ES2975584T3 - Prevención de condensación en un sistema de detección de humo por aspiración - Google Patents
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Abstract
Un detector de humo 100 para un sistema de detección de humo por aspiración que comprende: una carcasa 102 que define una cámara de detección 105, en donde la carcasa 102 comprende una capa metálica 104 expuesta ópticamente a la cámara de detección 105; un láser 101 dispuesto para dirigir un haz de luz a través de la cámara de detección 105; un fotodiodo dispuesto para detectar la luz dispersada por el haz de luz; y un calentador 106 colocado cerca de la capa metálica 104 y fuera de la cámara de detección 105, en el que la capa metálica 104 está configurada para conducir calor desde el calentador 106. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Prevención de condensación en un sistema de detección de humo por aspiración
La presente invención se refiere a reducir la formación de condensación dentro de una unidad de detección de un sistema de detección de humo por aspiración.
Un sistema de detección de humo por aspiración es un sistema utilizado en la protección activa contra incendios, que comprende una unidad de detección central que extrae aire de una habitación que está siendo vigilada a través de una red de tuberías. Los sistemas de detección de humo por aspiración pueden detectar el humo mucho antes de que sea visible a simple vista, y por lo tanto tales sistemas se denominan a menudo detectores de humo de alta sensibilidad (HSSD).
En la mayoría de los casos, el sistema de detección de humo por aspiración comprende una unidad de ventilador o soplador que se utiliza para aspirar aire de la zona vigilada a través de la red de tuberías. Una parte de este aire (típicamente aproximadamente 10%) se hace pasar a continuación a una cámara de muestreo de la unidad de detección central donde se utiliza para determinar si hay o no humo presente. La cámara de muestreo es típicamente parte de un nefelómetro que detecta la presencia de partículas de humo suspendidas en el aire al detectar la luz dispersada por las partículas de humo en la cámara.
Un nefelómetro mide las partículas suspendidas dirigiendo un haz de luz (p. ej., usando un láser) a través de la cámara de muestra a un receptor que absorbe la luz colocado en frente de la cámara, que absorbe cualquier luz que incida sobre ella. Un detector de luz (p. ej., un fotodiodo) también está colocado en la cámara de muestreo, típicamente situado a un lado del haz de luz. El detector de luz detecta la luz dispersada del haz de luz por las partículas de humo presentes en el aire de la cámara de muestreo. La cámara de muestreo a menudo tiene una superficie interior reflejada que está dispuesta para reflejar la luz dispersada al detector de luz. La densidad de partículas puede calcularse como una función de la luz reflejada en el detector desde las partículas.
Durante el funcionamiento normal de un sistema de detección de humo por aspiración, la temperatura de la unidad de detección normalmente permanece similar a la del aire de muestra (es decir, la temperatura del aire aspirado al interior del sistema desde una habitación que se va a vigilar). Sin embargo, los sistemas de detección de humo por aspiración a menudo tienen que afrontar un amplio intervalo de temperaturas del aire de muestra, ya que la temperatura del aire de muestra depende directamente de la temperatura de la habitación que se vigila. Cuando la temperatura del aire de muestra aumenta abruptamente dentro de la unidad de detección, condensa agua a lo largo de la trayectoria de flujo del aire en los componentes más fríos del sistema. Esto se vuelve problemático en la unidad de detección y en particular es problemático dentro de la cámara de muestreo debido a que la transmisión y reflexión de luz del haz de luz se modifica (debido a la presencia de una capa de agua y diferentes coeficientes de Fresnel). Esto puede reducir la precisión de la lectura de la unidad de detección.
Anteriormente, este problema se ha resuelto incorporando un calentador en el sistema de detección de humo por aspiración cerca de la entrada a la unidad de detección central donde el aire de la zona vigilada es aspirado dentro del sistema. Dicho calentador se acopla a menudo a la unidad de ventilador o soplador mencionado anteriormente para calentar el aire a medida que es incorporado en la unidad. Así pues, el calentador calienta todo el aire incorporado en el sistema con el fin de mantener una temperatura del aire sustancialmente constante (mayor que la temperatura ambiente de la zona vigilada) y así evitar o reducir un cambio brusco en la temperatura dentro de la unidad de detección y la formación resultante de condensación. Dicho calentador típicamente reduce el caudal de aire a través del sistema de detección con el fin de que el aire se caliente durante una cantidad de tiempo suficiente.
