用於測試危險探測器的測試設備的製作方法

2023-10-07 21:46:14 2

專利名稱：用於測試危險探測器的測試設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及危險探測器測試設備，並且尤其涉及為這種探測器產生刺 激物的危險探測器測試設備。
背景技術：
危險探測系統可利用多種傳感器來探測危險，包括煙霧傳感器、熱傳 感器、氣體傳感器等等。對不同類型的危險探測器實施測試的設備已經在
全世界範圍內可購得，並且一個著名的品牌為'SOLO，測試設備。過去， 每個危險傳感器經常容納於其自身的單獨危險探測器中，並且用於測試這 種探測器的測試設備主要使用單一測試刺激物來激活相關的傳感器，例如 在一種測試設備中使用熱源，以測試熱探測器等等。該測試刺激物(在此 例子中為熱)被設計成以非危險方式複製危險，從而使得可以在不存在復 制真實危險的風險(例如真實火災)的情況下核實探測器和/或系統的正確 操作。
在熱探測器(或者結合熱傳感器的任何火災探測器)的情況下，通常 的測試方法包括從電加熱元件中吹出熱風。該熱風的氣流通常被引導至熱 探測器，或者甚至僅僅引導至熱傳感器自身，從而導致其溫度上升並且傳 感器、探測器的運行以及甚至火災探測系統的整個因果過程被檢測。
在煙霧探測器(或者結合煙霧傳感器的火災探測器)的情況下，通常 的測試介質是模擬真煙霧的煙霧劑'煙霧'。從煙霧劑中散開的煙霧通常可 利用專門的分配工具進入探測器中，從而對煙霧探測器的運行以及其在火 警探測系統中的角色進行檢測。而且，測試刺激物應當從危險探測器的外 部、即從周圍空氣引入危險探測器中，以便確保通向傳感器的通路無論如 何不被阻塞從而影響探測器對危險恰當反應的能力。
以如上所述方式進行的火災探測器的功能測試獲得廣泛認可，並且被 作為危險探測器功能的良好和必需的測試。這得到了廣泛、足夠程度的接
受，其現在明文載入在世界上不同區域中的火災探測器維護的國際測試標
準和規範中(例如，美國的NFPA72，英國的BS5839Pt等等)。
與之相對照，不包括從探測器外部將刺激物施加到傳感器中的其它測 試方法未得到廣泛認可，並且甚至被一些測試標準主動禁止。這些方法包 括利用靠近探測器本體保持的磁鐵進行測試，在內部關閉簧片開關以完成 指示警報狀態的電路，或者僅僅通過其內部電子行為測試探測器功能，這 通常可通過與探測器相連的控制和指示設備遠程實施。這些方法不被認為 能夠足夠滿意地測試探測裝置的整個運行過程。例如，可以為危險探測器 提供安裝在其上的保護防塵罩，從而防止真正危險的產物進入傳感器中， 然而電學方面其顯現出完全的功能並且能夠指示警報。顯而易見，在此情 況下，M又僅電子的'測試是不充分的，因為真正的危險不能在此情況下探 測到，雖然該測試本身表面上已經通過。
在一氧化碳探測器的情況下(或者結合CO傳感器的任何探測器)，在 測試時普遍的測試方法是將少量一氧化碳引入探測器中。用於測試探測器 中的CO傳感器的替換方法已知為使用諸如氫氣的其它氣體，但是該傳感 器已知對於這些氣體具有可變的交叉靈敏度，因此不能代表CO傳感器對 意圖探測的實際氣體產生響應的真實測試。而且，在極接近有電的電路處， 高度可燃氣體(諸如氫氣)的利用是不可取的。
越來越普遍地，危險探測器在其內部具有一個以上的傳感器，從而利 用一個以上的裝置探測危險。從多個傳感器收集的信息可導致在危險探測 中的增大的效率和改進的反應速度。這可以更好地保護使用壽命和性能， 並且減少不期望的警報。
在火災探測器的情況下，例如煙霧、熱和氣體傳感器的結合可一起封 裝在單一探測器中。在這種配置的情況下，可以更加有效、優選更快地確 定危險的存在，並且能夠避免對於非威脅危險刺激物的不必要警報信號。 例如，對於火災探測，煙霧單獨存在可能不是真實火災的指示(例如可能 存在香菸的煙霧，儘管火災的跡象不充分高以致於產生警報)，但是溫度的 突然增加的附加存在和/或燃燒氣體的上升水平的存在(即燃燒產生的氣 體)指示更高的真實火災的可能性。氣體和/或熱甚至可以在大量煙霧佔主 導地位之前存在，因此，例如還通過檢測氣體和/或熱，與僅僅能夠檢測煙
霧的探測器相比，可以產生更早的警報。
通過確定哪個傳感器被激活並且進行更多信息的判斷來產生警報，對 於多個傳感器輸出的適當分析還可以用於幫助降低假(或者不期望的)警 報。例如，假警報為英國火災工業的主要關注點，並且因此安裝更多的多 傳感器類型的火災探測器變得很普遍。此外，存在許多方式來解讀探測器 內一個以上傳感器的讀數。來自多個傳感器的輸出可以結合，以便產生更 智能的反應。在探測器本身或者系統的控制和指示設備內可以採用軟體算 法，以便確定警報信號何時以及是否應當產生。
多傳感器的探測器內的各傳感器還可被中止或者部分中止(通過降低 其靈敏度)，以消除假警報的風險，特別在白天或者黑夜的特定時間時。例 如，在組合式煙霧/熱探測器中，在建築物中有人期間，煙霧傳感器可以被 中止(或者設定較低的靈敏度)，以避免由於香菸煙霧造成的假警報。然而， 每當建築物中無人時，例如在周末和夜晚時，通過充分地激活熱和煙霧傳 感器使之處於較高的靈敏度，可實現針對火災的更大程度的保護。利用智 能算法可以進一步改善該效果。最終結果是，可在最早可能時刻檢測到火 災，而不存在假警報增加的風險。
