测烟装置及其临界值设定方法及使用其的检测方法
专利汇可以提供测烟装置及其临界值设定方法及使用其的检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种测烟装置及其临界值设定方法及使用其的检测方法，用以解决 现有技术 以人工方式制造测烟装置所产生误差而造成 质量 不一的问题，本发明的测烟装置在生产过程是通过数字化的方式在同一个测试环境下将临界值设定在存储单元内，如此可避免人工操作的缺失及质量不一的问题，且在使用本发明的测烟装置时，会将户外环境的烟雾浓度和存储单元内的临界值作比较后输出警示 信号 至警示单元，以提醒是否已发生火灾。，下面是测烟装置及其临界值设定方法及使用其的检测方法专利的具体信息内容。
1.一种测烟装置，其特征在于，包括：
一接收单元，以无线方式接收外部的一发射单元所发射的光线打到烟雾粒子而后被烟雾粒子反射的光线，且产生出一模拟信号；
一放大单元，电性连接于该接收单元，将该接收单元产生的模拟信号放大后以产生出一差分模拟信号；
一模拟/数字转换单元，电性连接于该放大单元，将该差分模拟信号转换为一数字信号；
一硬件逻辑处理单元，电性连接于该模拟/数字转换单元，用以处理该数字信号并输出一数值；
一缓存单元，电性连接于该硬件逻辑处理单元，用以暂存该硬件逻辑处理单元所输出的数值；
一存储单元，电性连接于该缓存单元，用以储存该缓存单元内所暂存的数值；
一数字/模拟转换单元，电性连接于该硬件逻辑处理单元，用以取得该存储单元内的数值且转换为模拟信号；
一比较单元，电性连接于该放大单元及该数字/模拟转换单元；
一警示驱动单元，电性连接于该比较单元；
其中，所述测烟装置设置在充满烟雾的一测试环境，所述测试环境内的烟雾浓度为火灾检测标准的烟雾浓度时，该硬件逻辑处理单元所输出的该数值是该测烟装置检测烟雾时，用以判断火灾发生的一临界值；
所述测烟装置置于一室内环境，且该存储单元储存的该数值是用以判断火灾发生的该临界值时，该接收单元根据其在室内环境中接收的反射光线产生模拟信号，该放大单元对该接收单元在室内环境中产生的模拟信号进行放大产生差分模拟信号，该比较单元用以比较该放大单元在室内环境中产生的该差分模拟信号及该数字/模拟转换单元对该临界值进行转换产生的模拟信号是否相同，若比较结果为是，则输出一比较信号，该警示驱动单元用以接收该比较信号以启动该警示驱动单元来输出一警示信号。
2.如权利要求1所述的测烟装置，其特征在于，还进一步包括：
一电源供应单元，用以提供该测烟装置所需的电源；
一写入控制电路单元，设置在该缓存单元及该存储单元之间，用以根据该存储单元的模式来切换写入模式，以控制该缓存单元的数值写入在该存储单元内；及
一监测接口单元，电性连接于该硬件逻辑处理单元，以有线或无线方式将该测烟装置的所有状态传输至外部的一信号处理中心。
3.如权利要求2所述的测烟装置，其特征在于，该比较单元为一模拟电路所组成。
4.如权利要求1所述的测烟装置，其特征在于，该存储单元为一高分子聚合保护开关、一一次性可程序化的只读存储器、一高速缓存或一非挥发性内存一次编程。
5.一种如权利要求1所述的测烟装置中的临界值的设定方法，将该测烟装置设置在充满烟雾的一测试环境，所述测试环境内的烟雾浓度为火灾检测标准的烟雾浓度，且该测试环境内含有一发射单元，其特征在于，该设定方法包括下列步骤：
产生通过该发射单元所发射的至少一光线至该测试环境内的烟雾所含的多个粒子后的至少一反射光线；
通过外部的一接收单元用以接收该反射光线且将该反射光线转换成一差分模拟信号；
使用该测烟装置的一放大单元将该差分模拟信号进行一比例倍数的放大；
利用该测烟装置的一模拟/数字转换单元将放大后的差分模拟信号转换为一数字信号；
传送该数字信号至该测烟装置的一硬件逻辑处理单元用以转换为一数值，该数值是该测烟装置检测烟雾时，用以判断火灾发生的一临界值；
