CN110517439B - 一种高灵敏度烟雾报警器、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种高灵敏度烟雾报警器、系统及方法，包括壳体、光源、发射光纤、接收光纤、至少一个检烟腔和至少一个参比腔、第一检验光敏二极管、第一参比光敏二极管和微控制器，通过设置检烟腔和参比腔，烟雾探测时通过检烟腔和参比腔的信号对比，有效的克服了温度变化等环境因素所导致的烟雾报警器的误报，通过设置多层检烟层，每层均设有检烟腔和参比腔，通过检测每层检烟腔中的烟雾探测信号，实现了烟雾的分层探测，防止因灰尘等环境因素导致的仅某一层或者某几层探测到“假烟雾信号”所带来的误报，从而更进一步的提高烟雾探测的精度。

Description

一种高灵敏度烟雾报警器、系统及方法

技术领域

本公开涉及烟雾报警器技术领域，特别涉及一种高灵敏度烟雾报警器、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

普通的光电式烟雾报警器，分为遮光型和散射型两种，是利用起火时产生的烟雾能够改变光强的变化这一特性研制的。专利号为CN102622848B的专利介绍了一种对射式点型光纤感烟火灾探测器，专利号为CN102622847B的专利介绍了一种反射式点型光纤感烟火灾探测器，两者均通过设置发射光纤和接收光纤来进行烟雾探测，降低了烟雾探测器的低成本，消除了电子元器件所带来的易老化的缺陷。

但是，本公开发明人在研究中发现，现有技术中的烟雾报警器存在以下缺陷：(1)烟雾报警器的灵敏度对光源和温度变化以及灰尘很敏感，灵敏度和误报和漏报之间存在矛盾，为了降低光源和温度变化以及灰尘的影响减少误报而调低灵敏度，必将带来漏报上升的问题，相反，为降低漏报而调高灵敏度，又会带来误报上升的问题，比如光源微小变化产生的光强变化可能会大于少量烟雾产生的光强变化，即变化会大于初始标定值进而引起误报；(2)在烟雾报警器的使用过程中，还需要定期清洁去除积灰，特别是光源和透镜表面，不能有灰尘，否则将导致灵敏度显著下降甚至失灵；(3)对需要特别火灾报警的地方，如医院等地方病人较多，很多病人(如儿童、老人等)行走不方便，一旦发生烟雾误报，将可能引起极大的混乱，甚至可能威胁到病患的生命安全。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种高灵敏度烟雾报警器、系统及方法，有效的实现了黑烟和白烟的双重检测，解决了目前的烟雾报警器误报率高的问题，更好的实现了烟雾的精准探测和报警。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，本公开提供了一种高灵敏度烟雾报警器；

一种高灵敏度烟雾报警器，包括壳体、光源、发射光纤、接收光纤、至少一个检烟腔和至少一个参比腔、第一检验光敏二极管、第一参比光敏二极管和微控制器，所述壳体底部开有多个通气孔，所述检烟腔底部开有进气口，所述参比腔与检烟腔相比没有进气口，其他设置与检烟腔相同，作为检烟腔的参比，用于排除外界干扰；所述壳体内设有屏蔽盒，用于放置光源和微控制器；所述发射光纤的入射端与光源相对设置，所述发射光纤的出射端从屏蔽盒引出；

所述发射光纤至少分成一束第一发射光纤和一束第二发射光纤，所述第一发射光纤的出射端连接到检烟腔中，第二发射光纤的出射端连接到参比腔中，所述接收光纤至少包括一束第一接收光纤和至少一束第二接收光纤，所述第一接收光纤的入射端连接到检烟腔中与第一发射光纤的出射端相对设置，第二接收光纤的入射端连接到参比腔中与第二发射光纤的出射端相对设置，用于将发射光纤出射端输出的光直传到接收光纤的入射端；

所述第一接收光纤的出射端与第一检验光敏二极管的感光位置相对设置，第二接收光纤的出射端与第一参比光敏二极管的感光位置相对设置，所述第一检验光敏二极管和第一参比光敏二极管分别与微控制器通信连接，用于根据第一接收光纤和第二接收光纤的检烟出射光和参比出射光实现黑烟探测。

