NL9001415A - Optische rook-, aerosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector. - Google Patents

Optische rook-, aerosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector. Download PDF

Info

Publication number
NL9001415A
NL9001415A NL9001415A NL9001415A NL9001415A NL 9001415 A NL9001415 A NL 9001415A NL 9001415 A NL9001415 A NL 9001415A NL 9001415 A NL9001415 A NL 9001415A NL 9001415 A NL9001415 A NL 9001415A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sensors
signals
light
optical
detector
Prior art date
Application number
NL9001415A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Ajax De Boer B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ajax De Boer B V filed Critical Ajax De Boer B V
Priority to NL9001415A priority Critical patent/NL9001415A/nl
Priority to EP91201352A priority patent/EP0462642A1/en
Priority to AU78485/91A priority patent/AU7848591A/en
Priority to JP17477391A priority patent/JPH04233100A/ja
Publication of NL9001415A publication Critical patent/NL9001415A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Optische rook-, aërosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector.
De uitvinding heeft betrekking op een optische rook-, aërosol- en stofdetector, welke een lichtbron bevat die licht in een bepaalde richting op één of meer monsters met rook-, aërosol- of stofdeeltjes uitzendt, welk licht aan genoemde deeltjes wordt verstrooid, alsmede een aantal lichtgevoelige sensors, die het aan één monster verstrooide licht detecteren, alsmede een elektronische inrichting voor de verwerking van van de sensors afkomstige signalen.
Een dergelijke detector is bekend uit het Zwitserse octrooischrift A 591257.
In de bekende detector zijn tenminste twee sensors onder een verschillende hoek ten opzichte van de uit de lichtbron tredende bundel geplaatst, waarbij bij voorkeur één sensor een zodanige plaats heeft dat deze het licht detecteert dat nagenoeg of geheel in het verlengde van de uit de lichtbron tredende bundel wordt verstrooid, en tenminste een lichtgevoelige sensor een zodanige plaats heeft dat deze het licht detecteert dat door de rook-, aërosol- of stofdeeltjes in achterwaartse richting wordt verstrooid.
Met de bekende detector is het mogelijk zowel witte als zwarte rook-, aërosol- of stofdeeltjes te detecteren. In een elektrische schakeling worden de signalen van de sensors integraal benut en aan een d rempelwaardedetector aangeboden.
Aan de bekende optische detector is een aantal bezwaren verbonden. Zo is het niet mogelijk om met gebruikmaking van een drempel waardedetector bij verandering van het uitgangssignaal van de detector de oorzaak van die verandering te kennen: het signaal kan zowel veranderen ten gevolge van een verandering in de concentratie van de deeltjes 1n het onderzochte monster als ten gevolge van een verandering in de samenstelling van het monster, waarbij bijvoorbeeld de verhouding tussen aantallen relatief grote en kleine deeltjes zich wijzigt.
Een tweede, hiermee samenhangend bezwaar is dat de bekende detector bij toepassing in brandmeldingsapparatuur niet geschikt is om kwalitatieve en kwantitatieve veranderingen in luchtmonsters met rook-deeltjes te signaleren en als functie van de tijd te registreren. Zodra het door de optische detector aan de drempelwaardedetector aangeboden signaal een vooraf ingestelde waarde (de drempelwaarde) overschrijdt, is van brandmelding sprake. Een te laag ingestelde drempelwaarde vergroot de kans op onjuiste meldingen (’loos alarm’), terwijl aan een te hoog ingestelde drempelwaarde daarentegen het risico van een te late brandmelding is verbonden.
Doel van de uitvinding is een optsiche rook-, aërosol- en stof-detector te verschaffen waaraan deze bezwaren niet zijn verbonden.
Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt met een optische detector, waarvan de elektronische inrichting een schakeling omvat waarmee de van de sensors afkomstige signalen worden gerelateerd aan zowel de concentratie als de afmetingen en de optische eigenschappen van de verstrooiende deeltjes.
