使用電容器空氣電介質(zhì)的電容率的變化的煙霧檢測(cè)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在極板之間具有空氣電介質(zhì)的電容器，其可用于檢測(cè)在所述電容器的所述極板上方通過(guò)的介電空氣中的煙霧及其它污染物的存在。來(lái)自典型火災(zāi)的煙霧主要由已擴(kuò)散于周圍空氣中且隨著火災(zāi)的熱一起上升的未燃碳構(gòu)成。碳粒子的電容率是干凈空氣的電容率的約10倍到約15倍。所述碳粒子到所述空氣中的添加引起所述空氣的電容率的變化，所述變化足夠大以通過(guò)測(cè)量具有所述空氣電介質(zhì)的所述電容器的電容變化而測(cè)量，負(fù)載碳粒子的空氣通過(guò)所述電容器。
【專利說(shuō)明】使用電容器空氣電介質(zhì)的電容率的變化的煙霧檢測(cè)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙霧檢測(cè)裝置，更特定地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在煙霧通過(guò)傳感器電容器的極板之間時(shí)使用所述電容器中的空氣電介質(zhì)的電容率的變化的煙霧檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]煙霧檢測(cè)器一般使用含有耦合到高輸入阻抗運(yùn)算放大器的放射性離子源的電離室。然而，當(dāng)在高溫下操作時(shí)，所述運(yùn)算放大器的輸入泄漏電流會(huì)增大。此會(huì)影響電離室煙霧檢測(cè)功能的總體性能。此外，所述電離室含有放射性物質(zhì)，其在制造期間必須符合與存儲(chǔ)及處置這些放射性物質(zhì)有關(guān)的法規(guī)要求。歸因于煙霧檢測(cè)器內(nèi)所含的放射性元素(離子源)，具有含有放射性離子源的電離室的煙霧檢測(cè)器日益受到更嚴(yán)格的政府法規(guī)控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，需要一種用煙霧檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)來(lái)自火災(zāi)的煙霧的方法，所述煙霧檢測(cè)器無(wú)需放射性電離室作為煙霧檢測(cè)傳感器的部分。
[0004]根據(jù)實(shí)施例，一種使用空氣電介質(zhì)電容器作為煙霧傳感器的煙霧檢測(cè)器可包括:空氣電介質(zhì)電容器，其具有多個(gè)極板，其中當(dāng)干凈空氣在所述多個(gè)極板的表面上方流動(dòng)時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第一電容值，且當(dāng)煙霧進(jìn)入在所述多個(gè)極板上方流動(dòng)的空氣中時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第二電容值；電容測(cè)量電路，其耦合到所述空氣電介質(zhì)電容器，其中所述電容測(cè)量電路測(cè)量所述空氣電介質(zhì)電容器的電容值；及警報(bào)電路，其耦合到所述電容測(cè)量電路，其中當(dāng)所述所測(cè)量的電容值實(shí)質(zhì)上為等于第二電容值時(shí)，由所述電容測(cè)量電路致動(dòng)所述警報(bào)電路，及當(dāng)所述所測(cè)量的電容值實(shí)質(zhì)上處于所述第一電容值時(shí)，不致動(dòng)所述警報(bào)電路。
[0005]根據(jù)另一實(shí)施例，第二電容值大于第一電容值。根據(jù)另一實(shí)施例，存在空氣電介質(zhì)電容器從第一電容值變化到第二電容值的時(shí)間限制，否則將不會(huì)致動(dòng)警報(bào)電路。根據(jù)另一實(shí)施例，電容測(cè)量電路是充電時(shí)間測(cè)量單元(CTMU)電路。根據(jù)另一實(shí)施例，警報(bào)電路具有停機(jī)電路。根據(jù)另一實(shí)施例，數(shù)字處理器耦合到電容測(cè)量電路及警報(bào)電路。根據(jù)另一實(shí)施例，所述數(shù)字處理器是微控制器。根據(jù)另一實(shí)施例，電容測(cè)量電路、警報(bào)電路及數(shù)字處理器被制造于集成電路裸片上。
