CN113936412A - 一种独立式火灾探测报警器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种独立式火灾探测报警器,主要涉及火灾报警设备领域。独立式火灾探测报警器,包括底座,所述底座上活动安装底盖,所述底盖上通过卡扣结构安装主体结构件,所述主体结构件中部固定安装电路板,所述主体结构件上电路板两侧分别设有电池仓、SIM卡卡座,所述电路板上安装有光学迷宫组件,所述底盖上主体结构件外部活动安装上盖,所述上盖中设置挡板,所述主体结构件中嵌入式安装有工作指示灯,所述光学迷宫组件包括迷宫盖、迷宫体,所述迷宫盖中设置遮光盖。本发明的有益效果在于:本发明将光学迷宫和蜂鸣器融合在一起,声音和光电器件共用一个腔体,在保证报警器性能优良的基础上减小了装置体积,降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明主要涉及火灾报警设备领域,具体是一种独立式火灾探测报警器。
背景技术
当前烟雾探测技术在中国已经存在30年,自1997年光电感烟探测器,开始以绿色环保无污染的优势风靡国内市场,离子探测器慢慢退出主流。直到现在只有极少的特殊领域,继续使用离子型感烟探测器,其他场所均使用光电型感烟探测器。
二十年内,光电感烟探测器的光学迷宫尺寸越来越小,形式各异,且多以探测散射光的形式为主。随着近几年独立光电感烟探测报警器的兴起,尽管当前最小的烟雾探测光学迷宫直径已经是最初的四分之一左右,因为相比于常规火灾探测器来讲,多了一个声音报警器(蜂鸣器)和电池,所以当前独立型光电感烟探测报警器的整体尺寸依然很难做小尺寸,都在性能和尺寸之间取舍。
目前所有的独立式探测器均采用分体的光学迷宫和单独的蜂鸣器,主体架构内迷宫居中,电池和蜂鸣器排布在迷宫周围。当前国内的探测器产品为了获得较小的尺寸,通常采用以下方法,但也存在一些不足之处:
1)减小蜂鸣器尺寸,多采用4KHz的频率。人耳最敏感的声音在1KHz左右,4KHz声音尖锐且无方向感,就是较难分辨声音从哪个方向发出。
2)减小迷宫尺寸。小尺寸迷宫最大的缺点就是光本底大、灵敏度低、容易受灰尘积累影响。光本底就是迷宫结构本体对光线的散射进入到接收管中。
注:这个参数会受注塑模具寿命的影响,受注塑工艺的影响,会受到吸光材料、配料比例等多种因素的影响。这个参数在一定程度上会由迷宫尺寸决定,相同类型的光学迷宫,尺寸越大本底越小,尺寸越大灵敏度越高;本底越小受灰尘积累的影响就越小,寿命就越长;本底大,对烟雾的探测范围就减小。但是本底不可为零,较小的本底用来表征光电发射管接收管的有效性。
3)减小电池尺寸。很明显,电池减小用的时间就短,需要经常换电池。
4)牺牲方向性,将光学迷宫不居中放置,兼顾了光学迷宫的性能和蜂鸣器尺寸也较大,此方法在早期出口的低端探测器中使用较广。此方法不符合国内相关国家标准的要求,国内采用较少。
当前国内的探测器产品多采用940nm的红外单光源。其优点在于结构简单成本低,对木材、棉麻织物的白烟灵敏度极高,抗环境光能力强,适合安装在以木材棉麻等为主的原生态环境中。缺点在于对水雾、气溶胶、灰尘灵敏度极高,对塑料化纤类黑色烟雾灵敏度极低。当前家庭内大量使用化纤类、塑料类、等其他酯类物品,其燃烧时会产生大量的黑色烟雾,940nm的红外单光源探测器由于对黑烟灵敏度低不能及时发现火灾。为解决此问题,多数厂家只能提高灵敏度,使其能够探测到黑色烟雾,带来的问题是,实际使用中易受厨房水汽影响而误报,开窗通风时空气中的灰尘也会引起误报,甚至距离灯具近了也会受干扰引起误报。