作为可能的一些实现方式，还包括第三接收光纤、第四接收光纤、第二检验光敏二极管和第二参比光敏二极管，所述第三接收光纤的入射端连接到检烟腔中并与第一发射光纤的出射端呈一定角度设置，第四接收光纤的入射端连接到参比腔中并与第二发射光纤的出射端呈一定角度设置，所述第三接收光纤的出射端与第二检验光敏二极管的感光位置相对设置，第四接收光纤的出射端与第二参比光敏二极管的感光位置相对设置，所述第二检验光敏二极管和第二参比光敏二极管分别与微控制器通信连接，用于根据第三接收光纤和第四接收光纤的检烟出射光和参比出射光实现白烟探测。

作为进一步的限定，所述第一发射光纤和第二发射光纤的出射端均设有多个，所述第一接收光纤和第三接收光纤的入射端的数量与第一发射光纤的出射端数量相同，并依次相对设置；所述第二接收光纤和第四接收光纤的入射端的数量与第二发射光纤的出射端数量相同，并成一定角度设置；

作为进一步的限定，所述第三接收光纤的入射端的延长线与第一发射光纤的出射端的延长线垂直，所述第四接收光纤的入射端的延长线与第二发射光纤的出射端的延长线垂直。

作为可能的一些实现方式，所述光源为高亮度发光二极管，所述高亮度发光二极管与发射光纤的入射端之间设有聚焦透镜，用于将高亮度发光二极管发出的光聚焦到发射光纤的入射端作为入射光。

作为可能的一些实现方式，还包括第三检验光敏二极管和第四检验光敏二极管，所述第一接收光纤和第三接收光纤的出射端分别分为两部分，一部分与相对应的第一或第二检验光敏二极管相对设置，第一接收光纤出射端的另一部分与第三检验光敏二极管的感光位置相对设置，第三接收光纤出射端的另一部分与第四检验光敏二极管的感光位置相对设置，所述第三检验光敏二极管与第四检验光敏二极管通过扫描电路与微控制器连接。

作为进一步的限定，所述第一和第二发射光纤的出射端以及第一、第二、第三和第四接收光纤的入射端均设于同一个水平面上，构成一层检烟层；

作为更进一步的限定，所述检烟层为多层，分别呈一定间距上下对称设置在报警器内，各检烟层相对应的第一接收光纤的入射端与第一发射光纤的出射端之间构成第一烟雾上升通道，用于实现黑烟的分层探测；各检烟层相对应的第三接收光纤的入射端与第一发射光纤的出射端之间构成第二烟雾上升通道，用于实现白烟的分层探测。

作为更进一步的限定，所述检烟层的上方固定有至少一个微型风扇，所述微型风扇用于实现烟雾量较少时的烟雾吸入；

作为更进一步的限定，所述微型风扇分别设于第一烟雾上升通道和第二烟雾上升通道的上方。

作为可能的一些实现方式，还包括上位机，所述上位机与微控制器通信连接，用于接收微控制器发送的报警信号和烟雾报警器的工作状态；

作为进一步的限定，还包括扬声器，所述扬声器与微控制器通信连接，用于烟雾报警。

第二方面，本公开提供了一种烟雾报警系统，包括多个本公开所述的烟雾报警器，多个烟雾报警器共用同一个光源。

第三方面，本公开提供了一种烟雾报警方法，利用本公开所述的烟雾报警器，步骤如下：

(1)将烟雾报警器布置在需要布置的位置，初始化烟雾报警器各个参数，打开光源；

(2)检烟腔实时监测烟雾信号，当检测到烟雾信号时，与参比腔的信号进行对比，判断是否为外界环境干扰引起的错误信号；

(3)如果检烟腔的烟雾信号与参比腔的信号接近或相同，转入步骤(5)；

(4)如果检烟腔的烟雾信号与参比腔的信号差异较大，则判断为烟雾信号，报警；

(5)判断各检烟层的烟雾信号，如果各检烟层均依次检测到烟雾信号，报警，如果仅某一层或者某几层检测到烟雾信号，则判断为误报，不报警；

进一步的，所述步骤(3)中，如果检验光敏二极管和参比光敏二极管组成的电桥没有信号输出，即检验光敏二极管与参比光敏二极管的光电流变化一致或相近时，转入步骤(5)；

进一步的，所述步骤(5)中，误报的判断标准为至少三分之二的检烟层没有检测到烟雾信号，同时各检测到烟雾信号的检验层不是自下而上检测到烟雾信号，以防止光纤损坏带来影响；

