專利名稱：聲學(xué)火災(zāi)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火災(zāi)檢測和報警系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及 一種這樣的系統(tǒng)，其中檢測來自噴灑頭的水的聲音作為火情的指示。
背景技術(shù)：
當(dāng)消防隊員到達建筑物之后，他們需要盡可能快地找到著火的位
置。許多消防部門認為，如果在火災(zāi)發(fā)生后20分鐘內(nèi)火災(zāi)還沒有被有 效控制，該建筑物就保不住了。
甚至當(dāng)已經(jīng)明確發(fā)生火災(zāi)時，也可能要花費大量時間來試圖找到 著火位置。到達出事地點的消防隊員可能經(jīng)常很難確定是否發(fā)生火災(zāi)。 即便確定已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)，他們也經(jīng)常很難確定著火的位置。
一個煙霧報警器的激活是表示可能發(fā)生火災(zāi)的指示。多個煙霧報 警器的激活是表示發(fā)生火災(zāi)的可能性非常高的指示。導(dǎo)致水流動的噴 灑系統(tǒng)的激活通常幾乎是發(fā)生火災(zāi)的確定指示。
在少見的情況下，消防部門很幸運， 一到達建筑物就看見諸如煙 霧或火焰的可見跡象。在這種情況下，他們當(dāng)場就可確定發(fā)生火災(zāi)并 開始搜尋遇難者和著火位置。但是這些跡象可能沒有給出確定火災(zāi)發(fā) 生在建筑物內(nèi)什么位置的任何指示。
煙霧能夠穿過建筑物。活動的煙霧報警器是煙霧在什么地方的指 示，但是煙霧可能已經(jīng)從著火處移動了一定距離。
噴灑器很少被激活除非它們受到火的熱。正在運行的噴灑器是著火位置的非?？煽康闹甘酒鳌Ｕ谶\行的噴灑器是正在進行的實際的
水損害(water damage)的確定的指示器。在緊急情況下盡可能快地確 定正在運行的噴灑器的位置是最優(yōu)先考慮的事情。盡快找出正在運行 噴灑器的位置可增加建筑物的防火安全性，并減少事故的總的平均損 害程度。
當(dāng)噴灑器運行并且水從其流動時，噴灑器會產(chǎn)生有特點的聲音。 當(dāng)水流過該噴灑器機身、撞擊導(dǎo)流板并從導(dǎo)流板偏轉(zhuǎn)時，以及當(dāng)該噴 灑器撞擊該噴灑器所被安裝房間的天花板和墻壁時，水會產(chǎn)出聲音。 至少在一些情況下，水撞擊房間的墻壁、天花板和地板的聲音可能是
由活動的噴灑器產(chǎn)生的最響亮的聲音。
流動檢測器可以用來確定噴灑器被激活。由于每個流動檢測器通 常關(guān)聯(lián)大量的噴灑頭，當(dāng)前的噴灑器流動檢測器不會給出關(guān)于個別噴 灑頭的水在何處正流動的信息。
每層樓一個的流動檢測器通常設(shè)置在該層的主饋送口處。有時很 少安裝流動檢測器。由于考慮到節(jié)約設(shè)備維修成本、受限制的法規(guī)要 求以及考慮到與維修相關(guān)的操作問題，很少使用流動檢測器。
流動檢測器很難維修，因為它們總是積滿污穢并且被銹蝕。即使 經(jīng)常對噴灑系統(tǒng)進行流動測試的建筑物也可能發(fā)現(xiàn)流動檢測器的壽命 是有限的。
因此需要繼續(xù)改進這種以某種方式利用激活的噴灑頭作為火災(zāi)位 置指示器的檢測系統(tǒng)。優(yōu)選實現(xiàn)這種效果不需要重新設(shè)計噴灑頭。此 外，如果這種流動檢測能力在現(xiàn)有的噴灑系統(tǒng)中被翻新，將是優(yōu)選的。


圖l是用實施本發(fā)明的系統(tǒng)監(jiān)控的區(qū)域的頂視圖。圖2是如同圖1的頂視圖，具有活動的噴灑頭，以及 圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實施例方式
雖然本發(fā)明的實施例可以采用許多不同的形式，但在附圖和下面 的說明書中詳細說明本發(fā)明的具體實施，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明所公開的 內(nèi)容應(yīng)被認為是本發(fā)明原理的示例，而不是要把本發(fā)明限制在所示的 具體實施例。