暂存该数值于该测烟装置的一缓存单元；及
通过一写入手段将该数值写入在该测烟装置的一存储单元。
6.如权利要求5的设定方法，其特征在于，该写入手段为一烧录程序或一直接写入程序。
7.如权利要求6的设定方法，其特征在于，该烧录程序利用一电流对一电压的方式通过一高分子聚合保护开关以烧断保险丝。
8.一种使用如权利要求1的测烟装置的检测方法，将该测烟装置设置于一室内环境，且该测烟装置至少具有一存储单元，该存储单元内储存有一临界值，其特征在于，该检测方法包括下列步骤：
通过一发射单元来检测该室内环境是否有烟雾；
当检测结果为是，产生通过该发射单元所发射的至少一光线至烟雾所含的多个粒子后的至少一反射光线；
通过外部的一接收单元以接收该反射光线，且将该反射光线通过一放大单元转换成一差分模拟信号；
通过该测烟装置的一硬件逻辑处理单元以取得储存于该测烟装置的存储单元内的该临界值；
使用该测烟装置的一数字/模拟转换单元用以转换该临界值为一模拟信号；
利用该测烟装置的一比较单元以比较该放大单元产生的差分模拟信号及该数字/模拟转换单元产生的模拟信号是否相同；及
当比较结果为是，则输出一比较信号至该测烟装置的一警示驱动单元以发出一警示信号。
9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，该检测该室内环境的步骤，若检测结果为否，则持续通过该发射单元检测该室内环境是否有烟雾。
10.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，该利用该测烟装置的一比较单元的步骤，若比较结果为否，则持续利用该测烟装置的该比较单元以比较该放大单元产生的差分模拟信号及该数字/模拟转换单元产生的模拟信号是否相同。
技术领域
本发明涉及一种测烟装置，尤其涉及一种测烟装置及其临界值设定方法及使用其的检测方法。
背景技术
红外线型检测器即利用此一原理，发射光源后，若空气中存在有烟尘粒子，则会对光产生散射作用，而导致受光量的变化，以此检测火灾的发生。
现有的红外线型检测器又可分为减光型及散射型两种，请参考图1A为减光型检测器示意图，此型检测器的检测室内有红外线发光二极管10及受光元件12，在正常情况下，受光元件12接收到发光元件10所发出一定光量100，而在火灾发生时，烟雾102进入检测器的检测室，发光元件10所发射出的光量100受到烟雾102的遮挡，使得受光元件12所接收的光量减少，因此光电流降低，检测器发出火警信号。
请参考图1B为散测光型检测器示意图。此型检测器的检测室亦装有红外线发光元件10和受光元件12，在正常情况下，受光元件12接收不到发光元件10发出的光量100，因此不产生光电流。而火灾发生时，烟雾102进入检测器的检测室时，由于烟雾102粒子的作用使发光元件10所发射出的光产生折射，这种折射光104被受光元件12所接收，使受光元件12阻抗产生变化，转换为光电流变化，使得检测器发出火警信号。
上述检测器于工厂制作时，会模拟火灾发生的测试环境，而这个测试环境内的烟雾浓度是依照各国火灾检测标准而有所不同，再将检测器设置于测试环境以制造出符合各国火灾检测标准的检测器。
目前检测器的火灾临界点的设定是利用人工的方式来调整，工厂测试人员通过检测器的外部调整钮，使得检测器的临界点可以被调整到符合各国火灾检测标准的警示点，其中外部调整钮是通过外部旋转钮以改变检测器内部的可变电阻，然而，目前人工调整警示点的作法有些缺失，如测试人员的反应不同或者情绪不定，使得每一个制造出的检测器警示点都不相同，再者，在生产上也容易受测试人员工时的限制而使得生产数量受限等问题。
发明内容
