CN110940619A - 一种高精准烟雾探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精准烟雾探测器，包括发射单元、接收单元、迷宫和座体；所述迷宫罩设在底座表面，二者共同围合构成检测腔室；所述迷宫侧面环向设置有进烟口；所述发射单元和接收单元对应设置在底座上；所述迷宫与底座位置相对的内壁上设置有第一挡件；所述第一挡件对应设置在发射单元与接收单元之间的一次反射光路路径上；所述第一挡件周围的迷宫内壁上设置有光学陷阱；第一挡件可以将到达其表面的光线反射到其他的地方从而减少对接收单元采集烟雾反射光工作的干扰，提高检测精度；在第一挡件的引导汇聚作用下，烟雾可以迅速地移动至发射单元的有效检测光路路径上，从而提高烟雾探测器的检测效率和准度，及时发出警报。

Description

一种高精准烟雾探测器

技术领域

本发明涉及安防领域，尤其涉及一种高精准烟雾探测器。

背景技术

火灾烟雾探测器按其检测原理分为两大类：离子式烟雾探测器与光电式烟雾探测器。其中离子式探测器的放射源对环境有污染，会逐渐地被市场淘汰。而光电式烟雾探测器是利用粒子光学的散射和折射的原理来探测不同的烟雾颗粒的接收光强，通过比较不同的门限值、比值或者差值的方法来判断是否有火灾烟雾颗粒存在并报警。

目前市面上的光电式烟雾探测器主要使用的单色红外光的检测方法，迷宫设计多数为前向反射类型。这种方法成本低、使用简单，但主要的问题有：1、对黑烟响应不敏感，于是大多数方案均采用降低阈值的方法来适配黑烟，这种方法虽然有效但会导致较多的误报，尤其是水蒸气的误报情况，导致检测准确度下降；2、生产组装比较麻烦，因为所用的分离的光学器件包括发光管和接收管均需要把引脚弯折后***迷宫或者相反顺序操作，人工成本较高，生产效率低；3、光学器件表面在一段时间工作后容易受到灰尘等固体漂浮物影响，导致检测精度下降。所以有必要发明一种运行稳定、检测可靠性高且维护方便的高精准烟雾探测器。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种运行稳定、检测可靠性高且维护方便的高精准烟雾探测器。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种高精准烟雾探测器，包括发射单元、接收单元、迷宫和座体；所述迷宫罩设在底座表面，二者共同围合构成检测腔室；所述底座背向迷宫的一侧与检测区域的顶部连接；所述迷宫侧面环向设置有进烟口；所述发射单元和接收单元对应设置在底座上；所述迷宫与底座位置相对的内壁上设置有第一挡件；所述第一挡件对应设置在发射单元与接收单元之间的一次反射光路路径上；所述第一挡件周围的迷宫内壁上设置有光学陷阱。

进一步地，所述第一挡件的表面为平面或平滑过渡的曲面。

进一步地，所述第一挡件为回转对称结构；所述发射单元包括发射器；若干所述发射器围绕设置在第一挡件的周围；若干所述发射器所产生的光源分别设置有不同的波长。

进一步地，所述第一挡件为锥形结构，其表面沿靠近底座的方向逐渐收缩。

进一步地，所述第一挡件表面为黑色材质制成。

进一步地，所述第一挡件为中空结构，在迷宫的外表面上对应设置有容纳腔；所述容纳腔内安装有扬声器；所述扬声器的震动频率上限位于超声波范围内；所述扬声器与第一挡件的壁面贴合设置。

进一步地，所述扬声器的震动频率下限位于次声波范围内。

进一步地，所述发射器采用贴片式发射管；所述发射器和接收单元之间的直接收发路径上对应设置有第二挡件；所述第二挡件面向发射器的一侧为斜面，且斜面对应发射器的反射光路与光学陷阱位置对应。

进一步地，所述发射器周围设置有第三挡件；所述第三挡件两两成对分布或者与第二挡件成对配合分布；成对配合的所述第三挡件分别位于所对应发射器的面向接收单元一侧和背向接收单元一侧；与第二挡件配合成对的所述第三挡件位于对应发射器背向第二挡件的一侧。

有益效果：本发明的一种高精准烟雾探测器，包括发射单元、接收单元、迷宫和座体；所述迷宫罩设在底座表面，二者共同围合构成检测腔室；所述底座背向迷宫的一侧与检测区域的顶部连接；所述迷宫侧面环向设置有进烟口；所述发射单元和接收单元对应设置在底座上；所述迷宫与底座位置相对的内壁上设置有第一挡件；所述第一挡件对应设置在发射单元与接收单元之间的一次反射光路路径上；所述第一挡件周围的迷宫内壁上设置有光学陷阱；第一挡件可以将到达其表面的光线反射到其他的地方从而减少对接收单元采集烟雾反射光工作的干扰，提高检测精度；在第一挡件的引导汇聚作用下，烟雾可以迅速地移动至发射单元的有效检测光路路径上，从而提高烟雾探测器的检测效率和准度，及时发出警报。