在多傳感器的探測器內給定許多先進的操作特徵和可能結合的情況 下，測試它們是一個挑戰。安全、乾淨和對環境友好技術的利用是極其重 要的，因此測試的挑戰更加嚴峻。真正危險刺激物的產生對安全和乾淨的 執行以及損害危險探測器本身的將來完整性的潛在危險不具有傳導性，並 且甚至對測試介質的用戶帶來危險。因此，模擬危險刺激物的利用被認為 是最恰當的測試手段。
在具有多個傳感器的情況下，單一代用刺激物(其意圖模擬僅僅一個 可探測危險信號的存在)對於確定應當產生警報的探測器可能是不夠的。 因此，用於煙霧或熱探測器的傳統測試技術可能不足以完全地測試多傳感 器的探測器。這包括使用從煙霧劑罐中散出的測試的合成或模擬煙霧劑， 以測試煙霧探測器。
為了測試多傳感器的危險探測器，可以在特別的測試模式下運行該探 測器，因而探測器不以通常的組合方式運行全部的傳感器，而是以這樣的 方式運行，以區別每個傳感器的反應。甚至可能存在這樣的情況，這種測 試模式允許獨立於其它傳感器進行探測器內任何單一傳感器的性能的恰當 評價。在以這種模式測試期間，各傳感器的激活可以通過探測器自身的指
示器(例如LED)表示或者可以在與探測器相連的控制和指示設備處顯示。 在這種測試模式下，在測試時可以僅僅使用一個測試刺激物。然而，在此 特性的測試模式不能提供或不期望的情況下，必須同時使用一個以上的剌 激物。然後，要求一個以上的刺激物同時在探測器上產生綜合作用，以在 測試期間激活探測器。在標準探測算法運行的情況下測試這種探測器(在 探測器自身內或者在與探測器相連的控制和指示設備內)意味著當刺激物 的組合滿足真正危險的標準時，探測器將僅僅指示一個警報信號。然而， 可能僅僅在激活全部傳感器中的一些的情況下滿足這些標準，因此其不能 被視為周密的測試，因為可能在不需要特定傳感器響應的情況下警報狀態 已經達到。這留下該傳感器事實上可能沒有運行的可能性。另一方面，其 它算法可能要求在警報信號產生之前多傳感器探測器內的所有傳感器作出 響應，但是由於其不能在維護設定中很容易地精確確定撿測系統如何運行， 維護的優選方法將是利用如上所述的測試方法。
重要的是，多傳感器探測器內的每個獨立傳感器應當基於其自身功能 被測試，從而使得當探測器被構造成用於任何運行方式(利用這些傳感器 的一些或者全部)時，可以信賴其恰當地工作。例如，在組合式煙霧和熱 探測器中，僅僅測試煙霧傳感器的功能基本上沒有用。如果探測器以主要 (甚至僅僅)依靠熱傳感器的模式構造，則其正確運行尚未適當地確認。
更佳的測試在於將多個測試媒介引入到探測器中，以實施探測器內所 有傳感器的功能測試。通過這種方式，隨後在實際生活危險保護情形下由 探測器使用的任何單一傳感器(或者傳感器的組合)可信任地對危險正確 地反應。

發明內容
本發明提供用於測試危險探測器的設備，該設備包括
電動產生裝置，其設置成產生用於施加到探測器上的至少兩種刺激物;
以及
控制裝置，其設置成通過所述刺激物產生裝置控制每種刺激物的產生。
該設備結合具有先進模擬刺激物產生的用於單一傳感器和多傳感器探 測器的多刺激測試的要求，這將在下面更詳細的描述。
該設備可被構造為包含數個刺激物發生器中的任何兩個或者多個的組 合。例如，該設備可以包括用於測試危險探測器的熱敏元件的熱源、用於
測試煙霧傳感器的煙霧發生器以及用於測試CO傳感器的CO發生器。因
此，其可適用於單一傳感器危險探測器(例如煙霧探測器或熱探測器)和 多傳感器探測器(例如煙霧、熱和一氧化碳傳感器的結合)的測試。
當用於測試單一傳感器探測器時，其優點在於允許使用單一測試工具。 例如，用戶不需要攜帶超過一個的測試工具以及在順序地遇到兩種類型的 探測器時在煙霧探測器測試工具和熱探測器測試工具之間交換。相反，可 以使用一個工具，並且簡單地將所需刺激物施加到所涉及的探測器上。這 在對其中通常必須連續地進行許多測試的單一傳感器危險探測器的測試和 維護方面將可節省大量時間。對於用戶而言還更便利的是僅僅攜帶一件設 備。
當該設備用於測試包含熱、煙霧或者co傳感器的任何組合的多傳感
器危險探測器時，其現在變得實際上可以僅僅利用一個工具測試探測器內 的每個獨立傳感器，從而使得探測器的整個運行被迅速和高效地檢驗。利 用多個工具測試這種探測器是非常麻煩和耗時的，並且甚至是不可能的， 因為在測試期間探測器可能需要同時激活超過一個的傳感器。而且，在本 發明的情況下，甚至同時應用多個刺激物在理論上也是可能的，從而不僅 可以準確地測試多傳感器危險探測器內的各傳感器，而且可以在最大可能
短的時間內進行測試。(注意這要求危險探測器可被構造成允許這種測 試。)
優選地，該設備包括設置容納危險探測器的開口。該開口優選形成在 測試器的頂部，從而使得當其相對於探測器上升時，其圍繞探測器安裝， 由此使得測試可以開始。
該設備優選設有用於使產生的刺激物從該設備移動到被測探測器的裝 置。特別是，該設備可包括管道，其被設置成將刺激物從剌激物產生裝置 引導到被測探測器。該設備還可利用風扇或者鼓風機，以輔助刺激物的移 動。
該設備優選包括設置成控制設備和各刺激物產生裝置的運行的控制裝 置。優選地，該控制裝置為PIC微控制器，其控制刺激物的產生。
該刺激物產生裝置可以被控制，以便以任何適合於被測探測器的方式 產生刺激物。特別地，該刺激物產生裝置可被控制，以相互結合或單獨地 產生不同數量的刺激物。該刺激物可被控制，以根據測試器的要求順序地 或同時產生。
優選地，本發明運用先進的刺激物產生方法，以便於測試一些最新的 危險探測器。由於在一些探測器中複雜程度較高，需要採用先進的技術。