[0006]根據(jù)另一實(shí)施例，溫度傳感器耦合到數(shù)字處理器，且溫度補(bǔ)償查詢表存儲(chǔ)于耦合到數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償?shù)谝浑娙葜导暗诙娙葜档臏囟日T發(fā)變化。根據(jù)另一實(shí)施例，濕度傳感器耦合到數(shù)字處理器，且濕度補(bǔ)償查詢表存儲(chǔ)于耦合到數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償?shù)谝浑娙葜导暗诙娙葜档臐穸日T發(fā)變化。根據(jù)另一實(shí)施例，由警報(bào)電路致動(dòng)聽覺(jué)警示。根據(jù)另一實(shí)施例，由警報(bào)電路致動(dòng)視覺(jué)警示。
[0007]根據(jù)另一實(shí)施例，一種使用空氣電介質(zhì)電容器作為煙霧傳感器的煙霧檢測(cè)器可包括:空氣電介質(zhì)電容器，其具有多個(gè)極板，其中當(dāng)干凈空氣在所述多個(gè)極板的表面上方流動(dòng)時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第一電容值，且當(dāng)煙霧進(jìn)入在所述多個(gè)極板上方流動(dòng)的所述空氣中時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第二電容值；電容變化檢測(cè)電路，其耦合到所述空氣電介質(zhì)電容器，其中所述電容變化檢測(cè)電路確定所述空氣電介質(zhì)電容器何時(shí)從所述第一電容值變化到所述第二電容值；及警報(bào)電路，其耦合到所述電容變化檢測(cè)電路，其中當(dāng)所述電容變化檢測(cè)電路指示所述第一電容值已變化到所述第二電容值時(shí)，致動(dòng)所述警報(bào)電路，否則不致動(dòng)所述警報(bào)電路。
[0008]根據(jù)另一實(shí)施例，第二電容值大于第一電容值。根據(jù)另一實(shí)施例，電容變化檢測(cè)電路進(jìn)一步包括空氣電介質(zhì)電容器從第一電容值變化到第二電容值的時(shí)間限制，否則將不會(huì)致動(dòng)警報(bào)電路。根據(jù)另一實(shí)施例，電容變化檢測(cè)電路是電容性分壓器(CVD)電路。根據(jù)另一實(shí)施例，電容變化檢測(cè)電路是電容性感測(cè)模塊(CSM)電路。
[0009]根據(jù)另一實(shí)施例，電容變化檢測(cè)電路可包括:頻率產(chǎn)生電路，其使用空氣電介質(zhì)電容器作為其的頻率確定電路的部分；及頻率鑒別器電路，其耦合到所述頻率產(chǎn)生電路，所述頻率鑒別器電路在空氣電介質(zhì)電容器處于第一電容值時(shí)具有第一輸出且在空氣電介質(zhì)電容器處于第二電容值時(shí)具有第二輸出。根據(jù)另一實(shí)施例，警報(bào)電路進(jìn)一步包括停機(jī)電路。
[0010]根據(jù)另一實(shí)施例，數(shù)字處理器耦合到電容變化檢測(cè)電路及警報(bào)電路。根據(jù)另一實(shí)施例，所述數(shù)字處理器是微控制器。根據(jù)另一實(shí)施例，電容變化檢測(cè)電路、警報(bào)電路及數(shù)字處理器被制造于集成電路裸片上。根據(jù)另一實(shí)施例，溫度傳感器耦合到所述數(shù)字處理器，且溫度補(bǔ)償查詢表存儲(chǔ)于耦合到所述數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償?shù)谝浑娙葜导暗诙娙葜档臏囟日T發(fā)變化。根據(jù)另一實(shí)施例，濕度傳感器耦合到所述數(shù)字處理器，且濕度補(bǔ)償查詢表存儲(chǔ)于耦合到所述數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償?shù)谝浑娙葜导暗诙娙葜档臐穸日T發(fā)變化。根據(jù)另一實(shí)施例，由警報(bào)電路致動(dòng)聽覺(jué)警示。根據(jù)另一實(shí)施例，由警報(bào)電路致動(dòng)視覺(jué)警示。
[0011]根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于檢測(cè)空氣中的煙霧的方法可包括以下步驟:使干凈空氣在空氣電介質(zhì)電容器的多個(gè)極板上方流動(dòng)；當(dāng)所述干凈空氣在所述空氣電介質(zhì)電容器的所述多個(gè)極板上方流動(dòng)時(shí)，確定所述空氣電介質(zhì)電容器的電容值；檢測(cè)所述空氣電介質(zhì)電容器的所述電容值的指示所述流動(dòng)空氣中的煙霧的增大；及當(dāng)檢測(cè)到所述空氣電介質(zhì)電容器的所述電容值的所述增大時(shí)，產(chǎn)生煙霧警報(bào)。
