CN109979154A - 立式双光路感烟探测迷宫及其探测方法 - Google Patents

立式双光路感烟探测迷宫及其探测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种立式双光路感烟探测迷宫及其探测方法，其中，感烟探测迷宫包括迷宫测量腔和设于所述迷宫测量腔内的第一发射管、第二发射管和接收管，其中，所述第一发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角为钝角，所述第一发射管与所述接收管构成前向光路；所述第二发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角为锐角，所述第二发射管与所述接收管构成后向光路。探测方法包括准备阶段和检测阶段。该感烟探测迷宫具有设计科学、提高对各种烟雾的响应能力、降低误报、相互校准的优点。

Description

立式双光路感烟探测迷宫及其探测方法
技术领域
本发明涉及感烟探测器领域，具体的说，涉及了一种立式双光路感烟探测迷宫及其探测方法。
背景技术
在火灾自动报警系统中广泛使用的感烟探测器有离子感烟探测器和光电感烟探测器两种。离子感烟探测器对各种明火烟雾探测效果较好，对阴燃火烟雾也能探测，但由于它容易受环境影响，误报警率较高，且含有低能量的污染源，无法满足对产品绿色环保的要求，基本已被光电感烟探测器取代。
目前，市面上销售的感烟火灾探测器都是采用单一红外光束散射原理，这种结构的探测器的背景信号较弱，容易制造，因此被广泛采用，其对粒径较大的白色或灰色烟雾探测灵敏度较高，但是对粒径较小的黑色烟雾探测灵敏度较差；具体地，散射角θ＞90°的前向式光路结构对产生黑烟的固体、液体火响应迟钝，对产生粒径小于0.4 μm粒子的明火基本不响应，散射角θ＜90°的后向式光路结构对于水雾、灰尘等粒径与烟雾颗粒类似的非火警干扰因素无法辨别。为提高现有感烟探测器对粒径较小黑色烟雾的灵敏度，常采用降低报警阈值的方式，但当有灰尘、香烟烟雾等颜色很浅的烟雾干扰时，很小的烟雾浓度就会使探测器出现超过报警阈值的响应输出，常常出现误报警的现象。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、提高对各种烟雾的响应能力、降低误报、相互校准的立式双光路感烟探测迷宫，本发明还提供了该立式双光路感烟探测迷宫的探测方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种双光路感烟探测迷宫，包括迷宫测量腔和设于所述迷宫测量腔内的第一发射管、第二发射管和接收管，其中，所述第一发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角为钝角，所述第一发射管与所述接收管构成前向光路；所述第二发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角为锐角，所述第二发射管与所述接收管构成后向光路。
一种应用于所述双光路感烟探测迷宫的探测方法，包括准备阶段和检测阶段；
准备阶段
上电后，前20秒在无烟环境下执行以下过程：
步骤11，只打开所述第一发射管，持续100us，得到所述接收管信号为Qni；
步骤12，关闭所述第一发射管，只打开所述第二发射管，持续100us，所述接收管信号为Pni；
步骤13，复用20秒内得到的数据Qni得到无烟时所述第一发射管信号平均值Qn0，同理得到所述第二发射管的信号平均信号Pn0；
检测阶段
开机预热完成后执行以下过程；
步骤21，打开所述第一发射管、关闭所述第二发射管，在所述接收管上检测到接收信号Qn，延时100us；
步骤22，打开所述第二发射管、关闭所述第一发射管，在所述接收管上检测到接收信号Pn，延时100us；
步骤23，如果Qn与Qn0差值大于出厂时校准报警值QC，并且Pn值与Pn0的差值大于设定阈值PN，则进行火灾报警，否则转到步骤25；
步骤24，如果Qn与Qn0的差值大于设定阈值QN，并且Pn与Pn0差值大于出厂时校准报警值PC，则进行火灾报警，否则转到步骤25；
步骤25，延时200ms转到准备阶段。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明采用立体式的结构设计，使所述接收管既能接收到来自所述第一发射管前向光路的光，又能接收到来自所述第二发射管后向光路的光，使得光线强度得到加强，两个接收信号的累加提高了对烟雾响应的能力，无需调低感应阈值，也就消除了该原因导致的误报现象。