De uitvinding berust op het inzicht dat het door het gebruik van tenminste twee sensors, die de verstrooiing van een invallende lichtbundel aan één gas-, meer in het bijzonder luchtmonster met rook, aërosol- of stofdeeltjes onder verschillende verstrooiïngshoeken of polari-satiehoeken meten, het in beginsel mogelijk is zowel de absolute concentratie van deeltjes van een bepaalde grootte als de onderlinge verhouding van de concentraties van deeltjes van bepaalde verschillende groottes in het monster in het verloop van de tijd te volgen. Deze mogelijkheid berust in het geval van detectie met sensors onder verschillende verstrooiïngshoeken op de op zichzelf bekende fysische principes van de Rayleigh verstrooiing. In het bijzonder wordt in de Rayleigh Gans relatie beschreven dat licht met een bepaalde golflengte in dezelfde orde van grootte als de diameter van verstrooiende deeltjes, door die deeltjes isotroop wordt verstrooid, terwijl licht met een golflengte groter dan de diameter van verstrooiende deeltjes in hoofdzaak in voorwaartse richting wordt verstrooid. Licht met een golflengte kleiner dan de diameter van de verstrooiende deeltjes wordt in belangrijke mate in achterwaartse en zijwaartse richting verstrooid.
In een uitvoeringsvoorbeeld van een detector volgens de uitvinding is het door de lichtbron uitgezonden licht in een bepaald vlak gepolariseerd en detecteren twee sensors het aan één monster verstrooide licht onder een zelfde bepaalde hoek ten opzichte van het in dat monster intredende licht, waarbij het door dat het door de lichtbron uit- gezonden licht in een bepaald vlak gepolariseerd is en twee sensors het aan één monster verstrooide licht onder een zelfde bepaalde hoek ten opzichte van het in dat monster intredende licht detecteren, waarbij de sensors zijn voorzien van een polarisatiefilter voor een polarisatie-richting evenwijdig aan, respectievelijk loodrecht op die van het uitgezonden licht.
Uit de signalen van de twee sensors die zijn voorzien van twee 90° ten opzichte van elkaar gedraaide polarisatiefilters wordt, weer gebruik makend van op zich bekende fysische principes van lichtverstrooiing, additionele informatie over de samenstelling van het monster afgeleid. Bekend is dat de polarisatierichting van licht niet verandert wanneer dat licht wordt verstrooid aan bolvormige deeltjes met een diameter kleiner dan de golflengte van het verstrooide licht, terwijl niet-bolvormige deeltjes de polarisatierichting wel beïnvloeden. Gebruik makend van dit principe kan met een detector volgens de uitvinding bijvoorbeeld onderscheid worden gemaakt tussen willekeurig gevormde vaste deeltjes en vernevelde, bolvormige vloeistofdeeltjes.
Wanneer een detector volgens dit laatste voorbeeld bovendien is voorzien van een derde sensor die onder een andere hoek ten opzichte van het intredende licht dan de twee van een polarisatie-filter voorziene sensors het verstrooide licht ongeacht de polarisatietoestand daarvan detecteert, kunnen zowel de polarisatie-eigenschappen van een monster als de vorm, de optische absorptie en reflectie en de concentratie van de in een monster aanwezige deeltjes simultaan worden bepaald.
In een voorkeursuitvoering van deze laatste detector volgens de uitvinding detecteren de twee van een polarisatiefilter voorziene sensors het licht dat nagenoeg of geheel in het verlengde van de uit de lichtbron tredende lichtbundel wordt verstrooid, en detecteert de derde sensor het in achterwaartse richting verstrooide licht.
In een dergelijke detector detecteren de beide van een (in polarisatierichting verschillend) polarisatiefilter voorziene sensors tesamen het voorwaarts verstrooide licht, en de derde sensor het achterwaarts verstrooide licht. Indien de polarisatierichting als gevolg van chemische of fysische veranderingen in het monster met verstrooiende deeltjes verandert, wordt dit door de beide sensors voor de voorwaartse verstrooiing gedetecteerd. Indien, bij gelijkblijvende deeltjescon-centratie, de grootte van de deeltjes toe- respectievelijk afneemt, wordt de achterwaartse lichtverstrooiing groter resp. kleiner en wordt de voorwaartse verstrooiing kleiner resp. groter, terwijl in een eerste orde benadering het totale signaal dat door de sensors voor voor- en achterwaartse verstrooiing wordt gedetecteerd gelijk blijft. Een con-centratieverhoging resp. -verlaging daarentegen leidt tot een verhoging resp. verlaging van het totale door de sensors afgegeven signaal. Een kleurverandering van de deeltjes bij gelijke deeltjesgrootte en -concentratie geeft in eerste orde alleen aanleidng tot een verandering in de achterwaartse lichtverstrooiing.
