CN111426632A - 一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，具体涉及可燃气体探测领域，包括光源发射组件、光学检测箱、探测暗箱和光纤传输组件，光纤传输组件包括光源束管、光源光纤、探测束管、探测光纤，光学检测箱的内部固定安装有受光部、光学检测组件，探测暗箱的顶面和底面分别安装有透气格栅、进气管，进气管的底端安装有滤网机构。本发明通过设置束光纤结构，利用多光纤结构实现受光检测面积的增大，相较于传统透镜折射的受光面积，该束光纤结构其将受光检测区域进行自动分区，当某一光纤间隙内进入可燃气体分子即可改变该受光检测分区内的光线损失率从而易被光学检测组件检测到，提高该探测装置的灵敏度。

Description

一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器

技术领域

本发明涉及可燃气体探测技术领域，更具体地说，本发明具体为一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器。

背景技术

目前，可燃气体探测器有多种形式，如点式可燃气体探测器、红外可燃气体探测器等，这些可燃气体探测器主要是利用气敏元件，通过其与附近的可燃气体进行化学反应，从而引起气敏元件的阻值特性发生变化，根据阻值变化的大小确定探测器周围泄漏可燃气体的浓度，并进行报警。

现大量使用的可燃气体探测器主要有点型可燃气体探测器、对射开路式可燃气体探测器，这些可燃气体探测器的优点是：对保护区域出现的可燃气体浓度变化能做出快速的响应，能及早发现火灾隐患并预防火灾发生，同时对保护区内的人员生命安全以及财产安全具有至关重要的作用。

但点型可燃气体探测器、对射开路式可燃气体探测器以及传统的基于光纤传导的开路式易燃气体探测器需置于可燃气体的附近进行工作，传统基于光纤传导的开路式易燃气体探测器设有光源发射组件、光学检测组件、光纤传输组件和探测终端，通过多个透镜进行光线折射后通过光学检测组件检测光源的折射变化从而实现对可燃气检测的判断，透镜虽增大了光源的发散面积增大检测受光面积提高了检测的灵敏度，但扩大的检测受光面积在光路结构中易受外界光影响且对空气具有较高要求，一旦出现灰尘，水汽等影响光线折射率的物质即会发生误报，因此存在一定缺陷。

因此亟需提供一种不易受环境干扰且探测精确的基于光纤传导的开路式易燃气体探测器。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，通过设置束光纤结构，利用多光纤结构实现受光检测面积的增大，相较于传统透镜折射的受光面积，该束光纤结构其将受光检测区域进行自动分区，当某一光纤间隙内进入可燃气体分子即可改变该受光检测分区内的光线损失率从而易被光学检测组件检测到，提高该探测装置的灵敏度；另外，本发明通过设置探测暗箱结构，并利用探测暗箱隔绝外部强光，并通过除尘机构对进入探测暗箱内部的气流进行除尘处理，防止外部强光以及大量灰尘导致的检测误差，避免探测器出现误报，且光源发射组件和光学检测组件通过光纤传输，其对峙距离缩短进一步降低了光路传输中的折射率，防止接收光线的大量损失进一步提高探测精确度，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，包括光源发射组件、光学检测箱、探测暗箱和光纤传输组件，所述探测暗箱的内侧设有无尘探测空腔，所述光纤传输组件位于无尘探测空腔的内部，所述光纤传输组件包括光源束管、光源光纤、探测束管、探测光纤，所述光源束管、探测束管分别套接于光源光纤、探测光纤的外侧，所述光源光纤的一端贯穿探测暗箱的侧壁与光源发射组件固定连接，所述探测光纤的端部贯穿探测暗箱的侧面延伸至光学检测箱的内部，所述光学检测箱的内部固定安装有受光部、光学检测组件，所述受光部的输出端与光学检测组件的输入端电性连接，所述探测暗箱的顶面和底面分别固定安装有透气格栅、进气管，所述进气管的底端固定安装有滤网机构，所述进气管的内部固定安装有进风扇。

在一个优选地实施方式中，所述光源发射组件由外箱以及内部的红外LED光源构成，所述红外LED光源为平行光源，所述红外LED光源垂直于光源束管的端部。

在一个优选地实施方式中，所述探测光纤的端部为平面结构，所述探测光纤的端部固定安装有凹透镜，所述受光部位于凹透镜的中线上，所述受光部、凹透镜的距离等于凹透镜的焦距长度。