這種探測器通常充分先進，以能夠辨別不同真實刺激物和"假"刺激 物，從而使假警報的發生最小化。例如， 一些火災探測器可以辨別煙霧和 蒸汽，以意圖減小來自裝配於蒸汽可能盛行的區域(諸如淋浴或洗浴室、 廚房等等)中的煙霧探測器的假警報的數量。
該工具用於測試例如位於公共建築的天花板上的原地不動的危險探測 器。這種探測器難以到達。優選地，該設備被設計為通過安裝在杆上來到 達這些探測器。在這種情況下，該杆可具有位於其內部的電池電源。因此，即使在離地面數米的杆的頂部運行時電能也可提供給測試設備。可選擇地， 該工具可自身位於天花板上。例如，該工具可鄰近探測器定位，並且提供
有用於將產生的刺激物移動到探測器附近的裝置。另一種可能性是測試工 具可與探測器自身位於相同的單元中。無論如何，該測試器工具可以通過 在天花板中的連接來接收其動力。


通過下面參照附圖並僅僅以舉例方式描述的實施例可以更好地理解本 發明，其中在這些附圖中-
圖1示出了根據本發明的一實施例的測試設備的示意圖； 圖2是根據本發明的一實施例的測試設備的示意圖，其中示出了管道 配置；
圖3是根據本發明的一實施例的測試設備的示意圖，其中示出了煙霧 發生器配置；
圖4是根據本發明的一實施例的測試設備的示意圖，其中示出了一氧
化碳發生器配置；以及
圖5是與一氧化碳發生器配置一起使用的盒機構的示意圖。
具體實施例方式
現在參見圖1，其示出了根據本發明的第一實施例的測試工具的示意 圖。應當理解，該示意圖是該工具以及其不同部件的代表性表示，其並不 局限於該工具的結構以及其部件的配置。該測試工具1包括外殼2，該外殼 2包括開口3。該開口呈大體杯狀並且被設置成接收探測器/傳感器4。外殼 和開口的實際尺寸和結構將取決於將與該工具一起使用的探測器/傳感器 的類型。多個刺激物產生單元5， 6和7定位於工具內。在這種情況下，該 工具設有熱發生器5、煙霧發生器6和一氧化碳發生器7。
在刺激物發生單元5， 6和7和開口 3之間提供有管道8。在測試4的 情況下，該工具利用風扇和/或鼓風機使產生的刺激物(例如煙霧)沿探測 器/傳感器的方向運動。在使用中，該工具定位於探測器之上，以便該探測 器插入到測試工具的頂部的開口中。該工具通常手工攜帶，並且由電池IO 提供電能或動力。可選擇地，該電池可替換為與外部電源相連的電連接件 10。例如，該工具可設置成安裝在一桿的端部，以使得該工具可以被定位 於高處天花板上的探測器之上。該電池可位於杆中，並且該電連接件可形 成於工具安裝在杆上處的區域中。
該工具還設有膜片26，其以柔性薄膜的形式圍繞開口 3的邊緣定位。 該薄膜設置成在測試時接收探測器/傳感器並且減小或者消除開口和探測 器/傳感器之間的氣隙。通過這種方式，可能洩漏的刺激物的量被降低，並 且測試可更高效地實施。因為薄膜屏蔽(至少部分地)了杯中的大氣，其 還限制了外部氣流對工具運行的影響。
重要的是，管道配置被設計成確保剌激物從剌激物產生裝置5， 6， 7 到開口的高效和理想的流動。例如，對於熱傳感器測試而言，重要的是，(被 加熱)空氣的流動直接指向探測器中的熱傳感器，以便降低升高傳感器的 溫度所需的功率值，而沒有必要加熱探測器其它部分和/或圍繞它的空氣。 該管道配置被如此設計，以便確保對於大多數探測器而言，載有刺激物(尤 其是熱)的空氣流可進入探測器殼體中併到達傳感器。另外，真實危險產
生的刺激物通常將橫向流過探測器。當構造管道配置時，該特徵被充分考 慮。
特別地，在優選實施例中，該工具被設計成從下方置於被測探測器/傳 感器之上。然而，如上所述，在真實危險的情況下，很可能所述危險產生 的刺激物將沿著天花板從側面流入探測器/傳感器中。因此，該管道優選設 置成橫向地將刺激物引導到被測探測器/傳感器中。特別地，管道和風扇被 設置成使將攜帶工具中產生的刺激物的空氣流通向探測器，以使得它們橫
向地通過開口 3流入探測器/傳感器所處的區域。圍繞幵口 3的壁可由透明 材料製成，以便在測試期間可以看見探測器/傳感器。這對於其中警報狀態 由安裝在探測器/傳感器上的LED指示的探測器/傳感器將特別有用。
圖2是根據本發明的多測試器工具的示意圖，其中特別側重的是其管 道配置。圖1和2中相同的特徵將由相同的附圖標記表示。在圖1中示出 的不同刺激物產生裝置以及其它部件位於殼體29的下部。如圖所示的工具 包括圍繞被測探測器/傳感器4設置的殼體2。該刺激物和氣流在杯的一側 被向上引導，以便橫向流過開口。為了確保工具的直徑保持為最小，從而 為工具提供達至緊湊空間的良好通路，由位於殼體29的下部的裝置產生刺 激物和氣流。可能需要為殼體提供進氣口28，以便風扇可提供高效的空氣 流。該開口具有排氣口 27，其允許空氣流排出該殼體。相應的進氣口 28 和排氣口 27在圖1中示出。
該測試工具設有管道8，其具有平行於開口的壁的部分8a，並且具有 開孔部分8b，其被設置成通常垂直於開口 3的壁的平面地引導氣流或者刺 激物並由此使之通過開口。如果設計的話，該管道可設有噴嘴或其它限制 裝置，以便沿精確的方向引導氣流。
通過確保橫向空氣流瞄準並聚焦在探測器的傳感器的"最有效擊中點" 上，可以進一步加強一些類型的探測器的激活。由於其直接指向傳感元件， 該技術可以降低所需的刺激物量。為此，必須知道探測器的"最有效擊中 點"的位置。
在熱探測器的情況下，被測探測器的傳感元件通常定位在從天花板開 始更靠近探測器殼體的最下端的位置處。該傳感元件與天花板之間的實際 距離可以顯著變化(大約20-80mm)，但是傳感元件相對於探測器的最低點