附图说明

附图1为烟雾探测器整体示意图；

附图2为选用小角度发射器的烟雾探测器结构示意图；

附图3为第一挡件结构示意图；

附图4为第二挡件结构示意图；

附图5为烟雾在探测器中位置示意图；

附图6为第一挡件和光学陷阱分布位置示意图；

附图7为收发元件和第三挡件分布位置示意图；

附图8为烟雾探测器安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种高精准烟雾探测器，如附图1所示，包括发射单元1、接收单元2、迷宫3和座体4；所述迷宫3罩设在底座4表面，二者共同围合构成检测腔室9；所述底座4背向迷宫3的一侧与检测区域的顶部连接，即底座4通常贴合安装在检测区域空间的顶部位置；所述迷宫3侧面环向设置有进烟口302，进烟口302的***还设置有防虫网303，如附图6所示，进烟口302可以防止外部光线直接照射或者反射进迷宫3内部的检测腔室9，光学陷阱301一样都可以起到吸收、反射光线的作用，它反射并吸收来自反射单元1的光线，防止光线照射到接收单元2；所述发射单元1和接收单元2对应设置在底座4上；所述迷宫3与底座4位置相对的内壁上设置有第一挡件307；所述第一挡件307对应设置在发射单元1与接收单元2之间的一次反射光路路径上，从而避免发射单元1照射出的光直接被接收单元2接收；所述第一挡件307周围的迷宫3内壁上设置有光学陷阱301，如褶皱形反射面形式或光学栅栏形式等，它的主要作用是将到达其表面的光线反射到其他的地方从而减少对接收单元2采集烟雾反射光工作的干扰；

所述第一挡件307的表面为平面或平滑过渡的曲面，从而使反射光路的位置便于计算预测，有利于探测器调试；所述发射单元1包括多个发射器11；若干所述发射器11围绕设置在第一挡件307的周围；所述第一挡件307为回转对称结构，从而可以确保不同方向上的发射器11照射向第一挡件307的光线都可以发生有效反射；如附图4所示为第一挡件307的不同结构选择，图中的(a)、(b)两部分为回转对称的锥形结构，其表面沿靠近底座4的方向逐渐收缩，这种结构的优势在于：对应多个环向分布的发射器11时，在各个方向上都能拥有稳定的反射能力；而图中的(c)、(d)两部分则用于单发射器或者多个发射器位置靠近的情况；此外，所述第一挡件307表面为黑色材质制成，可以在每一次反射式对光线进行有效削弱，从而进一步减小对接收单元2采集烟雾反射光工作的干扰；

如附图5所示，来自外界的烟雾5从进烟口302向检测腔室9中心位置流动，随后烟雾接触到第一挡件307，并沿着第一挡件307的表面逐渐聚拢；在第一挡件307的引导汇聚作用下，烟雾可以迅速地移动至发射单元1的有效检测光路路径上，从而提高烟雾探测器的检测效率，可以及时发出警报。

若干所述发射器11所产生的光源分别设置有不同的波长；根据行业内做法，靠近接收单元2的发射器11优先采用波长较短的光源，如蓝光，而远离接收单元2的发射器11则采用波长较长的光源，如红外光；附图1中的α和β分别指的是不同的发光管11发射角度，γ是接收单元2的光学接收夹角范围，均用虚线标记；同时，不同波长的光源也可以集成在同一个发射器11上；由于发射角度较大，一些光会到达迷宫3的顶部引起光发射到接收管2上，这时候迷宫3的顶部的部件301将起到很大的作用，它要尽量把光反射级吸收，避免返回到接收管2上；同时，图中的θ1和θ2分别表示第一挡件307对应发射单元1和接收单元2的斜面倾角，其角度通常为10°到60°。

此外，发射单元1如图中所示，采用的是贴片式发射管类型的器件，该贴片式器件可直接从市面上采购，在此不对其具体结构做赘述；这些贴片式器件在探测器组装之前就预先安装在带有电路的底座4上，可以避免引脚式器件繁复的安装调整过程，从而大大提高了产品组装效率；

所述发射器11和接收单元2之间的直接收发路径上对应设置有第二挡件305；所述第二挡件305面向发射器11的一侧为斜面；第二挡件305的主要用途有两个：一是防止来自发射器11的光直接照射到接收单元2，避免内部光污染；另一个是控制发光和接收器件的光学角度，从而便于校准和调整检测参数；如附图3所示，第二挡件305的形状可以采用多种样式，其中(a)、(b)两个样式为锥形结构，这种结构的优势在于：对应多个环向分布的发射器11时，在各个方向上都能拥有稳定的反射能力；而图中的(c)、(d)、(e)三部分则用于单发射器或者多个发射器位置靠近的情况；此外，所述第二挡件305表面同样为黑色材质制成，可以在每一次反射式对光线进行有效削弱，从而进一步减小对接收单元2采集烟雾反射光工作的干扰；