De optische detector volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor toepassing in brandmeldapparatuur wanneer de elektronische inrichting voor de verwerking van de sensors afkomstige signalen een schakeling omvat waarmee de absolute spreiding, meer in het bijzonder de absolute standaard deviatie, van de in de tijd voortschrijdende gemiddelde waarde van het quotiënt van de signalen van telkens twee sensors, dan wel (in het geval waarin twee van onder een verschillende polarisatiehoek gerichte polarisatiefilters voorziene sensors onder eenzelfde verstrooiïngshoek zijn geplaatst en een derde sensor onder een andere verstrooiïngshoek het verstrooide licht detecteert onafhankelijk van de polarisatierichting) het quotiënt van de bij elkaar opgetelde signalen van twee (van een polarisatiefilter voorziene) sensors en het signaal van een derde sensor rechtstreeks wordt bepaald. (Het bij elkaar optellen van onderling onafhankelijke signalen (zoals die voor verstrooid licht in twee onderling loodrechte polarisatierich-tingen) vindt bijvoorbeeld plaats door het bepalen van de wortel uit de som van de kwadraten van de twee onafhankelijke signalen.)
De voordelen van een dergelijke detector zijn gemakkelijk in te zien aan de hand van een eenvoudig model van een uitvoeringsvoorbeeld waarin sprake is van twee sensors zonder polarisatiefilter. Wanneer de ene sensor zodanig is geplaatst dat deze een signaal La levert dat evenredig is aan de hoeveelheid in achterwaartse richting licht, en de andere sensor zodanig is geplaatst dat deze een signaal Lv levert evenredig aan de hoeveelheid in voorwaartse richting verstrooid licht, dan kan worden aangetoond dat de verhouding R = La/Lv een maat is voor de gemiddelde diameter van de verstrooiende deeltjes. Bij toepassing van deze detector als rookmelder kan men een stationaire toestand definiëren wanneer de spreiding, meer in het bijzonder de standaard deviatie AR van de in de tijd voortschrijdende gemiddelde waarde van R binnen een bepaalde waarde (die men als bandbreedte kan definiëren) blijft. Overschrijding van deze bandbreedte betekent een verandering in de samenstelling van de verstrooiende deeltjes (zelfs bij gelijk blijvende gemiddelde waarde van de diameter!) hetgeen een indicatie van het optreden van brand kan zijn. f
Op analoge wijze kan met een detector die sensors bevat waarmee ook de polarisatietoestand van het verstrooide licht wordt gemeten een verandering in de spreiding in de gemiddelde polarisatietoestand als criterium in brandmeldapparatuur worden benut. Gegeven twee sensors die het verstrooide licht in een polarisatievlak evenwijdig aan respectievelijk loodrecht op het polarisatievlak van het intredende licht detecteren, dan vormt de verhouding P van de signalen L|| resp L-1· (P = Lfl/L-1-) een maat voor de polariserende eigenschappen van de verstrooiende deeltjes.
Een wijziging in de spreiding, meer in het bijzonder de standaard deviatie AP van de in de tijd voortschrijdende gemiddelde waarde van P duidt dan weer op een verandering in de samenstelling en/of de aard van het monster.
Uiteraard kunnen met een detector die sensors bevat voor zowel de hoeveelheid achter- en voorwaarts verstrooid licht als de polarisatietoestand van bijvoorbeeld het in voorwaartse richting verstrooide licht waarden voor AR en AP simultaan worden bepaald.
Een voorkeursuitvoering van de optische detector van de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de elektronische inrichting een schakeling omvat, waarmee de relatieve spreiding, meer in het bijzonder de relatieve standaarddeviatie van de in de tijd voortschrijdende gemiddelde waarde van het quotiënt van de signalen van telkens twee sensors, dan wel van het quotiënt van de bij elkaar opgetelde signalen van twee sensors en een derde sensor rechtstreeks wordt bepaald.
Met deze voorkeursuitvoering kan, in termen van de hierboven ingevoerde parameter R als maat voor de gemiddelde diameter van de verstrooiende deeltjes, de relatieve spreiding AR/R rechtstreeks worden bepaald. Deze uitvoering is vooral van belang bij toepassing ervan in een brandmeldingsapparaat.
Uit fenomenologische beschrijvingen van een verbrandingsproces waarbij rookdeeltjes worden gevormd kan worden afgeleid dat de relatieve spreiding AR/R in de gemiddelde waarde van de diameter van de gevormde deeltjes in eerste orde evenredig is met de spreidingΔΤ in de gemiddelde waarde van de temperatuur T waarbij de deeltjes worden gevormd. Een verandering in deze temperatuur T gaat op het moment van verandering gepaard met een verandering in ΔΤ, zodat met de bovenbeschreven optische detector waarmee AR/R rechtstreeks kan worden bepaald, bij toepassing in een brandmeldingsapparaat ook een temperatuursverandering in een potentiële brandhaard rechtstreeks kan worden bepaald.
