CN110632030A - 黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器及其探测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器及其探测方法，包括：探测器和探测器底座，探测器卡接在探测器底座上，探测器包括探测器上盖、迷宫和设置在迷宫内的电路板，电路板上贴设有贴片光发射器和贴片光接收器；迷宫安装在探测器上盖内；迷宫包括迷宫盖和与迷宫盖卡接的迷宫底座，迷宫盖顶面为防虫网，迷宫内设有光发射组件和光接收组件，光发射组件最终形成以出光面为底面的锥体形发射主光路；光接收组件最终形成以光接收器进光面中心为锥顶的锥体形接收主光路，所述发射主光路的散射光能够照射到所述光接收组件进光面的区域为烟雾的探测区域。本申请探测器用单只贴片光发射器和贴片光接收器就可实现黑烟、白烟同一灵敏度的烟雾探测功能，焊上贴片温度传感器就可实现感烟感温复合探测器的所有功能。本申请进烟顺畅，不同气流环境下迷宫内外烟雾浓度一致，无明显方位差异，并可实现全贴片化、无螺钉化、小型化及低成本化。

Description

黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器及其探测方法

技术领域

本申请涉及烟雾探测技术领域，尤其涉及一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器及其探测方法。

背景技术

目前，点型光电感烟探测器是依据烟雾颗粒对光线的散射和反射原理设计而成的。根据探测原理可分为前向散射型、后向散射型、前后结合双向散射型及双波段散射型四种。前向散射型灵敏度高但对黑烟不灵敏，无法满足新国标对黑白烟同一灵敏度的要求；当前的后向散射虽对黑、白烟的响应有较好的一致性但迷宫进烟困难，方位较差且体型较大难以实现小型化；前后结合双向散射型及双波段散射型虽然可以解决黑、白烟同一灵敏度的问题但需要两个红外接收管或红外发射管加上复杂的数据分析和计算才可能实现，该技术工艺复杂成本较高且可靠性不佳。

发明内容

本申请的目的在于提供一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器及其探测方法，本申请感烟探测器用单只贴片光发射器和贴片光接收器就可以实现黑烟、白烟同一灵敏度，且进烟顺畅，不同气流环境下迷宫内外烟雾浓度一致，无明显方位差异,并可实现全贴片化、无螺钉化、小型化及低成本化。

为达到上述目的，本申请提供一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，包括：探测器和探测器底座，所述探测器卡接在所述探测器底座上，所述探测器包括探测器上盖、迷宫和设置在所述迷宫内的电路板，所述电路板上贴设有贴片光发射器和贴片光接收器；所述迷宫安装在所述探测器上盖内；所述迷宫包括迷宫盖和与所述迷宫盖卡接的迷宫底座，所述迷宫盖顶面为防虫网，发射光线所照射到的地方设有能够吸收发射光线的光陷阱区，所述光陷阱区位于所述迷宫底座的内侧面,所述迷宫内设有光发射组件和光接收组件，所述光发射组件最终形成以出光面为底面的锥体形发射主光路；所述光接收组件最终形成以所述贴片光接收器进光面中心为锥顶的锥体形接收主光路，所述发射主光路的散射光能够照射到所述光接收组件进光面的区域为烟雾的探测区域。

如上的，其中，所述探测器上盖从其盖顶向所述迷宫方向凸设有锥形导烟装置，所述锥形导烟装置的锥顶抵接在所述防虫网的中心位置，所述锥形导烟装置的周壁向所述探测器上盖的内壁方向延伸有多条三角形挡片，多条所述三角形挡片均匀间隔开设置，所述探测器上盖、相邻两个所述三角形挡片、所述锥形导烟装置的周壁和所述防虫网之间形成进烟腔，所述探测器上盖的侧壁上开设有进烟孔，所述进烟孔与所述进烟腔连通。

如上的，其中，所述光发射组件包括光发射器遮光柱、光发射器导光柱和发射导光管，所述光发射器遮光柱的两端分别与所述迷宫盖和所述电路板连接，所述光发射器导光柱设置在所述光发射器遮光柱内部，并且，所述光发射器导光柱设置在所述贴片光发射器的发光侧，所述发射导光管与所述光发射器遮光柱一体成型，并沿水平方向设置在所述光发射器导光柱的出光面处，所述光发射器导光柱用于改变光线的传播方向。

如上的，其中，所述光接收组件包括光接收器遮光柱、光接收器导光柱和接收导光管，所述光接收器遮光柱的两端分别与所述迷宫盖和所述电路板连接，所述光接收器导光柱设置在所述光接收器遮光柱内部，并且，所述光接收器导光柱设置在所述贴片光接收器受光侧，所述接收导光管与所述光接收器遮光柱一体成型，并沿水平方向设置在所述光接收器导光柱的进光面处，所述光接收器导光柱用于改变光线的传播方向。

