CN111968332A - 自供电光电式森林火灾的烟雾报警器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自供电光电式森林火灾的烟雾报警器及系统，主要涉及火灾预警领域。本申请提供的烟雾报警器包括：基座、壳体、光源、光电传感器、太阳能电池板和报警装置，该烟雾报警器工作的时候，该太阳能电池板吸收太阳能，用于给该光源供电，由于壳体上设置有多个透气孔，周围环境的气体通过透气孔进入到空腔，光源发出的光需要经过该空腔到达光电传感器，若周围环境的气体中存在烟雾，且由于烟雾的透光率远小于空气的透光率，光源产生的光到达光电传感器上的光的量减少，基于光电传感器的原理，该光电传感器产生的电量随着吸收光的减少而减弱，破坏了该光电传感器的电路状态，该烟雾报警器进行火灾报警。

Description

自供电光电式森林火灾的烟雾报警器及系统

技术领域

本发明涉及火灾预警领域，主要涉及一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器及系统。

背景技术

气候变暖，极端天气增多，全球进入森林火灾高发期，森林火灾风险加剧；森林资源日益增长，林内可燃物载量持续增加，我国进入森林火灾高危期，森林防火压力加重；受传统习俗和多种经营活动影响，野外用火增多，我国仍处于森林火灾易发期，森林防火难度加大。大面积林区瞭望塔数量不足，配套生活设施简陋，林火视频监控系统应用水平不高，火情瞭望覆盖率仅为68.1％。卫星林火监测时效性不高，空间分辨率仅为1公里，识别能力有待提高。至2016年，国内森林火灾预警主要是电子瞭望塔与人工瞭望塔为主，全国现有森林火险要素监测站3245个，可燃物因子采集站746个，人工瞭望塔9312座，视频监控系统3998套，火情瞭望覆盖率68.1％。针对预警响应机制不完善、林火监测的精度和时效性不高、瞭望存在盲区的现状，急切需要利用信息化技术和现代高科技手段，加强新技术应用，创新预警模式，强化响应措施，构建完善的森林火险预警响应体系。

现有技术的火灾报警装置主要是通过检测装置覆盖范围内的温度，当温度达到预设阈值的时候，该火灾报警装置进行报警。

但是，森林的环境较为复杂，有些易燃物的燃点较低，若通过判断环境温度是否大于预设阈值判断是否发生火灾，易造成忽略燃点较低的易燃物的火势，且不易在火灾刚发生的时候进行警报预警。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器及系统，以解决现有技术中通过判断环境温度是否大于预设阈值判断是否发生火灾，易造成忽略燃点较低的易燃物的火势，且不易在火灾刚发生的时候进行警报预警的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，烟雾报警器包括：基座、壳体、光源、光电传感器、太阳能电池板和报警装置；壳体设置在基座的一侧，壳体远离基座的一端开设有孔洞，太阳能电池板设置在孔洞内部，太阳能电池板、基座和壳体构成空腔；空腔内，太阳能电池板靠近基座一侧设置有光源，光源与太阳能电池板电连接，基座上设置有光电传感器，且光电传感器与光源相对设置，光电传感器用于将光源出射的光转化为电能，报警装置设置在空腔内部，且与光电传感器电连接，壳体上设置有多个透气孔。

可选地，该烟雾报警器还包括透镜，透镜设置在空腔内的光源和光电传感器之间，且透镜为汇聚透镜。

可选地，该透镜为透镜组。

可选地，该壳体为双层结构，双层结构的壳体上均设置有多个透气孔，且双层结构之间的透气孔交错排布。

可选地，该烟雾报警器还包括蓄电池，蓄电池设置在空腔内部，且分别与太阳能电池板和光源电连接。

可选地，该报警装置为：声光报警器、声音报警器和光报警器中至少一种。

可选地，该烟雾报警器还包括信号发射装置，信号发射装置设置在空腔内部，且与光电传感器电连接。

第二方面，本申请提供一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警系统，烟雾报警系统包括：处理器和第一方面任意一项的烟雾报警器，烟雾报警器与处理器通讯连接

本发明的有益效果是：

本申请提供的烟雾报警器包括：基座、壳体、光源、光电传感器、太阳能电池板和报警装置；壳体设置在基座的一侧，壳体远离基座的一端开设有孔洞，太阳能电池板设置在孔洞内部，太阳能电池板、基座和壳体构成空腔；空腔内，太阳能电池板靠近基座一侧设置有光源，光源与太阳能电池板电连接，基座上设置有光电传感器，且光电传感器与光源相对设置，光电传感器用于将光源出射的光转化为电能，报警装置设置在空腔内部，且与光电传感器电连接，壳体上设置有多个透气孔，该烟雾报警器工作的时候，该太阳能电池板吸收太阳能，用于给该光源供电，由于壳体上设置有多个透气孔，周围环境的气体通过透气孔进入到空腔，光源发出的光需要经过该空腔到达光电传感器，若周围环境的气体中存在烟雾，且由于烟雾的透光率远小于空气的透光率，光源产生的光到达光电传感器上的光的量减少，基于光电传感器的原理，该光电传感器产生的电量随着吸收光的减少而减弱，破坏了该光电传感器的电路状态，该烟雾报警器进行火灾报警，由于本申请采用光电转化实现对烟雾的检测，使得本申请的烟雾报警器灵敏度较高，且采用烟雾判断是否有火灾的发生，并且烟雾的产生是在产生明火之前，所以本申请提供的烟雾报警器可以在明火产生前进行报警，具有很高的时效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的剖示图；