In een volgend uitvoeringsvoorbeeld omvat de elektronische inrichting van de optische detector een schakeling waarmee de wortel uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors rechtstreeks wordt bepaald.
In een dergelijke detector kan uit de aldus bepaalde waarde de concentratie van de verstrooiende deeltjes direct worden afgeleid. De detector kan worden toegepast als drempelwaardedetector. Anders dan bij de bekende drempelwaardedetectoren worden in een detector volgens de uitvinding de van de sensors afkomstige signalen ook gerelateerd aan de afmetingen en de optische eigenschappen van de verstrooiende deeltjes.
De detector kan ook worden toegepast om veranderingen in de concentratie van de verstrooiende deeltjes als functie van de tijd te meten, wanneer de elektronische inrichting een schakeling omvat waarmee de verandering van de wortel uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors als functie van de tijd rechtstreeks wordt bepaald.
De uitvinding heeft voorts betrekking op een brandmeldingsapparaat met optische detector. Een dergelijk brandmeldingsapparaat is bekend, eveneens uit het Zwitserse octrooischrift A 591257.
Het bekende brandmeldingsapparaat maakt gebruik van de bekende optische rook-, aërosol- en stofdetector, waardoor het niet mogelijk is een gesignaleerde rookontwikkeling anders te registreren dan in termen van meer of minder verstrooiing van licht door rook- en stofdeeltjes in het luchtmonster in de detector.
Doel van de uitvinding is een brandmeldingsapparaat te verschaffen waarmee het verloop van een beginnende brand aan de hand van de samenstelling van de zich daarbij ontwikkelende rook in kwantitatieve en kwalitatieve zin kan worden gevolgd.
Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt met een brandmeldingsapparaat, gebaseerd op analyse van een luchtmonster, dat een optische detector bevat volgens de hierboven beschreven uitvinding.
Met de optische detector kan onderscheid worden gemaakt tussen relatief kleine deeltjes, die het inkomende licht van de detector vooral in voorwaartse richting verstrooien, en relatief grote deeltjes, die het licht in achterwaarse richting verstrooien, en/of kunnen veranderingen in bepaalde optische eigenschappen van de verstrooiende deeltjes worden gesignaleerd.
De mogelijkheden van de optische detector om informatie over de grootte, de concentratie en de polarisatie-eigenschappen van de deeltjes te leveren worden in het bijzonder benut in een voorkeursuitvoering van een brandmelder volgens de uitvinding, indien het door de lichtbron in de optische detector uitgezonden licht in een bepaald vlak gepolariseerd is, twee sensors onder een zelfde verstrooiïngshoek, maar voorzien van twee 90° ten opzichte van elkaar gedraaide polarisatiefliters en een derde sensor onder een andere verstrooiïngshoek, zonder polarisatiefilter het verstrooide licht detecteren, en de elektronische inrichting schakelingen omvat waarmee zowel de hierboven gedefinieerde spreidingΔΡ als de relatieve spreiding AR/R als de de wortel uit de som van de kwadraten van de sensors als afgeleide van deze laatste functie naar de tijd rechtstreeks worden bepaald.
Een uitvoeringsvoorbeeld van dit brandmeldingapparaat wordt gekenmerkt doordat de waarden van de wortel uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors, de afgeleide naar de tijd daarvan, en van de absolute en de relatieve spreiding in het quotiënt van de signalen van telkens twee sensors worden toegevoerd aan comparator-schakelingen, en de uitgangssignalen van deze comparator-schakelingen via een uit EN-en OF-poorten bestaand logisch circuit als waarschuw!ngssignaal aan een brandmeldcentrale worden aangeboden.
Het logisch circuit is bij voorkeur zo geschakeld dat de uitgangs- signalen van de comparator-schakelingen voor de absolute en de relatieve spreiding in het quotiënt van de signalen van telkens twee sensors worden aangeboden aan een OF-poort, waarvan het uitgangssignaal wordt aangeboden aan een EN-poort, aan welke EN-poort ook het uitgangssignaal van de comparator-schakeling voor de afgeleide naar de tijd van de wortel uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors wordt aangeboden, en van welke EN-poort het uitgangssignaal wordt aangeboden aan een tweede OF-poort, waaraan ook het uitgangssignaal van een comparator-schakeling voor de wortel uit de som van de kwadraten van de sensor-signalen wordt aangeboden.