的距離相對恆定(大約0到20mm)。當針對和聚焦於空氣流時，該幾何結 構可被有利地使用。在開口 3內，隔離件(墊片)30被使用，當開口 3定 位於探測器之上時，該隔離件30接觸探測器4的下側。這樣便形成一個基 準，根據該基準定位來自管道8的氣流的方向。在探測器的下部放置於該 隔離件30上的情況下，該氣流被設置成流過位於該支承件正上方的杯，該 熱探測器的傳感元件被很好地定位成處於空氣運動的線路上。然後，在傳 感元件將被作為目標的情況下，熱探測器所需的刺激物被施加到空氣上。 隔離件30的尺寸是可變的(通過調整或通過不同尺寸的替換物進行更換)， 以允許不同類型和形狀/尺寸的探測器被高效地測試。
由於氣流也可利用管道引導和縮窄，所需的熱空氣量可以被減小，從 而進一步提高工具中的電池的壽命。不要求杯中的環境空氣被加熱到被測 探測器所需的溫度，僅僅是探測器的傳感元件被加熱到所需溫度。因此， 由於未對如此多的空氣以及接觸該空氣的其它周圍物體(例如探測器的外 殼、工具的外殼)進行加熱，可以節省大量的能量。
已經應用到上述熱探測器的測試中的相同原則也可應用到其它類型的 探測器上。剌激物的類型以及確保刺激物以最高效的方式施加到實際傳感 元件上的細節可以變化。用於探測火災的其它探測器包括煙霧和氣體探測 器。在這些情況下所需的刺激物必須由探測器感測，其如同探測器意圖探 測的火災散發出來一樣。由於探測器被設計成接收通過橫向出口的空氣， 通過該杯的橫向空氣流將是類似的。
再次參見圖1，該工具設有控制裝置ll，其可以為PIC微控制器。該 控制裝置利用預先存儲的算法或者響應於人工指令控制該工具的運行。用 戶能夠通過LCD 12和按鈕控制面板13獲取工具的不同功能。 一些特徵也 可通過無線/紅外線遠程控制獲取，從而使得用戶可準確地控制測試過程， 即使當該工具正訪問距離地面數米遠的長杆上的探測器。
例如，通過該LCD/按鈕界面選擇適當的單元，每個刺激物產生單元5， 6,7可單獨地激活。該控制裝置11還具有用於每個單元的預存儲控制算法。 例如，如果用戶選擇特定的煙霧測試，控制裝置ll需要控制產生多少合成 煙霧、在煙霧產生期間或者之後風扇吹氣多久和多快。
此外，優選的是，通過改變刺激物傳送到被測探測器/傳感器的方式，
該工具可模擬不同類型的危險狀況。因此，該控制裝置ll被設置成以強烈 的流束或者逐漸的細流的方式提供該刺激物。此功能可響應於用戶指令或 者作為預編程算法的一部分提供。
該工具的另一要求是其應當能夠同時或者以特定的預編程順序產生刺 激物。因此，該控制裝置ll可被編程，以提供刺激物的任何組合或者順序 地提供刺激物。例如，特定的測試狀況可包括跟隨著煙霧逐漸增加溫度開 始升高。該工具可被編程，以提供該模擬危險狀況。
該測試規範可由用戶人工輸入、預編程到控制裝置中或者通過遙控器 人工輸入。可選擇地，該控制裝置ll可根據被測探測器提供的算法運行。
可以採用先進的刺激物產生方法，以便探測器安全、清潔、有效和經 濟地激活。例如，合成煙霧剌激物的特徵在於，它不作為(蒸汽'被拒絕， 即使其不是煙霧。在PIC微控制器的電子控制下，在測試工具中產生合成 煙霧測試介質。該煙霧在無燃燒的情況下產生並且對人體、環境或探測器 無害，並且當工具將煙霧吹入探測器中時，該探測器可很容易地被激活。 這樣，這些複雜的煙霧探測器可被安全地測試，而不需要使用真正的煙霧， 該真正的煙霧中包含汙染物，其可能在探測器中留下永久殘留。
合成煙霧可通過電動合成煙霧發生器產生。這種發生器包括可蒸發的 液體源， 一個管的一端浸入於液體源中，並且另一端設有電加熱器，以用 於在所述另一端蒸發液體，從而產生合成煙霧。該發生器被設計成在被測 探測器的附近散發出測試合成煙霧的樣品。
圖3是根據本發明的測試工具的示意圖，其中特別著重於合成煙霧發 生器6。與圖1和2相同的特徵將用相同的附圖標記表示。被測探測器由附 圖標記4表示。煙霧探測器測試器包括杯狀外殼2，其具有柔性膜片26， 該柔性膜片26帶有開口，該開口具有能夠接收探測器4的尺寸和形狀。該 膜片具有充分的柔性，以允許使用一定範圍的不同探測器樣品。在外殼2 的內部設有通常由附圖標記6表示的合成煙霧發生器。如圖所示，該發生 器容納在杯狀外殼2的下部的腔室31中並且通過管道8與外殼2的上部連 通，該管道8具有水平導向的出口 8b，以將合成煙霧直接朝向被測探測器 4引導。其模擬在火災期間煙霧漂過天花板或壁並且迸入天花板或者壁上安 裝的探測器的效果。如果需要的話，可設置隔離件30 (未示出)，以便相對
於探測器精確地定位出口 14。
該合成煙霧發生器包括貯存器殼體32 (圖1中的14)，其設置成包含 位於氣密可伸縮袋33中的可蒸發流體。使用的流體優選為丙二醇、二丙二 醇、聚乙二醇和水中的一些或者全部的混合物。此外，可添加其它組分， 以給予適當的煙霧特性。當袋33中的流體耗盡時，貯存器殼體32中的排 氣孔34允許該袋收縮。流體通過管35供給到煙霧發生器6中，該管35伸 入袋33中並且其長度的至少一部分受到泵的作用，該泵優選為蠕動泵36 (圖1中的20;見下文)。該管供給煙霧發生器6，該煙霧發生器6優選呈 設有電驅動加熱元件的玻璃(質)管37的形式。