如上的，其中，所述接收导光管远离所述光接收器遮光柱的一端为C形遮光装置，所述C形遮光装置的轴向开设有通孔，周壁为三面封闭一面开口结构，其中，开口的方向朝向所述发射主光路。

如上的，其中，所述光发射器导光柱的第一反光面与所述光接收器导光柱的第二反光面形成的夹角γ的取值范围为105度至135度。

如上的，其中，所述光陷阱区的一次反射区的吸光反光叶片为右向吸光反光叶片，所述右向吸光反光叶片将照射到其上的发射光线向光发射组件一侧反射和吸收；所述光陷阱区的二次反射区的吸光反光叶片为左向吸光反光叶片，所述左向吸光反光叶片将照射到其上的发射光线向光接收组件一侧反射和吸收。

如上的，其中，光接收器导光柱其包括第二进光面、第二反光面和第二出光面；所述第二进光面位于所述光接收器导光柱的侧面，所述第二进光面沿竖直方向设置并位于靠近所述接收导光管处；所述第二反光面倾斜设置在所述光接收器导光柱的顶面,所述第二反光面与所述电路板的夹角β为40度至60度；所述第二出光面设置在所述光接收器导光柱的底面，且所述第二出光面对应设置在所述贴片光接收器的上方,所述第二出光面为球面。一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的探测方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1，采样，设定采集烟雾信号的采样周期，将采样周期均匀分配为多个子采样周期，在每个子采样周期内进行一次采样；

步骤S2，判断采样数据是否超过预警值，若是，则执行步骤S3，若否，继续采样；

步骤S3，判断烟雾种类，并根据烟雾的种类对火警值进行相应的修正；

步骤S4，判断采样数据是否超过修正后的火警值，若是，则进行火警报警，若否，结束流程。

如上的，其中，步骤S3中包括如下子步骤：

步骤S310，启动强光、弱光交替采样模式，采集烟雾浓度数据；

步骤S320，判断采样数据是否与石蜡烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行石蜡火采样值修正；若否，则执行步骤S330；

步骤S330，判断采样数据是否与棉绳烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行棉绳火采样值修正；若否，则执行步骤S340；

步骤S340，判断采样数据是否与木材烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行木材火采样值修正；若否，则执行步骤S350；

步骤S350，判断采样数据是否与聚氨酯烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行聚氨酯火采样值修正，若否，则执行步骤S360；

步骤S360，判断采样数据是否与正庚烷烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行正庚烷火采样值修正，若否，则判断采样数据是否满足强制报警条件。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请用一组单独的光发射器组件发射导光管和光接收器组件接收导光管采用后向散射的原理使不同粒径信号的变化不像前向散射那么敏感，相对各种烟的灵敏度将可能实现均一化。

(2)本申请采用烟头专用集成芯片,缩小了电路板面积,有效的降低了空间辐射对放大电路的影响，提高了信号的稳定性，可实现小电流高增益信号采样，为微分采样，积分运算提供了保障，使探测器的稳定性达到了一个新的高度。

(3)本申请可控制贴片光发射器的发光强度，实现在同一减光系数(M)值下进行强光和弱光交替采样，根据同一M值下的强、弱光的采样差值判断烟雾种类，再根据不同烟雾的特性进行数据修正，实现黑白烟报警灵敏度相同。

(4)本申请进烟顺畅，在电路板上增加一只贴片温度传感器，便可实现烟、温复合探测器的所有功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的分解结构示意图。

