專利名稱：高靈敏度的顆粒檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地說本發(fā)明涉及高靈敏度的顆粒檢測。僅作為舉例的方式更詳細(xì)地描述的本發(fā)明的實施例是用于檢測煙塵顆粒的存在。
已有技術(shù)的描述GB-A-2330410公開了以藍(lán)色和紅外輻射發(fā)射器的交替啟動的煙塵檢測器。比較表示所接收的藍(lán)色和紅外輻射的信號以確定煙塵的存在。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供了一種顆粒檢測設(shè)備，包括第一和第二輻射發(fā)射裝置、輻射感測裝置、處理裝置和輸出裝置，所述第一和第二輻射發(fā)射裝置在分別工作時將第一和第二輻射沿基本相同的預(yù)定通路分別發(fā)射到散射空間，所述輻射感測裝置接收和感測從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第一輻射和接收和感測從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第二輻射，該處理裝置響應(yīng)所接收和感測的第一輻射依賴其產(chǎn)生第一信號和響應(yīng)所接收和感測的第二輻射依賴其產(chǎn)生第二信號，該輸出裝置比較這兩個信號由此在比較結(jié)果指示該顆粒具有預(yù)定的類型時但不是在比較結(jié)果指示其它的情況時產(chǎn)生報警輸出，其特征在于控制裝置，其工作使第一輻射發(fā)射裝置工作時保持第二輻射發(fā)射裝置不工作直到第一信號已經(jīng)超過預(yù)定的值，然后使第二輻射發(fā)射裝置工作。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種顆粒檢測方法，包括如下的步驟沿基本相同的預(yù)定通路可控制地允許第一和第二輻射的相應(yīng)的發(fā)射進(jìn)入散射空間，接收和感測從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第一輻射和接收和感測從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第二輻射，處理所接收和感測的第一輻射依賴其產(chǎn)生第一信號和處理所接收和感測的第二輻射依賴其產(chǎn)生第二信號，比較這兩個信號由此在比較結(jié)果指示該顆粒具有預(yù)定的類型時但不是在比較結(jié)果指示其它的情況時產(chǎn)生報警輸出，其特征在于在允許第一輻射發(fā)射的同時阻止第二輻射的發(fā)射直到第一信號已經(jīng)超過預(yù)定的值，然后使第二輻射發(fā)射。
附圖概述參考附圖，僅以舉例的方式描述根據(jù)本發(fā)明的高靈敏度顆粒檢測設(shè)備和方法，其中附

圖1所示為該設(shè)備的一種形式的示意圖；附圖2-7所示為解釋附圖1的設(shè)備的工作和優(yōu)點的曲線圖；和附圖8所示為進(jìn)一步解釋附圖1的設(shè)備的工作的流程圖。
實施本發(fā)明的模式雖然下文描述的設(shè)備和方法使用輻射散射技術(shù)檢測在空氣中的煙塵，但是可以理解的是使用相同的設(shè)備和方法也可以檢測其它的顆粒。本設(shè)備和方法的目的在于至少檢測低至0.2％每米的煙塵密度的煙塵顆粒的存在。這種設(shè)備主要用于檢測初期燃燒。
設(shè)備1(附圖1)包括發(fā)射輻射的兩個輻射源3，3A，輻射通過分束器17沿7所示的通路5傳輸。輻射7通過空間9朝束流收集器11傳輸。設(shè)置橢面鏡13以收集由在空間9(在下文要討論的前向散射角度的預(yù)定范圍內(nèi))中存在的煙塵顆粒散射的輻射并將這種輻射聚焦到檢測器15上，該檢測器15可以是硅光電二極管。
源3以大約400納米和500納米之間的相對短波長(即可見藍(lán)光)發(fā)射輻射?？扇〉氖牵椛湓?是產(chǎn)生470納米的輻射的LED。源3A產(chǎn)生大約880納米的紅外輻射，并且也可以是LED。檢測器15對由兩個源所發(fā)射的輻射敏感。