In een brandmeldapparaat volgens dit laatste voorbeeld komt een alarmsignaal beschikbaar, indien ofwel de absolute grootte van het totale signaal V van de sensors een vooraf ingestelde drempelwaarde overschrijdt, ofwel wanneer een van de parameters ΔΡ of AR/R, in combinatie met dV/dt, bepaalde vooraf ingestelde waarden overschrijden.
De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.
Fig. 1 toont een vectordiagram ter verduidelijking van de oorsprong van het door de sensors gedetecteerde verstrooide licht in een optische detector.
Fig. 2 toont een blokschema van de elektronische schakeling van een uitvoeringsvoorbeeld van een brandmeldingsapparaat volgens de uitvinding.
Fig. 1 toont een assenstelsel, waarin langs de horizontale as het signaal Lv wordt afgebeeld van een sensor die het in voorwaartse richting vertrooide licht detecteert en langs de verticale het signaal La van een sensor die het achterwaarts verstrooide licht meet. De vector Lj representeert het totale signaal van beide sensors in een willekeurige situatie Si, waarin in de detector aanwezige deeltjes worden verstrooid. Wanneer de deeltjesconcentratie toeneemt, bij een gelijkblijvende gemiddelde waarde voor de afmetingen van de deeltjes, wordt het totale signaal groter (S2), terwijl de verhouding La/Lv gelijk blijft. Bij toe- of afname van de gemiddelde deeltjesgrootte (bij gelijk blijvende concentratie) zal de vector een cirkelboog beschrijven in de richting S3 resp. S4. Bij een kleurverandering van de deeltjes, onder gelijk blijvende deeltjesgrootte en -concentratie, zal de hoeveelheid in voorwaartse richting verstrooid licht niet veranderen, zodat de vector zich langs de stippellijn omhoog (lichtere kleur, meer reflectie) of omlaag (donkerder kleur, meer absorptie) zal bewegen.
Fig. 2 toont een blokschema van de elektronische schakeling van een brandmeldingsapparaat, dat een optische detector bevat, welke detector een lichtbron bevat die een bundel in een bepaald vlak gepolariseerd licht op een luchtmonster werpt, alsmede twee sensors voor het detecteren van de hoeveelheid in voorwaartse richting verstrooid loodrecht en evenwijdig gepolariseerd licht, en een sensor zonder polarisa-tiefilter voor het achterwaarts verstrooide licht. De signalen van de sensors worden aangeduid met respectievelijk Lv-1-, Lv|| en La. Deze analoge signalen worden in een analoog/digitaal omzetter (hier niet getoond) in digitale vorm gebracht. Hierna worden de signalen aangeboden aan drie functiewaarde-generatorschakelingen (1,2,3), waarin getalswaarden V, P en R worden toegekend aan respectievelijk de absolute waarde van de totale door de drie sensors gedetecteerde hoeveelheid verstrooid licht, de verhouding tussen de hoeveelheden evenwijdig en loodrecht gepolariseerd, in voorwaartse richting verstrooid licht en de verhouding tussen de hoeveelheden achterwaarts en voorwaarts verstrooid licht. In formule: V = /La2 + Lv2' , (i) P = Lv,j / Lv,-1· (ii) R = La / Lv (iii)
In (1) en (3) wordt Lv gegeven door Lv = \/ L2v, | + L2v,·*·* (iv) (In deze vergelijkingen is V dus te interpreteren als de grootte van een door La en Lv opgespannen vector.)