該管37位於腔室31中，該腔室31受到風扇或鼓風機9的作用，以增 加腔室31中的壓力。這將導致腔室31中的合成煙霧以必要的速度移動進 入管道8中並且從出口 8b中排出。在使用過程中，在蠕動泵36的作用下， 可蒸發流體從可伸縮袋33中通過管35移動到加熱元件38的區域中。當加 熱元件與電流源相連時，該加熱元件蒸發加熱元件區域中的玻璃管37中的 流體，這將合成煙霧、實際上為濃霧或者薄霧從腔室31的頂部散發出來。 該風扇或鼓風機9被設置成將合成煙霧吹入管道8中，並且因此以充分的 速度進入出口 8b中，以確保探測器4被迅速地激活。
從腔室31流入管道8的煙霧流可通過瓣閥39調節，該瓣閥39可以受 控方式打開和關閉。在當前實施例中，通過利用由商標名為Flexinol的形 狀記憶合金製成的致動導線(操縱線)實現瓣閥的控制，當電流通過該致 動導線使之被加熱時，其在長度上收縮可感測的量(通常5%)。該收縮導 致瓣閥打開。該閥通常由彈簧(未示出)保持關閉。該測試器優選由電池 供電並且電池大多數便利地位於鄰近測試器本體的位置上，以降低電池和 測試器之間的電壓降。
可利用上述控制裝置實現流向加熱元件38、風扇9、泵36和閥致動導
線的電流控制，上述控制裝置被設置成控制加熱元件和泵，以調整產生的 煙霧的特性。泵入管37中的流體沸騰，由此產生的蒸汽流入腔室31中， 在此處蒸汽冷凝，以形成濃霧或煙霧。風扇有助於冷凝作用。從管37的頂 部出現或者由腔室31的側壁上的冷凝作用產生的任何大的流體滴或者飛濺 物將沿著腔室31的內壁向下流動至底部，在此它們優選通過管41進入海
綿狀物40中。為方便起見，海綿狀物40可容納在貯存器殼體32中。雖然 未示出，當可伸縮袋33中的流體供應耗盡時，可對貯存器殼體32進行替 換。此外，由於海綿狀物40容納於IC存器殼體32中，該海綿狀物可同時 被替換，從而不需要當或者如果其變得浸透或飽和單獨地替換它。此外， 如果管35容納在貯存器殼體中，流體供給被替換時它也同時被替換，因此 消除了由於管的磨損導致的泵故障的可能性。
上述配置具有以下優點，即合成煙霧可不斷地產生並且實際分配的合 成煙霧的量通過閥39和風扇9的運行進行控制。這與其中產生煙霧的量完 全取決於由發生器瞬間產生的煙霧量的先前配置形成對照。可選擇地，合 成煙霧可根據需要產生並且如果需要的話可在由元件38和風扇9的運行控 制下瞬時分配，而不需要閥39。
在利用合成煙霧使危險探測器已經被成功激活之後，可能必須將煙霧 從探測器內清除，從而使得探測器或警報信號可以復位。通過利用風扇9 將清潔空氣吹過管道8並且從出口 8b吹出進入探測器，本發明可以便利地 實現這一點。此時，煙霧產生將不可運行。
下面將更詳細地描述測試工具的CO發生器部分。在PIC微控制器11 的電子控制下，危險探測器內的CO傳感器可通過在測試工具中產生少量 的一氧化碳被激活。CO氣體在不需要使用危險化學品或可燃物並且具有對 測試有用但不會對用戶產生損害的足夠小的生成量的情況下形成。然後， 該氣體被緩慢地吹入探測器中，因此傳感器被測試。
下面將參照圖4和5描述CO生成的例子。與圖l， 2和3中相同的特
徵將用相同的附圖標記表示。下面的例子基於在封閉件內以受控方式加熱 活性炭織物(ACC)的原理。當ACC的溫度達到80。C時，CO開始少量地 生成。增加施加到ACC上的熱量將導致更大量的CO產生。利用活性炭層 或者ACC的一個有利之處是其非常安全，因為其不會燃燒或者保持熱量。 與活性炭小球的加熱不同，在存在氧氣的情況下過多熱量的施加將不會導 致ACC的自延續燃燒，從而導致無法控制的失控現象。相反，ACC將僅 僅形成無害的灰燼，從而使得其可以安全地使用。提供的進一步保護在於 控制電子器件調節釋放的CO量，並且其可被降低或者完全抑制。因此， 在該例子中的採用的原理不包括傳統意義上的活性炭燃燒。傳統的燃燒是 涉及熱的產生以及通常還涉及光的產生的快速化學過程。碳的快速燃燒可 能導致一氧化碳的產生(這是公知的過程)，但是其不同於在此採用的例子，
在該例子中不存在該類型的燃燒。當ACC被加熱時，不存在自給燃燒並且 沒有熱量或光的產生。相反，在沒有傳統燃燒的情況下，ACC通過熱的作 用分解，以釋放CO。
圖4示出了根據本發明的一個實施例的多測試器工具的示意圖，其中 特別著重於CO發生器。圖5示出了用於該CO發生器的盒機構的示意圖。 在下面的例子中，CO的產生將獨立於其它刺激物的產生被描述，然而，應 當理解，該原理同樣可應用到作為本發明的一部分的測試工具中的CO發 生器，其中也可能存在其它刺激物發生器。
該CO發生器7位於收集腔室42中，該收集腔室42位於外殼2的下 部。其通過包含升力風扇9和可選的調節閥39的輸送管道8與上部相連， 並且該管道8具有水平出口 8b，以引導氣體通過傳感器/探測器4。
該CO發生器7包括電動運行的加熱組件43，其安裝在耐熱保持件44 和盒機構45 (在圖5中更詳細地示出)上，該盒機構45包含一段呈帶46 的形式的ACC。該加熱組件包括導線加熱元件47,其封閉在玻璃管48內， 該玻璃管可以由矽石或石英玻璃製成。該盒45與電動機49相連，該電動 機49推動ACC帶46預定增量，以對於每次測試將最新的一段ACC呈現 給加熱組件43。該發生器位於收集腔室42內，其與輸送管道8相連。
圖5示出了本發明的盒機構。該盒機構具有耐熱的頂端50，其位於殼 體2中，以便ACC帶46接觸加熱組件。當就位時，該帶巻繞加熱組件43。 當該帶沿著其整個長度用盡時，可插入新的盒。作為進一步的安全防範措 施，由盒致動的安全閘51覆蓋該元件的開口，以使得用戶不會物理上接觸 它，即使當盒機構被移除時。
