自测试火灾感测设备的制作方法

[0001]
本公开整体涉及用于自测试火灾感测设备的设备、方法和系统。


背景技术：

[0002]
大型设施(例如，建筑物)，诸如商业设施、办公楼、医院等，可能具有可在紧急情况(例如，火灾)期间被触发以警告居住者撤离的火灾警报系统。例如，火灾警报系统可包括火灾控制面板和遍布设施(例如，在设施的不同楼层上和/或不同房间中)的多个火灾感测设备(例如，烟雾检测器)，这些火灾感测设备可感测在设施中发生的火灾并经由警报向该设施的居住者提供火灾的通知。
[0003]
维护火灾警报系统可包括按照操作规程对火灾感测设备强制进行的定期测试，力图确保火灾感测设备在正常运行。然而，由于测试只能周期性地完成，因此就有可能无法快速地发现有故障的火灾感测设备或将不会对火灾警报系统中的所有火灾感测设备都进行测试的风险。
[0004]
典型的测试包括维护工程师使用加压气溶胶迫使合成烟雾进入火灾感测设备的室，这样会使该室饱和。在一些示例中，维护工程师还可使用热风枪来升高火灾感测设备和/或气体发生器中的热传感器的温度以将一氧化碳(co)气体排入火灾感测设备中。这些测试可能无法准确地模仿火灾的特性，并且因此，这些测试可能无法准确地确定火灾感测设备检测实际火灾的能力。
[0005]
而且，手动地测试每个火灾感测设备的此过程可能是耗时的、昂贵的且对业务是破坏性的。例如，通常要求维护工程师接取位于建筑物用户所居用的区域或建筑物的通常难以进入的部分(例如，电梯井、高天花板、吊顶空间等)中的火灾感测设备。因此，维护工程师可能要花费数天并进行数次访视才能完成对火灾感测设备的测试，在大型场所尤其如此。另外地，通常存在很多火灾感测设备因接取问题而从未经测试的情况。
附图说明
[0006]
图1示出了根据本公开的实施方案的自测试火灾感测设备的示例。
[0007]
图2示出了根据本公开的实施方案的火灾感测设备的烟雾自测试功能的框图。
[0008]
图3示出了根据本公开的实施方案的火灾感测设备的热自测试功能的框图。
[0009]
图4示出了根据本公开的实施方案的火灾感测设备的气体自测试功能的框图。
[0010]
图5示出了根据本公开的实施方案的用于确定火灾感测设备是否正常运行的示例性光学散射室输出的图。
具体实施方式
[0011]
本文描述了用于自测试火灾感测设备的设备、方法和系统。一种设备包括：可调节颗粒发生器和可变气流发生器，该可调节颗粒发生器和该可变气流发生器被配置为产生足以触发火灾响应而不使光学散射室饱和的气溶胶密度水平；以及光学散射室，该光学散射
室被配置为测量在气溶胶密度水平已经产生之后气溶胶密度水平的下降速率；基于气溶胶密度水平下降的所测量的速率来确定从外部环境通过光学散射室的气流速率；以及基于火灾响应和所确定的气流速率来确定自测试火灾感测设备是否正常运行。
[0012]
相比其中维护工程师必须手动地测试在设施中的每个火灾感测设备(例如，使用加压气溶胶、热风枪、气体发生器或它们的任何组合)的先前火灾感测设备来说，根据本公开的火灾感测设备是自测试的并可更准确地模仿火灾的特性。因此，根据本公开的火灾感测设备可花费更少的时间来进行测试，可连续地和/或按需地进行测试，并且可更准确地确定火灾感测设备检测实际火灾的能力。
[0013]
在以下具体实施方式中，参考形成其一部分的附图。附图以举例说明的方式示出了可以实践本公开的一个或多个实施方案的方式。
[0014]
这些实施方案被描述得足够详细，以使得本领域普通技术人员能够实践本公开的一个或多个实施方案。应当理解，可以利用其他实施方案并且可以做出机械、电气和/或过程改变而不脱离本公开的范围。
[0015]
应当理解，可添加、交换、组合和/或消除本文各实施方案中所示的元件，以便提供本公开的多个另外实施方案。附图中提供的元件的比例和相对尺寸旨在示出本公开的实施方案，并且不应该是限制性的。
[0016]
本文的附图遵循如下编号惯例：一个或多个第一位数字对应于附图编号，而其余数字标识附图中的元件或部件。在不同附图之间的类似元件或部件可通过使用类似的数字来标识。例如，图1中的104可引用元件“04”，并且图2中的类似元件可被引用为204。
