[发明专利]高效率环境浓度侦测搜寻系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境侦测搜寻技术领域，尤其是一种高效率环境浓度侦测搜寻系统及方法，系利用自动搜寻技术，配合讯号分析和空气混合功能，让监视区域大幅增加，且侦测搜寻时间缩短，不但可降低昂贵的侦测系统成本，使其更普及化，又可快速找到出事地点，使其更实用化，同时其又可应用于气体、液体、毒气等的侦测。

背景技术

以极早期火灾侦测(IFD，Incipient Fire Detection)为例，主要系侦测空气中因预烧而产生的微小粒子的浓度而预测得知火灾的极早期警讯；其技术主要为经抽气系统抽取空气样本，再运用集凝核原理或氙光侦测技术等作空气样本的浓度分析，以监视区域是否有不正常过热情形，以发出警讯，使操作人员可以前去观察或进行紧急处理；其比一般任何火灾侦测系统提高几小时到几天的前发出警讯，虽十分好用未普及，主要因该系统十分昂贵且操作成本高，且侦测搜寻时间随监督区域增加而线性加长，无法迅速找出出事的确切地点；另不管用任何技术去侦测次微米粒子(浓度分析)，IFD系统一定要用抽气方式，从监督区域抽取空气样本进行粒子数目的侦测，其监视区域愈大或分隔监督区域愈多，所需成本越高或侦测搜寻时间愈长，以市售IFD系统(使用集凝核原理的云雾箱)为例，样本空气以每分钟14公升的速度通过云雾箱，而云雾箱则以每15秒的侦测间隔去侦测一次空气中的次微米粒子数目，其可监视区域大约840平方公尺，相当于255坪。以五千坪为例，就需要20台IFD，价格就要壹千万元，平常的系统运转成本也相当贵，造成这类的设备叫好不叫座。

另者，有为降低成本采取轮流监督的方式，例如840平方公尺，要扩大四倍的监督区(约3360平方公尺)，则用一个4对1的切换开关放在云雾箱的入口前，让四个区域的空气每分钟各有15秒的时间分别轮流进入云雾箱做侦测，这样虽然降低制作成本，但火灾侦测的反应时间却慢4倍，即从15秒变成1分钟，如果需要64倍的监督区域，即足足慢了16分钟，为降低成本却增加反应时间的作法，对于讲求时效性的火灾侦测系统来说相当不可行。

发明内容

鉴于以上所述的现有技术的种种缺陷，特提出本发明的高效率环境浓度侦测搜寻系统及方法，其可降低成本而达普及化的目的；本发明的高效率环境浓度侦测搜寻系统包括：

复数个用以控制各分隔区域的欲侦测物(气体、毒气、液体)是否流到侦测器的开关阀，分别装设于复数个监督分隔区域；

运用马达抽取各监督分隔区域的侦测物样本到浓度侦测器进行侦测物成分分析的抽汲系统；

负责各分隔区域的侦测物样本充分混合的混合器；

用来分析抽样侦测物内成分的浓度侦测器。

首先，我们先了解火灾侦测系统中侦测浓度成分的云雾箱(cloudchamber)--系运用集凝核(condensation nuclei)技术，使大小粒子被直径约20microns的小滴围住，以侦测次微粒子浓度，因该侦测系统对各大小粒子有相同的灵敏度，使得集凝核技术的误报情形最小，其可侦测的粒子直径小至0.002微米以下，浓度范围是300到10⁷粒/毫米；本发明保留此特性作为空气浓度分析的侦测，另本发明将欲监督区域分隔为数个，每一分隔监督区域皆以每分钟14公升的速度将空气送到空气混合器内充分混合，再由空气混合器内以每分钟14公升的速度抽取混合空气样本，进行微粒子浓度的侦测，如此，即便监督区域增大，但火灾侦测的时间仍可保持不变。

当然，于混合器中抽取出的混合空气样本系经混合后稀释其原有的微粒子浓度，但本发明配合运用背景消除法、信号放大法，来降低因监督区域扩大而产生灾区信号被稀释的负面效果，以增加信号杂讯比，使被稀释的原始信号还原，如发现有异常情形(过热)则启动本发明的自动搜寻系统，使在极短时间内，找到发生异常的区域，其中，自动搜寻系统应用二分、三分或混合搜寻技术(binary，tertiary or mixing searchingtechnique)配合信号对比、信号分析等方法来进行搜寻。

对于上述本发明所应用的背景消除、信号放大、搜寻技术、信号对比及信号分析法，以下分别述及其原理：