所述发射器11周围设置有第三挡件306；所述第三挡件306两两成对分布或者与第二挡件305成对配合分布；成对配合的所述第三挡件306分别位于所对应发射器11的面向接收单元2一侧和背向接收单元2一侧；与第二挡件305配合成对的所述第三挡件306位于对应发射器11背向第二挡件305的一侧；第三挡件306的作用类似于305，它主要被放置于光学器件的旁边，用于控制光学发射或者接收的夹角，因为目前大部分的贴片发射管的发射角度比较大，虽然损失一些功耗，但是使用这种方法可以简单地控制发射角度以及控制投射到迷宫内的光亮。第三挡件306优选地采用隔板的形式，也可采用其他等效设计，隔板不占地方且可以有效地隔断光路；附图6所示为第一挡件和光学陷阱的分布位置示意图，而附图7为收发元件和第三挡件分布位置示意图，上述两图均采用俯视视角；如附图1所示，h1表示第一挡件307的高度，h3表示第二挡件305的高度，而h2表示第一挡件307与第二挡件305之间的间隙高度，通过调整这三个参数，即可对烟雾聚集位置、检测光线发射角度等参数进行调整。

如附图8所示为烟雾探测器在使用状态下的方位(图中部分探测器结构未画出)，所述第一挡件307为中空结构，在迷宫3的外表面上对应设置有容纳腔72；所述容纳腔72内安装有扬声器8；所述扬声器8具备人耳听不见的超声波或次声波震动频率中的任意一种或两种兼具；所述扬声器8与第一挡件307的壁面贴合设置；烟雾探测器在使用一段时间后，其进烟口302、防虫网303以及检测腔室9内部各反射元件表面容易受到灰尘等固体漂浮物影响，造成检测精准度下降；利用扬声器8的次声波或超声波震动，就可以带动第一挡件307以及探测器整体震动，从而将表面的灰尘杂质抖落，保证其光学性能长时间稳定；同时，扬声器8在次声波或超声波震动的状态下可以显著减小噪音，不会对周围人员活动造成影响。

另外，如附图2所示，发射单元1也可以采用具有窄发射角度的贴片式发射管，或者在普通发射角较大的发射管表面设置有遮光外壳等，则第三挡件306可以省略。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高精准烟雾探测器，其特征在于：包括发射单元(1)、接收单元(2)、迷宫(3)和座体(4)；所述迷宫(3)罩设在底座(4)表面，二者共同围合构成检测腔室(9)；所述迷宫(3)侧面环向设置有进烟口(302)；所述发射单元(1)和接收单元(2)对应设置在底座(4)上；所述迷宫(3)与底座(4)位置相对的内壁上设置有第一挡件(307)；所述第一挡件(307)对应设置在发射单元(1)与接收单元(2)之间的一次反射光路路径上；所述第一挡件(307)周围的迷宫(3)内壁上设置有光学陷阱(301)。

2.根据权利要求1所述的高精准烟雾探测器，其特征在于：所述第一挡件(307)的表面为平面或平滑过渡的曲面。

3.根据权利要求1所述的高精准烟雾探测器，其特征在于：所述第一挡件(307)为回转对称结构；所述发射单元(1)包括发射器(11)；若干所述发射器(11)围绕设置在第一挡件(307)的周围；若干所述发射器(11)所产生的光源分别设置有不同的波长。

4.根据权利要求3所述的高精准烟雾探测器，其特征在于：所述第一挡件(307)为锥形结构，其表面沿靠近底座(4)的方向逐渐收缩。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的高精准烟雾探测器，其特征在于：所述第一挡件(307)表面为黑色材质制成。

6.根据权利要求1所述的高精准烟雾探测器，其特征在于：所述第一挡件(307)为中空结构，在迷宫(3)的外表面上对应设置有容纳腔(72)；所述容纳腔(72)内安装有扬声器(8)；所述扬声器(8)的震动频率上限位于超声波范围内；所述扬声器(8)与第一挡件(307)的壁面贴合设置。

7.根据权利要求6所述高精准烟雾探测器，其特征在于：所述扬声器(8)的震动频率下限位于次声波范围内。

8.根据权利要求1所述的高精准烟雾探测器，其特征在于：所述发射器(11)采用贴片式发射管；所述发射器(11)和接收单元(2)之间的直接收发路径上对应设置有第二挡件(305)；所述第二挡件(305)面向发射器(11)的一侧为斜面，且斜面对应发射器(11)的反射光路与光学陷阱(301)位置对应。

9.根据权利要求8所述的高精准烟雾探测器，其特征在于：所述发射器(11)周围设置有第三挡件(306)；所述第三挡件(306)两两成对分布或者与第二挡件(305)成对配合分布；成对配合的所述第三挡件(306)分别位于所对应发射器(11)的面向接收单元(2)一侧和背向接收单元(2)一侧；与第二挡件(305)配合成对的所述第三挡件(306)位于对应发射器(11)背向第二挡件(305)的一侧。

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