實施本發(fā)明的系統(tǒng)檢測在一個或多個噴灑器供水管中流動的水的 聲音信號，并識別在什么位置水從噴灑頭流動，以便識別火焰的位置。 聲音傳感器可以連接于噴灑器管的外面。信號可以在中心位置處理， 該中心位置可根據(jù)關(guān)于哪個噴灑頭的水在流動的信息來解釋火的位置 和火的大小。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，確定著火位置最可靠的潛在方法之
一是能夠通過分辨約5至20個一組的噴灑頭來準(zhǔn)確地知道噴灑器水流 位于什么位置。在這種比較局部的水平上，檢測水流的聲音傳感器可 以是低成本的、簡單的、堅固的并且容易翻新的方式。
可將傳感器的頻率調(diào)整到與各傳感器與其連接的選定管子的直徑 相關(guān)。來自這些傳感器的信號可路由給防火系統(tǒng)的聲學(xué)噴灑器水流模 塊，用于處理并通知。
在另一個實施例中，多個聲學(xué)轉(zhuǎn)換器可以設(shè)置在各個噴灑頭附近。 該轉(zhuǎn)換器能夠響應(yīng)來自被火激活的噴灑頭的水噴射。來自該轉(zhuǎn)換器， 例如麥克風(fēng)的信號，能夠連接于本地火災(zāi)報警器或區(qū)域監(jiān)視系統(tǒng)。所 接受的信號應(yīng)可以作為被監(jiān)控區(qū)域著火位置的表示。
在實施本發(fā)明的系統(tǒng)中，虛假主動報警的機會應(yīng)當(dāng)很少。噴灑頭供水管在沒有水流的情況下通常不產(chǎn)生特征聲音信號。聲音傳感器可 以通過煙霧傳感器報警來確認。至少一個激活的流動開關(guān)報警能夠核 實水在噴灑系統(tǒng)中流動并且確認該聲音傳感器報警。
與所接收的聲音報警相關(guān)的信息可以在系統(tǒng)控制面板上顯示給消 防人員。消防人員可以從顯示大量信息的用戶界面上獲得有益信息， 這些信息是關(guān)于哪個區(qū)域或哪個部分已經(jīng)報警以及關(guān)于已經(jīng)報警的房 間或區(qū)域的詳細信息。
本發(fā)明的一個實施例包括處理單元，該單元將識別該建筑物的正 在發(fā)生水流動的區(qū)位。該處理單元在其數(shù)據(jù)庫中有該建筑物樓層的平 面圖。聲音傳感器的位置能夠映射在該平面圖上。傳感器位置下游的 每個區(qū)將繪制在該平面圖上。
當(dāng)傳感器檢測流動的水時，處理系統(tǒng)將顯示水正在噴射的區(qū)位。
同時傳感器下游的區(qū)域應(yīng)當(dāng)有多至10或12個噴灑頭，少至有一個在流 水。但是流水的噴灑頭所在的區(qū)位將被系統(tǒng)顯示。這種區(qū)位應(yīng)該被指 定得足夠小以便消防人員很快地搜索到。
在傳感器構(gòu)造成響應(yīng)來自被激活的噴灑頭的噴射聲音的情況下， 顯示器能夠顯示出一個或多個所關(guān)注的響應(yīng)傳感器。
實施本發(fā)明的方法檢測活動的噴灑器的空中聲音。該檢測器可利 用安裝在建筑物內(nèi)的聲頻轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)?？商鎿Q地，該檢測器或監(jiān)聽裝 置可以按多傳感器、煙霧或火檢測器或與任何其他類型裝備組合的方 式來安裝。
將所檢測的聲音與所存儲的來自噴灑頭的水噴射的聲音特征做精 確比較的算法用于實現(xiàn)噴射聲音的識別?？梢哉{(diào)整聲學(xué)檢測器以確保 聲音被準(zhǔn)確地聽到?？纱鎯姙⑵髀曇籼卣鲙觳⒂糜诖_保能夠精確地分析許多聲音的變更和組合。
在聲音特征庫中需要考慮許多不同類型的噴灑頭和撞擊不同類型 建筑物材料時能夠產(chǎn)生的不同的噴射水的聲音。 一旦聲音樣本被檢測 器(可多個)拾取之后，處理并識別為由該區(qū)域的活動噴灑器所發(fā)出， 則信號被送到控制系統(tǒng)和用戶界面以提供報警和警告，并能向用戶說 明活動噴灑頭的位置。
圖1示出被本發(fā)明的系統(tǒng)10監(jiān)控的區(qū)域R的頂視圖。該系統(tǒng)10包括 多個噴灑頭，例如示例性的噴灑頭12-1、 12-2、 12-3、 12-4、…、12國n， 對此沒有限制。噴灑頭12-l…12-n根據(jù)該區(qū)域的結(jié)構(gòu)散布在整個區(qū)域R， 該區(qū)域的結(jié)構(gòu)包括諸如E1、 E2等的內(nèi)墻、辦公室、電梯/樓梯等。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員可理解用于覆蓋諸如區(qū)域R的任選區(qū)位或區(qū)域的噴灑頭 樣式的類型。也可理解區(qū)域R可以包括如圖1所示的單個層，或者包括 相互之間豎直間隔的多個層或部分，所有這些都不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。
