CN101435766A - 烟传感器与电子装备 - Google Patents

Abstract

在烟传感器中，相对于发光元件，对称地安排第一受光元件与第二受光元件，第一受光元件接收来自发光元件的光，并且被置于接收光量根据烟浓度变化的位置上，第二受光元件监控发光元件的光量。另外，来自第一受光元件的信号与来自第二受光元件的信号被同一放大器电路的放大。在微型计算机中，根据通过由放大器电路放大第一受光元件的输出而获得的输出与通过由放大器电路放大第二受光元件的输出而获得的输出之间的差，计算烟的浓度。

Description

烟传感器与电子装备

技术领域

本发明涉及烟传感器，具体地，涉及一种烟传感器，其通过发射光然后接收由烟反射的光或者穿过了烟的光，来检测烟的浓度。

另外，本发明涉及具有烟传感器的电子装备，具体地，涉及一种具有烟传感器的电子装备，其通过发射光然后接收由烟反射的光或者穿过了烟的光，来检测烟的浓度。

本发明还涉及一种烟传感器，其优选地安装在空气清洁器、报火器、洒水器等等之上。

背景技术

常规地，在通过接收从光源发射的然后由烟反射的光来检测烟的浓度的烟传感器中，由于反射光的量非常小，所以接收反射光的受光元件的输出非常小。因此，受光元件的输出由放大器电路放大，并且当放大器电路的输出达到预定范围时，确定检测到了烟。

但是，即使所检测的烟的浓度在相同范围内，由于温度变化或者LED退化等等而引起的LED发射光量的变化也会引起输出变化。为此原因，存在以下问题：会在被设置的烟浓度检测范围之外检测到烟。为了克服这个问题，人们已经提出了各种校正方法。

例如，人们提出了将热敏电阻添加到发光元件驱动电路，以进行温度校正，从而校正以下情况：由于其温度特性，而减少了发光元件所发射的光量，并且由此减少了烟反射的光量。在这一方面，人们还提出了当输出由于IC的温度特性而变化时，将热敏电阻添加到决定放大因数的电阻部分，并且由热敏电阻改变放大因数，从而当温度变化时进行温度校正。

另外，除包括检测烟的受光元件的检测器之外，人们还提出了另外配备包括监控由其退化等等造成的LED发射的光量的减少的受光元件的检测器，并且将监控发射光量的受光元件的输出信号的变化反馈回到受光元件驱动电路，以校正发射光量。

另外，人们还提出了为了进行温度校正，除检测烟的受光元件之外，还配备检测无烟的受光元件，并且放大两个受光元件的输出之间的差，以检测两个受光元件的输出之间的差，并且由此校正由温度变化引起的输出变化。

以上常规技术具有以下问题：无法校正没有找到原因的误差，尽管可以校正找到了的原因(例如温度变化、或者由其退化引起的LED的光量的变化)的误差。

例如，添加热敏电阻以进行温度校正的技术能够校正温度变化，但是不能够校正由于其退化引起的LED发射的光量的变化。该技术要求选择适合于温度校正的热敏电阻，并且可能没有获得足够的校正。

另外，在校正LED发射光量的减少的技术中，在包含检测烟的受光元件的检测器之外、还使用包含监控由于其退化引起的LED发射光量的减少的受光元件的检测器、并且将监控LED发射光量的受光元件的输出信号的变化反馈回受光元件驱动电路以校正发射光量的技术当然无法校正温度变化，并且更糟糕的是，该技术需要很复杂的配置，并且增加了部件的数目(包括两个检测器等等)。

关于以下方法——除检测烟的受光元件之外还配备检测无烟的受光元件以进行温度校正，放大两个受光元件的输出之间的差以检测两个受光元件的输出之间的差分电流，并且由此校正由温度变化引起的输出变化——该方法是设想在消光系统中的，其中发光元件与受光元件被安排相互面对。

在消光类型中，检测无烟的受光元件还直接接收光，从而在当没有烟时的正常时间上LED光量相同、并且放大因数相同的条件下，两个受光元件具有类似的输出。而当烟流入烟传感器时，两个受光元件的差分电流增加，并且因此放大器的输出增加，并且因此可以检测烟。但是，消光类型具有以下问题：检测烟的受光元件当没有烟时直接从发光元件接收光，并且检测无烟的受光元件总是直接从发光元件接收光，因此受光元件容易退化。