在一个优选地实施方式中，所述光源光纤、探测光纤位于同一直线上，所述光源光纤、探测光纤的数量相等，所述光源光纤、探测光纤相对侧的内侧设有10-15μm间隙，所述光源光纤、探测光纤呈一一对应布置。

在一个优选地实施方式中，所述透气格栅为暗光膜片，所述透气格栅表面开设有若干微型透气孔，所述探测暗箱的内部喷涂有吸光涂层。

在一个优选地实施方式中，所述进气管的端部延伸至无尘探测空腔的内部，所述进风扇的风向由下向上，所述进风扇的转速为100-300rpm。

在一个优选地实施方式中，所述滤网机构包括干燥层、细滤层、金属网层，所述干燥层、细滤层、金属网层从上至下依次排列，所述细滤层为无纺布材质构件。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置束光纤结构，利用多光纤结构实现受光检测面积的增大，相较于传统透镜折射的受光面积，该束光纤结构其将受光检测区域进行自动分区，当某一光纤间隙内进入可燃气体分子即可改变该受光检测分区内的光线损失率从而易被光学检测组件检测到，提高该探测装置的灵敏度；

2、本发明通过设置探测暗箱结构，并利用探测暗箱隔绝外部强光，并通过除尘机构对进入探测暗箱内部的气流进行除尘处理，防止外部强光以及大量灰尘导致的检测误差，避免探测器出现误报，且光源发射组件和光学检测组件通过光纤传输，其对峙距离缩短进一步降低了光路传输中的折射率，防止接收光线的大量损失进一步提高探测精确度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的光纤传输组件结构示意图。

图3为本发明的图1A处结构示意图。

图4为本发明的光学检测机构结构示意图。

附图标记为：1、光源发射组件；2、光学检测箱；3、探测暗箱；4、无尘探测空腔；5、透气格栅；6、进气管；7、进风扇；8、滤网机构；11、光源束管；12、光源光纤；21、探测束管；22、探测光纤；23、凹透镜；24、受光部；25、光学检测组件；81、干燥层；82、细滤层；83、金属网层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

如附图1-4所示的一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，包括光源发射组件1、光学检测箱2、探测暗箱3和光纤传输组件，探测暗箱3的内侧设有无尘探测空腔4，光纤传输组件位于无尘探测空腔4的内部，光纤传输组件包括光源束管11、光源光纤12、探测束管21、探测光纤22，光源束管11、探测束管21分别套接于光源光纤12、探测光纤22的外侧，光源光纤12的一端贯穿探测暗箱3的侧壁与光源发射组件1固定连接，探测光纤22的端部贯穿探测暗箱3的侧面延伸至光学检测箱2的内部，光学检测箱2的内部固定安装有受光部24、光学检测组件25，受光部24的输出端与光学检测组件25的输入端电性连接，探测暗箱3的顶面和底面分别固定安装有透气格栅5、进气管6，进气管6的底端固定安装有滤网机构8，进气管6的内部固定安装有进风扇7。

实施方式具体为：通过设置束光纤结构，利用多光纤结构实现受光检测面积的增大，相较于传统透镜折射的受光面积，该束光纤结构其将受光检测区域进行自动分区，当某一光纤间隙内进入可燃气体分子即可改变该受光检测分区内的光线损失率从而易被光学检测组件检测到，提高该探测装置的灵敏度；另外，本发明通过设置探测暗箱3结构，并利用探测暗箱3隔绝外部强光，并通过除尘机构对进入探测暗箱3内部的气流进行除尘处理，防止外部强光以及大量灰尘导致的检测误差，避免探测器出现误报，且光源发射组件和光学检测组件通过光纤传输，其对峙距离缩短进一步降低了光路传输中的折射率，防止接收光线的大量损失进一步提高探测精确度。

其中，光源发射组件1由外箱以及内部的红外LED光源构成，红外LED光源为平行光源，红外LED光源垂直于光源束管11的端部，使得每个光源光纤12均匀受光，使不同分区的光源亮度相同。

其中，探测光纤22的端部为平面结构，探测光纤22的端部固定安装有凹透镜23，受光部24位于凹透镜23的中线上，受光部24、凹透镜23的距离等于凹透镜23的焦距长度，使探测光纤22的受光能够聚焦到受光部24表面进行测量。