为了达成上述的目的，本发明提出一种测烟装置，包括一接收单元，以无线方式接收外部的一发射单元所发射的光线打到烟雾粒子而后被烟雾粒子反射的光线，且产生出一模拟信号；一放大单元，电性连接于该接收单元，将该接收单元产生的模拟信号放大后以产生出一差分模拟信号；一模拟/数字转换单元，电性连接于该放大单元，将该差分模拟信号转换为一数字信号；一硬件逻辑处理单元，电性连接于该模拟/数字转换单元，用以处理该数字信号并输出一数值；一缓存单元，电性连接于该硬件逻辑处理单元，用以暂存该微处理器所输出的数值；一存储单元，电性连接于该缓存单元，用以储存该缓存单元内所暂存的数值；一数字/模拟转换单元，电性连接于该硬件逻辑处理单元，用以取得该存储单元内的数值且转换为模拟信号；一比较单元，电性连接于该放大单元及该数字/模拟转换单元；一警示驱动单元，电性连接于该比较单元；其中，所述测烟装置设置在充满烟雾的一测试环境，所述测试环境内的烟雾浓度为火灾检测标准的烟雾浓度时，该硬件逻辑处理单元所输出的该数值是该测烟装置检测烟雾时，用以判断火灾发生的一临界值；所述测烟装置置于一室内环境，且该存储单元储存的该数值是用以判断火灾发生的该临界值时，该接收单元根据其在室内环境中接收的反射光线产生模拟信号，该放大单元对该接收单元在室内环境中产生的模拟信号进行放大产生差分模拟信号，该比较单元用以比较该放大单元在室内环境中产生的该差分模拟信号及该数字/模拟转换单元对该临界值进行转换产生的模拟信号是否相同，若比较结果为是，则输出一比较信号，该警示驱动单元用以接收该比较信号以启动该警示驱动单元来输出一警示信号。
本发明的一实施例中，提出一种测烟装置设定临界值的方法，将该测烟装置设置在充满烟雾的一测试环境，所述测试环境内的烟雾浓度为火灾检测标准的迷雾浓度，且该测试环境内含有一发射单元，该设定方法包括下列步骤：产生通过该发射单元所发射的至少一光线至该测试环境内的烟雾所含的多个粒子后的至少一反射光线；通过外部的一接收单元用以接收该反射光线且将该反射光线转换成一差分模拟信号；使用该测烟装置的一放大单元将该差分模拟信号进行一比例倍数的放大；利用该测烟装置的一模拟/数字转换单元将放大后的差分模拟信号转换为一数字信号；传送该数字信号至该测烟装置的一硬件逻辑处理单元用以转换为一数值，该数值是该测烟装置检测烟雾时，用以判断火灾发生的一临界值；暂存该数值于该测烟装置的一缓存单元；及通过一写入手段将该数值写入于该测烟装置的一存储单元。
本发明的另一实施例中，提出一种使用测烟装置的检测方法，将该测烟装置设置在一室内环境，且该测烟装置至少具有一存储单元，该存储单元内储存有一临界值，该检测方法包括下列步骤：通过一发射单元来检测该室内环境是否有烟雾；当检测结果为是，产生通过该发射单元所发射的至少一光线至烟雾所含的多个粒子后的至少一反射光线；通过外部的一接收单元用以接收该反射光线且将该反射光线通过一放大单元转换成一差分模拟信号；通过该测烟装置的一硬件逻辑处理单元以取得储存于该测烟装置的存储单元内的该临界值；使用该测烟装置的一数字/模拟转换单元用以转换该临界值为一模拟信号；利用该测烟装置的一比较单元以比较该放大单元产生的差分模拟信号及该数字/模拟转换单元产生的模拟信号是否相同；及当比较结果为是，则输出一比较信号至该测烟装置的一警示单元以发出一警示信号。
采用本发明的方法，因使用数字化方式将临界值烧录至存储单元内，如此可减少因人工操作所产生出来的测烟装置标准不一的问题，又，本发明的方法因自动化制造出符合各国火灾检测标准的测烟装置，所以可减少人力成本的支出，且不受工时的限制又可增加生产的效率。
附图说明
图1A为现有的减光型检测器示意图；
图1B为散测光型检测器示意图；
图2为本发明的测烟装置方块示意图；
图3为本发明测烟装置设定临界值的方法流程图；及
图4为本发明使用测烟装置的检测方法流程图。
图中
红外线发光二极管 10
光量 100
烟雾 102
折射光 104
受光元件 12
测烟装置 2
放大单元 22
模拟/数字转换单元 24
硬件逻辑处理单元 26