[0012]根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于檢測(cè)空氣中的煙霧的方法可包括以下步驟:使空氣在空氣電介質(zhì)電容器的多個(gè)極板上方流動(dòng)；檢測(cè)所述空氣電介質(zhì)電容器的電容值的增大何時(shí)發(fā)生，因而指示所述流動(dòng)空氣中的煙霧；及當(dāng)檢測(cè)到所述空氣電介質(zhì)電容器中的所述電容值的所述增大時(shí)，產(chǎn)生煙霧警報(bào)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]可通過(guò)參考結(jié)合附圖的詳述而獲取本發(fā)明的更充分理解，其中:
[0014]圖1說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的使用空氣電介質(zhì)電容器作為煙霧傳感器的煙霧檢測(cè)設(shè)備的示意框圖；
[0015]圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例的用作為回風(fēng)增壓室中的煙霧傳感器的空氣電介質(zhì)電容器的示意側(cè)視圖及示意前視圖；
[0016]圖3說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)例性實(shí)施例的用作為頂置式(ceilingmounted)煙霧檢測(cè)器中的煙霧傳感器的空氣電介質(zhì)電容器的示意前視圖及示意正視圖；
[0017]圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的又一具體實(shí)例性實(shí)施例的煙霧檢測(cè)系統(tǒng)的示意框圖；
[0018]圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的又一具體實(shí)例性實(shí)施例的煙霧檢測(cè)系統(tǒng)的示意流程圖；及
[0019]圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的又一具體實(shí)例性實(shí)施例的煙霧檢測(cè)系統(tǒng)的示意流程圖。
[0020]雖然本發(fā)明易做出各種修改及替代形式，但本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例已展示于圖式中且在本文中詳細(xì)描述。然而，應(yīng)了解，本文中具體實(shí)例性實(shí)施例的描述并不意圖使本發(fā)明受限于本文中所揭示的特定形式，相反，本發(fā)明將涵蓋如由所附權(quán)利要求書所界定的全部修改及等效物。

【具體實(shí)施方式】
[0021]根據(jù)本發(fā)明的教示，在極板之間具有空氣電介質(zhì)的電容器可用于檢測(cè)在所述電容器的極板上方通過(guò)的介電空氣中的煙霧及其它污染物的存在。來(lái)自典型火災(zāi)的煙霧主要由擴(kuò)散于周圍空氣中且隨著火災(zāi)的熱一起上升的未燃碳構(gòu)成。碳粒子的電容率為干凈空氣的電容率的約10倍到約15倍。碳粒子到空氣中的添加引起空氣的電容率的變化，所述變化足夠大以通過(guò)測(cè)量具有空氣電介質(zhì)的電容器的電容變化而測(cè)量，負(fù)載碳粒子的空氣通過(guò)所述電容器。舉例來(lái)說(shuō)，即使空氣中的碳粒子濃度較低(例如400PPM)，但其仍引起電容率從約1.00054(干凈空氣)變化到約1.00494，因而使22皮法電容器的電容增大約0.44%(0.0967皮法=96.7毫微微法)。
[0022]濕度及溫度變動(dòng)可使空氣的電容率顯著變化，但可用外部濕度傳感器及溫度傳感器來(lái)予以補(bǔ)償。歸因于環(huán)境濕度及溫度變化的電容率變動(dòng)一般經(jīng)歷比電容器的極板之間的空氣中的污染物(碳粒子等等)的數(shù)量的突然變化更長(zhǎng)的時(shí)間段。因此，包絡(luò)檢測(cè)或平均化過(guò)程可用于忽略歸因于濕度及/或溫度變化的緩慢電容漂移，但用于識(shí)別歸因于傳感器電容器的空氣電介質(zhì)中的碳粒子突然出現(xiàn)的空氣的電容率的更突然(快速)變化?？墒褂糜糜跍y(cè)量電容變化的各種技術(shù)，且本文中預(yù)期所述技術(shù)用于全部目的。電容器測(cè)量電路領(lǐng)域且受益于本發(fā)明的技術(shù)人員可將所述電容器測(cè)量電路容易地應(yīng)用于煙霧檢測(cè)設(shè)備。