进一步的，检查各发射光纤和接收光纤的工作状态，判断误报时检测到烟雾信号时的光纤是否异常，如有异常，及时更换维护，如无异常，转入步骤(6)；

进一步的，还包括步骤(6)，向相应工作人员发布现场查看指令，查看现场是否有烟雾产生。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1、本公开所述的烟雾报警器通过设置检烟腔和参比腔，烟雾探测时通过检烟腔和参比腔的信号对比，有效的克服了温度变化等环境因素所导致的烟雾报警器的误报，比如两个光敏二极管处在同样的环境中，温度的影响也相同，对两个光敏二极管产生的作用也基本可以抵消，可以等效为输入共模信号，进而消除了环境因素的干扰。

2、本公开所述的烟雾报警器的检烟腔和参比腔共用一个光源，通过发射光纤接入到检烟腔和参比腔中，有效的克服了光源波动以及光源或者透镜上的灰尘对检测结果的影响，比如检测光敏二极管和参比光敏二极管用的是同一个光源照射，光源波动或灰尘对两个光敏二极管产生的作用基本可以抵消，两个光敏二极管产生光电流变化一样，等效为输入共模信号，即光敏二极管和电阻组成的电桥不产生输出，进而消除了光源波动带来的干扰，进一步提高烟雾探测精度，有效的防止了误报。

3、本公开所述的烟雾报警器通过设置多层检烟层，每层均设有检烟腔和参比腔，通过检测每层检烟腔中的烟雾探测信号，实现了烟雾的分层探测，防止因灰尘等环境因素导致的仅某一层或者某几层探测到“假烟雾信号”所带来的误报，从而更进一步的提高烟雾探测的精度。

4、本公开所述的烟雾报警器通过设置微型风扇，当烟雾探测器检测到的烟雾量较少时(此时检测值与预设标定值极接近)，从而使得烟雾报警器中能够吸入更多的烟雾，以保证确实是烟雾引起的检测值的改变，从而使得烟雾报警器在高灵敏状态下确保检测可靠性。

5、本公开所述的烟雾报警器通过与上位机的通信连接，实现了对烟雾报警器安装位置的烟雾探测以及对烟雾报警器的工作状态的实时监控。

6、本公开所述的烟雾报警器通过与检烟腔与参比腔的对比，当两者信号差异不大时，进一步的检验本身各层检烟层的烟雾检测信号，从而极大的提高了烟雾探测精度，有效的减少了误报。

附图说明

图1为本公开实施例1所述的烟雾报警器原理图。

图2为本公开实施例1所述的烟雾报警器电路连接框图。

图3为本公开实施例1所述的烟雾报警器的壳体结构示意图。

图4为本公开实施例3所述的烟雾报警方法流程图。

1-检烟腔；2-参比腔；3-第一发射光纤；4-第二发射光纤；5-第一接收光纤；6-第二接收光纤；7-聚焦透镜；8-高亮度发光二极管；9、第一参比光敏二极管；10-第一检验光敏二极管；11-第二参比光敏二极管；12-第二检验光敏二极管；13-放大器；14-信号调理电路；15-微控制器；16-上位机；17-高亮度发光二极管驱动电路；18-风扇驱动电路；19-声响驱动电路；20-微型风扇；21-杨声器；22-扫描电路；23-壳体；24-屏蔽盒；25-通气孔；26-第三接收光纤；27-第四接收光纤。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：