缓存单元 28
写入控制电路单元 30
存储单元 32
数字/模拟转换单元 34
比较单元 36
监测接口单元 37
警示驱动单元 38
电源供应单元 39
发射单元 4
接收单元 5
具体实施方式
一硬件逻辑处理单元26，电性连接于该模拟/数字转换单元24，用以处理该数字信号并输出一数值，硬件逻辑处理单元26可由多个CMOS电路所组成。一缓存单元28，电性连接于该硬件逻辑处理单元26，用以暂存该硬件逻辑处理单元26所输出的该数值。一写入控制电路单元30，用以根据一存储单元32的模式来切换写入模式，以控制该缓存单元28的数值写入于该存储单元32内。一存储单元32，电性连接于该缓存单元28，用以储存该缓存单元28内所暂存的该数值。一监测接口单元37，电性连接于该硬件逻辑处理单元26，以有线或无线方式将该测烟装置的所有状态传输至外部的一信号处理中心，所有状态包括电池是否有电、该测烟装置设定的位置为何以及目前检测到的环境烟雾程度为何。一数字/模拟转换单元34，电性连接于该硬件逻辑处理单元26，用以取得该存储单元32内的该数值且转换为一模拟信号。一比较单元36，电性连接于该放大单元22及该数字/模拟转换单元34，用以比较该差分模拟信号及该模拟信号，且输出一比较信号。一警示驱动单元38，电性连接于该比较单元36，用以接收该比较信号以启动该警示驱动单元38用来输出一警示信号至一警示单元(未图标)。
上述所提及的发射单元在实施时可为一红外线发射器或其它可见光线发射器，接收单元在实施时可为一红外线接收器或其它可见光线发射器，放大单元在实施时可为一运算放大器或一自动增益控制电路，比较单元在实施时可为一模拟电路或一数字逻辑电路所组成，警示单元在实施时可包括一发光元件及一警报元件，其中发光元件可为二极管或灯泡，警报元件可为蜂鸣器或类似的产品，存储单元在实施时可为一高分子聚合保护开关(poly fuse)、一一次性可程序化的只读存储器(EEPROM)、一高速缓存或一非挥发性内存一次编程(OTP)。
现有技术的测烟器是将许多的电子元件设计在电路板上，这样会有许多的缺点，诸如容易受噪声干扰使得信号传输不良、耗电大(电池使用寿命缩短)以及微处理器负荷等等，本发明的测烟装置可整合于具备有混合信号的系统单芯片(SOC)内，且测烟装置是以数字化方式用以取代传统的半固定式电阻VR的以人工调整设定临界值，进而达到快速精确的功效，相对节省制造工时，且降低人为误差。
请参考图3，为本发明测烟装置设定临界值的方法流程图，在此为了能够了解本发明的设定临界值的方法请同时配合图2的图示，在设定测烟装置临界值的动作是在工厂的排程内完成，为了达成所有测烟装置内的临界值一致符合各国火灾检测标准的需要，所以本发明将该测烟装置2设置于充满各国安规烟雾的标准的一测试环境，而该测试环境内的烟雾浓度是依照各国火灾检测标准的不同而烟雾浓度有所不同，而且该测试环境内含有一发射单元4，该设定方法包括下列步骤：首先，通过外部的该发射单元4用来发射至少一光线，这些光线打到烟雾内所含的多个粒子后就会产生至少一反射光线(S100)。
然后通过一接收单元5接收这些反射光线且转换成一差分模拟信号(S102)。使用该测烟装置2的一放大单元22将该差分模拟信号进行一比例倍数的放大(S104)，于实施时其放大比例倍数可为300至1000之间。将放大后的差分模拟信号利用该测烟装置2的一模拟/数字转换单元24转换为一数字信号(S106)。当转换完成后，就将该数字信号传送至该测烟装置2的一硬件逻辑处理单元26用以转换为一数值(S108)。将该数值暂存于该测烟装置2的一缓存单元28内(S110)。因为缓存单元若遇到无电源的情形下会失去内部的数据，所以需要通过一写入手段将该数值写入于该测烟装置2的一存储单元30(S112)，该写入手段可为一烧录程序或一直接写入程序，若为烧录程序是利用一电流对一电压的方式通过一高分子聚合保护开关以烧断保险丝所达成。