[0017]
如本文所用，“一个”或“几个”事物可指一个或多个这样的事物，而“多个”事物可指多于一个这样的事物。例如，“诸多部件”可指一个或多个部件，而“多个部件”可指多于一个部件。
[0018]
图1示出了根据本公开的实施方案的自测试火灾感测设备100的示例。自测试火灾感测设备100可为但不限于火灾控制系统的火灾和/或烟雾检测器。
[0019]
火灾感测设备100(例如，烟雾检测器)可感测在设施中发生的火灾并触发火灾响应以向该设施的居住者提供火灾的通知。火灾响应可包括例如视觉和/或音频警报。火灾响应还可通知紧急服务(例如，消防局、警察局等)。在一些示例中，多个火灾感测设备可遍布设施(例如，在设施的不同楼层上和/或不同房间中)。
[0020]
自测试火灾感测设备100可自动地或按照命令进行包含在火灾感测设备100内的一个和多个测试。该一个和多个测试可确定自测试火灾感测设备100是否正常运行。
[0021]
如图1所示，火灾感测设备100可包括可调节颗粒发生器102、包括发射器发光二极管(led)105和接收器光电二极管106的光学散射室104、热源108、热传感器110、气体源112、气体传感器114、可变气流发生器116、接近传感器118和附加热源119。在一些示例中，火灾感测设备100还可包括微控制器，该微控制器包括存储器和/或处理器，如将结合图2至图4进一步描述的。
[0022]
火灾感测设备100的可调节颗粒发生器102可产生可通过可变气流发生器116混合成受控的气溶胶密度水平的颗粒。气溶胶密度水平可为可由光学散射室104检测到的特定水平。在一些示例中，可响应于光学散射室104检测到气溶胶密度水平而触发火灾响应。一旦气溶胶密度水平已经达到特定水平，就可关闭可调节颗粒发生器116，并且可变气流发生
器116可增大通过光学散射室104的气流速率。可变气流发生器116可增大通过光学散射室104的气流速率，以在可调节颗粒发生器116产生颗粒之前将气溶胶密度水平下降回到光学散射室104的初始水平。例如，可变气流发生器116可在确定火灾感测设备100是否正常运行之后从光学散射室104去除气溶胶。如果火灾感测设备100没有被阻挡或覆盖，则从外部环境通过光学散射室104的气流将导致气溶胶密度水平下降。在气溶胶密度水平已经产生之后气溶胶密度水平的下降速率与从外部环境通过光学散射室104的气流成比例，因此光学散射室104可测量气流以确定感测设备100是否受阻和感测装置100是否正常运行。
[0023]
可调节颗粒发生器102可包括贮存器以容纳用于形成颗粒的液体和/或蜡。可调节颗粒发生器102还可包括热源，该热源可为热源108或不同热源。热源108可为电阻丝线圈。流过该丝的电流可用于控制热源108的温度并进一步控制由可调节颗粒发生器102产生的颗粒数量。热源108可加热液体和/或蜡以形成气载颗粒以模拟来自火灾的烟雾。颗粒可测量出约1微米的直径，并且/或者颗粒可在光学散射室104的灵敏度范围内。热源108可将液体和/或蜡加热到特定温度和/或在特定时间段内加热液体和/或蜡以产生足以触发来自正常运行的火灾感测设备的火灾响应而不使光学散射室104饱和的气溶胶密度水平和/或产生足以测试故障条件而不会触发火灾响应或使光学散射室104饱和的气溶胶密度水平。控制气溶胶密度水平的能力可允许烟雾测试更准确地模仿火灾的特性并防止光学散射室104变得饱和。
[0024]
由于火灾感测设备100中的挡板开度允许来自火灾的空气和/或烟雾流过火灾感测设备100，光学散射室104可感测外部环境。光学散射室104可为气流监测设备的示例。在一些示例中，可使用不同气流监测设备来测量通过火灾感测设备100的气流。
[0025]
如先前所讨论，气溶胶密度水平的下降速率可用于确定从外部环境通过光学散射室104的气流速率，并且可基于所确定的气流速率和/或火灾响应来确定火灾感测设备100是否正常运行。例如，可响应于气流速率超过阈值气流速率和/或火灾响应被触发来确定火灾感测设备100正在正常运行。在一些示例中，如果气流速率未能超过阈值气流速率，则火灾感测设备100可触发故障。例如，当检测到受阻气流时，火灾感测设备100可将故障的通知发送到监测设备。在一些示例中，受阻气流可为人有意试图遮掩(例如，覆盖)火灾感测设备100所致。