如图1-3所示，本公开实施例1提供了一种高灵敏度烟雾报警器，包括壳体23、光源、发射光纤、接收光纤、四个检烟腔1和四个参比腔2、第一检验光敏二极管10、第一参比光敏二极管9和微控制器15，所述壳体23底部开有多个通气孔25，所述检烟腔1底部开有进气口，所述参比腔2与检烟腔1相比没有进气口，其他设置与检烟腔1相同，所述参比腔2用于作为检烟腔1的参比，用于排除外界干扰；所述壳体23内顶部固定设有屏蔽盒24，用于放置光源和微控制器15；所述发射光纤的入射端与光源相对设置，所述发射光纤的出射端并从屏蔽盒引出；

所述发射光纤至少分成一束第一发射光纤3和一束第二发射光纤4，所述第一发射光纤3的出射端连接到检烟腔1中，第二发射光纤4的出射端连接到参比腔2中，所述接收光纤至少包括一束第一接收光纤5和至少一束第二接收光纤6，所述第一接收光纤5的入射端连接到检烟腔1中与第一发射光纤3的出射端相对设置，第二接收光纤6的入射端连接到参比腔2中与第二发射光纤4的出射端相对设置，用于将发射光纤(3，4)出射端输出的光直传到接收光纤(5，6)的入射端；

所述第一接收光纤5的出射端与第一检验光敏二极管10的感光位置相对设置，第二接收光纤6的出射端与第一参比光敏二极管9的感光位置相对设置，所述第一检验光敏二极管10和第一参比光敏二极管9分别通过放大器13和信号调理电路后与微控制器15通信连接，所述微控制器15用于根据第一接收光纤5和第二接收光纤6的检烟出射光和参比出射光实现黑烟探测。

还包括第三接收光纤26、第四接收光纤27、第二检验光敏二极管12和第二参比光敏二极管11，所述第三接收光纤26的入射端连接到检烟腔1中并与第一发射光纤3的出射端呈一定角度设置，第四接收光纤27的入射端连接到参比腔2中并与第二发射光纤4的出射端呈一定角度设置，所述第三接收光纤26的出射端与第二检验光敏二极管12的感光位置相对设置，第四接收光纤27的出射端与第二参比光敏二极管11的感光位置相对设置，所述第二检验光敏二极管12和第二参比光敏二极管11分别通过放大器13和信号调理电路14后与微控制器15通信连接，所述微控制器15用于根据第三接收光纤26和第四接收光纤27的检烟出射光和参比出射光实现白烟探测。

所述光源为一个高亮度发光二极管8，所述高亮度发光二极管8与发射光纤(3，4)的入射端之间设有聚焦透镜7，用于将高亮度发光二极管8发出的光聚焦到发射光纤6的入射端作为入射光；仅通过一个高亮度发光二极管8作为光源，使得光源的波动对检验光敏二极管和参比光敏二极管产生的作用基本可以抵消(两个光敏二极管产生光电流变化一样)，即光敏二极管和电阻组成的电桥不产生输出；并且检验光敏二极管(10，12)和参比光敏二极管(9，11)处在同样的环境中，温度和尘土的影响也相同，对检验光敏二极管(10，12)和参比光敏二极管(9，11)产生的作用也基本可以抵消；从而使得检验光敏二极管(10，12)只对烟雾引起的光强变化敏感，所以本实施例所述的烟雾探测器的灵敏度可以做的很高，解决了普通光电式烟雾探测器的灵敏度和误报率之间的矛盾。

所述第一发射光纤3和第二发射光纤4的出射端均设有多个，所述第一接收光纤5和第三接收光纤26的入射端的数量与第一发射光纤3的出射端数量相同，并依次相对设置；所述第二接收光纤4和第四接收光纤27的入射端的数量与第二发射光纤4的出射端数量相同，并成一定角度设置；