在另一方面，在反射类型中，当没有烟时，没有烟反射的光，因此检测烟的受光元件接收小量的光，并且其输出不大，而检测无烟的受光元件直接接收光，因此其接收的光量较大，并且其输出较大。由此，当对于每个受光元件应用相同的LED发射的光量、以及相同的放大因数时，检测无烟的受光元件的输出变得太大以致饱和，因此无法获得真实的差。

当没有烟时获得的输出差较大。但是，随着烟的浓度增加，输出差变得越来越小，并且当浓度达到某个值时，输出差变为零。然后如果烟的浓度进一步增加，则输出差再次增加。由此，依赖于调整，当没有烟时获得的输出差可能与当有许多烟时获得的输出差相同，并且因此无法进行正确的检测。

另外，当根据检测无烟的受光元件调整LED发射的光量、放大因数等等时，会减少原来的烟检测精确性，并且因此无法精确地检测烟的浓度。

发明内容

因此，本发明目的在于提供一种能够校正未找到原因的误差的烟检测器。本发明目的还在于提供一种电子装备，其具有能够校正未找到原因的误差的烟检测器。

根据本发明一方面的烟检测器包括：

发射光的发光器件；

第一腔室；

烟通道，用来提供第一腔室的内部与第一腔室的外部之间的互通；

第二腔室，具有预定值的烟浓度；

第一受光元件，其接收在从发光器件直接向第一腔室发射之后、在第一腔室中穿行过了的光，或者在从发光器件发射并且仅通过具有零烟浓度的空间进入第一腔室之后、在第一腔室中穿行过了的光；

第二受光元件，其接收在从发光器件直接向第二腔室发射之后、在第二腔室中穿行过了的光，或者在从发光器件发射并且仅通过具有零烟浓度的空间进入第二腔室之后、在第二腔室中穿行过了的光；

第一开关，其接收并且选择性地输出来自第一受光元件的信号与来自第二受光元件的信号；

放大器部分，其放大来自第一开关的信号；以及

浓度检测部分，其根据第一放大信号与第二放大信号，检测第一腔室中烟的浓度，第一放大信号为由放大器部分放大的、来自第一受光元件的信号，第二放大信号为由放大器部分放大的、来自第二受光元件的信号。

在本说明书中，将“腔室”定义为由不向外界开放的内周围绕的区域、或者由在一处、两处、或者更多处向外界开放的内周围绕的区域。由于这一原因，在本说明书中，例如由盘或锅的内周围绕的区域也构成了腔室。该例子为具有一个开口的例子。在该例子中，由盘的内周围绕的区域指当放在水平面上的盘被充满水时由水占据的区域。

根据本发明，检测烟的第一受光元件的输出以及不受烟影响的第二受光元件的输出是由从同一发光器件发射的光造成的，因此由其温度特性造成的发光器件(例如，诸如发光二极管等发光元件)发射的光的量的变化将会导致第一受光元件与第二受光元件的输出的类似变化。由此，当发光器件发射的光的量由于其温度特性、退化等等而减少时，第一受光元件与第二受光元件的输出以类似的比例变化，从而由放大器部分放大的、来自第一受光元件的输出与由放大器部分放大的、来自第二受光元件的输出之间的差没什么变化。由此，容易地校正由发光器件的温度特性与退化引起的输出变化。

另外，根据本发明，来自第一受光元件的输出与来自第二受光元件的输出被相同的放大器部分放大，从而放大器部分的温度特性会类似地影响来自第一受光元件的输出与来自第二受光元件的输出。由此，由放大器部分放大的、来自第一受光元件的输出与由放大器部分放大的、来自第二受光元件的输出之间的差的变化不大，并且因此可以容易地校正由放大器部分的温度特性造成的输出变化。简单地说，由于检测烟的第一受光元件的输出以及不受烟影响的第二受光元件的输出被输入到同一放大器部分，所以防止了输出电压由于放大器电路而变化。

在一种实施例中，第一放大信号与第二放大信号中的每一个都是电压信号。第一受光元件的受光表面置于第一腔室中，并且第二受光元件的受光表面置于第二腔室中，并且从发光器件的发光表面到第一受光元件的受光表面的距离与从发光器件的发光表面到第二受光元件的受光表面的距离相同。所述第二腔室中烟的浓度的预定值为零，并且在第一腔室中烟的浓度为零的状态下，第一放大信号的幅度与第二放大信号的幅度相同。