Existe la necesidad de una técnica mejorada para reducir la condensación en la unidad de detección central de un sistema de detección de humo por aspiración.
El documento US 7301640 B2 describe un detector de gas infrarrojo no dispersivo que incluye un calentador para eliminar la condensación.
En un aspecto, la presente invención proporciona una unidad de detección de humo para un sistema de detección de humo por aspiración como se reivindica en la reivindicación 1. La unidad de detección de humo comprende: una carcasa que define una cámara de detección, en donde la carcasa comprende una capa metálica ópticamente expuesta a la cámara de detección; un láser dispuesto para dirigir un haz de luz a través de la cámara de detección; un fotodiodo dispuesto para detectar la luz dispersada del haz de luz; y un calentador colocado cerca de la capa metálica y fuera de la cámara de detección, en donde la capa metálica está configurada para conducir calor desde el calentador. La capa metálica y el láser están configurados para conducir calor desde el calentador a una lente del láser con el fin de prevenir o reducir la formación de condensación en la lente del láser y en la capa metálica. Adicional o alternativamente, un receptor está dispuesto para absorber luz del láser que no se dispersa desde el haz de luz, en donde la capa metálica está configurada para conducir calor desde el calentador al receptor con el fin de prevenir o reducir la formación de condensación en el receptor.
Utilizando un calentador próximo a la capa metálica que está expuesta a la cámara de detección, la capa metálica que forma parte de las paredes de la cámara de detección puede calentarse más directamente para evitar la condensación. Como resultado de la alta conductividad térmica de la capa metálica, se mantendrá una temperatura calentada sustancialmente uniforme de la capa, lo que impide que se forme condensación en la capa metálica. Además, la capa metálica puede conducir el calor eficientemente a otras partes de la unidad de detección, incluyendo el aire en la cámara de detección.
Esto evita la necesidad de calentar todo el aire que se está incorporando en un sistema detector de calor por aspiración usando un calentador acoplado a una unidad de ventilador como se mencionó anteriormente. Al calentar la capa metálica, la cantidad de energía requerida para evitar la condensación en la unidad de detección se reduce en gran medida. Además, el caudal de aire a través del sistema de detección no tiene que reducirse puesto que ya no es necesario calentar todo el aire que se está aspirando hacia dentro del sistema.
Además, la capa metálica puede conducir calor desde el calentador al láser, lo que puede asegurar que el láser se calienta para evitar que se forme condensación sobre/dentro del láser. La condensación en las lentes del láser es problemática porque, debido a las longitudes de onda de nanómetros de la luz emitida por el láser, la condensación puede causar la refracción de la luz transmitida del láser. Esto puede hacer que la luz del láser sea detectada como luz dispersada porque es en más bien reflejada por las capas metálicas al fotodetector. Esto puede dar como resultado que la luz del láser sea detectada como luz dispersada y una falsa detección de humo.
La capa metálica puede conducir calor desde el calentador al receptor con el fin de prevenir o reducir la formación de condensación en o sobre el receptor. Se apreciará que esto es ventajoso ya que la condensación en el receptor también puede dar como resultado una falsa detección de humo ya que esta puede reflejar o dispersar luz, evitando así que sea absorbida por el receptor.
La capa metálica también puede estar dispuesta para conducir calor a toda la superficie de la capa metálica. Por lo tanto, la cámara de detección y la capa metálica pueden calentarse uniformemente y la condensación en la capa metálica puede reducirse o evitarse. La condensación en la capa metálica también es importante, ya que está diseñada para reflejar la luz dispersada al fotodiodo y la presencia de condensación altera esta reflexión siguiendo un razonamiento similar al esbozado anteriormente. Esto puede reducir la efectividad de la unidad de detección para detectar luz dispersada, reduciendo así la capacidad/sensibilidad del detector para detectar humo.
La unidad de detección puede estar dispuesta para operar como un nefelómetro con el fin de detectar la presencia de humo.
La capa metálica puede haber estado ya presente en una unidad de detección preexistente y el calentador se puede adaptar a dicha unidad de detección preexistente con el fin de formar una unidad de detección según el primer aspecto.
La carcasa puede estar formada de dos partes, que pueden comprender una cúpula, o una parte hemisférica y una parte superior. La parte de cúpula puede unirse a la parte de cubierta de manera que la carcasa encierra la cámara de detección y la cámara de detección puede sellarse ópticamente, evitando que entre cualquier luz desde un entorno exterior.