De waarden R en P worden aangeboden aan een functiewaarde-genera-tor (4), waarin een in een programmeerbaar geheugen (5) vastgelegde drempelwaarde G(R,P) wordt gegenereerd. In een comparator-schakeling (6) wordt G(R,P) vergeleken met V. Indien V de drempelwaarde G(R,P) overschrijdt worden de poorten (7,8,9,10) geopend en komt tevens V als alarm-phase 1 (AP1) beschikbaar ten behoeve van een brandmeld-centrale (hier niet getekend). Via de poorten (7,8,9,10) worden de waarden V, R en P opgeslagen in een geheugen (11) en gemerkt met een tijd van een real-time clock (RTC) (12), en worden R en P aangeboden aan een tweede functiewaarde-generator (13), waarin een empirisch bepaalde en in een programmeerbaar geheugen (5) vastgelegde grenswaarde F(R,P) wordt gegenereerd. In een comparator-schakeling (14) wordt F(R,P) vergeleken met V. Indien V groter is dan de grenswaarde F(R,P) wordt V aangeboden aan een OF-poort (15), waarmee V als signaal AP2 beschikbaar komt en alarm-phase 2 intreedt. De signalen V, R en P worden na passage van een digitaal filter (16) aangeboden aan schakelingen (17,18,19), waarin respectievelijk de waarden dV/dt,AR/R enAP rechtstreeks worden bepaald. In comparator-schakelingen (20,21,22) worden de waarden dV/dt, Δ R/R en AP vergeleken met empirisch bepaalde, in een programmeerbaar geheugen (5) opgeslagen maximaal toelaatbare waarden vergeleken. Deze maximaal toelaatbare waarden zijn empirisch vastgesteld, en zijn specifiek voor de omgeving waarin de brandmelder wordt toegepast. Zo zal bijvoorbeeld voor een vergaderruimte waarin veel sigaretten en sigaren worden gerookt een andere combinatie van drempelwaarden worden vastgesteld dan voor een absoluut rookvrij vertrek.
Het uitgangssignaal van de comparator-schakelingen (21), (22) voor resp.AR/R en ΔΡ wordt via een OF-poort (23) aangeboden aan een EN-poort (24), evenals het uitgangssignaal van de comparator-schakeling (20) voor dV/dt. Het signaal van deze EN-poort (24) wordt aangeboden aan de OF-poort (25) waaraan ook V in geval van overschrijding van grenswaarde F(R,P) wordt aangeboden.
Het hierboven beschreven brandmeldapparaat zal dus in het geval dat de grootte V van het totale signaal van de sensors in de optische detector een drempelwaarde G(R,P) overschrijdt een eerste waarschu-wingssignaal AP1 geven, terwijl bij overschrijding van dit signaal van een empirisch bepaalde, van R en P afhankelijke grenswaarde F(R,P).een tweede waarschuwingssignaal AP2 wordt gegenereerd. AP2 komt ook tot stand indien het signaal V te snel als functie van de tijd verandert (dV/dt is groter dan een bepaalde drempelwaarde) mits dit plaats vindt in combinatie met een te hoge waarde vanAR/R of van AP.
Met deze brandmelder beschikt men over een systeem waarin de kans op 'loos alarm’ aanzienlijk is verkleind, terwijl daarentegen de gevoeligheid van de brandmelder veel groter is dan die van bestaande brandmelders gebaseerd op een optische detector, omdat niet alleen de absolute signaal-grootte V, maar ook de afgeleide daarvan naar de tijd dV/dt alsmede de andere bepaalde grootheden Δ R/R en ΔΡ worden gerelateerd aan voor de betreffende applicatie vastgestelde grenswaarden. Onder bepaalde omstandigheden, bijvoorbeeld het langzaam smeulen van een brandhaard, is het mogelijk dat alarm wordt gegeven op het ogenblik dat het smeulen overgaat in open vuur, doordat een van de genoemde grootheden een bepaalde waarde over-schrijdt, zelfs zonder dat de totale signaalsterkte V tot een alarm-phase 2 aanleiding geeft. Hierdoor is een brandmeldapparaat volgens de uitvinding bij uitstek geschikt om in de meeste uiteenlopende "micro-klimaten" te worden toegepast. Men denke in dit verband aan stofvrije, geconditioneerde laboratorium- of computerruimtes enerzijds en machinekamers of bedrijven voor machinale houtbewerking anderzijds.

Claims (12)

1. Optische rook-, aërosol- en stofdetector, welke een lichtbron bevat die licht in een bepaalde richting op één of meer monsters met rook-, aërosol- of stofdeeltjes uitzendt, welk licht aan genoemde deeltjes wordt verstrooid, alsmede een aantal lichtgevoelige sensors, die het aan één monster verstrooide licht detecteren, alsmede een elektronische inrichting voor de verwerking van van de sensors afkomstige signalen, met het kenmerk, dat de elektronische inrichting een schakeling omvat waarmee de van de sensors afkomstige signalen worden gerelateerd aan zowel de concentratie als de afmetingen en de optische eigenschappen van de verstrooiende deeltjes.
2. Optische detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het door de lichtbron uitgezonden licht in een bepaald vlak gepolariseerd is en twee sensors het aan één monster verstrooide licht onder een zelfde bepaalde hoek ten opzichte van het in dat monster intredende licht detecteren, waarbij de sensors zijn voorzien van een polarisatiefilter voor een polarisatierichting evenwijdig aan, respectievelijk loodrecht op die van het uitgezonden licht.