[0026]
火灾感测设备100可包括附加热源119，但是如果热传感器110是自加热的，则可不要求附加热源119。在一些示例中，热源119可在足以触发来自正常运行的热传感器110的火灾响应的温度下产生热。热源119可被打开以在热自测试期间产生热。一旦热自测试完成，就可关闭热源119以停止产生热。
[0027]
热传感器110通常可用于检测由火灾导致的温度升高。一旦热源119关闭，热传感器110就可测量温度的降低速率。温度的降低速率可与从外部环境通过火灾感测设备100的气流成比例，并且因此，温度的降低速率可用于确定气流速率。气流速率可用于确定空气是否能够进入火灾感测设备100并到达热传感器110。气流速率也可被测量并用于补偿用于对火灾感测设备100进行自测试的气溶胶的产生。
[0028]
可响应于热传感器110检测到超过阈值温度的温度而触发火灾响应。可响应于火灾响应的触发和所确定的气流速率来确定火灾感测设备100正在正常运行。
[0029]
可响应于所确定的随时间推移的温度变化未能超过随时间推移的阈值温度变化
而由火灾感测设备100触发故障。在一些示例中，故障可被发送到监测设备。所确定的随时间推移的温度变化可确定火灾感测设备100是否正常运行。在一些示例中，可响应于从温度随时间推移的所确定的变化得到的气流速率超过阈值气流速率来确定火灾感测设备100正在正常运行。
[0030]
气体源112可为分开的和/或被包括在可调节颗粒发生器102中，如图1所示。气体源112可被配置为释放一种或多种气体。该一种或多种气体可通过燃烧产生。在一些示例中，一种或多种气体可为一氧化碳(co)和/或交叉敏感气体。气体源112可以足以触发来自正常运行的火灾感测设备的火灾响应和/或触发正常运行的气体传感器114中的故障的气体水平产生气体。
[0031]
气体传感器114可检测火灾感测设备100中的一种或多种气体，诸如例如由气体源112释放的一种或多种气体。例如，气体传感器114可检测co和/或交叉敏感气体。在一些示例中，气体传感器114可为co检测器。一旦气体源112关闭，气体传感器114就可测量气体水平并确定随时间推移的气体水平变化以确定气流速率。气流速率可用于确定空气是否能够进入火灾感测设备100并到达气体传感器114。
[0032]
可响应于气体传感器114检测到一种或多种气体和/或一种或多种气体超过阈值水平而触发火灾感测设备100的火灾响应。可响应于火灾响应、气体传感器114检测到一种或多种气体和/或一种或多种气体超过阈值水平以及火灾感测设备100正常触发火灾响应来确定火灾感测设备100正在正常运行。
[0033]
可基于随时间推移的气体水平变化来确定火灾感测设备100正在正常运行。在一些示例中，可响应于随时间推移的气体水平变化超过阈值气体水平变化和/或从气体水平随时间推移的所确定的变化得到气流速率超过阈值气流速率来确定火灾感测设备100正在正常运行。火灾感测设备100可响应于随时间推移的气体水平变化未能超过气体水平的阈值变化和/或气流速率未能超过阈值气流速率而触发和/或发送故障。在一些示例中，可响应于火灾响应的触发和/或故障的触发来确定火灾感测设备100正在正常运行。
[0034]
可变气流发生器116可控制通过包括光学散射室104的第一感测设备100的气流。例如，可变气流发生器116可将气体和/或气溶胶从火灾感测设备100的第一端部移动到火灾感测设备100的第二端部。在一些示例中，可变气流发生器116可为风扇。可变气流发生器116可响应于可调节颗粒发生器102、热源119和/或气体源112起动而起动。可变气流发生器116可响应于可调节颗粒发生器102、热源119和/或气体源112停止而停止，并且/或者可变气流发生器116可在可调节颗粒发生器102、热源119和/或气体源112已经停止之后的特定时间段之后停止。
[0035]
