针对基于电离室的警报的泄漏电流噪声降低的制作方法

文档序号:42367824发布日期:2025-07-04 17:44阅读:113来源:国知局

本公开涉及传感器和/或警报。本文的教导内容的各种用途可以包括环境监测,诸如烟雾检测器和/或针对基于电离室的警报的泄漏电流噪声降低。


背景技术:

1、电离室可以用于检测烟雾检测器中的烟雾颗粒。这些电离室通常由相对高的电压驱动以产生足够的输出信号来与噪声源区分。该输出信号可以是电压,通常被缓冲然后由比较器评估。电离室的源阻抗可以在太欧姆(tera-ohm)范围内,该源阻抗显著高于最常用的印刷电路板(pcb)材料中的一种印刷电路板材料的阻抗。

2、大的阻抗失配和用于驱动电离室的相对高的电压可能导致跨pcb绝缘的泄漏电流。该泄漏电流在电离电压驱动器中引入不平衡,并且可能导致来自pcb制造过程的残留物和灰尘随时间累积,从而形成增加板导电性的导电枝晶生长。随着pcb的电阻率随时间变低,泄漏电流可能增加,这可能促进进一步的枝晶发展。如果预期的电离室电压输出被附加的电流传导路径拉离基线(或无泄漏电流)值太远,则枝晶发展可能最终导致设备故障。这种逐渐的设备故障在操作期间将其自身表现为基线信号随时间缓慢漂移到更接近警报跳变点(alarm trip point)水平。随着基线漂移增加并且基线与警报跳变点之间的差值随时间减小,设备灵敏度降低,假警报的机会增加,并且安全性降低,从而使生命和财产面临风险。

3、解决该问题的第一方法是提供保护环以减小泄漏电流。这包括使用缓冲器来跟踪输入信号电压,并且用跟踪输入信号电压的电压来驱动保护环的外部迹线。这围绕并″保护″内部输入信号电压。通过以与输入信号电压相同的电压驱动附近的保护迹线,周围污染的影响被减小,从而减小了泄漏电流。

4、然而,用于保护环电路的缓冲器不是理想的运算放大器。该放大器将具有电压偏移(即使较小),并且将随时间漂移。该偏移将在保护迹线与信号迹线之间引入电压差,从而引起泄漏电流和噪声。通过使用具有较低偏移的精密放大器或零漂移放大器可以减轻该问题,但是这些产品可能比标准运算放大器贵若干倍。

5、解决该问题的第二方法是在pcb上使用共形涂层,该共形涂层通过首先防止工厂污染和/或空气传播的污染到达输入迹线来减少泄漏电流。这是通过创建物理屏障并因此提供高阻抗来完成的。不幸的是,这种方法需要额外的制造步骤,从而导致更高的成本。因此,共形涂层较不常用。

6、解决该问题的第三方法是使放大器输入的引线弯曲,使得该引线在空气中并且直接接触电离室而不是pcb上的迹线。解决该问题的第四类似方法是钻一个与放大器输入引线的位置相对应的大孔,以便实现阻挡与板接触的类似效果,并且使用空气作为绝缘体。第三方法和第四方法可能需要在空气中焊接导线,并且排除了仅使用波峰焊(wave solder)或回流焊(solder refiow),从而增加了附加的制造步骤、附加的成本并引入了潜在的质量问题。


技术实现思路

1、作为本文的教导内容的示例,一种装置可以包括:电离室;电压源,该电压源用于驱动该电离室;电压传感器,该电压传感器用于测量电离室输出电压;校准电路,该校准电路用于基于校正因子来补偿该电离室输出电压;以及监测电路,该监测电路用于在所补偿的输出电压满足预先确定的条件时触发警报;其中校准电路能够操作以确定该校正因子以补偿影响该电离室输出电压的任何泄漏电流。

2、作为另一示例,一种烟雾检测器可以包括:电离室;入口,该入口用于向电离室提供样品;电压源,该电压源用于驱动该电离室;电压传感器,该电压传感器用于测量电离室输出电压;校准电路,该校准电路用于基于校正因子来补偿该电离室输出电压;以及监测电路,该监测电路用于在所补偿的输出电压满足预先确定的条件时触发警报;其中校准电路能够操作以确定该校正因子以补偿影响该电离室输出电压的任何泄漏电流。

3、作为另一示例,一种方法可以包括:利用电压源驱动电离室;利用电压传感器测量电离室输出电压;将引线驱动到不同于该电离室输出电压的第二电压;测量对该第二电压的反应;分析该反应,并且基于该反应来确定校正因子以补偿影响该电离室输出电压的任何泄漏电流;利用校准电路将该校正因子应用于信号;将补偿信号与预先确定的标准进行比较,其中该预先确定的标准包括警报状况;以及如果该补偿信号满足该预先确定的标准,则对该警报状况做出响应。



技术特征:

1.一种装置,所述装置包括:

2.根据权利要求1所述的装置,所述装置包括存储器,所述存储器存储与所述电离室在部署之前的工厂原始状况相对应的工厂基线信号。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的装置,其中所述校准电路能够操作以:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其中所述校准电路能够操作以:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述校准电路能够操作以:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其中所述校准电路能够操作以:

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置,其中所述校准电路能够操作以:

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置,其中所述校准电路能够操作以:

9.一种烟雾检测器,所述烟雾检测器包括:

10.根据权利要求9所述的烟雾检测器,所述烟雾检测器包括存储器,所述存储器存储与所述电离室在部署之前的工厂原始状况相对应的工厂基线信号。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的烟雾检测器,其中所述校准电路能够操作以:

12.根据权利要求9至11中任一项所述的烟雾检测器,其中所述校准电路能够操作以:

13.根据权利要求9至12中任一项所述的烟雾检测器,其中所述校准电路能够操作以:

14.根据权利要求9至13中任一项所述的烟雾检测器,其中所述校准电路能够操作以:

15.根据权利要求9至14中任一项所述的烟雾检测器,其中所述校准电路能够操作以:

16.根据权利要求9至15中任一项所述的烟雾检测器,其中所述校准电路能够操作以:

17.根据权利要求9至16中任一项所述的烟雾检测器,所述烟雾检测器包括存储器,所述存储器存储与所述电离室在部署之前的工厂原始状况相对应的工厂基线信号;

18.一种方法,所述方法包括:

19.根据权利要求18所述的方法,其中:

20.根据权利要求18所述的方法,其中:

21.根据权利要求18所述的方法,其中:

22.根据权利要求18所述的方法,其中:

23.根据权利要求18所述的方法,其中:

24.根据权利要求18所述的方法,其中确定所述补偿因子包括测量对应于主动泄漏电流的新基线信号。

25.根据权利要求18所述的方法,所述方法包括:


技术总结
作为示例,一种装置能够包括:电离室;电压源,该电压源用于驱动该电离室;电压传感器,该电压传感器用于测量电离室输出电压;校准电路,该校准电路用于基于校正因子来补偿该电离室输出电压;以及监测电路,该监测电路用于在所补偿的输出电压满足预先确定的条件时触发警报。该校准电路能够确定该校正因子以补偿影响该电离室输出电压的任何泄漏电流。

技术研发人员:A·埃克,P·麦克法兰德,J·库洛贝特
受保护的技术使用者:微芯片技术股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/7/3
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