在使用中，在散射空間9中存在的顆粒使輻射7通過預(yù)定的角度范圍散射。設(shè)置橢面鏡13以通過橢面鏡13收集小于45°的前向散射角度(更具體地，以在大約10°和35°之間的散射角度)散射的任何光。橢面鏡13在垂直于入射輻射方向的所有平面中從散射空間以這些角度散射的光聚焦到硅光電二極管15上，該硅光電二極管產(chǎn)生相應(yīng)的信號。這種結(jié)構(gòu)使入射在硅光電二極管15上的輻射最大。
沒有被散射的任何輻射將入射并基本由束流收集器11捕獲，并且硅光電二極管15不產(chǎn)生相應(yīng)的信號。
來自硅光電二極管15的輸出通過線路18饋送給控制系統(tǒng)16?？刂葡到y(tǒng)16控制LED 3和3A的激發(fā)。如下文所解釋，控制系統(tǒng)16處理從光電二極管15中接收的輸出并在線路21和23上產(chǎn)生信號，該信號分別對應(yīng)于響應(yīng)來自LED 3的散射輻射由光電二極管15產(chǎn)生的輸出和響應(yīng)來自LED 3A的散射輻射由光電二極管15所產(chǎn)生的輸出。
線路21和23饋送給比較器25和閾值單元26，28和29。
在附圖2中的曲線A所示為對于以每米遮蔽的藍(lán)光(即來自光源3的光)的百分比表示的不同的煙塵遮蔽的檢測器15的輸出。曲線B所示為在輻射的波長大約880納米(即來自源3A的輻射)時在相同的散射角度上的對應(yīng)的檢測器輸出。在每種情況下，前向散射角度的范圍相同(在大約10°和35°之間)。所示的測試的煙塵由陰燒棉產(chǎn)生的。
附圖2清楚地示出了在低至0.2％每米的煙塵密度下從光電二極管15中產(chǎn)生的可檢測的信號，與響應(yīng)來自源3A的紅外輻射產(chǎn)生的檢測器輸出相比響應(yīng)源3的藍(lán)色可見光產(chǎn)生的檢測器輸出大得多。
附圖3所示為使用不同的波長對于煙塵的顆粒大小的典型分布所計算的散射增益相對于前向散射角度的曲線。散射增益是散射進(jìn)單位立體角中的光量作為落在單個顆粒上的光的分?jǐn)?shù)。曲線A對應(yīng)于通過源3所產(chǎn)生的藍(lán)色可見光，曲線B對應(yīng)于通過源3A所產(chǎn)生的紅外可見光。
附圖3所示為對于高達(dá)大約155°的散射角度響應(yīng)藍(lán)色可見光(曲線A)的散射增益明顯大于響應(yīng)紅外輻射(曲線B)的散射增益，雖然在小于45°的散射角度上散射增益的增加大得多。
因此，在附圖2和3中的曲線A示出了如何結(jié)合使用藍(lán)色可見光(在400和500納米之間的輻射)和使用在低散射角度(在大約10°和35°之間)使靈敏度極大地增加。
煙塵檢測器在存在較大的懸浮顆粒(比如冷凝的水霧或灰塵)的情況下易于產(chǎn)生錯誤的報警。附圖4對應(yīng)于附圖3，但所使用的顆粒是具有典型的冷凝水霧的大小分布的顆粒。曲線A所示為響應(yīng)來自源3的藍(lán)色可見光的散射增益，而曲線B是響應(yīng)來自源3A的紅外輻射的散射增益。在附圖4中的曲線A和B所示為在該測試波長下，至少在大約15°和30°之間的散射角度下散射增益基本相同。因此附圖3和4的對比說明對于煙塵顆粒響應(yīng)藍(lán)色光的光電二極管信號與響應(yīng)紅外輻射的光電二極管信號的比率高于“討厭的”懸浮微粒(比如水霧顆粒)的比率。
在使用中，檢測設(shè)備可以在兩種模式中的任一模式下工作。
在第一檢測模式下，控制系統(tǒng)16以不同的頻率連續(xù)地驅(qū)動LED 3，3A，形成控制系統(tǒng)16的部件的獨立的窄帶或鎖定放大器響應(yīng)光電二極管15的輸出，并以對應(yīng)于散射的藍(lán)光和散射的紅外輻射的信號分別激發(fā)線路21和23。在線路21和23上的信號饋送給比較單元25，該比較單元25測量在線路21上的信號的幅值與在線路23上的信號的幅值的比率。附圖5和6解釋在這種模式下設(shè)備的工作。
在附圖5和6中，水平軸代表時間，左手垂直軸代表以每米遮蔽的光的百分比表示的可見遮蔽，右手垂直軸代表在附圖1中的檢測器15的輸出。左手和右手軸是對數(shù)標(biāo)度。