在圖l的示例性的實施例中，區(qū)域R包括多個管道，例如P1、 P2、 P3、 P4、 P5、…、PN，對此沒有限制，用于將液體或水W從水池提供 到散布在該區(qū)域R的多個噴灑頭12-l…12-n。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員可理 解的，如果熱事件或火在例如示例性的噴灑頭12-i、 12-j的一個或多個 噴灑頭，附近發(fā)生，這些臨近的噴灑頭將通過從無流動的非激活狀態(tài) 到由諸如P1、 P2、 P3的相應(yīng)管道供給的液體或水形成的充滿流的激活 狀態(tài)來響應(yīng)事件或火的發(fā)生。在這種事件中，抑制火的液體或水從相 應(yīng)的激活的噴灑頭，例如從12-i、 12-j中噴射到該區(qū)域的附近部分，用 于抑制火或火焰。
根據(jù)本發(fā)明，該系統(tǒng)10包括多個聲音傳感器或轉(zhuǎn)換器，例如麥克 風(fēng)，20-1、 22-2、 20-3、 20-4、 20-5、、 20-n。應(yīng)該理解，轉(zhuǎn)換器20i 可用任何技術(shù)實現(xiàn)，該技術(shù)將來自諸如12-i、 12-j的一個或多個激活的噴灑頭用于響應(yīng)所發(fā)生的熱或火事件的噴射水的聲音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電 信號。
在代表性區(qū)域R中，激活噴灑頭12-i、 12-j的火或熱事件本身又導(dǎo) 致水流的聲音由此進入與其鄰近的該區(qū)域R的各部分?？梢灶A(yù)料，聲音 傳感器，例如傳感器20-2、 20-3、 20-4、 20-5，可根據(jù)該區(qū)域R的大小、 形狀和布置來拾取或檢測來自相應(yīng)的激活的噴灑頭流動的液體或水的 聲音，并產(chǎn)生一個或多個表示該聲音的電信號。
多個聲學(xué)檢測器20可以通過通信鏈路，例如經(jīng)由電纜22，或可替 換地通過無線方式連接于區(qū)域監(jiān)控單元，例如火或燃氣監(jiān)控設(shè)備U，對 此沒有限制。該單元U可以包括經(jīng)編程的處理器30以及合適的接口電路 32，使處理器30能夠經(jīng)由電纜22或無線連接與散布在整個區(qū)域R的有聲 檢測器20通信。該單元U還可以包括存儲部件34，該存儲部件可以包括 控制/通信程序，以及一個或多個數(shù)據(jù)庫和/或由從諸如12-i、 12-j的激活 的噴灑頭流動的液體或水產(chǎn)生的聲音類型的聲音特征表示，對此沒有 限制。
該單元U還可以包括一個或多個顯示裝置40，其能夠提供該區(qū)域R 的一個或多個部分的圖像表示，其中諸如12-i、 12-j的噴灑頭已經(jīng)被激 活。這種顯示器能夠由建筑物管理人員或第一目擊者使用，用于識別 諸如12-i、 12-j的一個或多個被激活的噴灑頭，并且說明該區(qū)域R的激活 的噴灑頭所在的部分。這樣的信息對于第一目擊者是非常有用的，例 如為了安全起見他不是從與豎筒(column) E2相關(guān)的樓梯井而是從與 豎筒E1相關(guān)的樓梯井到達著火現(xiàn)場F。而且這種信息使得第一目擊者能 夠快速地識別該區(qū)域R的這些部分，這些部分應(yīng)當(dāng)被搜索以尋找被困在 該著火現(xiàn)場或熱現(xiàn)場F的人。
還應(yīng)當(dāng)理解，諸如20-l…20-n的聲音傳感器可以是單獨應(yīng)用的單 元，或可以被包含在另外的單元中，例如包括煙霧檢測器、火焰檢測器、燃氣檢測器、熱檢測器的周圍狀況檢測器，對此沒有限制。在這
種場合，有線或無線的通信鏈路22可以構(gòu)造成雙向鏈路，使得單元U能
夠與相應(yīng)的檢測器通信并接收來自相應(yīng)聲音傳感器的信號。