[0023]現(xiàn)參考圖式，圖中示意性說(shuō)明具體實(shí)例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。將由相同標(biāo)號(hào)表示圖式中的相同元件，且將由具有不同小寫字母后綴的相同元件標(biāo)號(hào)表示類似元件。
[0024]參考圖1，圖中描繪根據(jù)本發(fā)明的教示的使用空氣電介質(zhì)電容器作為煙霧傳感器的煙霧檢測(cè)設(shè)備的示意框圖?？諝怆娊橘|(zhì)電容器(大體上由數(shù)字102表示)包括第一導(dǎo)電板110、第二導(dǎo)電板112及其間的絕緣空氣電介質(zhì)。電容器102可由金屬板、經(jīng)導(dǎo)電箔包覆的印刷電路板等等制成。電容測(cè)量電路104分別耦合到第一導(dǎo)電板110及第二導(dǎo)電板112，且用于確定由第一導(dǎo)電板110與第二導(dǎo)電板112之間的空氣電介質(zhì)的電容率的變化引起的電容器102的電容值。電容性變化檢測(cè)電路106可用于檢測(cè)由電容測(cè)量電路104測(cè)量的電容的變化。警報(bào)及/或停機(jī)電路108可耦合到電容性變化檢測(cè)電路106，且經(jīng)調(diào)適以使裝備發(fā)出警報(bào)及/或停機(jī)(例如聽覺(jué)或視覺(jué)警示)、使空氣處置器鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)等等。
[0025]根據(jù)公式C= εΑ/d，電容器102的電容C是導(dǎo)電板110及112的面積A=長(zhǎng)度X寬度、面向彼此的極板110與極板112之間的距離d及極板110與極板112之間的電介質(zhì)(空氣)的電容率ε的函數(shù)。當(dāng)添加多個(gè)極板(參看圖2及3)時(shí)，電容會(huì)成正例地增大，例如C= ( ε A/d)*(極板數(shù)目-1)。優(yōu)選地，電容器102可具有電容測(cè)量電路104的精確電容測(cè)量分辨率范圍內(nèi)的電容值。也可針對(duì)特定應(yīng)用(例如回風(fēng)管道安裝(圖2)、頂置式煙霧警報(bào)(圖3)等等)而在物理上配置電容器102，例如極板數(shù)目、極板間隔、形狀等等。
[0026]電容測(cè)量電路104可為具有所需電容分辨率的任何一或多個(gè)電容測(cè)量電路。舉例來(lái)說(shuō)(但不限于)，充電時(shí)間測(cè)量單元(CTMU)可用于非常精確的電容測(cè)量。在以下各項(xiàng)中更充分地描述CTMU:可從www.microchip, com取得的微芯片應(yīng)用批注AN1250及AN1375 ;及詹姆斯E巴特靈(James E.Bartling)的共同擁有的第US 7，460，441 B2號(hào)美國(guó)專利(名為“測(cè)量長(zhǎng)時(shí)段(Measuring a long time per1d)”)及第 US 7, 764, 213 B2 號(hào)(名為“當(dāng)前時(shí)間數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Current-time digital-to-analog converter)”)兩者；其中以上各項(xiàng)的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中用于全部目的。
[0027]此外，電容測(cè)量電路104及電容性變化檢測(cè)電路106可組合為電路以只檢測(cè)電容器102的電容變化。舉例來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以下各項(xiàng)而使用電容性分壓器(CVD)電路:可從www.microchip, com取得的AN1298:及迪特爾皮特(Dieter Peter)的共同擁有的第US2010/0181180 Al號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)公開案(名為“使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的內(nèi)部電容器及電壓參考進(jìn)行電容性觸摸感測(cè)(Capacitive Touch Sensing Using an Internal Capacitorof an Analog-to-Digital Converter (ADC) and a Voltage Reference)，，)?？