专利名称：可变强度视觉信号系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及火灾应急信号系统，更具体地说，涉及听力减退者可觉察的视觉信号系统，该系统根据实际应用改变频闪光输出的强度。
法律规定配置火灾告警系统，目前在大多数商业建筑中普遍使用。这些告警系统一般包括可听信号装置，例如喇叭、警报器或铃，可听信号装置在告警系统的有限范围内提供人们能够听到的足够高分贝级的可听信号。可听系统存在很大缺陷，即它们不能为听力减退人士觉察。为了克服这一严重缺陷，防火安全工业引入了除可听系统外还包括闪光频闪光系统的信号装置。1990年，美国残疾人协会(Disabilities Act)(ADA)认识到这种视觉信号装置对于确保残疾人进入公共设施的重要性。ADA特别包括为保护听力减退人士所设计的视听信号装置的规定和标准。类似地，其他工业管理机构，例如国家火灾保护联合会(NFPA)、保险人研究所(UL)、美国国家标准协会(ANSI)和国家电气制造业协会(NRMA)也转而需要这种视觉信号装置。
视觉信号装置一般有四个要求，包括强度、闪光速率、布局和光线分布。但是，由于政府和工业标准对光强提出的要求不一致，因此符合这四个要求是很复杂的。在ADA下，视觉信号装置必须在所有区域提供75坎德拉(cd)的最小光强，装置的位置应使得任何房间中的所有地方距离最近的装置不超过50英尺。相反，工业标准承认用靠得更近(例如20英尺内)放置的更低强度频闪(例如15或30cd)能实现等价于75cd的照明度。工业标准也不同于ADA，因为他们对睡眠区和非睡眠区提出不同的强度需求。要求睡眠区的强度要远高于非睡眠区，使得视觉信号装置能将听力减退者从睡眠中唤醒。
对闪光速率、光线分布和布局在某些方面也存在区别。ADA和其他标准都要求闪光速率从1至3Hz。由于某些个人易受光敏性癫痫攻击，因此在个人视野内不希望有多个闪光频闪。为了解决这一问题，NFPA发布的国家火灾报警规程要求视觉信号装置同步闪光，而ADA不要求同步闪光。类似地，在光分布方面，工业标准都要求“极”光分布，而ADA不包括对光分布的任何要求。极光分布指在0和180度之间的视角范围内以水平和垂直方向测量光强。最后，ADA的布局要求和其他标准不同，因为ADA要求视觉信号装置只放在墙上，而其他标准允许放在墙上或天花板上。如上所述应当理解，特殊布局会影响视觉信号装置提供的等价照明度。
在工业界内存在一种使ADA和工业标准的不同的冲突的要求标准化。但同时，提供符合前述所有要求的单一视觉信号系统是非常困难的。因此，非常希望提供一种能在任何当前标准下适于操作的视觉信号系统。这种系统理论上符合最终标准化的不同的冲突的标准而被最终采纳的任何需要。
一种用于听力减退者的应急信号装置提供频闪光，其中所发射的光强是可变的。应急信号装置包括外壳和连接到外壳的反射镜。适于提供闪光序列的频闪光发射装置的放置与反射镜有关，使得光以预定模式分布。频闪光发射装置发射的强度级可以在至少一第一强度级和一第二强度级之间变化。
在本发明的实施例中，应急信号装置还包括提供振荡信号的振荡器。振荡信号被转化为想要的电压电平提供给频闪光发射装置。通过改变振荡信号的频率，改变加到频闪光发射装置的电压电平，从而改变频闪光发射装置的强度级。振荡器由具有反馈电阻和电容的运算放大器提供，反馈电阻由所述运算放大器的反相输入端和输出端限定，电容由所述反相输入端和参考电压限定。通过适于将附加电阻与反馈电阻并联耦合的开关改变振荡信号的频率。通过与频闪光发射装置并联耦合的电感器和电容器将振荡信号转换为电压电平。电感器在振荡信号周期的第一部分期间存储电流，在振荡信号周期的第二部分期间将电容器充电到所述电压电平。