图3表示本发明的测烟装置在工厂生产时，将临界值设定在内部的存储单元内的方法流程，在上述流程的描述中与现有技术比较可知，因为本发明是利用数字化的方式取代人工操作的方式，来达成设定临界值的目的，所以本发明在生产过程中完全不需要人工操作，如此可减少因人工操作而产生测烟装置质量不一致的情形发生。况且，每一测烟装置都会摆置在同一个测试环境下，所以在存储单元内所储存的数值应为相同，如此可确保测烟装置的质量。
请参考图4，为本发明使用测烟装置的检测方法流程图，在此为了能够了解使用本发明的测烟装置的检测方法请同时配合图2的图示，将该测烟装置2设置在一室内环境，且该测烟装置2至少具有一存储单元30，该存储单元30内储存有一临界值，该检测方法包括下列步骤：首先，通过外部的一发射单元4以检测该室内环境是否有烟雾产生(S200)，如果检测结果为否，则回到S200步骤持续作检测的动作，反之，若检测结果为是，则通过该发射单元4所发射的至少一光线至烟雾所含的多个粒子后所产生至少一反射光线(S202)。
然后，通过外部的一接收单元5用以接收这些反射光线且将它们转换成一差分模拟信号(S204)。通过该测烟装置2的一硬件逻辑处理单元26以取得储存在该测烟装置2的存储单元30内的该临界值(S206)。依据该测烟装置2的一比较单元34的类型进行比较动作(S208)，若该比较单元的类型为模拟信号处理电路时，则使用该测烟装置2的一数字/模拟转换单元32用以转换该临界值为一模拟信号(S210)。利用该测烟装置2的一比较单元34以比较该差分模拟信号及该模拟信号是否相同(S212)，如果比较结果为否，则回到S212的步骤持续在一定的次数下比较上述的该差分模拟信号及该模拟信号，其中该次数于实施时可为3次但次数并不限于此，若比较结果为是，则该比较单元34就会输出一比较信号至该测烟装置2的一警示驱动单元26用以发出一警示信号(S214)给外部的一警示单元。
在S208步骤，若该比较单元的类型为数字信号处理电路时，则通过硬件逻辑处理单元将该差分模拟信号转换为差分数字值(S216)，利用该比较单元34以比较该差分数字值及该临界值是否相同(S218)，如果比较结果为否，则回到S218的步骤持续在一定的次数下比较上述的该差分数字值及该临界值，其中该次数于实施时可为3次但次数并不限于此，若比较结果为是，则该比较单元34就会输出该比较信号至该测烟装置2的该警示驱动单元26用以发出该警示信号(S214)给外部的一警示单元。
采用本发明的方法，因使用数字化方式将临界值烧录到存储单元内，如此可减少因人工操作所产生出来的测烟装置标准不一的问题，又，本发明的方法因自动化制造出符合各国火灾检测标准的测烟装置，所以可减少人力成本的支出，且不受工时的限制又可增加生产的效率。
本发明的测烟装置具有下列的特性：
1.测烟装置内无论是将处理模拟信号或数字信号的所有电子元件，使用混合信号模式整合于系统单芯片内；
2.因为本发明是使用数字化方式记录临界值用以取代传统半固定式电阻VR的以人工调整设定临界值，进而达到快速精确的功效，相对节省制造工时，且降低人为误差；
3.本发明的电源供应单元是使用参考电压产生器(bandgap)及调整电路(regulator)所制作而成，可达到低电流省电源的目的；及
4.因利用硬件逻辑电路来制作测烟装置，所以整个测烟装置的电源消秏可以控制在10毫安以下。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所做的变化与修饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参见本发明的权利要求书。
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