La parte de cúpula puede comprender la capa metálica y la capa metálica puede colocarse en una superficie interna de la parte de cúpula. La parte de cubierta también puede comprender una capa metálica similar en su superficie interna. Las respectivas capas metálicas de la parte de cúpula y la parte de cubierta pueden estar en contacto entre sí en un borde superior de la cámara de detección. La parte de cubierta y la parte de cúpula pueden estar formadas de un material plástico, con la(s) capa(s) metálica(s) formada(s) en las mismas. Tanto la parte de cubierta como la parte de cúpula pueden ser térmicamente conductoras.
La(s) capa(s) metálica(s) puede(n) estar dispuestas para reflejar la luz dispersada del haz de luz al fotodiodo.
El láser puede estar asentado dentro de una ranura en la parte superior. La carcasa puede estar configurada para conducir calor del calentador al láser a través de la capa metálica y la parte superior. Alternativamente, o adicionalmente, un calentador puede estar adyacente a la parte de cubierta o el láser y el calor puede ser conducido a la capa metálica.
Cualquiera de los componentes descritos en el presente documento como fijados entre sí, próximos entre sí o adyacentes entre sí pueden unirse utilizando adhesivo térmicamente conductor.
El receptor es un absorbedor de luz y está configurado para absorber cualquier luz que incida sobre él. El receptor puede estar colocado adyacente a una superficie exterior de la carcasa, particularmente la parte de cúpula, y puede estar colocado detrás de un pequeño orificio en la capa metálica.
El fotodiodo puede estar colocado dentro de la cámara de detección. El fotodiodo puede ajustarse a un lado del haz de luz de manera que no reciba luz emitida directamente por el láser. Esta posición del fotodiodo puede ser la posición óptima para detectar luz reflejada de la capa metálica. La capa metálica puede estar configurada para conducir calor desde el calentador al fotodiodo con el fin de prevenir o reducir la formación de condensación en o sobre el fotodiodo. Se apreciará que esto es ventajoso ya que la condensación en el fotodiodo puede reducir la sensibilidad del fotodiodo en la detección de luz dispersada.
El calentador puede comprender una pluralidad de elementos de calentamiento, y estos elementos pueden ser cables o cintas. Los elementos de calentamiento o cintas pueden estar separados por igual entre sí. Tales calentadores pueden proporcionar calor de manera más uniforme a la capa metálica.
Los elementos de calentamiento pueden extenderse alrededor de al menos parte de la capa metálica. En el caso de la carcasa que comprende una parte de cúpula, los elementos de calentamiento pueden estar adyacentes a la parte de cúpula y pueden extenderse a lo largo de al menos parte de la superficie de la parte de cúpula. Los elementos de calentamiento pueden extenderse alrededor de al menos parte de una circunferencia de un sector de la parte de cúpula. Tales disposiciones pueden calentar la capa metálica uniformemente.
La unidad de detección puede comprender un sensor de temperatura para medir una temperatura de uno o más componentes de la unidad de detección. El propio calentador puede comprender el sensor de temperatura. El sensor de temperatura puede estar dispuesto para medir una temperatura del calentador, una temperatura del aire dentro de la cámara de detección, una temperatura de la capa metálica y/o una temperatura del láser. La unidad de detección puede estar configurada para ajustar una salida de calor del calentador basado al menos en parte en la temperatura medida.
Más preferiblemente, sin embargo, el calentador está configurado para autorregular el calor producido. Así pues, el calentador puede comprender uno o más cables de calentamiento autorreguladores. Por ejemplo, los elementos de calentamiento pueden comprender elementos de calentamiento de coeficiente de temperatura positivo ("PTC"). Tales calentadores autorregulan el calor producido para mantener una temperatura sustancialmente constante y por lo tanto permiten una transferencia de calor efectiva en un espacio pequeño.
El calentador puede estar configurado para mantener cualquiera de estas temperaturas por encima de un valor predeterminado. Por ejemplo, el valor predeterminado puede ser mayor que un intervalo operativo esperado de temperaturas del aire; en particular, un intervalo esperado de temperaturas del aire en un espacio que se va a vigilar. Este puede estar por encima de 25°C, por encima de 27°C o incluso por encima de 30°C.
Alternativamente, o adicionalmente, el calentador puede ajustar el calor producido en cualquiera de las maneras descritas en el presente documento usando un controlador.