反射镜还包括由以第一和第二轴向放置的通道段分隔的四个角形反射器。以所述第一轴向放置的各通道构件还相互以一角度放置，以所述第二轴向放置的所述各通道构件还相互以一角度放置。通道构件和角形反射器的特殊布置产生极光分布模式。
通过以下对最佳实施例的详细描述，本领域的技术人员能更完整地理解可变强度视觉信号系统及其优点和目的。首先对附图做简要说明。
图1是本发明示例性的墙上固定的信号装置的透视图；图2A-2C是示例性信号装置中使用的镜和圆罩的各种视图；图3是表示示例性信号装置的功能组件内部联系的方框图；图4是示例性装置中使用的可变功率控制电路实施例的示意图5A-5C是示例性信号装置中使用的圆罩的另一实施例的不同视图。
本发明满足了对能在现行任何标准下适宜操作的视觉信号系统的需要。随着各种相冲突的标准最终标准化，可以预计到本文所述系统将符合最终所采纳的任何要求。在以下的详细描述中，一个或多个附图中所示的相同部件标记表示相同部件。
首先参考图1，示出了一示例性火灾应急信号装置10的透视图。预想将信号装置10安装在建筑物或其他公共设施的室内墙壁上，但将信号装置安装到天花板上对本发明来说也同样适用。墙壁通常包括设置在墙壁内便于与信号装置10电气和机械连接的出线盒(未示出)。信号装置10包括安装板12和外壳14。安装板12设有和墙壁接触并包围外壳14的装饰性框架。安装板12还掩饰了任何可见的出线盒的不雅观边沿。外壳14从安装板12向外伸出，包含信号装置的电路。在外壳14的前向表面设置格子窗16。发声装置，例如扬声器，可以放置在外壳14内与格子窗16相邻。格子窗16包括百叶窗，百叶窗允许来自外壳内扬声器的空气流动，同时阻止冷凝进入外壳。外壳14由轻型材料构成，例如热塑性塑料或金属薄板。
信号装置10还包括透明圆罩22，透明圆罩22盖住邻接格子窗16的外壳14的前向部分。透明圆罩22设有用于反射信号频闪光的反射镜(下面描述)的盖，也充当会聚发射光的透镜。透明圆罩22用于防止相对精密的反射镜和频闪光发射器无意中受到损坏。透明圆罩22由透明塑胶或玻璃构成，从而使信号光不畸变地完全通过其中，透明圆罩22整体上为圆形或椭圆形。应当理解，根据本发明也可以使用其他形状和结构的信号装置10尤其是透明圆罩22。
现在参考图2A-2C，详细示出了透明圆罩22和反射镜30。如图2C所示，反射镜30还包括放置在镜面各象限中的四个角形反射器341-344。通道段36、37以第一轴向空间(下文称为x-轴)以及通道段38、39以第二轴向空间(下文称为y-轴)将角形反射器341-344分隔开。第一轴向空间和通道段36、37与第二轴向空间和通道段38、39垂直放置。角形反射器341-344还包括第一侧壁351-354和第二侧壁331-334，第一侧壁351-354定义x-轴通道段36、37的边缘，第二侧壁331-334定义y-轴通道段38、39的边缘。x-轴通道段36、37彼此成一角度设置，使得通道段在其最远的边缘最靠近透明圆罩22，如图2A的横截面所示。类似地，y-轴通道段38、39彼此成一角度设置，使得通道段在其最远的边缘最靠近透明圆罩22。在x-轴通道段36、37与y-轴通道段38、39之间形成的交叉点中心是孔42，频闪光发射器，例如氙管穿过孔42设置。孔42设在离开透明圆罩22的反射镜30的最远点。
