Detector térmico lineal digital con confirmación térmica por termopar.

Detector térmico lineal digital con confirmación térmica por termopar que comprende:

un primer conductor (505) que comprende un primer material y un segundo conductor (506) que comprende unsegundo material, estando los conductores primero y segundo recubiertos cada uno con una capa de un material(510) termoplástico termosensible no conductor y enroscados entre sí para crear una presión de resortesustancialmente continua entre el primer conductor y el segundo conductor para hacer que las capas del materialtermoplástico termosensible no conductor estén en contacto; y

un circuito (305) de monitorización configurado para monitorizar la resistencia a lo largo de los conductores primero ysegundo y configurado además para, en respuesta a que la resistencia cambia a lo largo de los conductores primeroy segundo, detectar un cortocircuito y entrar en un modo de termopar.

Detector térmico lineal digital con confirmación térmica por termopar.

Campo de la invención La presente invención se refiere a detectores térmicos lineales y, más particularmente a un detector térmico lineal digital con confirmación térmica por termopar.

Antecedentes de la invención Se conocen sistemas de detección remota de temperatura en la técnica para la detección remota de áreas sobrecalentadas que pueden utilizarse, por ejemplo, en sistemas de detección y extinción de fuego, etc. Un tipo común de sistema de detección remota de temperatura es un detector térmico lineal. Existen varios tipos diferentes de detectores térmicos lineales actualmente disponibles que incluyen, por ejemplo, detectores térmicos lineales digitales y detectores térmicos lineales analógicos.

Los detectores térmicos lineales digitales son bien conocidos en la técnica incluyendo, por ejemplo, la patente estadounidense n.º 2185944 titulada FIRE-DETECTING CABLE de Willis Holmes, publicada el 2 de enero de 1940, cuyo contenido se incorpora por el presente documento mediante referencia. Generalmente, un detector térmico lineal digital comprende un par de conductores de resorte hechos de metales similares. Los conductores de resorte están recubiertos con un material termoplástico termosensible especial que se funde a una temperatura específica. Los dos conductores están enroscados entre sí para mantener una presión de resorte sustancialmente continua entre los conductores. Normalmente, el par enroscado de conductores se envuelve en una cinta protectora Mylar®, antes de extruir una funda exterior sobre el par envuelto en cinta.

La figura 1A es un diagrama de bloques de un entorno 100A de detector térmico lineal digital a modo de ejemplo que ilustra una instalación de detector térmico lineal digital típica. Un circuito 105 de monitorización está interconectado operativamente con un tramo de un detector 110 térmico lineal digital, que se termina mediante un resistor 115. El circuito 105 de monitorización mantiene un flujo de corriente a través del detector 110 térmico lineal digital a través del resistor 115 terminal, que regula el flujo de corriente a través del detector térmico lineal digital. Cuando la corriente está fluyendo a través del detector térmico lineal digital a un nivel conocido, el circuito 105 de monitorización indica que el sistema está en un estado NORMAL.

La figura 1B es un diagrama de bloques de un entorno 100B de detector térmico lineal digital a modo de ejemplo que muestra un circuito 120 abierto provocado por una interrupción en el detector térmico lineal digital. Una interrupción de este tipo puede estar provocada, por ejemplo, por daño físico al detector térmico lineal. En una situación tal como se muestra en el entorno 100B, el circuito 105 de monitorización detecta que el flujo de corriente se ha detenido, lo que provoca que el circuito 105 de monitorización indique un estado de PROBLEMA. Normalmente, el circuito 105 de monitorización puede hacer sonar una alarma o de otro modo alertar a un administrador de que las capacidades de detección del sistema están comprometidas y que es necesario adoptar alguna medida correctiva para restablecer la funcionalidad detección de sobrecalentamiento.

La figura 1C es un entorno 100C de detector térmico lineal digital a modo de ejemplo que ilustra el funcionamiento en presencia de un cortocircuito 130 que puede estar provocado por fuego u otro estado de sobrecalentamiento. De manera ilustrativa, un fuego elevaría la temperatura por encima del punto de fusión del material termoplástico termosensible especial, provocando de ese modo un cortocircuito que permite que los dos conductores entren en contacto entre sí, lo que da como resultado un aumento en la corriente a través del detector térmico lineal digital debido a que no se pasa por el resistor 115 terminal. En respuesta, el circuito 105 de monitorización indicará esto como estado de ALARMA y adoptará una medida apropiada, por ejemplo, activación de sistemas de extinción de fuego, etc. Sin embargo, esto conduce a una desventaja conocida de los detectores térmicos lineales digitales, concretamente, si el detector térmico lineal digital resultara físicamente dañado, provocando de ese modo un estado de cortocircuito, el circuito 105 de monitorización pasará a un estado de ALARMA con una activación simultánea de sistemas de extinción de fuego. Tal como apreciará un experto en la técnica, la activación de sistemas de extinción de fuego en ausencia de fuego puede dar como resultado daños provocados por el agua a un edificio, a los bienes que se almacenan en el mismo, posibles lesiones a los ocupantes, etc.