其中，光源光纤12、探测光纤22位于同一直线上，光源光纤12、探测光纤22的数量相等，光源光纤12、探测光纤22相对侧的内侧设有10-15μm间隙，光源光纤12、探测光纤22呈一一对应布置，利用多光纤结构实现受光检测面积的增大。

其中，透气格栅5为暗光膜片，透气格栅5表面开设有若干微型透气孔，探测暗箱3的内部喷涂有吸光涂层，防止外部强光导致的检测误差。

其中，进气管6的端部延伸至无尘探测空腔4的内部，进风扇7的风向由下向上，进风扇7的转速为100-300rpm，实现待探测气流的通入，限制转速有利于可燃气体分子顺利进入受光检测区域。

其中，滤网机构8包括干燥层81、细滤层82、金属网层83，干燥层81、细滤层82、金属网层83从上至下依次排列，细滤层82为无纺布材质构件，防止气流中灰尘导致的检测误差，并防止对可燃气体的通入产生限制。

本发明工作原理：

首先设定无尘探测空腔4内无可燃气体、无红外光信号的条件：由光学检测箱2接收光源发射组件1的空白信号，由光学检测组件25根据接收的光线强度生成一个固定值，将该值作为标准值保存；接着设定无尘探测空腔4中无可燃气体、有红外光信号的条件：由光学检测箱2不断接收光源发射组件1的红外光信号：光学检测组件25接收到的气体探测波段红外光信号光线强度生成一个固定值，两者之差作为比对数值保存，当无尘探测空腔4内部进入可燃气体后，可燃气体分子进入光源光纤12、探测光纤22对峙区间内对红外光信号的传播发生一定的阻隔效应，使光学检测组件25接收到的红外光信号光线强度与比对数值产生误差，即表明探测到可燃气体发出信号，通过除尘机构对进入探测暗箱内部的气流进行除尘处理，防止外部强光以及大量灰尘导致的检测误差，避免探测器出现误报。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，包括光源发射组件(1)、光学检测箱(2)、探测暗箱(3)和光纤传输组件，其特征在于：所述探测暗箱(3)的内侧设有无尘探测空腔(4)，所述光纤传输组件位于无尘探测空腔(4)的内部，所述光纤传输组件包括光源束管(11)、光源光纤(12)、探测束管(21)、探测光纤(22)，所述光源束管(11)、探测束管(21)分别套接于光源光纤(12)、探测光纤(22)的外侧，所述光源光纤(12)的一端贯穿探测暗箱(3)的侧壁与光源发射组件(1)固定连接，所述探测光纤(22)的端部贯穿探测暗箱(3)的侧面延伸至光学检测箱(2)的内部，所述光学检测箱(2)的内部固定安装有受光部(24)、光学检测组件(25)，所述受光部(24)的输出端与光学检测组件(25)的输入端电性连接，所述探测暗箱(3)的顶面和底面分别固定安装有透气格栅(5)、进气管(6)，所述进气管(6)的底端固定安装有滤网机构(8)，所述进气管(6)的内部固定安装有进风扇(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，其特征在于：所述光源发射组件(1)由外箱以及内部的红外LED光源构成，所述红外LED光源为平行光源，所述红外LED光源垂直于光源束管(11)的端部。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，其特征在于：所述探测光纤(22)的端部为平面结构，所述探测光纤(22)的端部固定安装有凹透镜(23)，所述受光部(24)位于凹透镜(23)的中线上，所述受光部(24)、凹透镜(23)的距离等于凹透镜(23)的焦距长度。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，其特征在于：所述光源光纤(12)、探测光纤(22)位于同一直线上，所述光源光纤(12)、探测光纤(22)的数量相等，所述光源光纤(12)、探测光纤(22)相对侧的内侧设有10-15μm间隙，所述光源光纤(12)、探测光纤(22)呈一一对应布置。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，其特征在于：所述透气格栅(5)为暗光膜片，所述透气格栅(5)表面开设有若干微型透气孔，所述探测暗箱(3)的内部喷涂有吸光涂层。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，其特征在于：所述进气管(6)的端部延伸至无尘探测空腔(4)的内部，所述进风扇(7)的风向由下向上，所述进风扇(7)的转速为100-300rpm。

7.根据权利要求1所述的一种基于光纤传导的开路式易燃气体探测器，其特征在于：所述滤网机构(8)包括干燥层(81)、细滤层(82)、金属网层(83)，所述干燥层(81)、细滤层(82)、金属网层(83)从上至下依次排列，所述细滤层(82)为无纺布材质构件。

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