筛鶕?jù)以下各項(xiàng)而使用電容性感測(cè)模塊(CSM)電路:可從www.microchip, com取得的AN1171、AN1312及AN1334 ;及基斯E柯蒂斯(Keith E.Curtis)等人的共同擁有的第US 2011/0007028A1號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案(名為“具有噪聲抗擾性的電容性觸摸系統(tǒng)(Capacitive Touch System WithNoise Immunity)”)；其中以上各項(xiàng)的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中用于全部目的。
[0028]另一電容性變化檢測(cè)電路可為調(diào)諧電路，其使用電容器102作為頻率確定元件及頻率鑒別器電路中的一者，如撒迦利亞馬蒂拉斯斯密特(Zacharias Marthinus Smit)等人的名為“當(dāng)檢測(cè)傳感器或頻率源激活頻率變化時(shí)處于低功率休眠模式中的電子裝置的中斷/ 喚酉星(Interrupt/Wake-Up of an Electronic Device in a Low Power Sleep Mode WhenDetecting a Sensor or Frequency Source Activated Frequency Change)，，且以弓丨用方式并入本文中用于全部目的的共同擁有的第US 2008/0272826 Al號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)公開案中更充分描述。
[0029]現(xiàn)參考圖2，圖中描繪根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例的用作為回風(fēng)增壓室中的煙霧傳感器的空氣電介質(zhì)電容器的示意側(cè)視圖及示意前視圖。圖2(a)描繪多板式空氣電介質(zhì)電容器102的側(cè)視圖，其展示位于極板上方及通過(guò)極板的氣流方向。圖2(b)描繪多板式空氣電介質(zhì)電容器102的前視圖，其中氣流進(jìn)入多板式空氣電介質(zhì)電容器102的前面。此物理配置可經(jīng)容易地調(diào)適以裝配于供氣及/或回風(fēng)增壓室(圖中未展示)內(nèi)或裝配于返回或供應(yīng)寄存器(圖中未展示)處。電容器102的極板110及極板112可為金屬或任何其它導(dǎo)電材料，例如經(jīng)導(dǎo)電箔包覆的印刷電路板。
[0030]現(xiàn)參考圖3，圖中描繪根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)例性實(shí)施例的用作為頂置式煙霧檢測(cè)器中的煙霧傳感器的空氣電介質(zhì)電容器的示意前視圖及示意正視圖。圖3(a)描繪可用在頂置式煙霧檢測(cè)器320中的多板式空氣電介質(zhì)電容器102a的前視圖。圖3 (b)描繪安裝于天花板322下方的煙霧檢測(cè)器320中的多板式空氣電介質(zhì)電容器102a的正視圖，其展示到其中定位多板式空氣電介質(zhì)電容器102a的煙霧檢測(cè)器320的前下部分中的氣流。當(dāng)來(lái)自火災(zāi)的熱及煙霧上升時(shí)，煙霧流動(dòng)通過(guò)煙霧傳感器電容器102a的極板110及112。煙霧檢測(cè)器電容器102a的此物理配置可經(jīng)調(diào)適以裝配于用在住宅及商用建筑中的普通煙霧檢測(cè)器的任一者內(nèi)。電容器102a的極板110及112可為金屬或任何其它導(dǎo)電材料，例如經(jīng)導(dǎo)電箔包覆的印刷電路板。
[0031]現(xiàn)參考圖4，圖中描繪根據(jù)本發(fā)明的又一具體實(shí)例性實(shí)施例的煙霧檢測(cè)系統(tǒng)的示意框圖。所述煙霧檢測(cè)系統(tǒng)可包括電容測(cè)量電路404及/或耦合到數(shù)字處理器及存儲(chǔ)器406的電容變化檢測(cè)電路106。耦合到數(shù)字處理器及存儲(chǔ)器406的輸出端的警報(bào)/停機(jī)驅(qū)動(dòng)器408可用于驅(qū)動(dòng)聽覺(jué)及/或視覺(jué)警示信號(hào)。在其中定位煙霧檢測(cè)器的將空氣推入到增壓室中的空氣處置器鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用中，警報(bào)/停機(jī)驅(qū)動(dòng)器408還可驅(qū)動(dòng)停機(jī)電路。煙霧檢測(cè)器電容器402耦合到電容測(cè)量電路404或耦合到具有并入其內(nèi)的電容測(cè)量電路404的電容變化檢測(cè)電路106。
