则其情况应被知道，特别是其是否已阻塞至一会移除有关微粒(例如烟微粒)的程度。
[0020]本发明的目的包括提供改良的微粒检测，一种改良的微粒检测器及其部件等，或至少提供有关微粒检测的可择代物等。
[0021]在本说明书中提及任何习知技术并非，且不应被认为，是一种承认或任何形式的暗示指该习知技术会在澳洲或任何其它司法辖区形成一般普通常识的一部份，或者该习知技术能合理地被一熟习该技术者预期是已确知、了解并认为是相关的。
【发明内容】
[0022]本发明之一方面提供一种用以检测一个环境中的微粒之微粒检测器的过滤装置，该微粒检测器包含一个或更多个传感器，用以分析一个检测区域中的流体来产生传感器输出，该过滤装置包含界定流路的结构，用以由该环境朝向该检测区域输送流体，包含一个第一流路及一个第二流路旁，该第一流路含有一个过滤器，及该第二流路旁通该过滤器；一个用以控制流体通过该第一流路和第二流路的相对流率的机构；及一个构制成可接收对应于至少两个相对流率的传感器输出，并对之施以逻辑来产生一个表示该过滤器情况的输出的控制器。
[0023]该传感器输出优选为表示微粒浓度。
[0024]在本发明的较佳形式中，该机构系被构设或受控制(例如被该控器控制)成可改变该相对流率，且该控制器系构制成可周期地(例如以固定时间间隔，随机间歇地，或依据一个预定的日程)及/或回应于一个所感测到的微粒浓度变化，来产生表示该过滤器情况的输出。
[0025]该控制器可被构制成若该过滤器的情况超过一个预定的临界值时将会产生一个故障讯号。
[0026]该机构优选为被构制或被控制成可依据该环境中之一个预测的污染标度来改变该相对流率，以控制达到该检测区域的污染物浓度。
[0027]本发明的另一方面提供一种用以检测一个环境中的微粒之微粒检测器的过滤装置，该微粒检测器包含一个或更多个传感器，用以分析一个检测区域中的流体来产生传感器输出，该过滤装置包含界定流路的结构，用以由该环境朝向该检测区域输送流体，包含一个第一流路及一个第二流路，该第一流路含有一个过滤器，及该第二流路旁通该过滤器；及一个用以控制流体通过该第一流路和第二流路的相对流率的机构；该机构系被构制或控制成可依据该环境中之一个预侧的污染标度来改变该相对流率，以控制达到该检测区域的污染物浓度。
[0028]在本发明的优选形式中，依据预测的污染标度来改变相对流率乃包括依据一个重复的日程来改变该相对流率。最好是该日程包含一个夜间模式，其中一个相对较低比例的流体会通过该第一流路以获取相对较高的检测器敏感度，及一个白天模式，其中一个相对较高比例的流体会通过该第一流路以获得减少的检测区污染。
[0029]可选择地，该机构系被构制或控制成可周期性暂时地增加通过该第二流路的相对流率来周期性地增加该检测器的敏感度，而使该检测区域平均曝露于来自第二流路之流体的平均时间及所带送的污染物将会减少，以减少该检测区域的污染。
[0030]本发明的另一方面提供一种用以检测一个环境中的微粒之微粒检测器的过滤装置，该微粒检测器包含一个或更多个传感器，用以分析一个检测区域中的流体来产生传感器输出，该过滤装置包含:界定流路的结构，用以由该环境朝向该检测区域输送流体，包含一个第一流路及一个第二流路，该第一流路含有一个过滤器，及该第二流路旁通该过滤器；一个用以控制流体通过该第一流路和第二流路的相对流率的机构；及一个控制器，其被构制成可控制该机构来周期性暂时地增加通过该第二流路的相对流率，以周期性地增加该检测器的敏感度，而使该检测区域曝露于来自第二流路之流体的平均时间，及所带送的污染物能被减少，以减少该检测区域的污染。
[0031]在本发明的优选形式中，通过该第二流路的相对流率系被每分钟暂时地增加一次或更多次。
[0032]优选地，该机构系被构制或控制成，在通过该第二流路之相对流率每一次周期性暂时地增加期间，实质上所有的流体皆系经由该第二流路被输送。最好该机构系被构制或控制成，在通过该第二流路之相对流率每次周期性暂时地增加之间，实质上所有的流体皆系经由该第一流路被输送。
[0033]该结构可包含一个分流装置，用以接收一个来自该环境的共同流体流，并将该共同流的各部份导入该第一流路和第二流路。优选的是，该结构包含一个流体组合装置以接收来自该第一流路和第二流路的流体，并朝向该检测区域输送一组合的流体流。
[0034]该机构可包含一个阀，例如一个螺线管阀。在本发明的较佳形式中，该机构包含一个机电装置。