所述第三接收光纤26的入射端的延长线与第一发射光纤3的出射端的延长线垂直，所述第四接收光纤27的入射端的延长线与第二发射光纤4的出射端的延长线垂直。

还包括第三检验光敏二极管D₅(D₆、D₇、D₈、D₉)和第四检验光敏二极管D₁₀(D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄)，所述第一接收光纤5和第三接收光纤26的出射端分别分为两部分，一部分(n根，总数为2n根)与相对应的第一和第二检验光敏二极管相对设置，第一接收光纤3出射端的另一部分(n根，总数为2n根)与第三检验光敏二极管D₅(D₆、D₇、D₈、D₉)的感光位置相对设置，第三接收光纤26出射端的另一部分与第四检验光敏二极管D₁₀(D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄)的感光位置相对设置，所述第三检验光敏二极管D₅(D₆、D₇、D₈、D₉)与第四检验光敏二极管D₁₀(D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄)通过扫描电路22与微控制器15连接。

所述第一和第二发射光纤的出射端以及第一、第二、第三和第四接收光纤的入射端均设于同一个水平面上，构成一层检烟层；

所述检烟层设为五层，分别呈一定间距上下对称设置在报警器内，D₅、D₆、D₇、D₈、D₉分别作为各层的第三检验光敏二极管，D₁₀、D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄分别作为各层的第四检验光敏二极管，各检烟层相对应的第一接收光纤5的入射端与第一发射光纤3的出射端之间构成第一烟雾上升通道，用于实现黑烟的分层探测；各检烟层相对应的第三接收光纤6的入射端与第一发射光纤3的出射端之间构成第二烟雾上升通道，用于实现白烟的分层探测。

工作原理具体为：每一层中各个第一接收光纤中的n根(总数为2n根)，都接到相应第三检验光敏二极管上(如D₁₀、D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄上)，每一层中第三接收光纤中的n根(总数为2n根)，都接到相应的第四检验光敏二极管上(如D₅、D₆、D₇、D₈、D₉)，当烟雾上升时被相应层的第三和/或第四检验光敏二极管依次探测到，通过扫描电路与信号调理电路依次接通，经信号调理电路处理后送到微控制器识别出烟雾，从而最大限度的降低烟雾探测器的误报。

所述检烟层的上方固定有多个微型风扇，所述微控制器15通过风扇驱动电路18与微型风扇20通信连接，其作用是当烟雾探测器检测到的烟雾量较少时(此时检测值与初始标定值极接近)，为了避免误报，微控制器控制微型风扇启动，吸入更多的烟雾保证确实是烟雾引起的检测值的改变，从而使烟雾报警器在高灵敏状态下确保检测可靠。

所述微型风扇20分别设于第一烟雾上升通道和第二烟雾上升通道的上方，并固定在屏蔽盒与最上层检验层之间的位置。

还包括上位机16，所述上位机16与微控制器15通信连接，用于接收微控制器15发送的报警信号；

还包括扬声器21，所述扬声器21与微控制器15通过声响驱动电路19通信连接，用于烟雾报警。

本实施例所述的烟雾报警器的工作原理具体为：

本实施例所述的烟雾探测器能够实现遮光型和散射型烟雾探测的功能，从而能够实现黑烟和白烟的双重探测，有效的提高烟雾探测的精准度；

在正常情况下，遮光型对烟雾的检测，第一检验光敏二极管和第一参比光敏二极管接收到发射光纤发出相同的光强，由于光强相同，两个光敏二极管和电阻组成的电桥输出为零，当有烟雾时，发射光纤发射的光受到黑烟的遮挡，使得第一检验光敏二极管接收的光强减少，光电流降低(阻抗发生变化)，而参比腔没有烟雾，第一参比光敏二极管光电流没有变化(阻抗不变化)，电桥有输出信号(且与烟雾的浓度成正比)，该信号由放大器放大再通过微控制处理后发出报警信号，从而实现黑烟的检测；

在正常情况下，散射型对烟雾的检测，第二检验光敏二极管和第二参比光敏二极管是接收不到发射光纤发出的光，因而不产生光电流，电桥输出为零；当有烟雾时，由于白烟粒子的作用，使发射光产生漫射，这种漫射光被第二检验光敏二极管接收，产生光电流(阻抗发生变化)，同样参比腔没有烟雾，第二参比光敏二极管光电流不变化，电桥输出信号(且与烟雾的浓度成正比)，该信号由放大器放大再通过微控制处理后发出报警信号，从而实现白烟的检测。