图2为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的纵剖视图。

图3为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的横剖视图。

图4为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的光发射器导光柱结构示意图。

图5为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的光接收器导光柱结构示意图。

图6为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的光接收器遮光柱和C形遮光装置的结构示意图。

图7为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的控制电路原理图。

图8为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的探测方法流程图。

图9为本发明实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的采样和报警判断流程图。

图10为本发明另一个实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的分解结构示意图。

图11为本发明另一个实施例的一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的纵剖视图。

附图标记：1-探测器上盖；2-迷宫；3-探测器底座；4-光接收器遮光柱；5-光发射器导光柱；6-光接收器导光柱；7-电路板；8-接线柱；9-锯齿形结构；11-进烟孔；12-导光柱开口；13-锥形导烟装置；21-迷宫底座；22-迷宫盖；23-左向吸光反光叶片；24-C形遮光装置；25-防虫网；26-卡接部；27-凸块；28-右向吸光反光叶片；50-第一进光面；51-第一反光面；52-第一出光面；61-第二进光面；62-第二反光面；63-第二出光面；71-贴片光发射器；72-贴片光接收器；73-指示灯；74-指示灯导光柱；75-光发射器遮光柱；76-发射导光管；77-发射主光路；78-接收主光路；79-第一探测区域；80-第二探测区域；100-信号采集元件；101-放大器；102-模数转换模块；103-处理器；104-稳压器；1031-烟雾及温度检测控制模块；1032-光发射器控制模块；1033-微控制器；1034-IO控制模块；1035-数据存储器。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，包括探测器和探测器底座3，探测器卡接在探测器底座3上，探测器包括探测器上盖1、迷宫2和设置在迷宫2内的电路板7，电路板7上贴设有贴片光发射器71和贴片光接收器72；探测器上盖1和探测器底座3之间形成容置迷宫2的空腔，迷宫2位于该空腔内；迷宫2包括迷宫底座21和迷宫盖22，迷宫盖22安装在探测器上盖1上，迷宫底座21安装在迷宫盖22上，电路板7安装在迷宫底座21上，迷宫盖22顶面为防虫网25，发射光线所能照射到的地方设有能够吸收发射光线的光陷阱区，所述光陷阱区位于迷宫底座21的内侧面,迷宫2内设置有光发射组件和光接收组件，光发射组件和光接收组件安装在电路板7上，光发射组件形成以出光面为底面的锥体形发射主光路77；光接收组件形成以光接收器进光面中心为锥顶的锥体形接收主光路78；发射主光路77能够照射到光接收组件进光面的区域为烟雾的探测区域。

光发射组件在无烟的情况下，发射的光被迷宫侧壁上的吸光组件吸收，从而不会被光接收组件接收，当有烟雾的时候，烟雾进入探测区域，烟雾对光产生散射作用，使贴片光发射器71发出的发射光线传输到光接收组件中，光接收组件探测到散射光后，则可判断有烟雾，根据接收到信号的强弱可以判断烟雾的浓度大小，烟雾的浓度越大，则接收到的光信号越强。

如图1和图2所示，探测器上盖1为圆锥形状，其侧部沿其周向方向均匀间隔开设有多个进烟孔11，迷宫盖22顶面为防虫网25，防虫网25边缘连接迷宫盖侧壁；探测器上盖1从盖顶向防虫网25方向凸出有锥形导烟装置13，锥形导烟装置13的锥顶抵接在防虫网25的中心位置。在锥形导烟装置13周壁向探测器上盖1的内壁方向延伸有有多条三角形挡片，多条三角形挡片均匀间隔开设置，探测器上盖1、相邻两个三角形挡片、锥形导烟装置13的周壁和防虫网之间形成进烟腔，进烟孔11与进烟腔连通。从不同方向流进探测器内的烟雾都能进入进烟腔，被锥形导烟装置13引流至防虫网25的中心部位。

根据本发明的一个实施例，防虫网25上开设有多个小孔，烟雾可从小孔进入迷宫2内，然后垂直进入迷宫2中心的探测部位，提高探测准确度。防虫网25还可防止小飞虫进入迷宫内。

根据本发明的一个实施例，锥形导烟装置13的锥面与防虫网25所在平面构成的夹角δ为10度至60度，其较佳范围为12度至45度，最佳范围为15至30度。

根据本发明的一个实施例，锥形导烟装置13及边缘的三角形挡片与探测器上盖一体成型，也可以是单独制作。

对于烟雾，烟雾可直接通过防虫网25进入到探测区域(第一探测区域79和第二探测区域80的总和)，在有气流存在的情况下探测器上盖1和迷宫盖22之间所形成的楔形三角形的进烟腔可以将水平方向的气流变成垂直方向的气流使烟雾无阻碍的进入到迷宫内探测区域的中心地带。由于迷宫为卧式平面顶端进烟结构，迷宫内的光发射器导光柱5为聚光模式所以迷宫2可以做的很薄，降低了进烟深度。通畅的进烟效果和较低的进烟深度使点型光电感烟探测器的烟雾响应速度、方位性能、抗气流干扰性能和火灾灵敏度实验得到了了很大的改善。

如图1-3所示，光发射组件包括光发射器遮光柱75、光发射器导光柱5和发射导光管76，贴片光发射器71贴在电路板7上；在生产电路板7的过程中直接将贴片光发射器71贴在电路板7，无需人工安装贴片光发射器71，减少了人工成本和人工组装时间，光发射器遮光柱75垂直于电路板7，并安装在电路板7与防虫网25之间的空间内；光发射器遮光柱75的顶部与迷宫盖22抵接，底部与迷宫底座21抵接，防止迷宫2内部的光线进入光发射器遮光柱75内，同时也防止光发射器遮光柱75内的光线进入迷宫2内，光发射器导光柱5设置在光发射器遮光柱75内，并且，光发射器导光柱5设置在贴片光发射器71的发光侧。发射导光管76与光发射器遮光柱75一体成型，并沿水平方向设置在光发射器导光柱5的出光面处。光发射器遮光柱75和发射导光管76用于阻止其内部光线和外部光线串绕,限制和吸收贴片光发射器71发出的杂散光防止杂散光进入迷宫腔内部，光发射器导光柱5用于改变光线传播方向和光束形状。