两个发射管组成两组光路，在最终的运算判断过程中，可取两组数据的平均值判定迷宫内灰尘积累的程度，对于缓慢变化的灰尘积累进行补偿，超出后发出污染报警。
在接收管收到的数据确定的情况下，两个发射管可以彼此校准，当某一发射管故障，利用另一发射管获取的数据可快速获知故障信息，且能够暂时代替故障发射极继续工作。
附图说明
图1是本发明中立式双光路感烟探测迷宫一个实施例的结构示意图。
图2是本发明中立式双光路感烟探测迷宫另一个实施例的结构示意图。
图3是本发明中立式双光路感烟探测迷宫又一个实施例的结构示意图。
图中：1. 第一发射管；2. 第二发射管；3. 接收管；4. 迷宫测量腔；5. 光座；6.遮光板；41. 迷宫底座；42. 迷宫盖。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种立式双光路火灾烟雾探测器迷宫，包括迷宫测量腔4和设于所述迷宫测量腔4内的两个发射管和一个接收管3，其中，第一发射管1的光轴与接收管3的光轴之间的夹角为钝角，该角度为120°-150°时产品效果最佳，从而第一发射管1与接收管3构成前向光路；第二发射管2的光轴与接收管3的光轴之间的夹角为锐角，该角度为30°-60°时产品效果最佳，从而第二发射管2与接收管3构成后向光路。接收管3接收到一组前向光路和一组后向光路，提高了光线强度，两个接收信号的累加提高了对烟雾的响应能力。
本实施例中，所述第一发射管1、所述第二发射管2和所述接收管3的安装位置位于同一平面内的同一圆周上，所述迷宫测量腔4的中心位于所述第一发射管1、所述第二发射管2和所述接收管3的安装位置的上方；接收管3收到的来自两个发射管的数据确定，两个发射管可以彼此校准，当某一发射管故障，利用另一发射管获取的数据可快速获知故障信息，且能够暂时代替故障发射极继续工作。
其它实施例中，如图2所示，所述第一发射管1、所述第二发射管2、接收管3和所述迷宫测量腔4的中心均位于同一平面内。或者，如图3所示，所述第一发射管1、所述第二发射管2和所述接收管3的光轴位于同一平面上。为了减轻非烟雾散射光的干扰现象，所述第一发射管1和所述接收管3之间、所述第二发射管2和所述接收管3之间分别设置有遮光板6。
所述第一发射管1发射蓝色可见光，所述第二发射管2发射红外光；或者，所述第一发射管1发射红外光，所述第二发射管2发射蓝色可见光。特别的，所述第一发射管1和所述第二发射管2为红蓝光一体式发射管，所述接收管3为红蓝光一体式接收管。蓝色可见光对火灾早期的烟雾颗粒和粒径小于0.4 μm粒子的明火响应灵敏，红外光对木材、绵绳阴燃产生的灰白烟响应灵敏，通过蓝色可见光和红外光组合设计，能够兼顾对粒径较大的白烟和粒径较小的黑烟的灵敏度，在火灾初期极早发现火灾隐患，提高对火灾检测的准确性和稳定性。
所述迷宫测量腔4由迷宫底座41和迷宫盖42围合而成，所述迷宫底座41上设置有电路板以及分别用于安装所述第一发射管1、所述第二发射管2和所述接收管3的光座5；将所述第一发射管1、所述第二发射管2和所述接收管3设置在电路板一侧，可以较少接收信号的干扰。
为了防止灰尘、昆虫掉入所述迷宫测量腔4内，所述迷宫盖42上设置有防护网，所述防护网的网眼尺寸不超过1mm。
所述第一发射管1和所述第二发射管2由单独的控制开关控制启闭；使用时，根据不同需要，可分别单独使用，也可以共同使用。
为了满足不同安装场所的需求，所述第一发射管1、所述第二发射管2和所述接收管3的前端均安装透镜。
为了屏蔽外界电磁干扰，所述接收管3上安装有屏蔽罩。
使用所述立式双光路感烟探测迷宫进行探测时，包括准备阶段和检测阶段；
准备阶段
上电后，前20秒在无烟环境下执行以下过程：
步骤11，只打开所述第一发射管，持续100us，得到所述接收管信号为Qni；
步骤12，关闭所述第一发射管，只打开所述第二发射管，持续100us，所述接收管信号为Pni；
步骤13，复用20秒内得到的数据Qni得到无烟时所述第一发射管信号平均值Qn0，同理得到所述第二发射管的信号平均信号Pn0；
检测阶段
开机预热完成后执行以下过程；
步骤21，打开所述第一发射管、关闭所述第二发射管，在所述接收管上检测到接收信号Qn，延时100us；
步骤22，打开所述第二发射管、关闭所述第一发射管，在所述接收管上检测到接收信号Pn，延时100us；
步骤23，如果Qn与Qn0差值大于出厂时校准报警值QC，并且Pn值与Pn0的差值大于设定阈值PN，则进行火灾报警，否则转到步骤25；