[0032]數(shù)字處理器406可進(jìn)一步分別耦合到溫度傳感器432及/或濕度傳感器434，且具有某一類型的補(bǔ)償方法以調(diào)整可在不同溫度及濕度條件下變化的電容測(cè)量，例如使用含有煙霧傳感器電容器402的校準(zhǔn)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)的查詢表。另外，數(shù)字處理器406可具有平滑、時(shí)間平均化、噪聲抑制、過(guò)取樣及/或數(shù)字信號(hào)處理以提高電容變化檢測(cè)敏感度及/或降低噪聲拾取。電容測(cè)量電路404、數(shù)字處理器及存儲(chǔ)器406及警報(bào)/停機(jī)驅(qū)動(dòng)器408可被制造于集成電路裸片430上。集成電路裸片430可被囊封于集成電路封裝(圖中未展示)中。
[0033]舉例來(lái)說(shuō)(但不限于)，數(shù)字處理器406可為微控制器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、可編程邏輯陣列(PLA)、專用集成電路(ASIC)等等。存儲(chǔ)器可為易失性及/或非易失性存儲(chǔ)器。軟件及/或固件操作程序以及溫度及/或濕度補(bǔ)償表可存儲(chǔ)于耦合到數(shù)字處理器406的存儲(chǔ)器中?？稍诩呻娐费b置430的測(cè)試期間通過(guò)測(cè)量電容或電容變化且使任何變化與隨溫度及/或濕度而變的所述電容相關(guān)而界定溫度及/或濕度補(bǔ)償表。
[0034]參考圖5，圖中描繪根據(jù)本發(fā)明的又一具體實(shí)例性實(shí)施例的煙霧檢測(cè)系統(tǒng)的示意流程圖。在步驟542中，使空氣在空氣電介質(zhì)電容器的極板上方通過(guò)。在步驟544中，測(cè)量空氣電介質(zhì)電容器的電容值。在步驟546中，確定所測(cè)量的電容值是否大于先前所確定的已存儲(chǔ)電容值。如果當(dāng)前所測(cè)量的電容值與已存儲(chǔ)的電容值大致相同，那么在步驟548中存儲(chǔ)當(dāng)前所測(cè)量的電容，接著重復(fù)步驟544且測(cè)量新電容值。然而，如果當(dāng)前所測(cè)量的電容值大于已存儲(chǔ)的電容值，那么在步驟550中產(chǎn)生煙霧警報(bào)。
[0035]參考圖6，圖中描繪根據(jù)本發(fā)明的又一具體實(shí)例性實(shí)施例的煙霧檢測(cè)系統(tǒng)的示意流程圖。在步驟642中，使空氣在空氣電介質(zhì)電容器的極板上方通過(guò)。在步驟644中，由所述空氣電介質(zhì)電容器的電容確定參數(shù)值。在步驟646中，確定所述參數(shù)值是否大于預(yù)期參數(shù)值。如果參數(shù)值與預(yù)期參數(shù)值大致相同，那么重復(fù)步驟644且測(cè)量新參數(shù)值。然而，如果當(dāng)前所測(cè)量的參數(shù)值不同于所述預(yù)期參數(shù)值，那么在步驟650中產(chǎn)生煙霧警報(bào)。
[0036]雖然已通過(guò)參考本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例而描繪、描述及界定本發(fā)明的實(shí)施例，但這些參考不隱含對(duì)本發(fā)明的限制且無(wú)法推斷此限制。如相關(guān)領(lǐng)域且受益于本發(fā)明的技術(shù)人員將了解，所揭示的標(biāo)的物能夠?qū)崿F(xiàn)形式及功能上的諸多修改、改動(dòng)及等效物。本發(fā)明的所描繪及所描述實(shí)施例只是實(shí)例，且并非為本發(fā)明的范圍的詳述。
【權(quán)利要求】