附圖5所示為在由煙塵(在這種情況下是由陰燃棉產(chǎn)生的灰煙)引起的遮蔽時獲得的結(jié)果，該煙塵在100s釋放5s，然后在200和300s之間釋放100s。在附圖6中，遮蔽由非煙塵源引起，在這種情況下由頭發(fā)定型劑懸浮顆粒引起。在100s 1秒噴射被釋放而在200s噴射10s。
在附圖5中，曲線I繪制遮蔽曲線。曲線II繪制檢測器15響應(yīng)由源3發(fā)射的藍(lán)色光的輸出曲線。曲線III繪制了檢測器15響應(yīng)由源3A發(fā)射的紅外輻射的輸出的曲線。可以看出，檢測器響應(yīng)散射的紅外輻射的輸出(曲線III)比檢測器響應(yīng)散射的藍(lán)色光的輸出(曲線II)小得多。曲線IV顯示了在發(fā)射的輻射是藍(lán)色光時的檢測器的輸出(曲線II)與在發(fā)射的輻射是紅外時的輸出(曲線III)的比率。該比率比1明顯大。
在附圖6中，曲線I，II，III和IV與附圖5相同。應(yīng)該注意的是，由曲線IV所示的比率比1明顯小。
因此，如果比較單元25確定它所測量的比率大于預(yù)定的值，則這表示煙塵的遮蔽，該單元在線路30上產(chǎn)生報警信號。然而，如果所測量的比率小于1，這表示沒有煙塵遮蔽，不產(chǎn)生報警信號。因此，通過測量在檢測模式下在線路21和23上產(chǎn)生的信號的比率，以相對非煙塵遮蔽非常好的分辨率產(chǎn)生非常靈敏的煙塵檢測。來自比較單元25的在線路30上的報警信號的輸出饋送給報警單元32，如果在線路21上的信號的量值(即光電二極管15響應(yīng)所接收的散射藍(lán)光產(chǎn)生的信號)超過由閾值單元29固定的預(yù)定的閾值，該報警單元也接收在線路34上的輸出。如果報警單元32接收在線路30和34二者上的信號，則它產(chǎn)生報警輸出。
然而，根據(jù)上述的檢測器設(shè)備的特征，它也可以在監(jiān)視模式下工作，實際上，它通常工作在這種模式下。在監(jiān)視模式下，控制系統(tǒng)16維持源3切斷或可能以很低的速率發(fā)送脈沖。但是，在這種模式中，控制系統(tǒng)部件16周期性地激發(fā)紅外源3A。源3A可以以相當(dāng)大的強度但非常短的周期和非常低的閃爍率(例如，大約每秒一次)激發(fā)。因為在監(jiān)視模式下僅激發(fā)源3A，并且以相對較低的閃爍率在短的周期內(nèi)激發(fā)，因此在這種模式下功率消耗較低。人們所已知的是，在這種方式激發(fā)時紅外LED具有較長的壽命。
在監(jiān)視模式下，控制系統(tǒng)16監(jiān)視來自檢測器15的輸出。在空間9中沒有任何遮蔽的情況下，當(dāng)然不存在輸出。但是，在存在任何遮蔽的情況下，某些紅外輻射就散射到檢測器15上，因此在線路18上產(chǎn)生相應(yīng)的輸出?？刂葡到y(tǒng)16在線路23上產(chǎn)生相應(yīng)的信號(使用適合的同步放大器)并將這個信號的幅值與在閾值檢測器28中的預(yù)定的閾值進(jìn)行比較。如果超過預(yù)定的閾值，則在線路36上的信號使控制系統(tǒng)16將設(shè)備切換到上述的檢測模式，在上述的檢測模式下，源3和3A分別被以不同的頻率輸送脈沖，這些頻率比在監(jiān)視模式中對紅外源3A輸送脈沖的頻率大。如上文已經(jīng)解釋，比較單元25現(xiàn)在測量在線路21和23上分別產(chǎn)生的信號之間的比率，因此，相對于非煙塵遮蔽，該系統(tǒng)現(xiàn)在以更高的靈敏度工作以檢測煙塵顆粒和鑒別。
因此，這樣，在要求高靈敏度煙塵檢測和鑒別的情況時僅激發(fā)產(chǎn)生藍(lán)光的光源3。因此可以使功率消耗最小，這可以降低對藍(lán)光發(fā)射LED 3的壽命的不利影響。
在監(jiān)視模式下，紅外LED 3A被輸送脈沖的速率和為將該系統(tǒng)切換到檢測模式光電二極管的輸出必須超過的通過閾值檢測器28施加的閾值根據(jù)在該設(shè)備的特定應(yīng)用中感覺出的危險性設(shè)定。為了維持高靈敏度，這個閾值通常設(shè)定在低的水平。但是，為了確保不出現(xiàn)錯誤報警，在將該設(shè)備切換到檢測模式之前，控制系統(tǒng)被設(shè)定成使光電二極管15的輸出必需超過這個閾值一個來自紅外LED 3A的脈沖輸出的預(yù)定數(shù)量(例如兩個或更多)。