該ACC帶46與加熱組件43接觸，利用預定算法，電流以受控方式通 過該加熱組件。這些熱量傳送到ACC帶46,以便產生的CO氣體量可被控 制。產生的CO聚集在收集腔室42內，並且在升力風扇9的作用下結合可 選的調節閥39，以受控速率通過輸送管道8進行傳送，並且由此到達輸出 口 8b。來自收集腔室42的氣流可通過控制風扇9的速度並且通過可選的調 節閥39的調整進行調節。包含位於測試器內的CO傳感器和監控電路將提
供關於CO的更穩定控制。
利用設計成控制CO發生器的特性的上述控制裝置11，可實現加熱組 件、電動機和調節閥上的電流控制。 一旦傳感器/探測器已經產生警報，可 能必須清除傳感器/探測器中的氣體。這可通過關斷CO發生器並且利用風
扇將清潔空氣吹到傳感器/探測器上來實現。可選擇地，如果分離的風扇被
用於煙霧和熱氣流，它們可用於從傳感器探測器中清除任何殘餘的co。
為了產生合成煙霧和一氧化碳測試剌激物，進行導致燃料14 (其在每 種情況下不同)耗盡的處理過程。在代用煙霧的情況下，消耗材料為液體， 其至少部分地基於乙二醇。對於獲得正確的'煙霧'特性，液體的配方很 重要。在CO發生器的情況下，該消耗品是碳基材料。在所有兩種情況下， 本發明中設計了可拆卸/可替換盒15，從而可提供測試介質的連續供應。
在每個盒上具有電子存儲晶片16，除了其它功能外，其保持燃料使用 的記錄並且提供通知用戶何時需要補充新盒或者何時逼近的手段。每次燃 料被使用時，該數據可通過工具被再寫入盒中，以保持最新剩餘燃料的記 錄。在盒接著被移除去並且用於另一工具中的情況下，剩餘燃料的精確計 量仍然是可能的。該PIC微控制器11控制與存儲晶片16的連通並且被設 置成從存儲晶片中讀取信息以及將信息寫入存儲晶片。
為了煙霧的產生，裝配新的盒到工具上將可能將空氣引入供應管線中， 因此在裝配之後需要'最初的，新盒，以便排出任何空氣。因此，該工具 包括初始化控制單元1。用於初始化作用的觸發可簡單地通過識別當其首次 插入時盒上的數據而完成。即使部分用過的盒(其可能來自另一類似工具) 被安裝，其將不會攜帶未使用(因此是完全的)盒的數據，因此實施初始 化作用的觸發將需要附加數據保持在盒存儲器中。在工具被關斷(或者實 際上電池已經被移除)同時盒被移除/替換的情況下，除去潛在的氣泡的最 初需要仍然存在，但是由於相同的盒可被重新安裝，核實盒上的數據將不 夠充分。在這種情況下，利用監控盒存在的電路，即使不存在至工具的電 力供應。舉例來說，存儲電容器18可被使用，以用於為非常低功率的鎖存 (閉鎖)電路19提供臨時的電力供應，其在盒取出時復位。在再插入時， 當鎖存器的狀態在復位之前被監控時，鎖存器未復位，直到工具再次接通 為止。如果發現處於復位狀態，則工具已經知道盒已經被移除/替換。在工具未使用足以使得存儲電容器上的電荷衰減完的一段時間的情況下，該鎖 存器自動復位，這將導致該工具實施如上的初始化作用。這是'不出故障' 的情況，因為在長期不使用之後，初始化是非常有益的(尤其在升高的溫 度下)，由於燃料可能從供應管的開口端輕微蒸發並因此無論如何會產生氣 泡。
作為非常低功率的鎖存電路的一種替換為非常低功率的實時時鐘
(RTC)電路，其具有事件和電源故障檢測電路，其如先前一樣由存儲電 容器供電。該盒移除/替換的事件被寫入該電路中的少量SRAM存儲器中。 然後，該事件的記錄可通過工具的PIC微控制器進行讀取。如果電源失效
(例如存儲電容器放電)，則通過在無電情況下讀取的分離存儲位置的狀 態，電源故障檢測電路允許PIC微控制器讀出此情況。可選擇地，該電路 可由諸如鋰電池的長壽命備用電源供電，從而使得一旦事件發生，則可始 終進行RTC讀取。在長時期未使用之後，根據所選擇的RTC消逝周期， 初始化被起動。在所有兩種情況下，當盒的移除/替換事件已經發生時，可 開始初始化作用，即使沒有通常的電源連接。
除了初始化煙霧發生器之外，如果工具可用空氣衝洗的話也將是有益 的，以使得一旦測試已經結束或者在測試開始之前排出任何殘餘刺激物。 因此，控制裝置被設置成獨立地運行風扇，以使新鮮空氣流動通過該系統。 控制裝置可被設置成在測試結束之後或者響應於用戶輸入自動地完成 此過程。該運行過程不僅可用來清潔工具的通道或管道，而且清潔被測探 測器/傳感器。例如， 一旦合成煙霧已經進入探測器/傳感器，其可能滯留在 那裡，從而導致火警探測系統連續地進入警報狀態。 一旦該工具已經停止 產生合成煙霧，風扇被激活(或者開著)，以便從探測器/傳感器中清除合 成煙霧。
而且，涉及相對於盒及其燃料的工具運行的關鍵數據保存在存儲器中。 例如，與管理測試刺激物的產生的控制電路相關的軟體參數被保存在盒的 存儲器中。在盒自身上存儲這種數據允許當新盒被製造時數據被升級為最 新，並且對於該數據，指示完成的測試工具以不同的方式分配測試介質， 例如從而改變工具的性能。這對於引導傳統產品進行產品改進是特別有用 的，而不需要軟體/固件更新到主工具中。相反，供給測試介質的盒攜帶新
的數據到工具中，即使特定的單元己經使用在此領域中一段時間。因lt匕 控制和改善產品性能或者甚至對於專門應用或者顧客需求定製性能的優點 在於工具可以有效地進行'再編程'，而不需要為了固件升級而返回它。
利用蠕動泵20， 36將該煙霧'燃料，輸送到煙霧發生器中。由於此特 性的泵可能磨損尤其是管道，該泵被構造為兩部分，其中管道21, 35{立於 可替換的盒部分中。泵22的其餘部容納在主工具自身內。這確保當泵使用 時管道的任何磨損將不會導致泵性能的惡化。燃料元件的壽命期間的正常 磨損是微不足道的，並且在其壽命結束時包含新管的新盒被插入。