La unidad de detección puede comprender un soplador dispuesto para aspirar un flujo de aire desde un espacio que se va a vigilar hacia dentro de la unidad de detección de humo. El soplador puede estar dispuesto para desviar una parte del flujo de aire a la cámara de detección de la unidad de detección. La parte del flujo de aire que se desvía a la cámara de detección puede ser 50% o menos del flujo de aire total aspirado del espacio a vigilar, 25% o menos, 20% o menos o incluso 15% o menos. La parte de flujo de aire que se desvía a la cámara de muestra puede ser al menos 5% del flujo de aire total aspirado del espacio a vigilar, o al menos 10%.
Según un segundo aspecto, la presente invención proporciona un sistema de detección de humo por aspiración según la reivindicación 10. El sistema de detección de humo por aspiración comprende: la unidad de detección según el primer aspecto, en donde la unidad de detección puede comprender un soplador dispuesto para aspirar un flujo de aire de un espacio que se va a vigilar hacia dentro del sistema de detección de humo por aspiración; y tuberías dispuestas para dirigir el flujo de aire a través del sistema de detección de humo, en donde una parte del flujo de aire se desvía a la cámara de detección de la unidad de detección.
La tubería puede comprender una entrada en conexión fluida con el espacio a vigilar. La entrada puede comprender una pluralidad de orificios de muestreo a lo largo de una longitud de la tubería. El espacio a vigilar puede ser una parte o la totalidad de un edificio, un vehículo o una habitación.
La parte de flujo de aire que se desvía a la cámara de muestra puede ser 50% o menos del flujo de aire total aspirado del espacio a vigilar, preferiblemente 25% o menos, más preferiblemente 20% o menos e incluso más preferiblemente 15% o menos. La parte de flujo de aire que se desvía a la cámara de muestra puede ser al menos 5% del flujo de aire total aspirado del espacio a vigilar, preferiblemente al menos 10%. El sistema puede estar configurado para permitir que se ajuste la parte de aire.
La unidad de detección según el primer aspecto o el sistema según el segundo aspecto pueden comprender un controlador. El controlador puede estar conectado a uno cualquiera o más de los indicadores, sensores de flujo, sensores de temperatura, calentadores o sopladores mencionados en el presente documento. El controlador puede estar configurado para ajustar el calor producido de los calentadores de cualquier manera comentada en el presente documento.
La unidad de detección según el primer aspecto o el sistema según el segundo aspecto puede comprender un regulador reductor-elevador con protección contra sobreintensidad y también puede comprender una fuente de energía. La fuente de energía puede ser una fuente de energía de red, una batería o un condensador. La fuente de energía puede estar dispuesta para suministrar energía a la unidad de detección y/o el controlador a través del regulador reductor-elevador. El regulador reductor-elevador puede funcionar para proteger contra sobreintensidad y asegurar un suministro de energía estable a la unidad de detección.
La unidad de detección según el primer aspecto o el sistema según el segundo aspecto puede comprender un sensor de temperatura para medir una temperatura del espacio a vigilar y el calor producido del calentador puede estar al menos en parte en esta temperatura medida.
La unidad de detección según el primer aspecto o el sistema según el segundo aspecto puede comprender un sensor de flujo. El sensor de flujo puede medir un caudal de aire aspirado al sistema, a través del soplador, a través del sistema y/o desviado a través de la unidad de detección. El sensor de flujo puede estar incorporado en el soplador. El calor producido del calentador puede ajustarse basándose al menos en parte en cualquiera de los caudales y/o temperaturas medidos descritos en el presente documento.
La unidad de detección según el primer aspecto o el sistema según el segundo aspecto puede comprender un indicador. El indicador puede estar dispuesto para indicar a un usuario uno cualquiera o una combinación de los siguientes: cualquiera de las temperaturas medidas descritas en el presente documento; un calor producido del calentador; una presencia de condensación; una presencia de humo; o cualquiera de las velocidades medidas de flujo de aire descritas en el presente documento.
La unidad de detección según el primer aspecto o el sistema según el segundo aspecto puede comprender un panel de control y/o pantalla para que un usuario opere el sistema y ajuste el calor producido por el calentador o ajuste cualquiera de los caudales. El panel de control puede comprender cualquiera de los indicadores mencionados anteriormente.
La unidad de detección según el primer aspecto o el sistema según el segundo aspecto puede comprender una alarma que se activa cuando se detecta humo.