步骤24，如果Qn与Qn0的差值大于设定阈值QN，并且Pn与Pn0差值大于出厂时校准报警值PC，则进行火灾报警，否则转到步骤25；
步骤25，延时200ms转到准备阶段。
其中，设定阈值QN和PN为程序设定值，为防止误报，QN为大于Qn0且小于QC的一个数值，同理PN为大于Pn0且小于PC的一个数值。
本发明的立式双光路感烟探测迷宫通过蓝色可见光和红外光的结合，兼顾对粒径较大的白烟和粒径较小的黑烟的灵敏度，提高对火灾检测的准确性和稳定性。
当烟雾进入探测器迷宫时，第一发射管1发射的蓝色可见光（红外光）和第二发射管2发射的红外光（蓝色可见光），遇到烟雾颗粒发生散射，接收管3接收到来自所述第一发射管1前向光路的光以及来自所述第二发射管2后向光路的光，接收到的光强加强，不必降低感应阈值，减少了对灰尘、水雾的误报。
校准时，分别单独启用两个发射管，若接收管3无法接收到正常的散射光，则接收管3故障，当接收管3能够接收到其中一个发射管的正常值，接收不到另一发射管的正常值时，则该另一发射管故障，从而方便调整维修。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：包括迷宫测量腔和设于所述迷宫测量腔内的第一发射管、第二发射管和接收管，其中，所述第一发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角为钝角，所述第一发射管与所述接收管构成前向光路；所述第二发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角为锐角，所述第二发射管与所述接收管构成后向光路。
2.根据权利要求1所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述第一发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角在120°-150°之间。
3.根据权利要求1所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述第二发射管的光轴与所述接收管的光轴之间的夹角在30°-60°之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述第一发射管和所述接收管之间、所述第二发射管和所述接收管之间分别设置有遮光板。
5.根据权利要求4所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述接收管上安装有屏蔽罩。
6.根据权利要求1-3任一项所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述第一发射管、所述第二发射管和所述接收管的光轴位于同一平面上。
7.根据权利要求1-3任一项所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述第一发射管、所述第二发射管和所述接收管的安装位置位于同一平面内的同一圆周上。
8.根据权利要求1-3任一项所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述第一发射管发射蓝色可见光，所述第二发射管发射红外光；或者，所述第一发射管发射红外光，所述第二发射管发射蓝色可见光。
9.根据权利要求7所述的立式双光路感烟探测迷宫，其特征在于：所述第一发射管和所述第二发射管为红蓝光一体式发射管，所述接收管为红蓝光一体式接收管。
10.一种应用于权利要求1-8任一项所述立式双光路感烟探测迷宫的探测方法，其特征在于，包括准备阶段和检测阶段；
准备阶段
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检测阶段
开机预热完成后执行以下过程；
步骤21，打开所述第一发射管、关闭所述第二发射管，在所述接收管上检测到接收信号Qn，延时100us；
步骤22，打开所述第二发射管、关闭所述第一发射管，在所述接收管上检测到接收信号Pn，延时100us；
步骤23，如果Qn与Qn0差值大于出厂时校准报警值QC，并且Pn值与Pn0的差值大于设定阈值PN，则进行火灾报警，否则转到步骤25；
步骤24，如果Qn与Qn0的差值大于设定阈值QN，并且Pn与Pn0差值大于出厂时校准报警值PC，则进行火灾报警，否则转到步骤25；
步骤25，延时200ms转到准备阶段。
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