本發明的附加特徵允許用戶對被測危險探測器數據讀取和/或寫入數 據。當測試工具進行探測器的測試時，其足夠接近近程無源RFID。附著到 被測探測器上或靠近被測探測器的RFID標籤23可以是只讀的，並且可以 提供讀和寫功能。然後，該標籤可通過安裝在測試工具中的RFID讀取器 24被讀取和/或寫入。用於讀取器的天線25容納在便利的位置處，諸如位 於測試工具的向上開口的邊緣中。從標籤中讀出或寫入標籤的數據可經過 藍牙連結(或其它無線連結)與用戶持有或者佩帶的匹配裝置、例如藍牙 啟動PDA進行傳輸。該數據可連結進入其它軟體中，該軟體可用於改善探 測器測試和維護運行的管理。
還可能出現的情況的是測試工具的用戶對於其目的可能不需要使用 RFID，並且因此如果需要的話，計劃將RFID/藍牙電路容納在可日後裝配 的模塊中。當RFID模塊被加入時，用於RFID讀取器的天線也可以被很容 易地安裝。它僅僅附著到測試工具的預定機械凹槽中，從而使得其能夠被 整潔地容納並且有效地接觸RFID模塊。這一點通過由撓性PCB製造天線 實現，該撓性PCB的端部形成帶有位於RFID模塊上的觸點的滑擦接觸連 接器。
利用RFID模塊的優點涉及使用工具的測試活動的記錄以及一次性存 取探測器的時間效率，利用一個工具可同時實現數個任務，即迅速地進行 探測器內的煙霧、熱和/或CO傳感器的測試，記錄結果、時間、用戶細節、 位置等等，以用於隨後的測試/維護活動的報告。假定探測器可設置在頭頂 高度上方數米處的天花板上，僅僅存取一次的要求是非常有益和節省時間 的。
另一個優點在於儲存在附著於探測器上的RFID標籤中的數據可包括 工具本身可使用的探測器的信息。例如，如果探測器需要以特定方式分配 的特定刺激物(或刺激物的範圍)，該標籤可保存該信息。然後，當測試工 具進入開始測試的位置時，來自標籤的數據被讀出，工具根據該數據構造 並根據該數據進行測試。這具有以下優點，即用戶不需要了解關於探測器 類型、構造或其特定測試方法的知識。在多傳感器探測器的情況下，這是 特別有利的，其中在此情況下，運行的精確類型或甚至模式對於測試工具 的用戶而言可能是不清楚的，但該信息可很容易地從RFID傳輸至該工具。 然而，其同樣適用於利用該工具測試的任何探測器。當然，其要求RFID 標籤己經正確地預先編程有相關的信息。
如上所述的測試工具可安裝有煙霧、CO和熱發生器以及RFID模塊。 在所有這些元件需要一起運行的情況下，存在需要小心地監控的影響電力 供給的因素。假定發生器以不同的方式利用電能，包括PWM電力輸送至 加熱元件，如果可能的話，PWM信號的峰值需要分離，以降低在電池電源 上所需的峰值電流大小。這不僅減小了對內部開關和布線設計上的峰值電 流額定值的需求，而且減小了對電池組的額定峰值電流的需求。該峰值電 流通過PIC微控制器管理，其確保在任何可能的情況下最大峰值不重合。
通過氣流的謹慎結合以允許單個風扇或鼓風機被使用從而將煙霧、熱 和CO輸送至被測探測器大體上可以降低電力消耗。風扇和鼓風機數目的 降低可減小在電池組上的耗用功率。
該測試工具也可以按照模塊形式生產，以便於根據需要將不同的刺激 物產生裝置加入或除去。這將改善該設備的通用性，從而允許用戶按照其 需要定製它。不同的模塊可通過控制裝置監視與控制。例如，在工具被指 示實施沒有模塊存在時的測試的情況下，其可將此情況報告返回給用戶。
已經在上下文中就測試多傳感器和多探測器設備(裝置)對本發明進 行了描述。這種設備通常結合有至少兩種不同類型的傳感器/探測器，例如 熱和煙霧傳感器。應當理解，本發明還可用於多準則設備，其被設置成檢 測感測現象的兩個或更多方面，例如利用單一傳感器探測器進行的固定溫 度響應和上升速率響應。如上所述，該工具可被設置成根據預定控制參數 產生刺激物，以便測試傳感器/探測器對任何給定現象的不同方面的響應。
權利要求
1.一種用於測試危險探測器的設備，該設備包括電動產生裝置，其被設置成產生用於施加到所述探測器上的至少兩種刺激物；以及控制裝置，其被設置成通過所述刺激產生裝置控制每種刺激物的產生，其特徵在於，所述產生裝置包括一氧化碳發生器。
2. 如權利要求l所述的設備，其特徵在於，所述電動產生裝置被設置 成產生至少三種刺激物。
3. 如權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，還包括設置成接收危 險探測器的開口。
4. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，還包括設置 成將剌激物從所述產生裝置移動到被測探測器的輸送裝置。
5. 如權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述輸送裝置被設置成從探測器一側將刺激物引導到探測器。
6. 如權利要求5所述的設備，其特徵在於，所述輸送裝置包括管道配置。
7. 如權利要求5或6所述的設備，其特徵在於，所述輸送裝置還包括 至少一個風扇。
8.如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，還包括至少 一個可移除的盒，其具有儲存在其中以用於所述刺激物的產生的材料。
9. 如權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述產生裝置包括合成煙 霧發生器。