1.一種使用空氣電介質(zhì)電容器作為煙霧傳感器的煙霧檢測(cè)器，所述煙霧檢測(cè)器包括: 空氣電介質(zhì)電容器，其具有多個(gè)極板，其中當(dāng)干凈空氣在所述多個(gè)極板的表面上方流動(dòng)時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第一電容值，且當(dāng)煙霧進(jìn)入在所述多個(gè)極板上方流動(dòng)的所述空氣中時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第二電容值； 電容測(cè)量電路，其耦合到所述空氣電介質(zhì)電容器，其中所述電容測(cè)量電路測(cè)量所述空氣電介質(zhì)電容器的電容值；及 警報(bào)電路，其耦合到所述電容測(cè)量電路，其中當(dāng)所述所測(cè)量的電容值實(shí)質(zhì)上處于所述第二電容值時(shí)，由所述電容測(cè)量電路致動(dòng)所述警報(bào)電路，且當(dāng)所述所測(cè)量的電容值實(shí)質(zhì)上處于所述第一電容值時(shí)，不致動(dòng)所述警報(bào)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述第二電容值大于所述第一電容值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容變化測(cè)量電路進(jìn)一步包括所述空氣電介質(zhì)電容器從所述第一電容值變化到所述第二電容值的時(shí)間限制，否則將不會(huì)致動(dòng)所述警報(bào)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容測(cè)量電路是充電時(shí)間測(cè)量單元CTMU電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述警報(bào)電路進(jìn)一步包括停機(jī)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括耦合到所述電容測(cè)量電路及所述警報(bào)電路的數(shù)字處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路裝置，其中所述數(shù)字處理器是微控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容測(cè)量電路、所述警報(bào)電路及所述數(shù)字處理器被制造于集成電路裸片上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括:溫度傳感器，其耦合到所述數(shù)字處理器；及溫度補(bǔ)償查詢表，其存儲(chǔ)于耦合到所述數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償所述第一電容值及所述第二電容值的溫度誘發(fā)變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括:濕度傳感器，其耦合到所述數(shù)字處理器；及濕度補(bǔ)償查詢表，其存儲(chǔ)于耦合到所述數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償所述第一電容值及所述第二電容值的濕度誘發(fā)變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括由所述警報(bào)電路致動(dòng)的聽覺(jué)警不O
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括由所述警報(bào)電路致動(dòng)的視覺(jué)警不O
13.—種使用空氣電介質(zhì)電容器作為煙霧傳感器的煙霧檢測(cè)器，所述煙霧檢測(cè)器包括: 空氣電介質(zhì)電容器，其具有多個(gè)極板，其中當(dāng)干凈空氣在所述多個(gè)極板的表面上方流動(dòng)時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第一電容值，且當(dāng)煙霧進(jìn)入在所述多個(gè)極板上方流動(dòng)的所述空氣中時(shí)，所述空氣電介質(zhì)電容器具有第二電容值； 電容變化檢測(cè)電路，其耦合到所述空氣電介質(zhì)電容器，其中所述電容變化檢測(cè)電路確定所述空氣電介質(zhì)電容器何時(shí)從所述第一電容值變化到所述第二電容值；及 