在該設(shè)備已經(jīng)從監(jiān)視模式切換到檢測模式時，它通常保持在檢測模式直到在線路21上產(chǎn)生的對應(yīng)于檢測器15所接收的散射藍(lán)光的信號落在由閾值檢測器26所設(shè)定的預(yù)定的閾值之下(可取的是，保持在該閾值之下至少預(yù)定的時間)或直到由比較單元25所測量的比率已經(jīng)上升到產(chǎn)生表示點火報警的報警輸出的電平之上。
在比較單元25的比率輸出落到報警電平之下時可以將該設(shè)備設(shè)置成自動切換回監(jiān)視模式。另外，手動復(fù)位也是需要的。
在某些情況下，比如在空間9基本是含雜質(zhì)的環(huán)境時，該設(shè)備可能易于在兩種模式之間反復(fù)切換。因此，在空間9中含有雜質(zhì)但沒有煙塵的環(huán)境中，在比較單元25的輸出表示遮蔽是非煙塵遮蔽時該設(shè)備從監(jiān)視模式切換到檢測模式，但然后快速地切換回監(jiān)視模式，并可能繼續(xù)重復(fù)這種切換動作。在這種環(huán)境中，控制系統(tǒng)16可自動設(shè)置成增加閾值單元28的閾值，在將檢測器切換到檢測器模式之前檢測器15的輸出在監(jiān)視模式中必需超過該閾值?？商鎿Q的是，控制系統(tǒng)可以設(shè)置在這種環(huán)境中以限制在檢測模式中花的時間。
參考附圖7和8進(jìn)一步描述該設(shè)備的工作。
附圖7所示為表示時間的水平軸和表示通過LED 3和LED 3A的驅(qū)動電流的垂直軸的曲線圖。因此，曲線A所示為紅外LED 3A輸送脈沖。在時間周期I上，設(shè)備在監(jiān)視模式下工作，在這種模式下LED 3A被以相對較高的電流但偶爾輸送脈沖。因此，在周期I上，藍(lán)色LED 3不發(fā)送脈沖。在時間tI，假設(shè)光電二極管15響應(yīng)散射紅外輻射的輸出到達(dá)由閾值單元28所設(shè)定的預(yù)定的閾值，然后該設(shè)備切換到檢測模式。因此，在時間周期II上，在該設(shè)備處于檢測模式時，曲線顯示紅外LED3A被以較低的電流幅值但高得多的頻率輸送脈沖。類似地，在相同的時間周期(曲線B)上，藍(lán)色LED 3現(xiàn)在被輸送脈沖但其頻率不同于紅外LED 3A。
附圖8所示為檢測器的兩種工作模式的流程圖。
在開始(步驟A)之后，設(shè)備在監(jiān)視模式中開始工作，紅外LED 3A被以較低的速率(每秒)輸送脈沖(步驟B)?？刂葡到y(tǒng)16檢查檢測器15響應(yīng)任何所接收的散射紅外輻射的輸出是否超過第一閾值(閾值I-由閾值單元28所施加的閾值)(步驟C)。如果沒有超過這個閾值，則該設(shè)備保持在監(jiān)視模式。但是，如果超過了閾值1，則該設(shè)備進(jìn)入檢測模式(步驟D)，兩個LED 3和3A現(xiàn)在都被以不同的頻率輸送脈沖。
在所解釋的方式中，在控制系統(tǒng)16中的鎖定放大器在線路21和23上產(chǎn)生對應(yīng)于檢測器響應(yīng)來自LED 3的藍(lán)色輻射和來自LED 3A的紅外輻射的輸出的信號。比較單元25檢查在線路21上的信號的幅值與在線路23上的信號的幅值的比率是否大于1(步驟E)。如果該比率沒有超過1，則控制系統(tǒng)16檢查在線路21上的信號幅值是否超過第二預(yù)定的閾值(閾值2-由閾值單元26所施加的閾值)(步驟F)。如果超過了閾值2，則該設(shè)備保持在檢測模式中。如果沒有超過閾值2，則該設(shè)備返回到監(jiān)視模式。
如果在步驟E中確定由比較單元25所測量的比率大于1，則該設(shè)備檢查(步驟G)在線路21上的信號的幅值是否超過由閾值單元29所施加的閾值(閾值3)。如果沒有超過這個閾值，則不產(chǎn)生報警輸出。但是，如果超過了閾值3，則產(chǎn)生報警(步驟H)。這個信號使報警單元32(附圖1)產(chǎn)生適合的報警輸出(步驟I)。