根据本发明的一个实施例，贴片光发射器71发出红外光。

根据本发明的一个实施例，光发射器遮光柱75为柱型中空光发射器遮光柱。

根据本发明的一个实施例，光发射器遮光柱75与发射导光管76和迷宫盖22一体成型。

如图4所示，光发射器导光柱5具有导光性能，其包括第一进光面50、第一反光面51和第一出光面52；第一进光面50位于光发射器导光柱5的底面，第一进光面50对应设置在贴片光发射器71的上方，第一反光面51倾斜设置在光发射器导光柱5的顶面，第一出光面52设置在竖直方向上，第一出光面52位于光发射器导光柱5的侧面，第一出光面52为球面；如图2所示，发射导光管76一体成型在光发射器遮光柱75上，发射导光管76沿水平方向设置；发射导光管76垂直于第一出光面52设置在第一出光面52的出光处。贴片光发射器71发出的光从第一进光面50进入光发射器导光柱5内，然后照射到第一反光面51上，入射光经第一反光面51反射到第一出光面52。

根据本发明的一个实施例，第一出光面52为球状，对光有聚焦作用，光经过第一出光面52形成以第一出光面52为底的锥体形发射主光路77或平行发射主光路。

根据本发明的一个实施例，第一反光面51与电路板7之间形成的夹角β为40度至50度。

根据本发明的一个实施例，在第一出光面52处设置有凸透镜，凸透镜对光线起汇聚作用,杂散光被黑色的光发射器遮光柱5和发射导光管76吸收,主光束呈现以透镜为底，以正对迷宫侧壁上的左向吸光反光叶片23为锥点的锥体型发射主光路77，锥体型发射主光路77在不减少减测光量的情况下减小了发射光线与左向吸光反光叶片23的接触面积。对减小背景光值极为有利。

如图1-3所示，光接收组件包括光接收器遮光柱4、光接收器导光柱6和接收导光管，贴片光接收器72贴在电路板7上；光接收器遮光柱4垂直于电路板7，并安装在电路板7与防虫网25之间的空间内；光接收器遮光柱4的两端分别与迷宫盖22和电路板7连接，光接收器导光柱6设置在光接收器遮光柱4内，接收导光管和光接收器遮光柱4一体成型；接收导光管沿水平方向设置在光接收器导光柱6的进光面处。光接收器遮光柱4和接收导光管用于阻止其迷宫内部杂散光线和迷宫外部光线进入光接收器导光柱6，光接收器导光柱6用于改变光线传播方向和光束形状。

优选的，光接收器遮光柱4为柱状中空光接收器遮光柱。

如图5所示，光接收器导光柱6具有导光特性，其包括第二进光面61、第二反光面62和第二出光面63；第二进光面61位于光接收器导光柱6的侧面，第二进光面61沿竖直方向设置并位于靠近接收导光管处；第二反光面62倾斜设置在光接收器导光柱6的顶面；第二出光面63设置在光接收器导光柱6的底面，且第二出光面63对应设置在贴片光接收器72的上方。烟雾散射光从接收导光管进入，然后烟雾散射光从第二进光面61照射到第二反光面62上，烟雾散射光经过第二反光面62反射到第二出光面63上。

根据本发明的一个实施例，第二出光面63为球状，烟雾散射光经第二出光面63的聚焦作用后照射到贴片光接收器72上，贴片光接收器72接收到烟雾散射光。

根据本发明的一个实施例，第二反光面62与电路板7之间形成的夹角β为40度至60度。

根据本发明的一个实施例，在第二出光面63处设置有凸透镜，凸透镜对光线起汇聚作用,杂散光被黑色的光接收器遮光柱4吸收。

贴片光接收器72用于检测烟雾浓度，在没有烟雾的情况下光接收器遮光柱4内的光接收器导光柱6的第二进光面61检测不到任何光线，当有烟雾存在检测区域内时，烟雾颗粒对发射光线进行散射，部分散射光就会照射到光接收器导光柱6的第二进光面61。进入第二进光面61的光线被第二反光面62反射后从光接收器导光柱6底部的凸透镜射出。凸透镜对射出的光线进行汇聚后照射到贴片光接收器72。贴片光接收器72将接收到的光信号转换成电流信号。烟雾浓度越大，贴片光接收器72接收到的光信号越强，转换出来的电流信号就越强。

根据本发明的另一个实施例，将光接收器导光柱6改为进光口面积大于出光口面积的聚光式光传导方式。

优选的，发射导光管76的中心轴线和接收导光管的中心轴线所构成的夹角为30度至90度。

如图3所示，光发射器导光柱5的第一反光面51与光接收器导光柱6的第二反光面62之间形成的夹角γ为60度至155度，根据本发明的其他实施例，γ角的取值范围优选为105度至135度。