Según un tercer aspecto, la presente invención proporciona un método para reducir o prevenir la formación de condensación dentro de una unidad de detección de un sistema de detección de humo por aspiración, según la reivindicación 11. El método comprende: aplicar calor desde un calentador a una capa metálica de una cámara de detección de la unidad de detección con el fin de reducir o evitar la formación de condensación en una o más de la capa metálica y una lente de un láser de la unidad de detección. La unidad de detección es una unidad de detección según el primer aspecto que incluye cualquiera de las características opcionales descritas en el presente documento.
El método puede comprender medir una temperatura de la unidad de detección, calentador, láser, aire en el espacio que se va a medir, aire en la tubería y/o aire en la cámara de detección; y ajustar el calor producido del calentador basándose al menos en parte en la temperatura medida. La medición de la(s) temperatura(s) se puede realizar utilizando cualquiera de los sensores de temperatura descritos anteriormente en relación con el primer y segundo aspecto.
El método puede comprender ajustar el calor producido del calentador basándose al menos en parte en cualquier temperatura medida descrita en el presente documento. El método puede comprender ajustar el calor producido del calentador basándose al menos en parte en cualquier caudal medido descrito en el presente documento. La medición del(de los) caudal(es) se puede realizar utilizando cualquiera de los sensores de caudales descritos anteriormente en relación con el primer y segundo aspecto.
El ajuste del calor producido del calentador se puede realizar automáticamente. El ajuste del calor producido del calentador se puede realizar mediante un calentador autorregulador como se comentó previamente. Alternativamente, o adicionalmente, el calor producido del calentador puede realizarse utilizando el controlador mencionado anteriormente descrito en relación con el primer y segundo aspecto.
El método puede comprender calentar la unidad de detección utilizando el calentador a una temperatura predeterminada. La temperatura predeterminada puede ser una temperatura mayor que la del aire en el espacio a vigilar, o mayor que un intervalo esperado de temperaturas para el aire en el espacio a vigilar. Por ejemplo, si el espacio a vigilar 104 es una habitación de una casa, los cables de calentamiento pueden estar dispuestos para mantener una temperatura de la unidad de detección que esté por encima de 25°C, por encima de 27°C o incluso por encima de 30°C.
El método puede comprender aplicar siempre al menos algo del calor producido del calentador, independientemente de la(s) temperatura(s) medida(s).
Ciertas realizaciones se describirán ahora a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1a muestra una vista de los componentes de un detector de humo para un sistema de detección de humo por aspiración;
La figura 1b muestra el detector de humo cuando está montado; y
La Figura 2 muestra un sistema de detección de humo por aspiración que comprende el detector de humo.
Con referencia a las Figuras 1a y 1b, se muestra un detector de humo 100.
El detector de humo 100 comprende una carcasa 102, y un interior de la carcasa 102 define una cámara de detección 105. La carcasa 102 en la realización ilustrada está formada por dos piezas, que comprenden una parte de cubierta 103 y una parte de cúpula 104. La parte de cubierta 103 y la parte de cúpula 104 están formadas cada una de plástico y tienen una capa metálica en su superficie interior que es reflectante y está expuesta ópticamente a la cámara de detección 105.
La parte de cúpula 104 está unida a la parte de cubierta 103 de manera que la carcasa 102 encierra la cámara de detección 105 y la cámara de detección 105 está sellada ópticamente, evitando que entre cualquier luz desde un entorno exterior. Las capas metálicas respectivas de la parte de cúpula 104 y la parte de cubierta 103 están en contacto entre sí en un borde superior de la cámara de detección 105.
Un láser 101 está colocado para dirigir un haz de luz a través de la cámara de detección 105. El láser 101 está asentado dentro de una ranura de la parte de cubierta 103 y la cabeza del láser 101 pasa a través de la parte de cubierta 103 a la cámara de detección 105.
Un absorbedor de luz (no mostrado) está colocado enfrente del láser 101 a través de la cámara de detección 105 para recibir el haz de luz del láser 101. El absorbedor de luz está colocado fuera de la cámara de detección 105, detrás de un pequeño orificio en la capa metálica de la parte de cúpula 104 que permite el paso de luz.
Un fotodetector, tal como un fotodiodo, está colocado en la parte superior de la cámara de detección 105 y se ajusta a un lado del haz de luz, de manera que el fotodetector no recibe luz emitida directamente por el láser 101, sino que puede detectar la luz dispersada de dentro de la cámara de detección 105.