根据该实施例，第一受光元件与第二受光元件被安排在相对于发光器件对称的位置上，从而可以使在没有烟的情况下的第一受光元件的输出电压与第二受光元件的输出电压相同。短语“第一放大信号的幅度与第二放大信号的幅度相同”或者类似的短语意在被解释为不仅覆盖在第一受光元件与第二受光元件的输出电压之间存在零差(即没有差)的情况，而且覆盖了存在差的误差容限的情况。误差容限依赖于施加到烟传感器的电源电压、以及第一与第二放大信号的参考电压，并且例如当施加到烟传感器的电源电压为3.0V、并且第一与第二放大信号的参考电压为0.3V时，误差容限为0.4V-2.0V。另外，短语“从发光器件的发光表面到第一受光元件的受光表面的距离与从发光器件的发光表面到第二受光元件的受光表面的距离相同”以及类似的短语意在被解释为覆盖当第二腔室的烟浓度为零时允许第一量与第二量之间的差落入以上误差容限范围的相同性范围。

在一种实施例中，放大器部分具有一或多个放大器。

在一种实施例中，放大器部分具有电流-电压转换部分。该电流-电压转换部分具有与第一开关的输出端子连接的输入端子、输出端子、以及连接在所述电流-电压转换部分的输入端子与输出端子之间的电阻器器件。并且所述电阻器器件提供为来自第一受光元件的光由所述电流-电压转换部分处理的情况与来自第二受光元件的光由所述电流-电压转换部分处理的情况之间的差的电阻。

在一种实施例中，所述电阻器器件包括：第一电阻器，其一端连接于所述电流-电压转换部分的输入端子；以及第二电阻器，其一端连接于所述电流-电压转换部分的输入端子。所述电流-电压转换部分还具有：第二开关，其输出端子连接于所述电流-电压转换部分的输出端子。另外，所述烟传感器还包括：控制电路，当来自第一受光元件的信号由所述电流-电压转换部分处理时，所述控制电路输出用来将第二开关的输入端子连接到第一电阻器的另一端的控制信号，而当来自第二受光元件的信号由所述电流-电压转换部分处理时，所述控制电路输出用来将第二开关的输入端子连接到第二电阻器的另一端的控制信号。

根据该实施例，可以改变电流-电压转换部分(例如I-V转换放大器)的增益，并且可以通过微调来调整电流-电压转换部分(例如I-V转换放大器)的增益电阻器。

由此，当在没有烟的情况下基于第一受光元件的输出的输出电压与基于第二受光元件的输出的输出电压由于发光器件或者受光元件的验定变化(assay variations)、外壳的成型变化等等而不相同时，可以在安装之前的状态下通过微调增益电阻器来调整烟传感器，从而在没有烟的情况下基于第一受光元件的输出的输出电压与基于第二受光元件的输出的输出电压变得基本相同。

另外，根据该实施例，当即使进行了输出的初始化以消除受光元件的验定变化、外壳的成型变化等等也生成了两个受光元件的个别变化时，可以通过利用第一受光元件的初始输出值与第二受光元件的初始输出值之间的比例作为校正值、并且将在操作时所获得的输出差乘以初始值之间的比例的校正值，来校正光学系统变化，并且由此可以精确地获得烟检测的电压差。

在一种实施例中，所述电阻器器件具有正温度系数。

由发光器件(例如发光元件)发射的光的量的温度特性一般为负。由此，可以通过利用具有正温度特性的电阻器作为以上电阻器(例如放大器电路的I-V转换放大器的增益电阻器)来减少由温度变化引起的输出变化。

在一种实施例中，所述烟传感器还包括平板形壁。所述第一受光元件、第二受光元件、第一开关、以及放大器部分包含在一个集成电路中。从发光器件的发光表面到第一受光元件的受光表面的距离与从发光器件的发光表面到第二受光元件的受光表面的距离相同。第一腔室存在于所述平板形壁的一侧之上，而第二腔室存在于所述平板形壁的相对一侧之上。另外，所述烟传感器还包括：第一拦截器，其防止来自发光器件的光直接进入第一受光元件的受光表面；以及第二拦截器，其防止来自发光器件的光直接进入第二受光元件的受光表面。

根据该实施例，例如发光元件可以被置于用于烟检测的区域与不受烟影响的区域之间的中点之上，并且可以安排第一受光元件与第二受光元件以面对分离这些区域的壁。另外，可以安排第一受光元件与第二受光元件在其中连接在受光元件和为放大器电路的集成电路(IC)之间的布线不长并且具有相同长度的位置上。

由此，达到连接在受光元件和放大器电路之间的布线之上的噪声的量可以大约相同，并且由此可以减少输出差的变化。另外，通过集成第一受光元件、第二受光元件、开关、以及放大器电路，可以减少连接在受光元件和放大器电路之间的布线的长度，并且可以减少第一受光元件与第二受光元件的特性之间的差，从而可以进一步减少输出差的变化。

根据本发明一方面的电子装备包含根据本发明的烟传感器。

根据本发明，在烟传感器中，可以容易地校正输出，并且可以精确地校正各种变化因素。另外，可以减少制造成本。

附图说明

从仅作为说明因此不是要限制本发明的附图与以下给出的详细描述，将全面理解本发明，其中：

图1为本发明第一实施例的烟传感器的示意图；

图2为显示在第一实施例的烟传感器中包括的放大器电路的配置的示意图；

图3为显示在第一实施例的烟传感器中烟浓度与第一和第二受光元件的输出电压之间的关系的示意图；

图4为本发明第二实施例的烟传感器的示意图；以及

图5为显示在第二实施例的烟传感器中包括的放大器电路的配置的示意图。

具体实施方式

以下参照附图所示的实施例详细描述本发明。

图1为本发明第一实施例的烟传感器的示意图。在图1中，在烟检测区域中，显示沿一平面所做的烟传感器的横剖面，该平面包含第一受光元件2的受光表面的法线、壁43的表面的法线、以及第一受光元件2的受光表面的中心。

该烟传感器具有：作为发光器件的发光元件(在本实施例中为LED)、第一受光元件2、第二受光元件3、作为放大器部分的放大器电路(IC)4、以及驱动电路11。在本实施例中，第一受光元件2与第一受光元件2每个都是光电二极管。

当从驱动电路11供电时，发光元件1发光。第一受光元件2接收从发光元件1发射、并且由烟反射或者穿过烟的光，而第二受光元件3接收从发光元件1发射、并且仅穿过没有烟的区域的光。烟传感器具有：内部分隔壁(此后简称为壁)13，其形状基本类似于平板；第一腔室40，其位于壁的一侧之上，并且烟可以流入其中；以及第二腔室41，其位于壁的另一侧之上，并且烟无法流入其中。从发光元件1发射、并且在第一腔室40中穿行的光由第一受光元件2接收，而从发光元件1发射、并且在第二腔室41中穿行的光由第二受光元件3接收。

在壁的纵向方向上相对的端面中的一个端面与发光元件1的发光表面30接触。发光元件1的发光表面30被壁43分隔为两个部分。这两个发光表面部分31与32(以下称为第一发光表面部分31与第二发光表面部分32)相对于壁43平面对称地放置。

第一腔室40与第二腔室41形状基本对称，在其中有壁43(以后描述形状不同之处)。在壁43的厚度方向上相对的端面中的一个端面构成了第一腔室40的内周的一部分，而在壁43的厚度方向上的端面中的另一个端面构成了第二腔室41的内周的一部分。第一发光表面部分31构成了第一腔室40的内周的另一部分，而第二发光表面部分32构成了第二腔室41的内周的另一部分。从第一发光表面部分31发射的光以及从第二发光表面部分32发射的光相对于壁43平面对称。第一受光元件2的受光表面44构成了第一腔室40的内周的一部分，而第二受光元件3的受光表面45构成了第二腔室41的内周的一部分。第一受光元件2的受光表面44与第二受光元件3的受光表面45相对于壁43平面对称地放置。

该烟传感器具有作为第一拦截器的第一分隔50、以及作为第二拦截器的第二分隔51。第一分隔50从第一腔室40的内周突出到第一腔室40的内部，而第二分隔51从第二腔室41的内周突出到第二腔室41的内部。第一分隔50与第二分隔51相对于壁43平面对称地放置。

第一分隔50拦截来自第一发光表面部分31的部分光(仅造成噪声的光)，以增加第一受光元件2的输出信号的S/N(信号对噪声)比，而第二分隔51拦截来自第二发光表面部分32的部分光(仅造成噪声的光)，以增加第二受光元件3的输出信号的S/N(信号对噪声)比。壁43与第一分隔50之间的距离(最短距离)短于壁43与第一受光元件2的受光表面44之间的距离(最短距离)。第一分隔50不允许来自第一发光表面部分31的光直接进入第一受光元件2，而第二分隔51不允许来自第二发光表面部分32的光直接进入第二受光元件3。

烟传感器具有烟通道55，其提供第一腔室40的内部与烟传感器之外的空间之间的互通，并且第一腔室40与外界互通。在另一方面，第二腔室41从外界完全密封。第二腔室41的烟浓度被设置为零，作为预定值的例子。可以采用其他值作为第二腔室41的烟浓度的预定值。

第一腔室40区别于第二腔室41之处仅在于具有与烟通道55互通的开口。连接在第一受光元件2与放大器电路4之间的连接线与连接在第二受光元件3与放大器电路4之间的连接线相同，并且连接在第一受光元件2与放大器电路4之间的连接线的长度与连接在第二受光元件3与放大器电路4之间的连接线的长度相同。通过这种方法，抑制了诸如增加来自第一受光元件2的信号与来自第二受光元件3的信号之间的噪声差等现象。

图2为显示放大器电路4的配置的示意图。

放大器电路4具有作为第一开关的第一切换开关6。放大器电路4中第一切换开关6之后的各部分(放大器电路4中不同于第一切换开关6的部分)构成放大器部分。

通过第一切换开关6，将第一受光元件2与第二受光元件3的输出选择性地输入到放大器电路4，并且由放大器电路4放大和控制。

放大器电路4具有第一放大器5，其为I-V放大器(电流-电压转换放大器)，作为电流-电压转换部分，用来将输入放大器电路4的电流信号转换为电压信号。第一放大器5具有反馈电路，并且反馈电阻的电阻值可以由作为第二开关的第二切换开关7改变，以改变放大因数。

具体地，第一切换开关6的输出端子14与I-V放大器5的输入端子12电连接。另外，第一反馈电阻21与第二反馈电阻22中每一个的一个端子连接于第一切换开关6的输出端子14以及I-V放大器5的输入端子12，并且通过第二切换开关7，将第一反馈电阻21与第二反馈电阻22中任何一个的另一个端子选择性地连接于I-V放大器5的输出端子16。反馈可以为正反馈或者负反馈。在正反馈的情况下，可以增加第一放大器5的放大因数，而在负反馈的情况下，可以使第一放大器5的放大因数精确。

像这样，允许通过第二切换开关7改变I-V放大器5的增益。第二放大器24、第三放大器25、以及第四放大器串联于I-V放大器5的输出端子16。

第四放大器26的输出端子对应于放大器电路4的输出端子10。放大器电路4的输出端子10连接于作为信号处理电路的微型计算机20。将每个受光元件2与3的放大之后的电压供给微型计算机20并且由其处理。

另外，微型计算机20控制驱动电路11。微型计算机20输出命令信号到控制电路8。控制电路8根据来自微型计算机20的命令信号，控制第一切换开关6与第二切换开关7。

放大器电路4由外部微型计算机20间断地驱动，以减少电流消耗。当在放大器电路4的操作期间放大器电路4进入操作稳定状态时，从由微型计算机20控制的驱动电路11供应电功率到发光元件1，其发射脉冲光。

发光元件1发射的脉冲光进入第一受光元件2与第二受光元件3。然后，首先第二受光元件3的输出侧由第一切换开关6连接到第一放大器5的输入端子12，并且用于第二受光元件的第一反馈电阻器(增益电阻器)21的另一端由第二切换开关7连接到第一放大器5的输出端子16。通过这种方法，第二受光元件3的输出电流被转换为电压、并且被放大，并且通过随后放大器24、25、以及26的处理而获得的输出电压通过输出端子10输出到微型计算机20。

此后，第一受光元件2的输出侧由第一切换开关6连接到第一放大器5的输入端子12，并且用于第一受光元件的第二反馈电阻器(增益电阻器)22的另一端由第二切换开关7连接到第一放大器5的输出端子16。通过这种方法，第一受光元件2的输出电流被转换为电压、并且被放大，并且通过第一放大器5之后的第二、第三、以及第四放大器24、25、以及26的处理而获得的输出电压通过输出端子10输出到微型计算机20。

图3为显示在第一实施例的烟传感器中烟浓度与受光元件2和3的输出电压之间的关系的示意图。

如上所述，在第一实施例的烟传感器中，因为在通过利用放大器部分放大第二受光元件3的输出而获得输出13的操作时、以及在通过利用放大器部分放大第一受光元件2的输出而获得输出15的操作时、在反馈电阻器21与反馈电阻器22之间改变反馈电阻值，所以放大因数在第一受光元件2与第二受光元件3之间改变。

由此，可以预先设置烟传感器，从而在没有烟的状态(称为正常状态)下，通过利用放大器部分放大第一受光元件2的输出而获得输出与通过利用放大器部分放大第二受光元件3的输出而获得输出之间的差取得一给定值或者更小。该在没有烟的状态下的给定值或者更小的输出差被采取作为正常输出差电压。该给定值可以根据所施加的电源电压任意设置。例如，当施加到烟传感器的电源电压为3.0V时，该给定值可以被设置为1.6V或者更小。

当烟流入到烟传感器中时，第一受光元件2的输出电流增加，并且通过对输出电流的放大而获得的输出15的值增加，而位于其他没有烟影响的位置中的第二受光元件3的输出13不变化，从而输出15与输出13之间的电压输出差19大于正常输出差。然后，微型计算机20根据正常输出差电压进行预定的计算，以从输出差19检测烟浓度。微型计算机20构成浓度检测部分。

在第一实施例中，第一受光元件2与第二受光元件3接收来自同一发光元件1的光。由此，当发光元件发射的光量由于其温度特性、退化等等而改变时，第一受光元件2与第二受光元件3的接收光输出电流类似地改变，并且因此输出电压13(其为由放大器电路4放大的、来自第一受光元件2的信号)与输出电压15(其为由放大器电路4放大的、来自第二受光元件3的信号)类似地分别改变为输出电压13’与15’。

由此，在发光元件1发射的光量变化之后、在零烟浓度上的输出差18’与在发光元件1发射的光量变化之前、在零烟浓度上的输出差18之间没有多少差异，从而在发光元件1发射的光量变化之后、在被判断为检测到烟的烟检测浓度上的输出差19’与在发光元件1发射的光量变化之前、在被判断为检测到烟的烟检测浓度上的输出差19之间没有多少差异。因此，在发光元件1发射的光量变化之前与之后，几乎不需要校正。

即使为由放大器电路4放大的、来自第一受光元件2的信号的输出电压与为由放大器电路4放大的、来自第二受光元件3的信号的输出电压由于放大器电路4的温度依赖性而变化，第一受光元件2与第二受光元件3的接收光输出电流被同一放大器电路4放大，由此没有造成多少放大因数变化差异，从而在零烟浓度上的输出差与被判断为检测到烟的烟检测浓度上的输出差之间没有多少差异。

第一受光元件2与第二受光元件3的接收光输出电流两者都在集成电路(IC)中以相同过程处理，从而在两个信号之间没有多少差异。

在这方面，即使进行初始化以消除两个受光元件2与3的验定变化、外壳的成型变化等等，也可能生成基于个体差异的变化。更具体地，如果当根据第一受光元件2的输出电压15调整放大器电路的放大因数时、第二受光元件3的输出电压13的变化大于预定值，当存在较大的温度变化时，在温度变化之后的输出差19’与在温度变化之前的输出差19之间的差较大。另外，输出差19与输出差19’根据传感器的个体差变化。

在这种情况下，在微型计算机20中，存储了在没有烟的情况下第一受光元件2的输出值15与第二受光元件3的输出值13之间的比例，作为用于没有烟的情况的初始值的校正值A。然后，获得乘以校正值A的第二受光元件的输出13与第一受光元件的输出15之间的差，作为检测信号。具体地，该检测信号由以下等式给出：

检测信号＝(第一受光元件2的输出信号15)-Ax(第二受光元件3的输出信号13)，

其中A＝(第一受光元件2的输出值15的初始值)/(第二受光元件3的输出值13的初始值)

类似地，在微型计算机20中，存储了光学系统的变化所产生的在没有烟的情况下第一受光元件2的输出值15’与第二受光元件3的输出值13’之间的比例，作为校正值B。然后，获得乘以校正值B的第二受光元件的输出13’与第一受光元件的输出15’之间的差，作为检测信号。换言之，在光学系统的变化之后的检测信号由以下等式给出：

检测信号＝(第一受光元件2的输出信号15’)-Bx(第二受光元件3的输出信号13’)，

其中B＝(第一受光元件2的输出值15’的初始值)/(第二受光元件3的输出值13’的初始值)。

如上所述，设置校正值A与B，并且通过以上等式预先校正在没有烟的情况下由于光学系统的变化引起的输出变化。

在这方面，不用说电流-电压转换放大器之后的放大器的数目不限于像第一实施例的三，而是可以为一或四、或者更多。

另外，其中可以流入烟的第一腔室可以具有烟进入通道与烟排出通道，并且可以利用风扇等等使烟流通。在这种情况下，不用说当使烟流经过在第一受光元件的受光表面的法线方向上面向第一受光元件的受光表面的位置时，可以精确地检测烟的浓度。

图4为本发明第二实施例的烟传感器的示意图。在图4中，在烟检测区域中，显示沿一平面所做的烟传感器的横剖面，该平面包含第一受光元件102的受光表面的法线、壁113的表面的法线、以及第一受光元件102的受光表面的中心。

第二实施例与第一实施例在以下方面相同：第一腔室140与第二腔室141相对于壁在形状上平面对称，除了第一腔室140的烟通道155的开口之外；发光元件101的发光表面、第一受光元件102的受光表面144、以及第二受光元件103的受光表面145构成了各腔室的内周的一部分，并且第一受光元件102的受光表面144与第二受光元件103的受光表面145相对于壁平面对称。

在第二实施例中，省略了关于与第一实施例的配置、操作、以及效果相同的配置、操作、以及效果的描述。

在第二实施例中，第一受光元件102与第二受光元件103包含在放大器电路104中，并且与放大器电路104集成。

在第二实施例的烟传感器中，作为第一拦截器的第一分隔150从壁113突出到第一腔室140的内部，而作为第二拦截器的第二分隔151从壁113突出到第二腔室141的内部。另外，在壁113的一侧上、在壁113的纵向方向上与发光元件101相对的一端上，放置第一受光元件102以在壁113的纵向方向上面对发光元件101，并且在壁113的另一侧上、在壁113的纵向方向上与发光元件101相对的一端上，放置第二受光元件103以在壁113的纵向方向上面对发光元件101。

确切地说，发光元件101的发光表面130的法线方向基本平行于第一受光元件102的受光表面144与第二受光元件103的受光表面145的法线方向。换言之，在壁的纵向方向上，发光表面130面对第一受光元件102的受光表面144与第二受光元件103的受光表面145，其间有一空间。

第一分隔150防止从发光元件101发射的光直接进入第一受光元件102的受光表面144，而第二分隔151防止从发光元件101发射的光直接进入第二受光元件103的受光表面145。

在壁113的纵向方向上，第一分隔150拦截从发光元件101的发光表面130发射的光，以防止该光直接到达第一受光元件102的受光表面144。另外，在壁113的纵向方向上，第二分隔151拦截从发光元件101的发光表面130发射的光，以防止该光直接到达第二受光元件103的受光表面145。

图5示意显示第二实施例的烟传感器的放大器电路104的配置。

在图5中，标号105表示电流-电压转换放大器，106表示第一切换开关，107表示第二切换开关，108表示控制电路，110表示放大器电路104的输出端子，111表示驱动电路，120表示作为浓度检测部分的微型计算机，124、125、以及126表示放大器。

如图5所示，在第二实施例中，第一受光元件102与第二受光元件103被集成到放大器电路104(集成电路)，成为放大器电路104的一部分。

根据第二实施例，第一受光元件102与第二受光元件103被内置于放大器电路104，从而可以防止第一受光元件102与第二受光元件103之间的输出变化。另外，在放大器电路104中，第一受光元件102与第二受光元件103连接于放大器部分，从而可以显著地减少信号噪声。

当将根据本发明的烟传感器安装到电子装备(例如空气清洁器或者报火器)上时，即使随着时间流逝发光元件退化、或者电子装备中温度显著变化，也可以精确地检测到烟的浓度。由此，例如，可以精确地判断空气清洁器中清洁空气的程度，或者可以在报火器中精确地判定失火。

在所有方面，都应该考虑所述实施例作为说明性的，而非限定的。因此，本发明的范围由权利要求书而非上述说明书限定。在权利要求书的精神与范围内所有变化都包含在其范围之内。

Claims (8)

1.一种烟传感器，包括：

发射光的发光器件；

第一腔室；

烟通道，用来提供第一腔室的内部与第一腔室的外部之间的互通；

第二腔室，具有预定值的烟浓度；

第一受光元件，其接收在从发光器件直接向第一腔室发射之后、在第一腔室中穿行过了的光，或者在从发光器件发射并且仅通过具有零烟浓度的空间进入第一腔室之后、在第一腔室中穿行过了的光；

第二受光元件，其接收在从发光器件直接向第二腔室发射之后、在第二腔室中穿行过了的光，或者在从发光器件发射并且仅通过具有零烟浓度的空间进入第二腔室之后、在第二腔室中穿行过了的光；

第一开关，其接收并且选择性地输出来自第一受光元件的信号与来自第二受光元件的信号；

放大器部分，其放大来自第一开关的信号；以及

浓度检测部分，其根据第一放大信号与第二放大信号，检测第一腔室中烟的浓度，第一放大信号为由放大器部分放大的、来自第一受光元件的信号，第二放大信号为由放大器部分放大的、来自第二受光元件的信号。

2.如权利要求1所述的烟传感器，其中：

第一放大信号与第二放大信号中的每一个都是电压信号；

第一受光元件的受光表面置于第一腔室中，并且第二受光元件的受光表面置于第二腔室中；

从发光器件的发光表面到第一受光元件的受光表面的距离与从发光器件的发光表面到第二受光元件的受光表面的距离相同；

所述第二腔室中烟的浓度的预定值为零；并且

在第一腔室中烟的浓度为零的状态下，第一放大信号具有与第二放大信号的幅度相同的幅度。

3.如权利要求1所述的烟传感器，其中放大器部分具有一或多个放大器。

4.如权利要求1所述的烟传感器，其中：

放大器部分具有电流-电压转换部分；

所述电流-电压转换部分具有与第一开关的输出端子连接的输入端子、输出端子、以及连接在所述电流-电压转换部分的输入端子与输出端子之间的电阻器器件；并且

所述电阻器器件提供为来自第一受光元件的光由所述电流-电压转换部分处理的情况与来自第二受光元件的光由所述电流-电压转换部分处理的情况之间的差的电阻。

5.如权利要求4所述的烟传感器，其中：

所述电阻器器件包括：第一电阻器，其一端连接于所述电流-电压转换部分的输入端子；以及第二电阻器，其一端连接于所述电流-电压转换部分的输入端子；

所述电流-电压转换部分还具有：第二开关，其输出端子连接于所述电流-电压转换部分的输出端子；并且

所述烟传感器还包括：控制电路，当来自第一受光元件的信号由所述电流-电压转换部分处理时，所述控制电路输出用来将第二开关的输入端子连接到第一电阻器的另一端的控制信号，而当来自第二受光元件的信号由所述电流-电压转换部分处理时，所述控制电路输出用来将第二开关的输入端子连接到第二电阻器的另一端的控制信号。

6.如权利要求4所述的烟传感器，其中所述电阻器器件具有正温度系数。

7.如权利要求1所述的烟传感器，还包括平板形壁，其中：

所述第一受光元件、第二受光元件、第一开关、以及放大器部分包含在一个集成电路中；

从发光器件的发光表面到第一受光元件的受光表面的距离与从发光器件的发光表面到第二受光元件的受光表面的距离相同；

第一腔室存在于所述平板形壁的一侧之上，而第二腔室存在于所述平板形壁的相对一侧之上；并且

所述烟传感器还包括：第一拦截器，其防止来自发光器件的光直接进入第一受光元件的受光表面；以及第二拦截器，其防止来自发光器件的光直接进入第二受光元件的受光表面。

8.一种电子装备，包含如权利要求1至7中任一项所述的烟传感器。

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