如图1-3和图6所示，接收导光管处设置有C形遮光装置24，C形遮光装置24的的轴向方向设有通孔，周壁为三面封闭，一面开口，开口方向朝向发射主光路77开设，也即朝光发射器遮光柱75开设；该通孔与接收导光管连通，接收导光管为中空的管状。C形遮光装置24的三面封闭的周壁既能有效阻止背景光和环境光进入光接收器导光柱6，从而阻止背景光和环境光进入贴片光接收器72，其次，探测光可从C形遮光装置24的开口处进入接收导光管内，并不影响探测光进入光接收器导光柱6，因此，C形遮光装置24既能减少背景光又不会降低烟雾信号的信噪比。

从迷宫顶端进来的未被吸收干净的环境光被C形遮光装置24有效遮挡；从吸光反光叶片23反射的杂散光也被C形遮光装置24有效遮挡；从迷宫底部或迷宫侧面(接收导光管正对面除外)反射的杂散光也被有效遮挡。但烟雾的有效探测区并未缩小，如图3所示，图中较密的阴影区(即第一探测区域79)为未加C形遮光装置24的有效探测区，图中较疏的阴影区(即第二探测区域80)为改为增加C形遮光装置24后增加的有效探测区，由于C形遮光装置24有一面为开口，接收光线也可从开口内进入接收导光管内，因此，接收主光路78的宽度变大，则接收主光路78与发射主光路77交叉的探测区域面积变大。

如图3所示，未安装C形遮光装置24条件下，探测区域为第一探测区域79；安装C形遮光装置24后，探测区域为第一探测区域79和第二探测区域80的总和，因此，安装C形遮光装置24后增大了探测区域的面积，提高了烟雾探测效果。

如图3所示，迷宫底座21分为电路板安装区和光陷阱区，电路板安装区用于安装电路板7，光陷阱区设有吸光组件，吸光组件包括多条左向吸光反光叶片23和多条右向吸光反光叶片28。光陷阱区对应设置在从光发射器导光柱5的第一出光面52发出的发射光线能够照射到的位置，该发射光线由贴片光发射器71发出。以光接收器遮光柱4与接收导光管24相接处的右内侧中点为起点通过接收导光管24的C型遮光装置24的内侧顶点做一条直线(即图3中L直线)。如图3中L直线的上侧为二次反射区(如图3中A区域)，直线的下侧为一次反射区(如图3中B区域)。照射到一次反射区的发射光经过第一次反射就有可能进入到贴片光接收器72；照射到二次反射区的发射光至少必须经过第二次反射才有可能进入到贴片光接收器72；一次反射区(即图3中B区域)设有右向吸光反光叶片28，右向吸光反光叶片28将发射光线向右侧(光发射组件侧)反射；二次反射区(即图3中A区域)设有左向吸光反光叶片23，左向吸光反光叶片23将发射光线向左侧(光接收组件侧)反射。

如图3所示，迷宫底座21包括边缘向迷宫盖22方向延伸有底座侧壁，底座侧壁的内侧固定有多条右向吸光反光叶片28和多条左向吸光反光叶片23。左向吸光反光叶片23和右向吸光反光叶片28与照射到其表面的发射光线的主光轴夹角α为105度至165度，贴片光发射器71发出的发射光线照射到左向吸光反光叶片23和右向吸光反光叶片28上后被反射到其他吸光反光叶片上，其它吸光反光叶片还可以对光线进行吸收，经过多次反射和吸收后，发射光线被吸收掉，从而无法照射到光接收器导光柱6的第二进光面61。

如图1所示，电路板7上设有指示灯73，防虫网25的边缘处设有指示灯导光柱74，指示灯导光柱74垂直于防虫网25设置，且对应设置在指示灯73的上方，探测器上盖1上设有导光柱开口12，指示灯导光柱74的顶端伸入导光柱开口12中，指示灯导光柱74用于引导指示灯73的指示光，可透过探测器上盖1的导光柱开口12观察到指示灯导光柱74内的指示光显示状态，当烟雾报警的时候，指示灯73点亮。

优选的，指示灯导光柱74为中空柱状，指示灯导光柱74采用透光性良好的材质制成。指示灯导光柱74设置在柱状指示灯遮光柱内。

优选的，迷宫盖22、迷宫底座21、光发射器遮光柱75、光接收器遮光柱4和柱状指示灯遮光柱均为黑色不透光材质。

优选的，光发射器遮光柱75、光接收器遮光柱4和柱状指示灯遮光柱与电路板紧密结合，外部光线无法进入上述遮光柱内部，上述遮光柱内部的光线也无法外露。

电路板7的两个输出焊盘分别与电连接有两个接线柱8(如图1所示)的弹片电接触，接线柱8安装在探测器底座3上，接线柱8通过导线与控制器相连接，从而可将探测信号传给控制器，并且可以接收控制器的指令。