在步驟J中檢查是否仍然正在產(chǎn)生報警信號。如果不是這樣，則檢測器返回到監(jiān)視模式。如果仍然產(chǎn)生報警信號，則維持報警輸出(步驟I)。
在該設(shè)備中使用的紅外輻射不需要處于880納米。
在變型方案中，可以使用雙LED結(jié)構(gòu)，以替換附圖1的分離的發(fā)射器3，3A和分束器17。
在另一變型方案中，不要求很高的靈敏度，但可以省去附圖1的橢面鏡13，并可以由迷宮式結(jié)構(gòu)(labyrinth arrangement)替代以收集散射的輻射。
權(quán)利要求
1.顆粒檢測設(shè)備，包括第一(3)和第二(3A)輻射發(fā)射裝置、輻射感測裝置(15)、處理裝置(16)和輸出裝置(25)，所述第一和第二輻射發(fā)射裝置在分別工作時將第一和第二輻射沿基本相同的預(yù)定通路(5)分別發(fā)射到散射空間；所述輻射感測裝置接收和感測從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第一輻射和接收和感測從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第二輻射；所述處理裝置響應(yīng)所接收和感測的第一輻射依賴其產(chǎn)生第一信號(21)和響應(yīng)所接收和感測的第二輻射依賴其產(chǎn)生第二信號(23)；所述輸出裝置比較這兩個信號由此在比較結(jié)果指示該顆粒具有預(yù)定的類型時但不是在比較結(jié)果指示其它的情況時產(chǎn)生報警輸出(30)，其特征在于控制裝置(16)，在使第一輻射發(fā)射裝置(3)工作時所述控制裝置(16)工作用于保持第二輻射發(fā)射裝置(3A)不工作直到第一信號(21)已經(jīng)超過預(yù)定的值，然后使第二輻射發(fā)射裝置(3A)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中控制裝置(16)保持第二輻射裝置(3A)不工作直到第一信號(21)已經(jīng)超過預(yù)定的值至少預(yù)定的時間，然后使它工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中通過控制裝置(16)保持第二輻射裝置(3A)斷電而保持它不工作。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中在每個輻射發(fā)射裝置(3，3A)工作時使它的輻射的發(fā)射以預(yù)定的發(fā)射頻率間歇地進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中在每個輻射發(fā)射裝置(3，3A)工作時使它的輻射的發(fā)射以預(yù)定的發(fā)射頻率間歇地進(jìn)行，其中控制裝置(16)通過控制第二輻射發(fā)射裝置(3A)以比預(yù)定的發(fā)射的頻率低得多的發(fā)射頻率發(fā)射輻射而保持它處于不工作狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中在使第一和第二輻射發(fā)射裝置(3，3A)都工作時它們的輻射的發(fā)射頻率預(yù)定為彼此不同的第一和第二頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中處理裝置(16)包括依賴兩個不同的頻率工作的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中在保持第二輻射發(fā)射裝置(3A)不工作的同時通過第一輻射發(fā)射裝置(3)間歇發(fā)射輻射的頻率小于所述第一和第二頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中控制裝置(16)包括控制標(biāo)記/空間比率的裝置，在該比率下在第二輻射發(fā)射裝置(3A)保持不工作時第一輻射發(fā)射裝置(3)發(fā)射比在第二輻射發(fā)射裝置(3A)工作時更低的第一輻射。