实施例2：

本公开实施例2提供了一种烟雾报警系统，包括多个本公开实施例1所述的烟雾报警器，多个烟雾报警器共用同一个光源。

实施例3：

如图4所示，本公开实施例3提供了一种烟雾报警方法，利用本公开实施例1所述的烟雾报警器，步骤如下：

(1)将烟雾报警器布置在需要布置的位置，初始化烟雾报警器各个参数，打开光源；

(2)检烟腔实时监测烟雾信号，当检测到烟雾信号时，与参比腔的信号进行对比，判断是否为外界环境干扰引起的错误信号；

(3)如果检烟腔的烟雾信号与参比腔的信号接近或相同，转入步骤(5)；

(4)如果检烟腔的烟雾信号与参比腔的信号差异较大，则判断为烟雾信号，报警；

(5)判断各检烟层信号，如果各检烟层均依次检测到烟雾信号，报警，如果仅某一层或者某几层检测到烟雾信号，则判断为误报，不报警；

所述步骤(5)中，误报的判断标准为至少三分之二的检烟层没有检测到烟雾信号，同时各检测到烟雾信号的检验层不是自下而上检测到烟雾信号，以防止光纤损坏带来影响；；

检查各发射光纤和接收光纤的工作状态，判断误报时检测到烟雾信号时的光纤是否异常，如有异常，及时更换维护，如无异常，转入步骤(6)；

还包括步骤(6)，向相应工作人员发布现场查看指令，立即查看现场是否有烟雾产生。

实施例4：

本公开实施例4提供了一种烟雾报警方法，利用本公开实施例1所述的烟雾报警器，将实施例1中的第三检验光敏二极管和第四检验光敏二极管更换为CCD相机，通过CCD相机对各层的检烟信号进行实时的采集，从而实现烟雾的分层探测。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种高灵敏度烟雾报警器，其特征在于，包括壳体、光源、发射光纤、接收光纤、至少一个检烟腔和至少一个参比腔、第一检验光敏二极管、第一参比光敏二极管和微控制器，所述壳体底部开有多个通气孔，所述检烟腔底部开有进气口，所述参比腔与检烟腔相比没有进气口，所述发射光纤的入射端与光源相对设置；

所述发射光纤至少分成一束第一发射光纤和一束第二发射光纤，所述第一发射光纤的出射端连接到检烟腔中，第二发射光纤的出射端连接到参比腔中，所述接收光纤至少包括一束第一接收光纤和至少一束第二接收光纤，所述第一接收光纤的入射端连接到检烟腔中与第一发射光纤的出射端相对设置，第二接收光纤的入射端连接到参比腔中与第二发射光纤的出射端相对设置，用于将发射光纤出射端输出的光直传到接收光纤的入射端；

所述第一接收光纤的出射端与第一检验光敏二极管的感光位置相对设置，第二接收光纤的出射端与第一参比光敏二极管的感光位置相对设置，所述第一检验光敏二极管和第一参比光敏二极管分别与微控制器通信连接，用于根据第一接收光纤和第二接收光纤的检烟出射光和参比出射光实现黑烟探测；

还包括第三接收光纤、第四接收光纤、第二检验光敏二极管和第二参比光敏二极管，所述第三接收光纤的入射端连接到检烟腔中并与第一发射光纤的出射端呈一定角度设置，第四接收光纤的入射端连接到参比腔中并与第二发射光纤的出射端呈一定角度设置，所述第三接收光纤的出射端与第二检验光敏二极管的感光位置相对设置，第四接收光纤的出射端与第二参比光敏二极管的感光位置相对设置，所述第二检验光敏二极管和第二参比光敏二极管分别与微控制器通信连接，用于根据第三接收光纤和第四接收光纤的检烟出射光和参比出射光实现白烟探测;