探测器外形主体结构多为探测器顶部侧面进烟方式。低端探测器则不考虑性能,采用气体扩散的方式在任意位置进烟。此方法灵敏度低,方向性差。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供了一种独立式火灾探测报警器,它能够通过光学迷宫与蜂鸣器融合,在能够保证报警器性能的基础上最大程度的减小报警器的体积;底部进烟结构,采用鲸鱼状流线型导流结构,提高了探测器灵敏度;电池仓负极悬臂结构,使得产品上盖是否能够安装,来指示电池是否安装;产品与安装板分离后即可拆卸迷宫盖,方便迷宫灰尘污染后清洗。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种独立式火灾探测报警器,包括底座,所述底座上活动安装底盖,所述底盖上通过卡扣结构安装主体结构件,所述主体结构件中部固定安装电路板,所述主体结构件上电路板两侧分别设有电池仓、SIM卡卡座,所述电路板上安装有光学迷宫组件,所述底盖上主体结构件外部活动安装上盖,所述上盖中设置挡板,所述主体结构件中嵌入式安装有工作指示灯,所述光学迷宫组件包括迷宫盖、迷宫体,所述迷宫盖中设置遮光盖,所述遮光盖内表面开设有若干沟槽,所述迷宫盖外部设置有防虫网,所述迷宫体***分别固定安装有红外发射管、蓝光发射管和光电接收管,所述迷宫体底部安装蜂鸣片,所述迷宫体中部开设有发声孔,所述迷宫体通过卡扣结构安装在电路板上,所述迷宫盖与迷宫体之间的间隙构成了光学迷宫腔及进气口。
所述底座上设有螺栓孔座,所述底座中心设置有连接盘,所述底座可通过螺栓孔座使用螺栓固定安装在墙壁上也可通过在连接盘上粘贴泡沫不干胶的方式粘接到安装介质上。
所述底盖上开设有出声孔,所述底盖外部采用流线型连接件,空气可从流线型连接件的间隙中进入进气口及光学迷宫腔中。
所述底座上开设连接孔,所述底盖底部设置连接脚,所述连接脚***连接孔并转动即可将底盖安装在底座上。
所述电池仓的负极弹簧延伸至电池仓中部构成悬臂结构,所述电池仓外部一侧设置开口座,当电池为安装时所述悬臂结构穿过开口座伸出到电池仓外部,在挡板作用下上盖不能正常安装在底盖上。
所述电池仓中安装17450锂电池,所述17450锂电池为电路板供电,所述红外发射管、蓝光发射管、光电接收管、蜂鸣片、SIM卡卡座和工作指示灯均与电路板电相连。
所述SIM卡卡座上设有信号天线。
所述上盖上开设有若干装饰孔。
对比现有技术,本发明的有益效果是:
本发明能够将光学迷宫和蜂鸣器融合在一起,声音和光电器件共用一个腔体,蜂鸣器使用1KHz频率的大尺寸,保证报警声音的方向性和敏感度。光学迷宫的腔体依据蜂鸣器尺寸决定直径,可以获得较大光电散射的空间,有利于提高灵敏度,保证了极低的光本底,因此节省了分体式蜂鸣器的尺寸。声音发声孔共用光学迷宫的进气口,外壳上不用专门开发声孔,外观上与同行业中的独立式光电式火灾探测报警器有明显不同,相同的外壳尺寸下可以具有更大的电池空间,不安装电池时,无法安装产品外观上盖,指示更加明显。
光学迷宫采用940nm的红外光,加450nm蓝光双波段光源,定制400~1100nm光敏二极管作为光电接收器件。450nm蓝光其特点在于对水雾灵敏度极低、对白烟灵敏度较低、对灰尘和黑烟灵敏度较高。其特点与红外光复合后,其优点在于能够兼容黑烟白烟,对木材、棉麻、化纤类、塑料类、等其他酯类物品的烟雾都有较好的灵敏度。能够降低电路的增益,降低受电磁干扰的程度。
加入一氧化碳传感器,通过判断光电信号和一氧化碳信号,发生的先后顺序、变化速率、持续时间、温度变化等参量判定是否真实发生火灾,可以分辨出是否是水汽、灰尘进入探测器,避免误报。
附图说明
附图1是本发明总体分解结构示意图;
附图2是本发明主体结构件内安装部件视角一分解结构示意图;
附图3是本发明底盖结构示意图;
附图4是本发明主体结构件内安装部件视角二分解结构示意图;
附图5是本发明光学迷宫组件及部分电路板上安装部件结构示意图;
附图6是本发明上盖结构示意图;
附图7是本发明底座结构示意图;
附图8是本发明内部截面结构示意图;
附图9是本发明装配后外部结构示意图;
附图10是本发明光学迷宫组件内部截面视角一简易结构示意图;
附图11是本发明光学迷宫组件内部截面视角二简易结构示意图。
附图中所示标号:1、底座;2、底盖;3、主体结构件;4、电路板;5、电池仓;6、SIM卡卡座;7、光学迷宫组件;8、上盖;9、工作指示灯;10、连接孔;20、出声孔;21、流线型连接件;22、连接脚;50、悬臂结构;51、开口座;52、17450锂电池;61、信号天线;70、发声孔;71、迷宫盖;72、迷宫体;73、遮光盖;74、沟槽;75、防虫网;76、红外发射管;77、蓝光发射管;78、光电接收管;79、蜂鸣片;80、挡板;81、装饰孔;100、螺栓孔座;101、连接盘;102、泡沫不干胶;700、光学迷宫腔;701、进气口。