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中控制裝置(16)包括控制幅值的裝置，在該幅值下在第二輻射發(fā)射裝置(3A)保持不工作時第一輻射發(fā)射裝置(3)發(fā)射比在第二輻射發(fā)射裝置(3A)工作時更高的第一輻射。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括阻止輸出裝置(25)產(chǎn)生報警信號直到第一和第二信號(21，23)中的至少一個超過預(yù)定的值的裝置(29)。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中第一輻射是紅外輻射。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中紅外輻射的波長大約880納米。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中第二輻射是藍(lán)光。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中第二輻射的波長在大約400納米和大約500納米之間。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括從散射空間中采集由其中存在的顆粒以預(yù)定的散射角度前向散射的第一和第二輻射并將所采集的第一和第二輻射導(dǎo)向到輻射和感測裝置(15)以由此接收和感測的采集裝置(13)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中預(yù)定的散射角度位于大約10°和35°之間的范圍。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其中采集裝置(13)是橢面鏡。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中輻射感測裝置(15)包括光電二極管。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中預(yù)定類型的顆粒是煙塵顆粒。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中煙塵顆粒的尺寸小于1微米。
22.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括設(shè)置在預(yù)定的通路中并比散射空間更加遠(yuǎn)離輻射發(fā)射裝置(3，3A)的束流收集裝置(11)。
23.一種顆粒檢測方法，包括如下的步驟沿基本相同的預(yù)定通路(5)可控制地允許第一和第二輻射的相應(yīng)的發(fā)射進(jìn)入散射空間，接收和感測(15)從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第一輻射和接收和感測(15)從散射的空間通過在其中存在的顆粒前向散射的所說的第二輻射，處理(16)所接收和感測的第一輻射以依賴其產(chǎn)生第一信號(21)和處理所接收和感測的第二輻射以依賴其產(chǎn)生第二信號(23)，比較這兩個信號(21，23)由此在比較結(jié)果指示該顆粒具有預(yù)定的類型時但不是在比較結(jié)果指示其它的情況時產(chǎn)生報警輸出，其特征在于，在允許第一輻射發(fā)射的同時阻止第二輻射的發(fā)射直到第一信號已經(jīng)超過預(yù)定的值，然后允許第二輻射發(fā)射。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中阻止第二輻射的發(fā)射的步驟阻止這種高于額定值的發(fā)射。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的方法，其中阻止第二輻射的發(fā)射的步驟阻止這種發(fā)射直到第一信號超過預(yù)定值至少一個預(yù)定的時間。