反射镜30的不同表面，具体说是x和y-轴通道段36、37、38、39，由反光材料构成，例如金属，或者由设有反光涂层的热塑性材料构成。应当理解，x-轴通道段36、37用于反射第一平面区域内的光，第一平面区域具有由x-轴通道段之间角度所限定的视野。类似地，y-轴通道段38、39用于反射第二平面区域内的光，第二平面区域具有由y-轴通道段之间角度所限定的视野。在反射镜的最佳实施例中，x-轴通道段36、37与y-轴通道段38、39的各段之间的角度为90度。x和y-轴通道段36、37、38、39旨在提供极光分布，以使人能从视角的大范围看到频闪光。四个角形反射器341-344还用于将光从频闪光发射器引入x和y-轴通道段36、37、38、39中，从而以极光分布集中频闪光。
图5A-5C示出了盖住反射镜30的圆罩92的另一实施例。圆罩92包括放置在圆罩中部的凸透镜94，对应于图2A-2C的x-轴通道段36、37与y-轴通道段38、39之间形成的交叉中心。如上所述，圆罩92可以由例如玻璃或塑料这样的透明材料构成。外边缘区96使圆罩92啮合外壳14的前向表面，还包括啮合外壳的相应构件的钩98。透镜94协同反射镜30通过分散和聚焦被反射光满足了极光分布需要。圆罩92还可以包括沿x-轴和y-轴空间放置的凹透镜部分和棱镜区。
现在参考图3，示出了信号装置10的功能构件的方框图。信号装置接收叠加了一个或多个同步信号的DC功率输入信号(例如24伏特DC)。第一类同步信号使频闪光的闪光速率与相同视野内同时操作的其他信号装置的闪光速率同步。类似地，第二类同步信号使信号装置产生的可听音与相同听力范围内其他信号装置的可听音同步。这些同步信号的使用在本领域中是众所周知的。
信号装置包括功率选择器41、振荡器43、电压转换器45和氙管47。氙管47设有频闪光发射器，选择器41、振荡器43和电压转换器45设有为氙管提供驱动电流的DC-DC转换器。更具体地说，DC功率输入信号提供给功率选择器41，功率选择器41确定所发射的频闪光的强度级。功率选择器41可以包括允许用户在所定功率级之间进行选择的开关或电位计。应当理解，应用到频闪光发射器上的功率级与所发射的频闪光的强度级相对应。振荡器43提供振荡或AC信号，信号频率取决于通过功率选择器41选择的功率级。电压转换器45将振荡器43产生的AC信号转换为驱动氙管的DC电压(例如270伏特DC左右)。同步信号接收机49解调叠加在功率输入信号上的同步信号。同步信号驱动脉冲发生器51，在同步信号定义的定时提供触发脉冲序列。脉冲发生器51发出的触发脉冲提供给氙管47，每个触发脉冲触发氙管闪光一次。
第二同步信号接收机53解调叠加在功率输入信号上的第二同步信号，用于使信号装置产生的可听音同步。正如本领域所已知的，信号装置产生的可听音可以以几种模式来提供。最简单的模式包括具有由固定断开宽度(off-duration)的周期分隔的固定接通宽度(on-duration)的脉冲的连续周期信号。ISO9000限定了更复杂的模式，称为瞬时声音模式，包括短的脉冲序列(例如三个脉冲)，所述短的脉冲序列具有由固定断开宽度的周期分隔的固定接通宽度，具有较长断开宽度分隔的连续脉冲序列。也可以产生其他模式类型，例如颤音或连续音。通过同步信号接收机53重现的第二同步信号用于驱动产生连续脉冲序列的振荡器55。瞬时模式发生器50确定信号装置所提供的可听音模式。如上所述，触发氙管47的脉冲发生器51也可以用于触发瞬时模式发生器50，以使分隔短脉冲序列的较长断开宽度与频闪光同步。瞬时模式发生器50和振荡器55为产生可听音信号的声音选择器57提供信号。可听音信号提供给压电扬声器59，它将听音信号转换为可听音。应当理解，信号装置可以不包括可听音发生器，分隔信号装置可用作视听信号设备。
图4更详细地示出了信号装置的频闪驱动部分的一个实施例。振荡器电路设有运算放大器70，运算放大器70的反相输入端经电容器68接地(Vss)。直流电压源(Vdd)经电阻器74连接到运算放大器的输出端。电阻器71、72和73决定连接在运算放大器70输出端和反相输入端之间的反馈电阻。电阻器72与串联连接的电阻器71和73并联。电阻器73是可变电阻器，它将反馈电阻值校准到期望级别。二极管75与电阻器77串联，以防止电流通过反馈电阻正向导通。