如图1所示，迷宫盖22具有第一侧壁，迷宫底座21具有第二侧壁；迷宫盖22安装在迷宫底座21上后，迷宫盖22的第一侧壁包裹在迷宫底座21的第二侧壁外侧，第一侧壁上设有卡接部26，第二侧壁上设有凸块27；凸块27卡入卡接部26内，可限制迷宫盖22与迷宫底座21之间的位置，防止迷宫盖22和迷宫底座21相对转动。

根据本发明的一个实施例，迷宫盖22的顶部为平面，该平面上开设有多个直径为0.8-1毫米的小孔。

根据本发明的一个实施例，迷宫2、迷宫盖22的材质为黑色吸光塑料。电路板7表面涂覆黑色油漆。电子元件分布在发射导光管和接收导光管下方及周围并喷涂黑色三防漆。

对于环境光线，由于迷宫2、迷宫盖22的材质为黑色吸光塑料，电路板7表面涂覆黑色油漆。电子元件分布在发射导光管76和接收导光管下方及周围并喷涂黑色三防漆。因此在探测器上盖1和迷宫盖22的遮挡下环境光线便无法直接照射到迷宫2内部，即便有少量反射光进入迷宫3内也会被黑色的迷宫底、发射导光管76、接收导光管、线路板7进行多次吸收和反射，使其无法到达贴片光接收器72。

如图7所示，为电路板7上设置的核心控制器件，核心控制器件包括信号采集元件100、放大器101、模数转换模块102、处理器103和稳压器104；放大器101与信号采集元件100相连，模数转换模块102与放大器101相连，处理器103与模数转换模块102相连，稳压器104与处理器103相连。信号采集元件100用于采集烟雾信号，放大器101用于对采集的烟雾信号进行放大，模数转换模块102用于将采集的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传送给处理器103，处理器103用于对该数字信号进行处理。处理器103包括烟雾及温度检测控制模块1031、光发射器控制模块1032、微控制器1033、IO控制模块1034和数据存储器1035；烟雾及温度检测控制模块1031与模数转换模块102相连，微控制器1033与烟雾及温度检测控制模块1031和光发射器控制模块1032相连，IO控制模块1034和数据存储器1035与微控制器1033相连，烟雾及温度检测控制模块1031用于控制进行烟雾和温度的检测，光发射器控制模块1032用于控制贴片光发射器71发出光信号和控制贴片光发射器71的发光强度，IO控制模块1034用于控制输入和输出，数据存储器1035用于存储处理器103处理的数据，集成的核心控制器件有效降低了空间辐射对放大电路的影响，提高了信号的稳定性，可实现小电流高增益信号采样，为微分采样，积分运算提供了保障。

根据本发明的一个实施例，探测器底座3包括适于容置迷宫底座21的凹槽。

根据本发明的一个实施例，电路板上设置有贴片温度传感器，温度传感器实现探测环境温度的作用。

实施例二

如图10所示，本发明提供了另一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器。

该点型光电感烟探测器相对于实施例一而言，仅在于探测器上盖1和探测器底座3的不同，探测器上盖1大体为圆柱状，相对于本申请实施例一而言，探测器上盖1和探测器底座3的体积较小，成本降低，仅为实施例一成本的三分之二。

如图11所示，迷宫底座21上位于非电路板的区域设有锯齿形结构9。从迷宫顶端进来的未被吸收干净的环境光照射到迷宫底部时，黑色的迷宫底先对光线进行吸收，吸收不干净的光线被锯齿结构9的锯齿斜面反射到远离贴片光接收器72的一端，继续被黑色的迷宫外壳吸收。这样有利于增强探测器的抗环境光干扰性能。

实施例三

如图8所示，本发明提供了一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的探测方法；该方法包括如下步骤：

步骤S1，采样，设定采集烟雾信号的采样周期，将采样周期中的总采样时间均匀分配为多个子采样周期，在每个子采样周期内进行一次采样；以滤除工频辐对信号的影响。

其中，采集的烟雾信号为烟雾的浓度。

其中，采样周期为1秒至10秒，采样周期根据烟雾浓度进行调整。一个采样周期的采样总时间为工频50HZ的周期20毫秒。采样总时间又分为若干个子采样周期，子采样周期为0.3125毫秒至10毫秒，其较佳范围为,0.62毫秒至5毫秒，最佳范围为1.25毫秒至2.5毫秒。

步骤S2，判断采样数据是否超过预警值，若是，则执行步骤S3，若否，则执行污染补偿判断处理，然后返回继续执行S1采样；

其中，预警值为预设的烟雾浓度值，具体的，预警值设为0.15dBm^-1。

其中，执行污染补偿判断处理是判断探测器内是否由于灰尘较多而使采样数据存在偏差，如果是的话，则执行补偿修正，对采样数据进行修正，从而补偿由于探测器内灰尘引起的误差。

步骤S3,判断烟雾种类，并根据烟雾的种类对火警值进行相应的修正。

其中，火警值大于预警值。

如图9所示，步骤S3包括如下子步骤：

步骤S310，启动强光、弱光交替采样模式，采集烟雾浓度数据；

步骤S320，判断采样数据是否与石蜡烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行石蜡火采样值修正；若否，则执行步骤S330；

