[发明专利]在电单元中减轻凝结的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境条件检测器，所述检测器包括易受凝结影响的光 学元件。尤其是，本发明涉及包括至少一个光学元件的气体检测器。

背景技术

各种公知类型的气体和烟雾检测器包含光学元件。这些光学元件 可以包括透镜或反射体，它们用于相对于传感元件(例如光电二极管 或其它形式的光/电转换器)指引光线或汇聚光线。这种光学元件在以 下方面被认为是有用的和适合的：即在这种检测器中，它们可以提供 改善的性能和减小的尺寸。然而，它们易受凝结在其上的空中水蒸气 的影响，从而恶化它们的性能。

应当承认，凝结能够发生在较冷(相对于较暖的、引入的携带湿 气的环境空气)的光学表面上。这种温差导致空中水蒸汽凝结在光学 表面上。

在许多实例中，如果检测器被从较冷的环境条件带到较暖的环境 条件，则尤其易于发生凝结。如果较暖的环境空气的湿度较高，这更 加成为一个问题。

已知在一种检测器中连续地加热光学表面，以保持其温度超过露 点。在这种已知的检测器中，加热处理是连续地进行。当然，这样要 求连续地向检测器提供一定量的电能，而仅仅是为了加热相应的光学 元件。

对检测器持续地存在这样的需求，即要求较低的平均能量，而同 时还要执行相关光学元件的适当的加热功能，也就是现有的情况。此 外，需要能够改善电池寿命和降低用于将多个检测器和公共电能以及 遥控系统互相连接的任何电线的能量需求。优选的是，在能够实现这 种改善的运转功效时，不相当大地提高元件成本、制造成本或这种检 测器的复杂性。

附图说明

图1为根据本发明的检测器的侧剖视图；

图1A为图1的检测器的方框图，其中示出了所述检测器的附加特 征；

图2示出了根据本发明的一种形式的信号处理；

图3A和图3B一起示出了根据本发明的第二种形式的信号处理；

图4为示出了根据本发明的信号处理方法的流程图；以及

图5为根据本发明的处理信号的替代方法。

具体实施方式

尽管本发明的实施例可以采取许多不同的形式，然而在附图中示 出并且将在此进行详细描述的本发明的具体实施例应当被理解为：当 前的公开被认为是本发明的原理的例证，而并不旨在将本发明限制在 示出的具体实施例。

在公开的实施例，NDIR(非分散性红外)检测器包含传感器腔室， 所述传感器腔室被包封在检测器壳体中。所述传感器腔室具有空气入 口，所述空气入口可以由气体可渗透过滤器封闭，以将污染物阻挡在 传感腔室外。

传感腔室的一端具有辐射能或光发射器，其朝向位于腔室的另一 端的反射体发光。所述光发射器发射初始亮度的光频，所述光频被所 传感的气体吸收。反射体聚焦所反射的光线至设置在发射器附近的接 收器。存在气体时接收光的亮度与不存在气体时的亮度的比率确定了 气体浓度。

在一个实施例中，光将传播传感腔室的长度两次，以增加被传感 的气体的吸收特征。光发射器和光接收器连接成回路，该回路提供驱 动和传感电路。这种电路解析光接收器信号，从而确定气体浓度。

如上所述的腔室在2003年7月25日递交的、名称为“用于气体 检测器的腔室(Chamber for Gas Detector)”的、并且已经转让给受让 入的美国专利申请No.10/627,361中公开。该申请在此通过参考并入。

检测器还包含用于，至少部分地用于控制传感腔室中或传感腔室 附近的电路，这样当向加热器供电时，该电路将加热反射体。可以利 用至少一个环境传感器来传感环境的预定特征。传感器连接至能够随 着该特征变化地控制加热器的电路。所述环境传感器可以是温度传感 器、湿度传感器、凝结传感器、或其它类型的，提供能够用于评估发 生在反射体上的凝结的潜在性的信息的传感器中的一种。

可以选择至少一个内部传感器来传感传感腔室的内部特征。该内 部传感器可以是温度传感器、湿度传感器、凝结传感器、或其它类型 的，提供能够用于评估发生在反射体上的凝结的潜在性的信息的传感 器中的一种。

当环境传感器和相联结的电路确定预定特征存在时，电路将接通 至加热器的电压驱动，这样加热器加热，并由此加热反射体。当电路 确定反射体已经被加热到相对于环境的预定温度时，电路将切断至加 热器的电压驱动，以节约电能。