3. Optische detector volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een derde sensor onder een andere hoek ten opzichte van het intredende licht dan de twee van een polarisatie-filter voorziene sensors het verstrooide licht ongeacht de polarisatietoestand daarvan detecteert.
4. Optische detector volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de twee van een polarisatiefilter voorziene sensors het licht detecteren dat nagenoeg of geheel in het verlengde van de uit de lichtbron tredende lichtbundel wordt verstrooid, en de derde sensor het in achterwaartse richting verstrooide licht detecteert.
5. Optische detector volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de elektronische inrichting een schakeling omvat waarmee de absolute spreiding, meer in het bijzonder de absolute standaard deviatie, van de in de tijd voortschrijdende gemiddelde waarde van het quotiënt van de signalen van telkens twee sensors, dan wel het quotiënt van bij elkaar opgetelde signalen van twee sensors, en het signaal van een derde sensor, rechtstreeks wordt bepaald.
6. Optische detector volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de elektronische inrichting een schakeling omvat, waarmee de relatieve spreiding, meer in het bijzonder de relatieve standaarddeviatie van de in de tijd voortschrijdende gemiddelde waarde van het quotiënt van de signalen van telkens twee sensors, dan wel van het quotiënt van de bij elkaar opgetelde signalen van twee sensors en een derde sensor rechtstreeks wordt bepaald.
7. Optische detector volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de elektronische inrichting een schakeling omvat waarmee de wortel uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors rechtstreeks wordt bepaald.
8. Optische detector volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de elektronische inrichting een schakeling omvat waarmee de verandering van de wortel'uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors als functie van de tijd rechtstreeks wordt bepaald.
9. Brandmeldingsapparaat, gebaseerd op analyse van een luchtmonster, met het kenmerk, dat dit een optische rook-, aërosol- en stofdetector volgens een of meer van de conclusies 5 t/m 8 bevat.
10. Brandmeldingsapparaat, gebaseerd op analyse van een luchtmonster, met het kenmerk, dat dit een optische rook-, aërosol- en stofdetector volgens de conclusies 3 of 4 en de conclusies 5 t/m 8 bevat.
11. Brandmeldingsapparaat volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de waarden van de wortel uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors, de afgeleide naar de tijd daarvan, en van de absolute en de relatieve spreiding in het quotiënt van de signalen van telkens twee sensors worden toegevoerd aan comparator-schakelingen, en de uitgangssignalen van deze comparator-schakelingen via een uit EN- en OF-poorten bestaand logisch circuit als waarschuw-ingssignaal aan een brandmeldcentrale worden aangeboden.
12. Brandmeldingsapparaat volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de uitgangssignalen van de comparator-schakelingen voor de absolute en de relatieve spreiding in het quotiënt van de sig- nalen van telkens twee sensors worden aangeboden aan een OF-poort, waarvan het uitgangssignaal wordt aangeboden aan een EN-poort, aan welke EN-poort ook het uitgangssignaal van de comparator-schakeling voor de afgeleide naar de tijd van de wortel uit de som van de kwadraten van de signalen van de sensors wordt aangeboden, en van welke EN-poort het uitgangssignaal wordt aangeboden aan een tweede OF-poort, waaraan ook het uitgangssignaal van een comparator-schakeling voor de wortel uit de som van de kwadraten van de sensor-signalen wordt aangeboden.
NL9001415A 1990-06-21 1990-06-21 Optische rook-, aerosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector. NL9001415A (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9001415A NL9001415A (nl) 1990-06-21 1990-06-21 Optische rook-, aerosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector.
EP91201352A EP0462642A1 (en) 1990-06-21 1991-06-04 Optical smoke, aerosol and dust detector and fire detector apparatus with optical detector
AU78485/91A AU7848591A (en) 1990-06-21 1991-06-18 Optical smoke, aerosol and dust detector and fire detector apparatus with optical detector
JP17477391A JPH04233100A (ja) 1990-06-21 1991-06-20 光学式火災報知器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9001415A NL9001415A (nl) 1990-06-21 1990-06-21 Optische rook-, aerosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector.