圖2示出具有被熱事件或火焰事件F激活的噴灑頭12-j的系統(tǒng)10。在 這種場合，噴灑頭12-j將噴射用S表示的水，用于抑制火焰事件。如上 所述，由噴射產(chǎn)生的聲音能夠被聲學(xué)檢測器20-3、 20-4及其在這個范圍 的諸如20-5的其他傳感器檢測。
來自諸如20-3、 20-4、 20-5的傳感器的信號當(dāng)被通信介質(zhì)22耦合至 單元U時，可對其進行分析，或許使用數(shù)據(jù)庫34中的預(yù)先存儲的音頻特 征例，以確定噴灑頭12-j實際上已經(jīng)進入激活狀態(tài)并且噴射抑制液體。 在這個范圍內(nèi)的其他噴灑頭的激活也可以同樣被確定。為了建筑物管 理人員或第一目擊者的使用，所有這種信息可呈現(xiàn)在顯示器40上。
在聲音傳感器20-3、 20-4、 20-5結(jié)合到一個或多個周圍狀態(tài)檢測器 中的情況下，發(fā)生熱或火焰事件F不僅能夠通過噴灑頭12-j的激活來確 認，而且可以通過單元U從相應(yīng)檢測器接收的表示煙霧、火、燃氣、升 高的溫度等信號來確認，因此，單元U虛假報警的可能性被最小化。
其他的確認能夠由一個或多個安裝流動檢測器42-l、42-2、…、42-n 的水管提供。這些檢測器42-l、 42-2、…、42-n響應(yīng)在相應(yīng)的諸如Pl、 P2或P5的各鄰近的管子中的液體流動，作為對由噴射S產(chǎn)生的可聽見指 示的檢測的一種替代。來自檢測器42-l、 42-2、…、42-n的信號能夠通 過一個或多個通信鏈路連接于單元U，以提供對發(fā)生熱或火焰事件F的 附加的確認。
在圖2所示的實施例中，可以預(yù)料，流動檢測器42-l提供管子Pl中 的液體流動的信號指示。根據(jù)流動檢測器42-i的編號，對于哪個或哪些 管子表現(xiàn)液體流動，可達到預(yù)定的確定水平。應(yīng)該理解，流動檢測器42-i的確切性質(zhì)不是本發(fā)明的限定特征。例 如，這些檢測器可以基于機械技術(shù)，諸如水推動葉片并且反過來又閉 合開關(guān)，或可替換地，可以使用非接觸檢測的形式，對此沒有限制。
已經(jīng)被噴灑頭12-j激活的這些流動計42i可以按圖形方式單獨呈現(xiàn) 在顯示器40上，或與聲學(xué)檢測器20-i相結(jié)合呈現(xiàn)，所述聲學(xué)檢測器20-i 表現(xiàn)存在噴射S的聲音輸出指示。這種信息也可以被第一目擊者用于更 具體地識別被激活的噴灑頭的位置，例如12-j。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性的方法100。在起始步驟102，監(jiān)視來 自諸如20-l、 20-2、…、20-n的聲音傳感器的輸出。在步驟104所檢測 的輸出在步驟106被評估。在步驟108對任何輸出是否指示噴射狀態(tài)進 行確定。如果是，在步驟110從該區(qū)域內(nèi)的一個或多個周圍狀態(tài)檢測器， 例如火、煙霧或燃氣檢測器尋找確認。
當(dāng)報警狀態(tài)被確認，可以在步驟112指示報警。否則，在步驟118 可選地從諸如42-l、 42-2…42-n—個或多個流動檢測器(如果可用)尋 找確認。如果在步驟120被確認報警狀態(tài)，可產(chǎn)生報警。否則，在步驟 102繼續(xù)監(jiān)控過程。
從上述可以看出，在不脫離本發(fā)明精神實質(zhì)和范圍的情況下可以 進行各種變化和修改。應(yīng)當(dāng)理解或可以推斷出，對于這里描述具體設(shè) 備沒有限制。當(dāng)然，權(quán)利要求書覆蓋所有屬于權(quán)利要求范圍內(nèi)的這類 修改。
權(quán)利要求
1. 一種火災(zāi)指示系統(tǒng)，包括多個聲音傳感器，構(gòu)造該傳感器以響應(yīng)流水的聲音指示；控制部件，耦合至該傳感器并對其響應(yīng)，以識別任何指出水在流動的傳感器。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件包括顯示器和軟件，用于呈現(xiàn)任何指出水在流動的傳感器的圖形表示。
3. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)， 件的液體流動傳感器。
4. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)， 的數(shù)據(jù)庫。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)， 流動水的傳感器的軟件。
6. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)， 流動水的傳感器的軟件。其包括至少一個耦合至所述控制部其包括被監(jiān)視區(qū)域中的聲音傳感器其包括用于至少顯示那些正在響應(yīng)其包括用于至少顯示那些正在響應(yīng)
7. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其包括多個噴灑頭，其中已經(jīng)因熱 而被激活的每個噴灑頭發(fā)出指出水流動的聲音指示。
8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其包括用于呈現(xiàn)活動噴灑頭的圖形 化顯示的軟件。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其包括至少一個耦合至所述控制部 件的水流動傳感器。
10. —種監(jiān)視系統(tǒng)，包括記錄在計算機可讀介質(zhì)上的軟件，該軟件包括第一軟件，用于監(jiān)視來自多個間隔開的流動指示音頻傳感器的輸出；第二軟件，用于從數(shù)據(jù)庫査找與傳感器位置有關(guān)的信息；和第三軟件，用于呈現(xiàn)傳感器位置的顯示。
11. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其包括用于按圖形方式呈現(xiàn)指出流動存在的音頻傳感器。
12. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其包括軟件，用于響應(yīng)來自多個 間隔開的周圍狀態(tài)檢測器的異常狀態(tài)指示信號，并且用于把這樣的信 號與來自所述音頻傳感器的輸出相聯(lián)系。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其還包括軟件，用于呈現(xiàn)至少某 些提供異常狀態(tài)指示信號的檢測器和至少某些指示液體流動的音頻傳 感器。
14. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其還包括軟件，用于將多個音頻 傳感器和多個周圍狀態(tài)檢測器的位置影射到至少一個區(qū)域的可選擇顯 示的配置中。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其還包括用于呈現(xiàn)至少一個區(qū)域 中的傳感器和檢測器的顯示的軟件。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其還包括用于識別分別響應(yīng)流動 或異常狀態(tài)的聲音傳感器和檢測器的軟件。
17. —種檢測方法，包括檢測某區(qū)域中的多個間隔開的位置的熱；響應(yīng)在預(yù)定位置檢測的熱，起動液體流動用于抑制該位置的火； 按聲學(xué)方式檢測該流動的液體；以及 顯示該按聲學(xué)方式檢測的液體的流動位置。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括響應(yīng)在多個位置檢測的熱， 起動在多個位置的液體流動，并檢測指出該液體流動的空中聲音指示。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括顯示該指示的位置。
全文摘要
流向被激活的噴灑頭或從噴灑頭流出的水的聲音用于識別區(qū)域中的著火位置。諸如麥克風(fēng)的聲音轉(zhuǎn)換器可以設(shè)置在噴灑頭附近。噴射水的活動噴灑頭將產(chǎn)生流水的聲音，轉(zhuǎn)換器響應(yīng)這種聲音?？商鎿Q地，聲音流動檢測器可以耦合至噴灑頭供水管。
文檔編號G08B17/00GK101427112SQ200580018098
公開日2009年5月6日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者安東尼·法爾泰塞克 申請人:霍尼韋爾國際公司