Los detectores 110 térmicos lineales digitales típicos tienen una resistencia conocida, por ejemplo, 0, 2 ohmios por pie. Por tanto, durante un estado de ALARMA, la resistencia a lo largo del detector térmico lineal digital puede medirse para determinar la ubicación del fuego.

La figura 2 es un diagrama esquemático de una sección transversal típica de un detector térmico lineal digital como el que se describe en la solicitud de patente estadounidense, US2010142584 de Brian P. Harrington et al. El detector 200 térmico lineal digital comprende una funda 205 exterior. La funda 205 exterior es normalmente una cubierta extruida que está compuesta por alguna forma de polivinilo. Esta funda exterior aloja dos conductores 230 de resorte interiores idénticos que están recubiertos con un material 220 termosensible no conductor, respectivamente. Los conductores de resorte interiores recubiertos están envueltos en una cinta protectora y/o protección 215, por ejemplo, una cinta Mylar®.

Determinadas mejoras recientes a detectores térmicos lineales, tales como las que se describen en la publicación de patente estadounidense n.º US 2008/0084268A1, de Weishe Zhang, et al., mejoran algunas de las desventajas conocidas de los detectores térmicos lineales digitales. La solicitud publicada de Zhang detalla un detector térmico lineal digital que funciona para impedir a los cortocircuitos que provoquen un estado de ALARMA. Sin embargo, existe una desventaja conocida, el detector térmico lineal de Zhang no puede proporcionar una determinación positiva de que un evento térmico, es decir, un estado de sobrecalentamiento, provocara el estado de ALARMA. Además, sistemas actuales no permiten la identificación de la temperatura en la ubicación del cortocircuito. El documento WO 2008/031627 muestra un vehículo de correos con un dispositivo de detección de fuego.

Actualmente, el circuito 105 de monitorización interpreta todas las formas de cortocircuitos de la misma manera, es decir, como ALARMA. Esto se produce porque los detectores térmicos lineales convencionales no pueden distinguir entre un cortocircuito provocado por la presencia de un estado de sobrecalentamiento y un cortocircuito provocado por un daño físico al cable (por ejemplo, retorcimientos en el cable, daños por animales, etc.) . Sin alguna forma de proceso de identificación de temperatura, los cortocircuitos mecánicos/daño físico pueden dar como resultado la activación espuria de sistemas de extinción de fuego.

Sumario de la invención La presente invención supera las desventajas de la técnica anterior proporcionando un detector térmico lineal digital con confirmación térmica por termopar que incluye las ventajas de los detectores térmicos lineales digitales al tiempo que se eliminan las desventajas de los detectores térmicos lineales digitales convencionales. En funcionamiento, puede realizarse una longitud del detector en todo un edificio e interconectarse operativamente con un circuito de monitorización. En una realización ilustrativa, el detector forma un circuito cerrado con el circuito de monitorización tal como en un circuito de detección de fuego de clase A. En una realización alternativa, el extremo del detector puede terminarse mediante un extremo del resistor de cable (por ejemplo, circuito de clase B) .

De manera ilustrativa, el detector térmico lineal novedoso de la presente invención comprende un par de conductores de resorte hechos de metales/materiales no similares. Estos metales no similares pueden ser cualquier aleación conductora o metal conductor (por ejemplo, acero galvanizado, aleaciones de níquel, cobre, etc.) siempre que cada conductor esté hecho de un material conductor diferente. Ambos conductores de resorte se recubren entonces con un material termoplástico termosensible no conductor. Los conductores recubiertos se enroscan entre sí para formar una presión de resorte sustancialmente continua entre los dos conductores. Puede aplicarse una cinta protectora y/o protección a los conductores enroscados y cubrirse con una funda exterior... [Seguir leyendo]

1. Detector térmico lineal digital con confirmación térmica por termopar que comprende:

un primer conductor (505) que comprende un primer material y un segundo conductor (506) que comprende un segundo material, estando los conductores primero y segundo recubiertos cada uno con una capa de un material

(510) termoplástico termosensible no conductor y enroscados entre sí para crear una presión de resorte sustancialmente continua entre el primer conductor y el segundo conductor para hacer que las capas del material termoplástico termosensible no conductor estén en contacto; y

un circuito (305) de monitorización configurado para monitorizar la resistencia a lo largo de los conductores primero y segundo y configurado además para, en respuesta a que la resistencia cambia a lo largo de los conductores primero y segundo, detectar un cortocircuito y entrar en un modo de termopar.

2. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 1, en el que el modo de termopar está configurado para medir la temperatura en el cortocircuito y determinar un estado de alarma.

3. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 1, en el que el primer material comprende acero recubierto de cobre.

4. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 1, en el que el segundo material comprende una aleación de níquel y cobre.

5. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 1, en el que el circuito de monitorización está configurado para, en respuesta a que el cortocircuito se identifica mediante el modo de termopar como que está por encima de una temperatura predeterminada, iniciar un estado de alarma.

6. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 1, en el que el circuito de monitorización está configurado para, en respuesta a que el cortocircuito se identifica mediante el modo de termopar como que está por debajo de una temperatura predeterminada, iniciar un estado de fallo por cortocircuito.

7. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 6, en el que el monitor está configurado además para continuar midiendo la temperatura a lo largo de un cortocircuito incluso después de que se ha determinado el estado de alarma de cortocircuito.

8. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 1, en el que el material termosensible no conductor comprende acetato de etilvinilo.

9. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 1, en el que el circuito de monitorización está configurado para, en respuesta a que la resistencia alcanza un nivel predefinido, iniciar un estado de alarma potencial.

10. Sistema para identificar la temperatura en un cortocircuito en un detector térmico lineal digital, comprendiendo el sistema:

un primer conductor (505) hecho de un primer material, estando el primer material recubierto con una primera capa de un material (510) termoplástico termosensible no conductor;

un segundo conductor (506) hecho de un segundo material, estando el segundo material recubierto con una segunda capa de un material (510) termoplástico termosensible no conductor;

una cinta (520) protectora envuelta alrededor de los conductores primero y segundo, estando los conductores primero y segundo enroscados entre sí para crear una presión de resorte sustancialmente continua entre los conductores primero y segundo;

un circuito (305) de monitorización configurado para monitorizar la resistencia a lo largo de los conductores primero y segundo y en el que el circuito de monitorización está configurado además para, en respuesta a que la resistencia cambia a lo largo de los conductores primero y segundo,

(i) detectar, en respuesta a un cambio en la resistencia, un cortocircuito;

(ii) iniciar, en respuesta al cortocircuito detectado, la entrada en un modo de termopar cuando se detecta un cortocircuito, pudiendo identificar el modo de termopar el tipo de estado en el cortocircuito;

(iii) identificar la temperatura en el cortocircuito calculando la diferencia en la tensión que se suministra sobre el primer conductor y el segundo conductor; y

(iv) determinar que la temperatura está por encima de un umbral predeterminado, en respuesta a identificar la temperatura en el cortocircuito.

11. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 9, en el que el primer material comprende acero recubierto de cobre.

12. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 9, en el que el segundo material comprende una aleación de cobre y níquel.

13. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 9, en el que el monitor está configurado además para, en respuesta a que la temperatura está por encima de un umbral predeterminado, iniciar un estado de alarma.

14. Detector térmico lineal digital según la reivindicación 13, en el que el monitor está configurado además para, en respuesta a que la temperatura está por debajo de un umbral predeterminado, iniciar un estado de fallo por cortocircuito.

15. Sistema según la reivindicación 9, en el que el material termoplástico termosensible no conductor comprende acetato de etilvinilo.

16. Sistema según la reivindicación 9, en el que el circuito de monitorización está configurado para, en respuesta a que la resistencia alcanza un nivel predefinido, iniciar un estado de alarma potencial.

17. Método para hacer funcionar un detector térmico lineal digital que comprende:

monitorizar la resistencia a lo largo de un primer (505) y un segundo (506) conductor del detector térmico lineal digital, en el que el primer y segundo conductor están hechos de diferentes materiales conductores; detectar, en respuesta a un cambio en la resistencia, un cortocircuito; entrar, en respuesta al cortocircuito detectado, en un modo de termopar que puede identificar un tipo de estado en el

cortocircuito detectado;

identificar una temperatura en el cortocircuito calculando una diferencia en la tensión que se suministra sobre el primer conductor y el segundo conductor; en respuesta a identificar la temperatura en el cortocircuito, determinar que la temperatura está por encima de un

umbral predeterminado;

en respuesta a que la temperatura está por debajo de un umbral predeterminado, iniciar una alarma de fallo por cortocircuito; y en respuesta a que la temperatura está por encima de un umbral predeterminado, iniciar un estado de alarma.

18. Método según la reivindicación 17, que comprende además continuar midiendo la temperatura a lo largo del cortocircuito incluso después de que se ha identificado el estado.

19. Método según la reivindicación 17, que comprende además identificar una ubicación del cortocircuito a lo largo de los conductores primero y segundo.

20. Método según la reivindicación 19, en el que la identificación de la ubicación comprende medir una resistencia en comparación con una resistencia conocida por unidad de longitud asociada con los conductores primero y segundo.