所述第一发射光纤和第二发射光纤的出射端均设有多个，所述第一接收光纤和第三接收光纤的入射端的数量与第一发射光纤的出射端数量相同并依次相对设置；所述第二接收光纤和第四接收光纤的入射端的数量与第二发射光纤的出射端数量相同并成一定角度设置；

或，所述第三接收光纤的入射端的延长线与第一发射光纤的出射端的延长线垂直，所述第四接收光纤的入射端的延长线与第二发射光纤的出射端的延长线垂直;

所述第一和第二发射光纤的出射端以及第一、第二、第三和第四接收光纤的入射端均设于同一个水平面上，构成一层检烟层;

进一步的，所述检烟层为多层，分别呈一定间距上下对称设置在报警器内，各检烟层相对应的第一接收光纤的入射端与第一发射光纤的出射端之间构成第一烟雾上升通道，用于实现黑烟的分层探测；各检烟层相对应的第三接收光纤的入射端与第一发射光纤的出射端之间构成第二烟雾上升通道，用于实现白烟的分层探测。

2.如权利要求1所述的烟雾报警器，其特征在于，所述光源为高亮度发光二极管，所述高亮度发光二极管与发射光纤的入射端之间设有聚焦透镜，用于将高亮度发光二极管发出的光聚焦到发射光纤的入射端作为入射光。

3.如权利要求1所述的烟雾报警器，其特征在于，还包括第三检验光敏二极管和第四检验光敏二极管，所述第一接收光纤和第三接收光纤的出射端分别分为两部分，一部分与相对应的第一和第二检验光敏二极管相对设置，第一接收光纤出射端的另一部分与第三检验光敏二极管相对设置，第三接收光纤出射端的另一部分与第四检验光敏二极管相对设置，所述第三检验光敏二极管与第四检验光敏二极管通过扫描电路与微控制器连接。

4.如权利要求1所述的烟雾报警器，其特征在于，所述检烟层的上方固定有多个微型风扇，所述微型风扇用于实现烟雾量较少时的烟雾吸入。

5.如权利要求4所述的烟雾报警器，其特征在于，所述微型风扇分别设于第一烟雾上升通道和第二烟雾上升通道的上方。

6.如权利要求1所述的烟雾报警器，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与微控制器通信连接，用于接收微控制器发送的报警信号和烟雾报警器的工作状态。

7.如权利要求1所述的烟雾报警器，其特征在于，还包括扬声器，所述扬声器与微控制器通信连接，用于烟雾报警。

8.一种烟雾报警系统，其特征在于，包括多个权利要求1-7任一项所述的烟雾报警器，多个烟雾报警器共用同一个光源。

9.一种利用权利要求1-7任一项所述的烟雾报警器的报警方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将烟雾报警器布置在需要布置的位置，初始化烟雾报警器各个参数，打开光源；

（2）检烟腔实时监测烟雾信号，当检测到烟雾信号时，与参比腔的信号进行对比，判断是否为外界环境干扰引起的错误信号；

（3）如果检烟腔的烟雾信号与参比腔的信号接近或相同，转入步骤（5）；

（4）如果检烟腔的烟雾信号与参比腔的信号差异较大，则判断为烟雾信号，报警；

（5）判断各检烟层信号，如果各检烟层从下到上依次检测到烟雾信号，报警，如果仅某一层或者某几层检测到烟雾信号，则判断为误报，不报警。

10.一种如权利要求9所述的烟雾报警器的报警方法，其特征在于，所述步骤（5）中，误报的判断标准为至少三分之二的检烟层没有检测到烟雾信号，同时各检测到烟雾信号的检验层不是自下而上检测到烟雾信号，以防止光纤损坏带来影响。

11.一种如权利要求9所述的烟雾报警器的报警方法，其特征在于，检查各发射光纤和接收光纤的工作状态，判断误报时检测到烟雾信号时的光纤是否异常，如有异常，及时更换维护，如无异常，转入步骤（6）。

12.一种如权利要求9所述的烟雾报警器的报警方法，其特征在于，还包括步骤（6），向相应工作人员发布现场查看指令，查看现场是否有烟雾产生。

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