26.根據(jù)權(quán)利要求23至25中任一權(quán)利要求所述的方法，其中在允許時每種輻射的發(fā)射以預(yù)定的發(fā)射頻率間歇地進(jìn)行。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中在允許時第一和第二輻射的發(fā)射頻率預(yù)定為分別不同的第一和第二頻率。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述處理步驟依賴所述兩個不同的頻率工作。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的方法，其中在阻止第二輻射發(fā)射的同時第一輻射的間歇發(fā)射頻率小于第一和第二頻率。
30.根據(jù)權(quán)利要求26至29中任一權(quán)利要求所述的方法，其中第一輻射以一標(biāo)記/空間比率間歇地發(fā)射，該比率在阻止第二輻射發(fā)射時比在允許第二輻射發(fā)射時更低。
31.根據(jù)權(quán)利要求26至30中任一權(quán)利要求所述的方法，其中在阻止第二輻射發(fā)射時發(fā)射的第一輻射的輻值比在允許第二輻射發(fā)射時更高。
32.根據(jù)權(quán)利要求24至31中任一權(quán)利要求所述的方法，包括阻止產(chǎn)生報警輸出直到第一和第二信號中至少一個超過預(yù)定值的步驟。
33.根據(jù)權(quán)利要求24至32中任一權(quán)利要求所述的方法，其中第一輻射是紅外輻射。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中紅外輻射的波長大約880納米。
35.根據(jù)權(quán)利要求24至34中任一權(quán)利要求所述的方法，其中第二輻射是藍(lán)光。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中第二輻射的波長在大約400納米和500納米之間。
37.根據(jù)權(quán)利要求23至36中任一權(quán)利要求所述的方法，包括采集以預(yù)定的散射角度從散射空間由其中存在的顆粒前向散射的第一和第二輻射并導(dǎo)向所采集的第一和第二輻射以便于接收和感測的步驟。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中預(yù)定的散射角度位于大約10°和35°之間的范圍。
39.根據(jù)權(quán)利要求23至38所述的方法，其中預(yù)定類型的顆粒是煙塵顆粒。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中煙塵顆粒的尺寸小于1微米。
全文摘要
所示的煙塵檢測器從輻射發(fā)射器(3)導(dǎo)向藍(lán)光通過散射空間(9)并從紅外源(3A)導(dǎo)向紅外輻射通過散射空間(9)。在散射空間(9)中由任何顆粒前向散射的輻射由反光鏡(13)導(dǎo)向到光電二極管(15)，光電二極管(15)給控制裝置(16)產(chǎn)生輸出。發(fā)射器(3，3A)被以不同的頻率輸送脈沖，使控制裝置(16)產(chǎn)生分別對應(yīng)于散射的藍(lán)光和散射的紅外輻射的不同的信號(21，23)。對于煙塵顆粒，散射的藍(lán)光比紅外輻射多得多，但對于非煙塵顆粒的情況則不散射那么多。比較器(25)獲得兩個信號(21，23)的比率以產(chǎn)生取決于煙塵的報警輸出。為了減小功率消耗并增加藍(lán)光發(fā)射器(3)的壽命，該設(shè)備通常在監(jiān)視模式下工作，在這種模式下紅外發(fā)射器(3A)被以較高的強度但較低的閃爍速率輸送脈沖，并且藍(lán)光發(fā)射器(3)保持不工作，直到在空間(9)中由顆粒散射的紅外輻射使光電二極管(15)產(chǎn)生足夠的輸出，由此使藍(lán)光二極管工作。
文檔編號G01N21/53GK1489756SQ0280417
公開日2004年4月14日 申請日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者K·F·貝爾, J·吉爾莫雷, , K F 貝爾 申請人:基德Ip控股有限公司