火灾感测设备100可包括一个或多个接近传感器118。接近传感器118可检测在火灾感测设备100的特定距离内的物体，并且因此可用于检测旨在阻止火灾感测设备100正常运行的篡改。例如，接近传感器118可检测放置在火灾感测设备100前面或上方以阻碍热、气体和/或烟雾进入光学散射室104的物体(例如，手、一件衣服等)，力图防止触发来自火灾感测设备100的火灾响应。在一些示例中，可响应于接近传感器118检测到在火灾感测设备100的特定距离内的物体而触发火灾感测设备100的火灾响应。
[0036]
图2示出了根据本公开的实施方案的火灾感测设备的烟雾自测试功能220的框图。烟雾自测试功能220的框图包括火灾感测设备200和监测设备201。火灾感测设备200包括微
控制器222、可调节颗粒发生器202、光学散射室204和可变气流发生器216。
[0037]
监测设备201可为控制面板、火灾检测控制系统和/或火灾警报系统的云计算设备。监测设备201可被配置为经由有线或无线网络向火灾感测设备200发送命令和/或从该火灾感测设备接收测试结果。网络可为网络关系，监测设备201可通过该网络关系与火灾感测设备200通信。这种网络关系的示例可包括分布式计算环境(例如，云计算环境)、诸如互联网的广域网(wan)、局域网(lan)、个人局域网(pan)、校园网(can)或城域网(man)，以及其他类型的网络关系。例如，网络可包括经由有线或无线网络从监测设备201和火灾感测设备200接收信息并向该监测设备和该火灾感测设备传输信息的多个服务器。
[0038]
如本文所用，“网络”可提供直接地或间接地链接两个或更多个计算机和/或外围设备并允许监测设备访问火灾感测设备200上的数据和/或资源且反之亦然的通信系统。网络可允许用户与其他网络用户共享自己系统上的资源，并访问位于中心位置的系统或位于远程位置的系统上的信息。例如，网络可将多个计算设备连接在一起以形成分布式控制网络(例如，云)。
[0039]
网络可提供到互联网和/或到其他实体(例如，组织、机构等)的网络的连接。用户可与启用网络的软件应用程序交互来发出网络请求，诸如获取数据。应用程序还可与网络管理软件通信，网络管理软件可与网络硬件交互以在网络上的设备之间传输信息。
[0040]
微控制器222可包括处理器224和存储器226。存储器224可为任何类型的存储介质，其可由处理器226访问以执行本公开的各种示例。例如，存储器224可为在其上存储有计算机可读指令(例如，计算机程序指令)的非暂态计算机可读介质，处理器226能够执行该指令以根据本公开测试火灾感测设备200。例如，处理器226可执行存储在存储器224中的可执行指令以产生特定气溶胶密度水平、测量所产生的气溶胶密度水平、确定从外部环境通过光学散射室204的气流速率并传输所确定的气流速率。在一些示例中，存储器224可存储足以触发来自正常运行的火灾感测设备的火灾响应的气溶胶密度水平、足以测试故障条件而不触发火灾响应的气溶胶密度水平、验证通过光学散射室204的适当气流的阈值气流速率和/或自先前进行烟雾自测试功能(例如，产生特定气溶胶密度水平并测量所产生的气溶胶密度水平)以来已经经过的特定时间段。
[0041]
微控制器222可响应于自先前进行烟雾自测试功能以来经过特定时间段和/或响应于从监测设备201接收到命令而执行火灾感测设备200的烟雾自测试功能220。
[0042]
微控制器222可将命令发送到可调节颗粒发生器202以产生颗粒。可经由可变气流发生器216将颗粒抽吸通过光学散射室204，从而形成受控的气溶胶密度水平。气溶胶密度水平可足以触发火灾响应而不使光学散射室饱和。可测量气溶胶密度水平，并且可通过光学散射室204来确定气流速率。如图2所示，散射室204可包括发射器发光二极管(led)205和接收器光电二极管206以测量气溶胶密度水平。
[0043]
一旦测量了气溶胶密度水平和/或确定了气流速率，火灾感测设备200就可将测试结果(例如，火灾响应、气溶胶密度水平、在气溶胶密度水平已经产生之后气溶胶密度水平的下降速率和/或气流速率)存储在存储器224中和/或将测试结果发送到监测设备201。在一些示例中，火灾感测设备200可基于测试结果来确定火灾感测设备200是否正常运行，并且/或者监测设备201可基于测试结果来确定火灾感测设备200是否正常运行。例如，监测设备201可响应于火灾响应的触发和/或气流速率超过阈值气流速率而确定火灾感测设备200