具体的，对于同一种烟，在强光照射和在弱光照射的条件下分别获得两个采样数据，获得的两个采样数据相减得到一个差值，预先将石蜡烟的采样数据和差值的对应关系保存在石蜡模型中，通过判断采样数据对应的该差值是否落入石蜡模型的差值范围内，来判断测试的烟是否为石蜡烟。石蜡烟为白烟，由于本申请为后向散射型光电感烟探测器，虽然对黑烟试验火和白烟试验火有较好的一致性，但对于几种的特定试验火仍存在一定的差异。因此，要想进一步保证黑烟和白烟同一灵敏度，则需对试验火的种类进行判断。要将报警相对较晚的检测烟的火警值适当降低；将报警相对较早的烟的火警值适当提高，使不同种类烟雾的报警灵敏度保持一致。所以，对采样数据进行石蜡火采样值修正，使本申请探测器探测石蜡烟的灵敏度达到一个较佳的平均值。

步骤S330，判断采样数据是否与棉绳烟雾模型相近，若，则对采样数据进行棉绳火采样值修正；若否，则执行步骤S340；

判断采样数据是否与棉绳烟雾模型相近，如果是的话，则试验为棉绳烟，则调整火警值的大小，使本申请探测器探测棉绳烟的灵敏度达到一个较佳的平均值。

步骤S340，判断采样数据是否与木材烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行木材火采样值修正；若否，则执行步骤S350；

判断采样数据是否与木材烟雾模型相近，如果是的话，则试验为木材烟，则调整火警值的大小，使本申请探测器探测木材烟的灵敏度达到一个较佳的平均值。

步骤S350，判断采样数据是否与聚氨酯烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行聚氨酯火采样值修正，若否，则执行步骤S360；

判断采样数据是否与聚氨酯烟雾模型相近，如果是的话，则试验为聚氨酯烟，则调整火警值的大小，使本申请探测器探测聚氨酯烟的灵敏度达到一个较佳的平均值。

步骤S360，判断采样数据是否与正庚烷烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行正庚烷火采样值修正，若否，则执行步骤S370。

判断采样数据是否与正庚烷烟雾模型相近，如果是的话，则试验为正庚烷烟，则调整火警值的大小，使本申请探测器探测正庚烷烟的灵敏度达到一个较佳的平均值。

将采样数据与不同种类的烟雾模型进行比较，判断是否与某一种烟雾模型相近，如果与某一种烟雾模型相近，则可以判断该烟雾类型即为与其相近的烟雾模型的种类，然后再采用该种类烟雾的采样值修正方法，对火警值进行修正。对采样数据与修正后的火警值进行比较，使报警更加精准，防止误报和漏报现象的发生。

步骤S3中还包括，若采样数据与所述的烟雾模型都不相近，则执行步骤S370，强制报警条件判断，即判断采样数据是否满足强制报警条件，若是则报警，否则，执行干扰去除流程。强制报警条件判断是在检测不出来采样数据为什么种类的烟产生的数据而执行的步骤，在实际的环境中，有时候会有很多种类的烟掺杂在一起，在很多种类的烟混合在一起时，则检测不出来为什么种类的烟，需要执行强制报警条件判断，即判断采样数据是否达到了强制报警的浓度范围，如果是的话，则进行强制报警，否则，执行干扰去除流程。

步骤S4，判断采样数据是否超过修正后的火警值，若是，则进行火警报警，若否，结束流程。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请用一组单独的光发射器组件发射导光管和光接收器组件接收导光管采用后向散射的原理使不同粒径信号的变化不像前向散射那么敏感，相对各种烟的灵敏度将可能实现均一化。

(2)本申请采用烟头专用集成芯片,缩小了电路板面积,有效的降低了空间辐射对放大电路的影响，提高了信号的稳定性，可实现小电流高增益信号采样，为微分采样，积分运算提供了保障，使探测器的稳定性达到了一个新的高度。

(3)本申请可控制光发射器的发光强度，实现在同一减光系数(M)值下进行强光和弱光交替采样，根据同一M值下的强、弱光的采样差值判断烟雾种类，再根据不同烟雾的特性进行数据修正，实现黑白烟报警灵敏度相同。

(4)本申请进烟顺畅，在电路板上增加一只贴片温度传感器，便可实现烟、温复合探测器的所有功能。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，包括：探测器和探测器底座，所述探测器卡接在所述探测器底座上，所述探测器包括探测器上盖、迷宫和设置在所述迷宫内的电路板，所述电路板上贴设有贴片光发射器和贴片光接收器；所述迷宫安装在所述探测器上盖内；所述迷宫包括迷宫盖和与所述迷宫盖卡接的迷宫底座，所述迷宫盖顶面为防虫网，发射光线所照射到的地方设有能够吸收发射光线的光陷阱区，所述光陷阱区位于所述迷宫底座的内侧面，所述迷宫内设有光发射组件和光接收组件，所述光发射组件最终形成以出光面为底面的锥体形发射主光路；所述光接收组件最终形成以所述贴片光接收器进光面中心为锥顶的锥体形接收主光路，所述发射主光路的散射光能够照射到所述光接收组件进光面的区域为烟雾的探测区域。