NL9001415 1990-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9001415A true NL9001415A (nl) 1992-01-16

Family

ID=19857289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9001415A NL9001415A (nl) 1990-06-21 1990-06-21 Optische rook-, aerosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0462642A1 (nl)
JP (1) JPH04233100A (nl)
AU (1) AU7848591A (nl)
NL (1) NL9001415A (nl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5164604A (en) * 1991-05-01 1992-11-17 Allied-Signal Inc. Multiport particle detection apparatus utilizing a plenum having a plurality of spatically separate channels in fluid combination
US5192870A (en) * 1992-01-14 1993-03-09 International Business Machines Corporation Optical submicron aerosol particle detector
CH684556A5 (de) * 1992-09-14 1994-10-14 Cerberus Ag Optischer Rauchmelder.
US5576697A (en) * 1993-04-30 1996-11-19 Hochiki Kabushiki Kaisha Fire alarm system
FI98766C (fi) * 1994-01-11 1997-08-11 Vaisala Oy Laite ja menetelmä näkyvyyden ja vallitsevan sään mittaamiseksi
US5764142A (en) * 1995-09-01 1998-06-09 Pittway Corporation Fire alarm system with smoke particle discrimination
DE19902319B4 (de) * 1999-01-21 2011-06-30 Novar GmbH, Albstadt-Ebingen Zweigniederlassung Neuss, 41469 Streulichtbrandmelder
AUPQ553800A0 (en) * 2000-02-10 2000-03-02 Cole, Martin Terence Improvements relating to smoke detectors particularily duct monitored smoke detectors
AU2004286360A1 (en) 2003-10-23 2005-05-12 Terence Cole Martin Improvement(s) related to particle monitors and method(s) therefor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3653767A (en) * 1967-04-10 1972-04-04 American Standard Inc Particle size distribution measurement using polarized light of a plurality of wavelengths
US3901602A (en) * 1974-05-13 1975-08-26 Us Commerce Light scattering method and apparatus for the chemical characterization of particulate matter
US4103997A (en) * 1975-07-15 1978-08-01 Matsushita Electric Works, Ltd. Light scattering type smoke detector
EP0055319A1 (fr) * 1980-12-30 1982-07-07 COMPAGNIE CENTRALE SICLI (Société Anonyme) Détecteur optique de fumée à diffusion avec autocontrôle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3653767A (en) * 1967-04-10 1972-04-04 American Standard Inc Particle size distribution measurement using polarized light of a plurality of wavelengths
US3901602A (en) * 1974-05-13 1975-08-26 Us Commerce Light scattering method and apparatus for the chemical characterization of particulate matter
US4103997A (en) * 1975-07-15 1978-08-01 Matsushita Electric Works, Ltd. Light scattering type smoke detector
EP0055319A1 (fr) * 1980-12-30 1982-07-07 COMPAGNIE CENTRALE SICLI (Société Anonyme) Détecteur optique de fumée à diffusion avec autocontrôle

Also Published As

Publication number Publication date
EP0462642A1 (en) 1991-12-27
AU7848591A (en) 1992-01-02
JPH04233100A (ja) 1992-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016200388B2 (en) Particle detector with dust rejection
EP1508032B3 (en) Smoke detector
US6788197B1 (en) Fire alarm
AU2007327541B2 (en) Improvement(s) related to particle monitors and method(s) therefor
CA1130604A (en) Oil-in-water method and detector
US6052058A (en) Filter integrity monitoring system
EP1251471A2 (en) Fire alarm system with smoke particle discrimination
US6008729A (en) Allergen detector system and method
US20070024459A1 (en) Particle monitors and method(s) therefor
JP3973762B2 (ja) 警報システム
DE69331188D1 (de) Vorrichtung und verfahren zur molekularen charakterisierung
NL9001415A (nl) Optische rook-, aerosol- en stofdetector en brandmeldingsapparaat met optische detector.
EP2992520A1 (en) Improvements in and relating to aspirating smoke detectors
JPH0543154B2 (nl)
US6377345B1 (en) High sensitivity particle detection
JP7506793B2 (ja) 室内空気の品質の検出および監視を備えたチャンバレス煙検出器
US5293049A (en) Aerosol discriminator for particle discrimination
JP3251763B2 (ja) 火災報知装置及び火災検出方法
JPH0462455A (ja) 粒度分布測定装置
US4460892A (en) Method and apparatus for detecting changes in lighting intensity utilizing a microprocessor
JPH02300647A (ja) 粒径計測型煙感知器
JPS5539049A (en) Detection and detector of optical attenuation
AU2020369150A1 (en) Improvements related to particle, including SARS-CoV-2, detection and methods therefor
TW202104872A (zh) 微粒感測器
Litton Laboratory evaluation of smoke detectors for use in underground mines

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed