CN101656011A - 全能感烟火灾探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全能感烟火灾探测器，包括光发射器、光接收器、检测腔室和第二光接收器，所述光发射器发出的光进入所述检测腔室，所述光接收器接收来自所述检测腔室的散射光，所述检测腔室内的周边分散设置一个或多个反射板，所述光发射器发出的光束经所述一个或多个反射板反射后被所述第二光接收器接收，构成折线状的第二检测光路。所述光发射器的发射光路以及所述第二检测光路中的一条或多条直线反射光路可以与所述光接收器的接收光路相交，并经散射进入所述光接收器，形成第一检测光路。本发明通过光在烟雾中的散射和透射两种机理进行检测，提高了对各种烟雾的检测灵敏度，减少了漏报和误报的几率，主要可用于室内烟雾和火灾报警系统。

Description

全能感烟火灾探测器

技术领域

本发明涉及一种全能感烟火灾探测器，对白烟和黑烟均具有适宜的感应能力和探测灵敏度，主要可用于室内烟雾和火灾报警系统。

背景技术

光电式全能感烟火灾探测器是目前火灾探测领域使用的主流探测器，其利用烟雾颗粒对光的散射特性，通过测量散射光的强度间接感知烟雾浓度的变化，从而实现火灾报警功能。由于颗粒颜色越深，对光的散射效果越差，探测器的响应值就越低，因此现有的光电式全能感烟火灾探测器对深色烟雾的敏感性普遍较低，甚至对黑色烟雾不反应。

在实际使用中，为了能感知深色烟雾，有的做法是单纯调低探测器的报警阈值，这样虽然可以一定程度上提高探测器对深色烟雾的敏感度，但增大了误报率的可能性，因此不是从根本上解决问题的方法。

发明内容

为了解决上述矛盾，本发明提供了一种光电式全能感烟火灾探测器，该探测器对浅色到深色的各色烟雾均可响应，提高了探测器的适用性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种全能感烟火灾探测器，包括光发射器、光接收器和检测腔室，还设置有第二光接收器，所述光发射器发出的光进入所述检测腔室，所述光接收器接收来自所述检测腔室的散射光，所述检测腔室内的周边分散设置一个或多个反射板，所述光发射器发出的光束经所述一个或多个反射板反射后被所述第二光接收器接收，由光发射器经一次或多次反射至所述第二光接收器之间的光路构成折线状的第二检测光路。

所述第二检测光路中的一条或多条直线反射光路可以与所述光接收器的接收光路相交。

所述光发射器的发射光路以及所述一条或多条与所述光接收器的接收光路相交的直线反射光路可以分别与所述光接收器的接收光路构成前向型或后向型散射光路，由光发射器经散射至所述光接收器和由光发射器经一次或多次反射后再散射至所述光接收器的光路构成第一检测光路。

所述光发射器的发射光路以及所述直线反射光路与所述光接收器的接收光路相交区域通常应均位于所述检测腔室内，并构成为所述第一检测光路中的有效散射区域。

该全能感烟火灾探测器的外壳可以包括底座和与所述底座连接的顶盖，所述外壳的侧壁由多个V形遮光片构成，相邻V形遮光片之间的间距小于使外部的光能够直接射入外壳内空间的间距，所述检测腔室位于所述底座、顶盖和V形遮光片围成的空间内，所述V形遮光片与所述顶盖或所述底座固定连接成一体，所述顶盖与所述底座的连接方式为螺纹连接或螺钉紧固连接。

所述底座的内表面、所述顶盖的内表面以及V形遮光片的侧表面均可以为毛糙表面，表面颜色均为吸光率高的深色。

所述底座的内表面、所述顶盖的内表面以及V形遮光片均可以采用吸光率高的材料制成。

所述反射板的反射面为由高反光率构成的反光层，反射板的其他部分均可以为由高吸光率的深色材料制成。

所述反光板的底部可以设有与所述底座平行的折边，并通过穿过折边的螺钉固定在所述底座上。

该探测器通常还可以设有比较电路，所述光接收器接收的光强度信号和所述第二光接收器接收的光强度信号分别经光电转换后送入所述的比较电路进行运算，所述比较电路依据预设的方式计算报警数据，当报警数据达到或超过报警域值时，输出报警指令。

本发明利用烟雾颗粒对光的吸收特性，在传统的通过检测烟雾散射光进行火灾探测的基础上，增加了对烟雾透射光的检测，通过对散射光和透射光光强度的运算进行火灾报警，由于白烟(浅色烟)的散射能力强，因此白烟存在时将产生较强的散射，在发射光强一定的情况下，散射光的强度可以较好的反应出白烟的浓度，由于黑烟(深色烟)的透射能力弱，因此在黑烟存在时将产生较强的光吸收，通过实验可以得出在发射光强度一定的情况下。根据光接收器接收的散射光强度和第二光接收器接收的经过一次或多次发射的发射光强度，可以获得更为准确的报警数据，避免在黑烟情况下的漏报或在白烟情况下的误报，实现了对烟雾的全能检测。实际中，经常根据检测要求确定报警数据的计算方式，例如可以分别对散射率和透射率设定域值，当散射率达到或超过散射光的报警域值时，提示白烟的浓度已经到达了报警标准，当透射率达到或低于发生光报警域值时，提示黑烟的浓度达到了报警程度，对于介于白烟和黑烟的烟雾，可以通过设定一个定的报警计算方式，例如可以将散射率和透射率综合考虑，在散射率未超出报警域值并且透射率未低于报警数据时，可以通过经验公式或数据表获得报警的数据，判断是否达到报警标准，在这种报警方式下报警数据的计算或对比结果可以是分级数据(离散数据，例如通过对比数据表获得对比结果)，也可以是连续的(例如通过经验公式计算出结果)。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明所述的全能感烟火灾探测器的一个实施例，包括光发射器1、光接收器2、第二光接收器5、V形遮光叶片3、反射板4和检测腔室6，V形遮光叶片沿所述检测腔室的整周排列，以便阻挡环境光进入检测腔室，反射板的工作面由全反射材料制成，其余部分采用光吸收率大的材料制成，以吸收杂散光线，减少干扰。所述一个或多个反射板位于V形遮光叶片所围成的空间的内部，各反射板的位置以及角度应保证通过一次或多次反射将光发射器发出的光反射到第二光接收器。反射板可以通过螺钉连接在底座上，以便放松螺钉对反射板的角度进行调整。

在传统的光电式散射型全能感烟火灾探测器中，发射光路的轴线与接收光路的轴线夹角为散射角，散射角为锐角则为后向散射型，散射角为钝角时则为前向散射型。当散射角越接近0°或180°时，光接收器所接收到的散射光的光强越强，响应输出越高，探测器就越灵敏。本发明中通常可以含有至少一条接近接近0°或180°的前向型或后向型散射光路。

图示的实施例中，反射板4共设置有4处，分别标识为N1、N2、N3和N4。所述光发射器发出的光束AN1进入所述检测腔室，该光束作为两种检测光路的发射光，这两种检测光路分别是：

(1)第一检测光路：光发射器1、反射板N1～N4、光接收器2构成该散射型感烟探测光路的硬件部分，光发射器发出的光经过反射板N1～N4依次反射，在此过程中，各反射光路中的某一条或多条直线反射光路与光接收器的接收光路BM相交，且交点可能不限于一处，光发射器的发射光路、部分或全部与所述接收光路BM相交的上述直线反射光路各自与所述接收光路BM构成为前向型或后向型散射光路，属于本发明中的散射型感烟探测光路，其总体构成为第一检测光路。

(2)第二检测光路：光发射器1、反射板N1～N4、第二光接收器5构成该吸收型感烟探测光路的硬件部分，发射光路AN1和依次经反射板N1～N4的反射后形成的各条直线反射光路N1N2、N2N3、N3N4、N4C，属于本发明中的吸收型感烟探测光路，其总体构成为折线形第二检测光路。

结合本实施例，第一、二检测光路的工作原理如下：

第一检测光路中各个前向型或后向型散射光路的光路重合区域(如图所示的D1和D2)均位于所述检测腔室内，其总和构成为第一检测光路的有效检测区域。由于烟雾颗粒对光具有散射作用，光接收器接收来自所述检测腔室特别是来自有效检测区域的散射光，其光强的变化反映出有效检测区域的烟雾浓度的变化，特别是反映了具有强散射特性的浅色烟雾(可以统称为白烟或白色烟雾)的浓度变化。并且，由于该有效检测区域较传统的全能感烟火灾探测器的探测区域大，因此使全能感烟火灾探测器的性能得到改善。

可调整光发射器、光接收器和反射板的方向，使第一检测光路中的各个前向型或后向型散射光路的散射角尽可能处于合适的范围内，使光接收器所接收到的散射光的光强更强，还可以通过调整与所述接收光路BM构成前向或后向型散射光路的路数增大有效检测区域，进一步增强光接收器所接收到的散射光的光强。

第二检测光路中，第二光接收器5所接收的光是经多次反射并经烟雾颗粒吸收部分光之后的光，当烟雾浓度增加时，有更多的光被烟雾颗粒吸收，因此所接收到的光的光强越小，光强反映了烟雾的浓度，光强的变化反映了烟雾的浓度的变化，特别是反映了具有强吸收特性的深色烟雾(可以统称为黑烟或黑色烟雾)的浓度变化。

该光电全能感烟火灾探测器的光接收器和第二光接收器所接收的光强信号分别经光电转换后送入相应的比较电路。若进入探测器的是白色烟雾，由于其对光的反射特性好，第一检测光路将首先响应，当所接收的光的光强大到一定程度即发出报警。若进入探测器的是黑色烟雾，由于其对光的吸收特性好，第二检测光路将首先响应，其接收的光的光强会有所衰减，以光发射器发出的光的光强或无烟雾环境下第二光接收器5接收的光的光强作为比较的标准，当光强衰减到一定程度即发出报警。当烟雾的颜色介于白色与黑色之间时，可根据第一、二检测光路对其的响应特性用两个检测光路的检测值的线性运算值作为最终结果数据与标准值进行比较，当达到标准值时即发出报警。这些数据对比或运算可以通过对比电路进行，可以在对比电路中设置相应的运算参数或对比参数，这些运算技术可以依据现有技术或其他可能的技术，不再赘述。

检测腔室6的内壁表面和V形遮光片3的表面可以采用光吸收率大的材料制成，以吸收杂散光，减少背景光的干扰，并且可以制成毛糙表面，以增大对光的吸收。

根据需要，所述光接收器和所述第二光接收器的数量均可以是一个，也可以是多个，多个光接收器可以分别设置在不同的位置上，以便形成不同的第一检测光路，多个第二光接收器可以分别设置在不同的位置上，并且各自设有对应的反光板，以便形成不同的第二检测光路，以提高可靠性，减小因飞虫进入或其他偶然因素造成的误报或漏报。

Claims (10)

1、一种全能感烟火灾探测器，包括光发射器、光接收器和检测腔室，所述光发射器发出的光进入所述检测腔室，所述光接收器接收来自所述检测腔室的散射光，其特征在于还设置有第二光接收器，所述检测腔室内的周边分散设置一个或多个反射板，所述光发射器发出的光束经所述一个或多个反射板反射后被所述第二光接收器接收，由光发射器经一次或多次反射至所述第二光接收器之间的光路构成折线状的第二检测光路。

2、根据权利要求1所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于所述第二检测光路中的一条或多条直线反射光路与所述光接收器的接收光路相交。

3、根据权利要求2所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于所述光发射器的发射光路以及所述一条或多条与所述光接收器的接收光路相交的直线反射光路分别与所述光接收器的接收光路构成前向型或后向型散射光路，由光发射器经散射至所述光接收器和由光发射器经一次或多次反射后再散射至所述光接收器的光路构成第一检测光路。

4、根据权利要求3所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于所述光发射器的发射光路以及所述直线反射光路与所述光接收器的接收光路相交区域均位于所述检测腔室内，并构成为所述第一检测光路中的有效散射区域。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于该全能感烟火灾探测器的外壳包括底座和与所述底座连接的顶盖，所述外壳的侧壁由多个V形遮光片构成，相邻V形遮光片之间的间距小于使外部的光能够直接射入外壳内空间的间距，所述检测腔室位于所述底座、顶盖和V形遮光片围成的空间内，所述V形遮光片与所述顶盖或所述底座固定连接成一体，所述顶盖与所述底座的连接方式为螺纹连接或螺钉紧固连接。

6、根据权利要求5所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于所述底座的内表面、所述顶盖的内表面以及V形遮光片的侧表面均为毛糙表面，表面颜色均为吸光率高的深色。

7、根据权利要求6所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于所述底座的内表面、所述顶盖的内表面以及V形遮光片均采用吸光率高的材料制成。

8、根据权利要求7所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于所述反射板的反射面为由高反光率构成的反光层，反射板的其他部分为由高吸光率的深色材料制成。

9、根据权利要求8所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于所述反光板的底部设有与所述底座平行的折边，并通过穿过折边的螺钉固定在所述底座上。

10、根据权利要求9所述的全能感烟火灾探测器，其特征在于还设有比较电路，所述光接收器接收的光强度信号和所述第二光接收器接收的光强度信号分别经光电转换后送入所述的比较电路进行运算，所述比较电路依据预设的方式计算报警数据，当报警数据达到或超过报警域值时，输出报警指令。

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