附加电阻器69与开关60串联。当开关60闭合时，电阻器69与电阻器71并联，这改变了反馈电阻值。相反，当开关60打开时，电阻器69不影响反馈电阻值。正如本领域所已知的，在运算放大器70的输出所提供的振荡信号的频率与反相输入端上反馈电阻和电容的乘积的倒数成正比(1/RC)。因此，开关60能使振荡电路以两种不同频率工作。正如以下进一步描述的，两种不同频率使氙管在不同的电流级上受到驱动，提供信号装置运行的两种强度级。预想开关60设置在外壳14的外表面，使得信号装置的操作者或安装者可以选择想要的强度级。
来自运算放大器70的振荡信号提供给NAND门79的输入端。NAND门79的第二输入端连接启动信号。当启动信号加到NAND门79的输入端时，振荡信号通过其中。然后，振荡信号提供给晶体管80的栅极，例如MOSFET。晶体管80受到驱动在振荡信号的正向周期导通。电压转换器电路设置为电感器82和电容器83并联。电感器82连接到晶体管80的漏极。当晶体管80处于导通状态时，电流拉进电感器82。然后，当晶体管80不导通时，电流流入电容器83，得到特定电压。电容器83与氙管84并联，使得电容器两端的电压加到氙管两端。正如本领域已知的，氙管两端电压确定了其光输出的亮度或强度。运算放大器70所提供的振荡信号的频率确定电容器83的充电量。这样，通过改变振荡信号的频率，氙管84的强度得以改变。
氙管84还包括触发管闪光的阳极90。触发脉冲提供给反相器62、电阻器和电容器64。电容器64对触发脉冲的高频成分进行滤波，例如触发脉冲的谐波。阳极90连接具有互感85、86的变压器，互感85、86经一对交变二极管66、67接地。在触发脉冲之间，在电阻器65两端提供电压，它通过二极管66拉出存储在电感器86和85中的电流。在电感器85两端限定的电压导致氙管84内的阳极不再导通。但当提供触发脉冲时，电流改变方向并通过二极管67从电感器86、85流出。电感器85的放电导致阳极90上的电压降并且氙管84使电流导通，导致氙管瞬时闪光。在本发明的最佳实施例中，选择运算放大器70的反相输入端和输出端之间的反馈电阻，通过确定开关60的位置，产生强度级为15和30cd的氙管84的振荡信号。
反馈电阻也在运算放大器70的输出端和运算放大器的同相输入端之间被限定。该反馈电阻包括电阻器76、77和78。电阻器78还包括热敏电阻，热敏电阻的电阻值随装置的温度变化。这样，如果信号装置由于氙管84的闪光而变得过热，则运算放大器70所提供的振荡信号的频率将由于同相输入端反馈电阻的增加而降低。频率降低导致氙管84的光强变弱，防止了信号装置10过热。
由此已经描述了可变强度视觉信号系统的最佳实施例，实现上述系统的优点对于本领域的技术人员来说是显然的。应当理解，在本发明的范围和主题内可以对实施例进行修改、改编和替换。本发明由以下的权利要求限定。
权利要求
1.一种应急信号装置，包括外壳；连接所述外壳的反射镜；适于提供一系列闪光的频闪光发射装置，所述频闪光发射装置的放置与所述反射镜有关，以便所述光以预定模式分布；以及在至少一第一强度级和一第二强度级之间改变所述频闪光发射装置所发射的强度级的装置。
2.根据权利要求1所述的应急信号装置，其中，所述改变装置还包括提供振荡信号的装置；将所述振荡信号转换为提供给所述频闪光发射装置的电压电平的装置；以及改变所述振荡信号频率的装置。