具体实施方式
结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本产品的功能为探测燃烧初期产生烟雾和气体,并发出报警信号,结合附图所示,下面将对本发明中的部件及功能进一步进行描述。
光学迷宫,是探测器的核心部件,其结构由迷宫盖71、迷宫体72、遮光盖73等组成,其材料为ABS+黑色色母,包含其他黑色吸光材料;迷宫盖71中遮光盖73外部设置有若干定位板,定位板与迷宫体72接触,使迷宫盖71与迷宫体72之间具有进气口701;光学迷宫组件,安装红外发射管76、蓝光发射管77和光电接收管78到迷宫体72***的发射管和接收管管腔,并用遮光盖73发光管和接收管的底部,按方向安装迷宫盖71,蜂鸣片79粘接在迷宫体底部,组成迷宫组件。其功能在于①探测随空气进入光学迷宫的烟尘颗粒的浓度;②发出报警声。
1)中心轴对称式底部进烟结构。探测器底部有中心轴对称的8条流线型导流结构,其特征是形状类似鲸鱼,头部较厚向外,尾部较薄向内。其功能在于①八个方向气流通路对称,风阻最小,方便气流进入迷宫内部;②支撑和连接探测器安装板(安装底座),灵敏度不受安装方向的影响;③建筑空间内发生火灾时,烟尘气流受温度影响到达天花板后,会沿着天花板向四周扩散。探测器底部进烟要比探测器顶部进烟方式更加通畅。(探测器在天花板上倒着安装)
2)可拆式外壳上盖,旋开安装电池,不装电池无法旋转安装上盖,负极弹簧延伸至电池仓,形成悬臂并受电池是否装入产生上下位移,此位移将限制上盖的旋转,当装入电池时悬臂压下,收入到中壳内,上盖方可正常旋转固定。
3)光学迷宫光路采用空间夹角130°的前向散射结构,与平面130°夹角方式相比,充分利用了高度尺寸,增加了光路的距离,使得更多的空间经过光路,提高了灵敏度。
4)迷宫底部采用了圆锥形结构,其功能在于:①防止发射管的光直接进入接收管;②将阻挡的光均匀的反射到迷宫盖的锯齿结构中,避免反射光集中在迷宫盖的一个区域,造成迷宫盖二次反射进入接收管;③为蜂鸣器提供声腔,产生压缩空气。
5)圆锥形结构上方有多边形凸台,凸台中间中空,其功能在于:1、凸台两个小边缘垂直于发射光的光轴,凸台大边缘垂直于接收管的光轴,边缘平齐功能有二:①其高度刚好挡住发射管的光不进入接收管②减少衍射光进入接收管。2、凸台中空连接蜂鸣器声腔与迷宫光腔,将蜂鸣器产生的压缩空气释放到光腔中,释放的压缩空气释放过程中在光腔内产生驻波增加空气振动幅度,提高音量。
6)迷宫发射管和接收管管腔为5mm直径,适用于市场上性价比最高的5mm红外对管。
7)迷宫发射管出光口为方形出光口,将发射光整理成方形光柱,限制光柱在迷宫中光腔的中部,且照射到迷宫盖的无反射区,避免光线如此反射。
8)迷宫接收管进光口为方形,指向迷宫光腔中部,且避开迷宫盖对面的反射区域。
9)发射管出光口尺寸小于接收管进光口尺寸,充分利用发射管光轴附近光密度最大的部分,提供最大的进光尺寸。
10)迷宫盖顶端有沟槽,沟槽***的部分截面为三角形,沟槽方向与接收管光轴投影方向平行,其功能在于吸收发射管的散射光,避免二次反射进入接收管。
11)迷宫盖内部有圆筒状遮光盖,遮光盖外表面抛光,内表面有沟槽,沟槽截面为三角形,外部一周为一次压铸成型的防虫网。其功能在于:①与外部进气孔边缘形成死角,防止外部光线进入迷宫;②外表面抛光减少空气阻力利于气流进入迷宫;③内部沟槽用于吸收发射管的光柱,避免反射到接收管中;④迷宫腔沿直径刨开,其空腔截面为接近W型,用于声音多次反射形成多频驻波;⑤防虫网尺寸依据GB4715规定,网孔能防止1mm圆球不进入迷宫。
12)产品主体与安装板分离后,迷宫盖位于八条导流结构中间,可直接将迷宫盖拆下。其优点在于:探测器常年工作后会在迷宫内部积累灰尘,当探测器探测到灰尘积累过多时会报故障,提示清洗。此时可以不使用工具方便的清洗迷宫内的灰尘。