El detector de humo 100 funciona como un nefelómetro con el fin de detectar la presencia de partículas de humo suspendidas en el aire dentro de la cámara de detección 105 detectando la luz dispersada en la cámara de detección 105. En funcionamiento, el láser 101 transmite un haz de luz a través de la cámara de detección 105, el orificio en la capa metálica de la parte de cúpula 104, al receptor absorbedor de luz colocado en frente del láser 101.
Si no hay partículas de humo presentes en la cámara de detección 105, entonces sustancialmente toda la luz del láser 101 pasa a través del orificio en la capa metálica de la parte de cúpula 104 y es absorbida en el absorbedor de luz.
Si hay partículas de humo presentes en la cámara de detección 105, entonces una parte de la luz del láser 101 es dispersada por las partículas de humo en la cámara de detección 105. Debido a las capas metálicas reflectantes de la parte de cúpula 105 y la parte de cubierta 103 que están ópticamente expuestas a la cámara de detección 105, la luz que se dispersa es reflejada y el fotodetector detecta esta luz dispersada reflejada.
Como se muestra en la figura 1b, pueden instalarse dispositivos electrónicos de control 107 en la parte de cubierta 103 fuera de la cámara de detección 105. Tras la detección de luz por el fotodetector por encima de un nivel umbral, los dispositivos electrónicos de control 107 del detector de humo 100 puede determinar que el humo está presente dentro de la cámara de detección 105 y un operador puede ser informado y/o puede sonar una alarma.
El detector de humo 100 comprende además un par de elementos de calentamiento 106, tales como cables o cintas de calentamiento resistivos. Los elementos de calentamiento 106 están adyacentes a la superficie exterior de la parte de cúpula 104. En la realización ilustrada, cada uno de los elementos de calentamiento 106 está dispuesto en un plano alrededor de una circunferencia de la parte de cúpula 104, y están separados entre sí. Sin embargo, en otras realizaciones, se puede usar un único elemento de calentamiento 106, que puede, por ejemplo, seguir una trayectoria en espiral alrededor de la parte de cúpula 104.
Los elementos de calentamiento 106 pueden comprender cables de calentamiento autorreguladores, tales como un calentador de coeficiente de temperatura positivo (PTC), de modo que una potencia de calentamiento producido del cable se ajusta automáticamente en respuesta a una temperatura del cable con el fin de mantener una temperatura sustancialmente constante.
En funcionamiento, el calor producido de los elementos de calentamiento 106 es conducido a través del plástico de la parte de cúpula 104 y calienta la capa metálica de la parte de cúpula 104. Como resultado de la alta conductividad térmica de las capas metálicas de la parte de cubierta 103 y la parte de cúpula 104, mantendrán una temperatura calentada sustancialmente uniforme, lo que impide que se forme condensación en sus superficies interiores reflectantes.
Las capas metálicas también conducen calor al láser 101, y un cuerpo del láser 101 a su vez conduce el calor a una lente del láser 101. Esto evita que se forme condensación en la lente del láser 101.
Esta configuración es ventajosa porque las zonas más problemáticas para la formación de condensación en el detector de humo 100 están en las lentes del láser 101 y las superficies reflectantes internas (es decir, las capas metálicas) de la cámara de detección 105.
La condensación en las lentes del láser 101 es problemática porque, debido a las longitudes de onda de nanómetros de la luz emitida por el láser 101, la condensación puede causar la refracción de la luz transmitida del láser 101. Esto puede hacer que la luz del láser sea detectada como luz dispersada porque no pasa por el orificio del absorbedor de luz y en su lugar es reflejada por las capas metálicas al fotodetector. Esto puede dar como resultado una falsa detección de humo.
La condensación en las capas metálicas también es problemática ya que estas están diseñadas para reflejar la luz al fotodetector. La presencia de condensación en las capas metálicas puede alterar sus coeficientes de Fresnel y reducir la reflexión de la luz dispersada. Esto a su vez disminuye la sensibilidad del detector de humo 100 cuando detecta humo.
Al conducir calor desde los elementos de calentamiento 106 a cada uno de estos componentes y calentarlos a una temperatura que es igual o superior a una temperatura ambiente de un espacio vigilado (es decir, la temperatura del aire aspirado hacia el interior del detector de humo 100 desde un espacio a vigilar), la formación de condensación en estos componentes puede reducirse o prevenirse puesto que ya no hay una caída de temperatura drástica entre la temperatura del aire ambiente y la temperatura de estos componentes.