正在正常运行。
[0044]
图3示出了根据本公开的实施方案的火灾感测设备的热自测试功能330的框图。热自测试功能330的框图包括火灾感测设备300和监测设备301。火灾感测设备300包括微控制器322、热源319、热感测元件310和可变气流发生器316。
[0045]
微控制器322可包括存储器324和处理器326。存储器324可为在其上存储有计算机可读指令(例如，计算机程序指令)的非暂态计算机可读介质，处理器326能够执行该指令以根据本公开测试火灾感测设备300。例如，处理器326可执行存储在存储器324中的可执行指令以使用热源319在足以触发火灾响应的温度下产生热、使用热传感器310检测温度的升高、关闭热源319、测量温度的降低速率和/或基于温度的降低速率来确定气流速率。在一些示例中，存储器324可存储足以触发来自正常运行的热感测元件310的火灾响应的阈值温度和/或自先前进行热自测试功能(例如，产生热、检测温度的升高、关闭热源、测量温度的降低速率、基于温度的降低速率来确定气流速率和/或传输温度读数)以来已经经过的时间段。
[0046]
微控制器322可响应于自先前进行热自测试功能以来经过特定时间段和/或响应于从监测设备301接收到命令而执行火灾感测设备300的热自测试功能330。
[0047]
微控制器322可向热源319发送命令以产生热。可经由可变气流发生器316将热吸过热传感器310，可关闭热源319，可关闭可变气流发生器316，热传感器310可测量温度的降低速率，并且/或者基于温度的降低速率来确定气流速率。火灾感测设备300可将所测量的温度降低速率和/或所确定的气流速率存储在存储器324中和/或将测试结果(例如，所测量的温度降低速率和/或所确定的气流速率)发送到监测设备301。在一些示例中，火灾感测设备300可基于火灾响应、所测量的温度降低速率和/或所确定的气流速率来确定火灾感测设备300是否正常运行，并且/或者监测设备301可基于所测量的温度降低速率和/或所确定的气流速率来确定火灾感测设备300是否正常运行。例如，监测设备301可响应于所测量的温度降低速率超过阈值温度降低速率和/或所确定的空气流量超过阈值气流速率而确定火灾感测设备300正在正常运行。
[0048]
图4示出了根据本公开的实施方案的火灾感测设备400的气体自测试功能440的框图。气体自测试功能440的框图包括火灾感测设备400和监测设备401。火灾感测设备400包括微控制器422、气体源412、气体传感器414和可变气流发生器416。
[0049]
微控制器422可包括存储器424和处理器426。存储器424可为在其上存储有计算机可读指令(例如，计算机程序指令)的非暂态计算机可读介质，处理器426能够执行该指令以根据本公开测试火灾感测设备400。例如，处理器426可执行存储在存储器424中的可执行指令以使用气体源412释放一种或多种气体并使用气体传感器414检测一种或多种气体。在一些示例中，存储器424可存储足以触发来自正常运行的气体传感器414的火灾响应的气体的阈值水平和/或自先前进行气体自测试功能440(例如，释放气体、检测气体、确定随时间推移的气体水平变化、传输气体水平和/或传输随时间推移的气体水平变化)以来已经经过的时间段。
[0050]
微控制器422可响应于自先前进行气体自测试功能以来经过特定时间段和/或响应于从监测设备401接收到命令而执行火灾感测设备400的气体自测试功能440。
[0051]
微控制器422可将命令发送到气体源412以释放气体。可经由可变气流发生器416