13)电路板中具有一氧化碳传感器,通过判断光电信号和一氧化碳信号,发生的先后顺序、变化速率、持续时间、温度变化等参量判定是否真实发生火灾,可以分辨出是否是水汽、灰尘进入探测器,最大程度降低出现误报的情况。
Claims (8)
1.一种独立式火灾探测报警器,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)上活动安装底盖(2),所述底盖(2)上通过卡扣结构安装主体结构件(3),所述主体结构件(3)中部固定安装电路板(4),所述主体结构件(3)上电路板(4)两侧分别设有电池仓(5)、SIM卡卡座(6),所述电路板(4)上安装有光学迷宫组件(7),所述底盖(2)上主体结构件(3)外部活动安装上盖(8),所述上盖(8)中设置挡板(80),所述主体结构件(3)中嵌入式安装有工作指示灯(9),所述光学迷宫组件(7)包括迷宫盖(71)、迷宫体(72),所述迷宫盖(71)中设置遮光盖(73),所述遮光盖(73)内表面开设有若干沟槽(74),所述迷宫盖(71)外部设置有防虫网(75),所述迷宫体(72)***分别固定安装有红外发射管(76)、蓝光发射管(77)和光电接收管(78),所述迷宫体(72)底部安装蜂鸣片(79),所述迷宫体(72)中部开设有发声孔(70),所述迷宫体(72)通过卡扣结构安装在电路板(4)上,所述迷宫盖(71)与迷宫体(72)之间的间隙构成了光学迷宫腔(700)及进气口(701)。
2.根据权利要求1所述的一种独立式火灾探测报警器,其特征在于:所述底座(1)上设有螺栓孔座(100),所述底座(1)中心设置有连接盘(101),所述底座(1)可通过螺栓孔座(100)使用螺栓固定安装在墙壁上也可通过在连接盘(101)上粘贴泡沫不干胶(102)的方式粘接到安装介质上。
3.根据权利要求1所述的一种独立式火灾探测报警器,其特征在于:所述底盖(2)上开设有出声孔(20),所述底盖(2)外部采用流线型连接件(21),空气可从流线型连接件(21)的间隙中进入进气口(701)及光学迷宫腔(700)中。
4.根据权利要求1所述的一种独立式火灾探测报警器,其特征在于:所述底座(1)上开设连接孔(10),所述底盖(2)底部设置连接脚(22),所述连接脚(22)***连接孔(10)并转动即可将底盖(2)安装在底座(1)上。
5.根据权利要求1所述的一种独立式火灾探测报警器,其特征在于:所述电池仓(5)的负极弹簧延伸至电池仓(5)中部构成悬臂结构(50),所述电池仓(5)外部一侧设置开口座(51),当电池为安装时所述悬臂结构(50)穿过开口座(51)伸出到电池仓(5)外部,在挡板(80)作用下上盖(8)不能正常安装在底盖(2)上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种独立式火灾探测报警器,其特征在于:所述电池仓(5)中安装17450锂电池(52),所述17450锂电池(51)为电路板(4)供电,所述红外发射管(76)、蓝光发射管(77)、光电接收管(78)、蜂鸣片(79)、SIM卡卡座(6)和工作指示灯(9)均与电路板(4)电相连。
7.根据权利要求1所述的一种独立式火灾探测报警器,其特征在于:所述SIM卡卡座(6)上设有信号天线(61)。
8.根据权利要求1所述的一种独立式火灾探测报警器,其特征在于:所述上盖(8)上开设有若干装饰孔(81)。
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Citations (8)
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- 2021-10-27 CN CN202111257849.3A patent/CN113936412A/zh active Pending
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