Se entenderá que cualquier calentamiento de los componentes anteriores reducirá la formación de condensación. Sin embargo, idealmente estos componentes se calientan a una temperatura por encima de una temperatura de un espacio que está siendo vigilado por el detector de humo 100 (o por encima de un intervalo previsto de temperaturas de funcionamiento ambientales) para evitar la formación de condensación.
Algunos detectores existentes comprenden capas metálicas tales como las descritas anteriormente. En un detector de humo de este tipo, los elementos de calentamiento 106 como se han descrito anteriormente se pueden adecuar para hacer uso de las capas metálicas existentes para conducir calor.
Con referencia a la Figura 2, se muestra un sistema de detección de humo por aspiración 200. El sistema 200 comprende una unidad de detección 200a que incluye un detector de humo 201 como el descrito anteriormente en relación con las Figuras 1a y 1b.
Se muestra un corte transversal del detector de humo 201 en el lado izquierdo de la Figura 2, junto con dos vistas isométricas de la parte de cúpula 104 con los elementos de calentamiento 106 unidos.
El sistema de detección de humo por aspiración 200 comprende una entrada 202 y una salida 203 que están en conexión fluida con un espacio que se va a vigilar 204, tal como una habitación a través de una tubería alrededor del espacio vigilado. En la práctica, la unidad de detección 200a se ajusta a la entrada 202 y la salida 203 con el fin de conectarla a una tubería preinstalada que recorre el espacio vigilado, formando así el sistema 200 de detección de humo por aspiración. Esto permite que se utilice un diseño único de la unidad de detección 200a para utilizar para una amplia variedad de espacios vigilados porque la tubería preinstalada alrededor del espacio vigilado puede diseñarse para un espacio particular.
La entrada 202 y la salida 203 forman parte de un sistema de flujo de aire que comprende además una tubería 205 que conecta fluidamente la entrada 202 a una unidad de soplado 206, el detector de humo 201 y la salida 203.
La estructura y el funcionamiento de la unidad de detección 200a del sistema de detección de humo por aspiración 200 se describirán ahora con más detalle, con referencia a la Figura 2.
La unidad de detección 200a comprende una unidad de suministro de energía 208 y un regulador reductorelevador 209 con protección contra sobreintensidad conectado eléctricamente al detector de humo 201 y un controlador 207. La unidad de suministro de energía 208 está dispuesta para conectarse a la red eléctrica.
El controlador 207 está conectado además a los indicadores 210, un sensor de aire 211 y la unidad de soplado 206.
En funcionamiento, la unidad de soplado 206 aspira aire hacia dentro del sistema 200 desde el espacio vigilado 204 a través de la entrada 202. Con el fin de mantener una succión suficiente para aspirar aire por todo el espacio vigilado 204, la unidad de soplado 206 aspirará típicamente significativamente más aire del que puede ser procesado por el detector de humo 201. Por lo tanto, típicamente aproximadamente de 10 a 15% del aire de la unidad de soplado 206 se desvía al detector de humo 201 para examinar la presencia de humo, siendo enviado el resto del aire directamente a la salida 203.
La parte de aire desviada al detector de humo 201 contiene una variedad de muestras de aire tomadas del flujo total. El resto del aire y la parte desviada de aire después de que se ha examinado se devuelven finalmente al espacio a vigilar 204 a través de la salida 203.
Se suministra energía al detector de humo 201 y al controlador 207 desde la unidad de suministro de energía 208 a través del regulador reductor-elevador 209. El regulador reductor-elevador 209 funciona para proteger contra la sobreintensidad y asegura un suministro de energía estable al detector de humo 201 y al controlador 207. La energía suministrada al detector de humo 201 es utilizada por el láser 101, los elementos de calentamiento 106 y el fotodetector.
El sensor de aire 211 mide un caudal a través de la entrada 202. El sensor de aire 211 también mide la temperatura del aire que entra en la entrada 202. Todas estas mediciones son recibidas por el controlador 207.
Los elementos de calentamiento 106 son autorreguladores como se ha mencionado anteriormente con el fin de mantener una temperatura sustancialmente constante del detector de humo 201, idealmente una temperatura por encima de los intervalos de temperatura del aire de funcionamiento esperados del sistema. Por ejemplo, si el espacio a vigilar 104 es un espacio de oficina que tiene una temperatura típica de aproximadamente 25°C, los elementos de calentamiento 106 pueden estar dispuestos para mantener una temperatura de aproximadamente 30°C.