将气体吸过气体传感器414，气体传感器414可测量气体水平，并且确定随时间推移的气体水平变化。一旦测量了气体水平，火灾感测设备400就可将测试结果(例如，气体水平和/或随时间推移的气体水平变化)存储在存储器424中和/或将测试结果发送到监测设备401。火灾感测设备400和/或监测设备401可基于随时间推移的气体水平变化来确定气流速率。在一些示例中，火灾感测设备400可基于测试结果和/或所确定的气流速率来确定火灾感测设备400是否正常运行，并且/或者监测设备401可基于测试结果和/或所确定的气流速率来确定火灾感测设备400是否正常运行。例如，监测设备401可响应于火灾响应、检测到一种或多种气体、检测到一个或多个气体水平、确定随时间推移的气体水平变化超过阈值水平和/或确定所确定的气流速率超过阈值气流速率而确定火灾感测设备400正在正常运行。
[0052]
图5示出了用于确定根据本公开的实施方案的火灾感测设备(例如，图2中的火灾感测设备200)是否正常运行的示例性光学散射室(例如，传感器)输出558-1和558-2的图(例如，曲线图)550。光学散射室输出558-1和558-2可为气溶胶密度水平的下降速率。
[0053]
在图5所示的示例中，在时间552-1处，可使可变气流发生器(例如，图2中的可变气流发生器216)和可调节颗粒发生器(例如，图2中的可调节颗粒发生器202)断电(例如，关闭)。在时间552-2处，可使可变气流产生器和可调节颗粒发生器通电(例如，打开)以起动烟雾自测试功能，如先前结合图2所描述。当通电时，可调节颗粒发生器(例如，风扇)可产生颗粒(例如，气溶胶颗粒)，并且所产生的颗粒可通过可变气流发生器混合成受控的气溶胶密度水平。可变气流发生器可使所产生的颗粒移动通过光学散射室(例如，图2中的光学散射室204)。光学散射室可通过测量在气溶胶密度水平已经产生之后气溶胶密度水平的下降速率来确定气流速率。
[0054]
可产生颗粒，直到达到阈值气溶胶密度水平(例如，设定点)556。例如，阈值气溶胶密度水平可为足以触发来自正常运行的火灾感测设备的火灾响应(例如，火灾阈值)554而不使光学散射室饱和的气溶胶密度水平。一旦达到阈值气溶胶密度水平556，可调节颗粒发生器就可在时间552-3处停止产生颗粒，并且可变气流发生器可继续和/或增加气流，从而使所产生的颗粒移动通过光学散射室。
[0055]
在可调节颗粒发生器已经停止之后所测量的气溶胶密度水平可随时间推移而下降，如示例性光学散射室输出558-1和558-2所示。在示例性光学散射室输出588-1中，在可调节颗粒发生器停止产生颗粒之后，气溶胶密度水平保持高于示例性光学散射室输出558-2。示例性光学散射室输出588-1例示了通过光学散射室的受阻气流，其中光学散射室被遮掩，并且火灾感测设备无法正常运行。
[0056]
在示例性光学散射室输出588-2中，在可调节颗粒发生器停止产生颗粒之后，气溶胶密度水平下降得比示例性光学散射室输出588-1多。示例性光学散射室输出588-2例示了通过光学散射室的充足气流，其中光学散射室未被遮掩，并且火灾感测设备可正常运行。一旦确定火灾感测设备是否正常运行，在时间552-4，就可完成烟雾自测试功能，并且可变气流发生器可关闭。
[0057]
尽管本文已说明和描述了特定实施方案，但所属领域的技术人员将了解，经计算以实现相同技术的任何布置可替代所展示的特定实施方案。本公开旨在覆盖本公开的各种实施方案的任何和所有修改或变化。
[0058]
应当理解，以上描述是以说明而不是限制的方式给出的。通过阅读以上描述，上述
实施方案的组合以及本文未特别描述的其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。
[0059]
本公开的各种实施方案的范围包括使用上述结构和方法的任何其他应用。因此，应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等价物的全部范围来确定本公开的各种实施方案的范围。
[0060]
在上述具体实施方式中，出于简化本公开的目的，在附图中示出的示例实施方案中将各种特征组合在一起。该公开方法不应被解释为反映本公开的实施方案需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。
[0061]
相反，如以下权利要求所反映的，发明主题在于少于单个公开实施方案的所有特征。因此，以下权利要求在此并入到具体实施方式中，每个权利要求自身作为单独的实施方案。