2.根据权利要求1所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，所述探测器上盖从其盖顶向所述迷宫方向凸设有锥形导烟装置，所述锥形导烟装置的锥顶抵接在所述防虫网的中心位置，所述锥形导烟装置的周壁向所述探测器上盖的内壁方向延伸有多条三角形挡片，多条所述三角形挡片均匀间隔开设置，所述探测器上盖、相邻两个所述三角形挡片、所述锥形导烟装置的周壁和所述防虫网之间形成进烟腔，所述探测器上盖的侧壁上开设有进烟孔，所述进烟孔与所述进烟腔连通。

3.根据权利要求1所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，所述光发射组件包括光发射器遮光柱、光发射器导光柱和发射导光管，所述光发射器遮光柱的两端分别与所述迷宫盖和所述电路板连接，所述光发射器导光柱设置在所述光发射器遮光柱内部，并且，所述光发射器导光柱设置在所述贴片光发射器的发光侧，所述发射导光管与所述光发射器遮光柱一体成型，并沿水平方向设置在所述光发射器导光柱的出光面处，所述光发射器导光柱用于改变光线的传播方向。

4.根据权利要求3所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，所述光接收组件包括光接收器遮光柱、光接收器导光柱和接收导光管，所述光接收器遮光柱的两端分别与所述迷宫盖和所述电路板连接，所述光接收器导光柱设置在所述光接收器遮光柱内部，并且，所述光接收器导光柱设置在所述贴片光接收器受光侧，所述接收导光管与所述光接收器遮光柱一体成型，并沿水平方向设置在所述光接收器导光柱的进光面处，所述光接收器导光柱用于改变光线的传播方向。

5.根据权利要求4所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，所述接收导光管远离所述光接收器遮光柱的一端为C形遮光装置，所述C形遮光装置的轴向开设有通孔，周壁为三面封闭一面开口的结构，其中，所述开口的方向朝向所述发射主光路。

6.根据权利要求4所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，所述光发射器导光柱的第一反光面与所述光接收器导光柱的第二反光面形成的夹角γ的取值范围为105度至135度。

7.根据权利要求1所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，所述光陷阱区的一次反射区的吸光反光叶片为右向吸光反光叶片，所述右向吸光反光叶片将照射到其上的发射光线向光发射组件一侧反射和吸收；所述光陷阱区的二次反射区的吸光反光叶片为左向吸光反光叶片，所述左向吸光反光叶片将照射到其上的发射光线向光接收组件一侧反射和吸收。

8.根据权利要求4所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器，其特征在于，光接收器导光柱其包括第二进光面、第二反光面和第二出光面；所述第二进光面位于所述光接收器导光柱的侧面，所述第二进光面沿竖直方向设置并位于靠近所述接收导光管处；所述第二反光面倾斜设置在所述光接收器导光柱的顶面,所述第二反光面与所述电路板的夹角β为40度至60度；所述第二出光面设置在所述光接收器导光柱的底面，且所述第二出光面对应设置在所述贴片光接收器的上方,所述第二出光面为球面。

9.一种黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的探测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤S1，采样，设定采集烟雾信号的采样周期，将采样周期均匀分配为多个子采样周期，在每个子采样周期内进行一次采样；

步骤S2，判断采样数据是否超过预警值，若是，则执行步骤S3，若否，则继续采样；

步骤S3，判断烟雾种类，并根据烟雾的种类对火警值进行相应的修正；

步骤S4，判断采样数据是否超过修正后的火警值，若是，则进行火警报警，若否，结束流程。

10.根据权利要求9所述黑烟白烟同一灵敏度的点型光电感烟探测器的探测方法，其特征在于，步骤S3中包括如下子步骤：

步骤S310，启动强光、弱光交替采样模式，采集烟雾浓度数据；

步骤S320，判断采样数据是否与石蜡烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行石蜡火采样值修正；若否，则执行步骤S330；

步骤S330，判断采样数据是否与棉绳烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行棉绳火采样值修正；若否，则执行步骤S340；

步骤S340，判断采样数据是否与木材烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行木材火采样值修正；若否，则执行步骤S350；

步骤S350，判断采样数据是否与聚氨酯烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行聚氨酯火采样值修正，若否，则执行步骤S360；

步骤S360，判断采样数据是否与正庚烷烟雾模型相近，若是，则对采样数据进行正庚烷火采样值修正，若否，则判断采样数据是否满足强制报警条件。

Images