Los elementos de calentamiento 106 también pueden comprender un sensor de temperatura que mide la temperatura de los elementos de calentamiento, la parte de cúpula 104 o las capas metálicas, donde la temperatura medida es recibida por el controlador 207. El controlador 207 puede ajustar el calor producido de los elementos de calentamiento 106 basándose al menos en parte en cualquiera de los caudales de aire o en cualquiera de las temperaturas medidas descritas anteriormente.
Claims (11)
1. Una unidad de detección de humo (100; 200a) para un sistema de detección de humo por aspiración (200), comprendiendo la unidad de detección (100; 200a):
una carcasa (102) que define una cámara de detección (105), en donde la carcasa comprende una capa metálica expuesta ópticamente a la cámara de detección (105);
un láser (101) dispuesto para dirigir un haz de luz a través de la cámara de detección (105);
un fotodiodo dispuesto para detectar la luz dispersada del haz de luz; y
un calentador (106) colocado cerca de la capa metálica y fuera de la cámara de detección, en donde la capa metálica está configurada para conducir calor desde el calentador (106);
en donde la capa metálica y el láser (101) están configurados para conducir calor desde el calentador (106) a una lente del láser (101) con el fin de prevenir o reducir la formación de condensación en la lente del láser (101) y en la capa metálica; y/o
en donde un receptor está dispuesto para absorber la luz del láser (101) que no es dispersada desde el haz de luz, en donde la capa metálica está configurada para conducir calor desde el calentador (106) al receptor con el fin de prevenir o reducir la formación de condensación en el receptor.
2. Una unidad de detección de humo (100; 200a) según la reivindicación 1, en donde el calentador (106) comprende al menos un cable o cinta de calentamiento.
3. Una unidad de detección de humo (100; 200a) según cualquier reivindicación precedente, en donde el calentador (106) está configurado para autorregular su calor producido.
4. Una unidad de detección de humo (100; 200a) según cualquier reivindicación precedente, en donde la capa metálica está dispuesta para reflejar la luz que es dispersada desde el haz de luz al fotodiodo.
5. Una unidad de detección de humo (200a) según cualquier reivindicación precedente, que comprende un indicador, en donde el indicador está dispuesto para indicar a un usuario uno cualquiera o una combinación de los siguientes:
una temperatura medida de la unidad de detección (200a), el calentador (106) y/o aire en la cámara de detección (105);
un calor producido del calentador (106);
una presencia de condensación en la unidad de detección (200a);
una presencia de humo en la cámara de detección (200a); y/o
un caudal de aire a través de la cámara de detección (105).
6. Una unidad de detección de humo (200a) según cualquier reivindicación precedente, que comprende un regulador reductor-elevador (209) con protección de sobreintensidad, en donde la unidad de detección (200a) está dispuesta para recibir energía a través del regulador reductor-elevador (209).
7. Una unidad de detección de humo (200a) según cualquier reivindicación precedente, que comprende además un soplador (206) dispuesto para aspirar un flujo de aire hacia dentro de la unidad de detección (200a).
8. Una unidad de detección de humo (200a) según la reivindicación 7, en donde solo una parte del flujo de aire se desvía a la cámara de detección (105) de la unidad de detección (200a).
9. Una unidad de detección de humo (200a) según la reivindicación 8, en donde la parte del flujo de aire que se desvía a la cámara de detección (105) es 50% o menos del flujo de aire total aspirado del espacio a vigilar (204), preferiblemente 25% o menos, más preferiblemente 20% o menos e incluso más preferiblemente 15% o menos.
10. Un sistema de detección de humo por aspiración (200) que comprende:
una unidad de detección (200a) según cualquier reivindicación precedente; y
tubería (205) dispuesta para dirigir un flujo de aire desde un espacio vigilado (204) a la unidad de detección (200a).
11. Un método para reducir o prevenir la formación de condensación dentro de una unidad de detección (200a) de un sistema de detección de humo por aspiración (200), comprendiendo el método:
aplicar calor desde un calentador (106) a una capa metálica de una cámara de detección (105) de la unidad de detección (200a) con el fin de reducir o evitar la formación de condensación en una o ambas de la capa metálica y una lente de un láser (101) de la unidad de detección (200a);
en donde la unidad de detección (200a) es una unidad de detección de humo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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