10. 如權利要求9所述的設備，其特徵在於，還包括蠕動泵，其被設置成將所述代用煙霧材料從所述盒泵送到所述煙霧發生器。
11. 如權利要求10所述的設備，其特徵在於，所述蠕動泵包括一部分 管道和可旋轉地安裝的泵部件，所述一部分管道被定位在所述盒上，並且 所述泵部件被定位在所述設備上。
12. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述一氧化碳由碳基材料產生。
13. 如權利要求8和12所述的設備，其特徵在於，所述碳基材料存儲 在所述盒中。
14. 如權利要求8-13中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述可移 除的盒設有存儲裝置，所述控制裝置可從所述存儲裝置中讀取數據和/或將 數據寫入所述存儲裝置。
15. 如權利要求13或14所述的設備，其特徵在於，所述控制裝置被 設置成寫入指示殘留在所述盒中的材料量的數據。
16. 如權利要求15所述的設備，其特徵在於，所述控制裝置被設置成 基於指示殘留在所述盒中的材料量的所述數據提供何時替換所述盒的指不。
17. 如權利要求12至14中任何一項所述的設備，其特徵在於，還包 括初始化裝置，其被設置成當所述盒被替換時初始化所述設備。
18. 如權利要求15所述的設備，其特徵在於，還包括觸發裝置，其被 設置成為所述初始化裝置提供所述盒何時被替換的指示。
19. 如權利要求18所述的設備，其特徵在於，所述觸發由所述存儲裝 置提供。
20. 如權利要求18或19所述的設備，其特徵在於，所述觸發裝置包 括鎖存電路，當所述盒被替換時，所述鎖存電路復位。
21. 如權利要求18或19所述的設備，其特徵在於，所述觸發裝置包 括實時時鐘(RTC)電路。
22. 如權利要求20或21所述的設備，其特徵在於，所述鎖存或RTC 電路包括臨時電源。
23. 如權利要求22所述的設備，其特徵在於，所述臨時電源為電容器。
24. 如權利要求20所述的設備，其特徵在於，還包括監控裝置，其被 設置成當所述設備接通時監控所述鎖存電路的狀態。
25. 如權利要求14-24中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述存 儲裝置進一步被設置成存儲用於控制所述設備的運行的控制參數。
26. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，還包括數 據傳輸裝置，其被設置成從被測探測器中讀取數據和/或將數據寫入被測探 測器。
27. 如權利要求26所述的設備，其特徵在於，所述數據傳輸裝置被設 置成接收關於探測器的測試要求的測試信息，所述控制裝置利用所述測試 信息控制刺激物的產生。
28. 如權利要求27所述的設備，其特徵在於，所述數據傳輸裝置包括 天線，所述天線被設置成與位於所述探測器上或附近的近程RFID裝置連通o
29. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述控制 裝置進一步被設置成防止電流峰值重合。
30. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述產生 裝置包括熱發生器。
31. 如權利要求30所述的設備，其特徵在於，所述熱發生器包括電加 熱元件和風扇。
32. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，還包括設置成將所述設備與一個杆相連的連接裝置。
33. 如權利要求32所述的設備，其特徵在於，所述杆包括電池，該電 池通過所述連接裝置為所述設備提供電能。
34. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述控制 裝置為PIC微控制器。
35. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述控制 裝置還包括用戶界面。
36. 如權利要求35所述的設備，其特徵在於，所述用戶界面包括LCD顯示器和按鈕控制面板。
37. 如權利要求35或36所述的設備，其特徵在於，所述用戶界面還包括無線電裝置。
38. 如權利要求35、 36或37所述的設備，其特徵在於，所述無線電裝置是基於無線電、光學或者紅外線的裝置。
39. 如權利要求35、 36、 37或38所述的設備，其特徵在於，所述用戶界面還包括藍牙裝置。
40. 如權利要求37至39中任何一項所述的設備，其特徵在於，無線 電裝置為遙控裝置。
41. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述設備 包括設置成向所述開口分配所述刺激物的至少一個風扇。
42. 如前述權利要求中任何一項所述的設備，其特徵在於，所述設備 還包括沿著所述開口的周邊設置的膜片。
全文摘要
一種用於測試危險探測器(4)的設備(1)，該設備包括電動產生裝置(5，6，7)，其被設置成產生至少兩種用於施加到探測器上的刺激物；以及控制裝置(11)，其被設置成通過所述刺激物產生裝置控制每種刺激物的產生，其中所述產生裝置包括一氧化碳發生器(7)。
文檔編號G01N33/00GK101361104SQ200680051670
公開日2009年2月4日 申請日期2006年11月24日 優先權日2005年11月24日
發明者S·佩珀 申請人:薩塔有限公司