3.根据权利要求2所述的应急信号装置，其中，所述提供振荡信号的装置还包括具有反馈电阻和电容的运算放大器，反馈电阻由所述运算放大器的反相输入端和输出端限定，电容由所述反相输入端和参考电压限定。
4.根据权利要求3所述的应急信号装置，其中，所述改变所述振荡信号频率的装置还包括使附加电阻与所述反馈电阻并联的开关。
5.根据权利要求4所述的应急信号装置，其中，所述开关设置在所述外壳上。
6.根据权利要求3所述的应急信号装置，其中，所述转换装置还包括与所述频闪光发射装置并联连接的电感器和电容器，所述电感器在所述振荡信号周期的第一部分期间存储电流，所述电容器在所述振荡信号周期的第二部分期间被充电到所述电压电平。
7.根据权利要求1所述的应急信号装置，其中，所述频闪光发射装置还包括氙管。
8.根据权利要求1所述的应急信号装置，其中，所述反射镜还包括由以第一和第二轴向放置的通道段分隔的四个角形反射器。
9.根据权利要求8所述的应急信号装置，其中，以所述第一轴向放置的所述各通道构件且还相互以一角度放置，以便提供所述预定模式。
10.根据权利要求9所述的应急信号装置，其中，以所述第二轴向放置的所述各通道构件还相互以一角度放置，以便提供所述预定模式。
11.根据权利要求1所述的应急信号装置，其中，所述预定模式还包括极光分布模式。
12.根据权利要求1所述的应急信号装置，还包括将所述闪光与至少另一个应急信号装置同步的装置。
13.根据权利要求1所述的应急信号装置，其中，所述第一强度级还包括15坎德拉。
14.根据权利要求13所述的应急信号装置，其中，所述第二强度级还包括30坎德拉。
15.根据权利要求1所述的应急信号装置，还包括提供声音音调重复序列的发声装置。
16.根据权利要求15所述的应急信号装置，其中，所述发声装置还包括压电扬声器。
17.根据权利要求15所述的应急信号装置，其中，所述声音音调重复序列还包括瞬时模式。
18.根据权利要求15所述的应急信号装置，还包括使所述闪光序列与所述声音音调序列同步的装置。
19.根据权利要求1所述的应急信号装置，还包括盖住所述反射镜的透明圆罩。
20.根据权利要求19所述的应急信号装置，其中，所述透明圆罩还包括透镜。
21.一种在包括适于提供以预定模式分布的闪光序列的频闪光发射装置的应急信号装置中操作频闪光的方法，包括在至少一第一强度级和一第二强度级之间改变所述频闪光发射装置发射的强度级。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述改变步骤还包括提供振荡信号；将所述振荡信号转换为提供给所述频闪光发射装置的电压电平；以及改变所述振荡信号的频率。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括使所述闪光与至少另一个应急信号装置同步的步骤。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括以极光分布模式投射所述闪光的步骤。
25.根据权利要求21所述的方法，还包括使所述闪光序列与声音音调序列同步的步骤。
全文摘要
一种用于听力减退者的应急信号装置提供频闪光,其中所发射的光强是可变的。应急信号装置包括外壳和连接到外壳的反射镜。适于提供闪光序列的频闪光发射装置的放置与反射镜有关,使得光以预定模式分布。频闪光发射装置发射的强度级可以在至少一第一强度级和一第二强度级之间变化。反射镜提供闪光的极光分布。频闪光发射装置的闪光速率与其他应急信号装置同步。
文档编号G08B1/00GK1270374SQ99126330
公开日2000年10月18日 申请日期1999年11月10日 优先权日1998年11月10日
发明者小高明桂 申请人:科比施美国公司