警報(bào)電路，其耦合到所述電容變化檢測(cè)電路，其中當(dāng)所述電容變化檢測(cè)電路指示所述第一電容值已變化為所述第二電容值時(shí)，致動(dòng)所述警報(bào)電路，否則不致動(dòng)所述警報(bào)電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述第二電容值大于所述第一電容值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容變化檢測(cè)電路進(jìn)一步包括所述空氣電介質(zhì)電容器從所述第一電容值變化到所述第二電容值的時(shí)間限制，否則將不會(huì)致動(dòng)所述警報(bào)電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容變化檢測(cè)電路是電容性分壓器CVD電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容變化檢測(cè)電路是電容性感測(cè)模塊CSM電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容變化檢測(cè)電路包括: 頻率產(chǎn)生電路，其使用所述空氣電介質(zhì)電容器作為其的頻率確定電路的部分；及 頻率鑒別器電路，其耦合到所述頻率產(chǎn)生電路，所述頻率鑒別器電路在所述空氣電介質(zhì)電容器處于所述第一電容值時(shí)具有第一輸出且在所述空氣電介質(zhì)電容器處于所述第二電容值時(shí)具有第二輸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述警報(bào)電路進(jìn)一步包括停機(jī)電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括耦合到所述電容變化檢測(cè)電路及所述警報(bào)電路的數(shù)字處理器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述數(shù)字處理器是微控制器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的煙霧檢測(cè)器，其中所述電容變化檢測(cè)電路、所述警報(bào)電路及所述數(shù)字處理器被制造于集成電路裸片上。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括:溫度傳感器，其耦合到所述數(shù)字處理器；及溫度補(bǔ)償查詢表，其存儲(chǔ)于耦合到所述數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償所述第一電容值及所述第二電容值的溫度誘發(fā)變化。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括:濕度傳感器，其耦合到所述數(shù)字處理器；及濕度補(bǔ)償查詢表，其存儲(chǔ)于耦合到所述數(shù)字處理器的存儲(chǔ)器中且用于補(bǔ)償所述第一電容值及所述第二電容值的濕度誘發(fā)變化。
25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括由所述警報(bào)電路致動(dòng)的聽覺(jué)警不O
26.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙霧檢測(cè)器，其進(jìn)一步包括由所述警報(bào)電路致動(dòng)的視覺(jué)警不O
27.一種用于檢測(cè)空氣中的煙霧的方法，所述方法包括以下步驟: 使干凈空氣在空氣電介質(zhì)電容器的多個(gè)極板上方流動(dòng)； 當(dāng)所述干凈空氣在所述空氣電介質(zhì)電容器的所述多個(gè)極板上方流動(dòng)時(shí)，確定所述空氣電介質(zhì)電容器的電容值； 檢測(cè)所述空氣電介質(zhì)電容器的所述電容值的指示所述流動(dòng)空氣中的煙霧的增大；及 當(dāng)檢測(cè)到所述空氣電介質(zhì)電容器的所述電容值的所述增大時(shí)，產(chǎn)生煙霧警報(bào)。
28.一種用于檢測(cè)空氣中的煙霧的方法，所述方法包括以下步驟: 使空氣在空氣電介質(zhì)電容器的多個(gè)極板上方流動(dòng)； 檢測(cè)所述空氣電介質(zhì)電容器的電容值的增大何時(shí)發(fā)生，因而指示所述流動(dòng)空氣中的煙霧；及當(dāng)檢測(cè)到所述空氣電介質(zhì)電容器的所述電容值的所述增大時(shí)，產(chǎn)生煙霧警報(bào)。
【文檔編號(hào)】G08B17/10GK104508717SQ201380040816
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】本杰明·T·庫(kù)克, 約瑟夫·朱利謝, 基思·柯蒂斯 申請(qǐng)人:密克羅奇普技術(shù)公司