图3为本发明一实施例提供的另一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的剖示图；

图4为本发明一实施例提供的另一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的剖示图。

图标：10-基座；20-壳体；30-光源；40-光电传感器；50-太阳能电池板；60-报警装置；70-透镜；80-蓄电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的实施过程更加清楚，下面将会结合附图进行详细说明。

图1为本发明一实施例提供的一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的结构示意图；图2为本发明一实施例提供的一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的剖示图；如图1和图2所示，本申请提供一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，烟雾报警器包括：基座10、壳体20、光源30、光电传感器40、太阳能电池板50和报警装置60；壳体20设置在基座10的一侧，壳体20远离基座10的一端开设有孔洞，太阳能电池板50设置在孔洞内部，太阳能电池板50、基座10和壳体20构成空腔；空腔内，太阳能电池板50靠近基座10一侧设置有光源30，光源30与太阳能电池板50电连接，基座10上设置有光电传感器40，且光电传感器40与光源30相对设置，光电传感器40用于将光源30出射的光转化为电能，报警装置60设置在空腔内部，且与光电传感器40电连接，壳体20上设置有多个透气孔。

该壳体20的形状可以为长方体，也可以为圆柱，还可以为圆锥体，在此不做具体限定，为了方便说明，在此以该壳体20的形状为圆锥体进行说明，圆锥体的壳体20顶部开设孔洞，使得该壳体20相当于两端开孔的圆台，该太阳能电池板50设置在该圆锥形壳体20的较小一端的孔洞中，一般的，该太阳能电池板50的形状与该孔洞的形状相同，且该太阳能电池板50的表面积等于该孔洞的表面积，该基座10设置在该壳体20表面积较大一端，则该壳体20、太阳能电池板50和该基座10形成了一空腔，该光源30设置在该空腔内部的太阳能电池板50的背面，该光源30可以为脉冲激光器，也可以为小灯泡，根据实际情况进行选择，在此不做具体限定，该光电传感器40设置在该空腔内部的基座10上，且该光电传感器40与该光源30相对设置，使得该光源30产生的光与可以照射在该光电传感器40上，该光电传感器40将光能转化为电能，该壳体20的壁上设置有多个透气孔，该透气孔用于与外界环境进行气体交换，本申请提供的烟雾报警器用于检测外界环境是否发生火灾，由于该壳体20上设置有透气孔，使得当外界未发生火灾的时候，该空腔内部的空气中不存在烟雾，该光源30产生的光，可以直接传输到该光电传感器40上，该光电传感器40将光能转化为电能，并且将光电传感器40将光能转化为电能的转化效率一定，则该光电传感器40中电能的多少就与照射到该光电传感器40上的光的量有关；当外接将要发生火灾，或者在火灾发生的初期，产生烟雾，并且烟雾顺着该透气孔进入到该空腔内部，由于烟雾的透光率远小于空气的透光率，光源30产生的光到达光电传感器40上的光的量减少，基于光电传感器40的原理，该光电传感器40产生的电量随着吸收光的减少而减弱，破坏了该光电传感器40的电路状态，该报警器进行火灾报警，该报警器根据与光电传感器40连接的电路的电流情况进行报警，即该与光电传感器40连接的电路中的电流小于预设阈值时，该报警器报警，该阈值根据实际需要进行设置在此不做具体限定。并且由于本申请采用光电转化实现对烟雾的检测，使得本申请的烟雾报警器灵敏度较高，且采用烟雾判断是否有火灾的发生，并且烟雾的产生是在产生明火之前，所以本申请提供的烟雾报警器可以在明火产生前进行报警，具有很高的时效性。

另外，一般的，光电传感器40是一种光敏传感器，利用光电效应的原理，可以将光信号转换成电信号，即光生电。光电传感器包括阴极K、阳极A、透光孔和可变电压装置，阴极K和阳极A封装在真空管内，阴极K和阳极A之间设置有透光孔，该阴极K和阳极A之间设置有可变电压装置，可变电压装置可以产生可变电压，当光通过透光孔照到阴极K上，在光的作用下，电子从电极K逸出，向A极运动，因此A极有大量的负电荷带负电，而K极失去了电子带正电，并受电场加速而形成电流(称为光电流)。

图3为本发明一实施例提供的另一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的剖示图；如图3所示，可选地，该烟雾报警器还包括透镜70，透镜70设置在空腔内的光源30和光电传感器40之间，且透镜70为汇聚透镜。

该光源30和该光电传感器40的光路上设置有该透镜70，该透镜70为汇聚透镜，用于将该光源30产生的光进行进一步的汇聚，并将汇聚的光传输到该光电传感器40上，由于该透镜70可以将光源30产生的光进行进一步的汇聚，相当于将该光源30产生的光进行放大，当该空腔中存在烟雾的时候，该光电传感器40接收到的光的量变化情况也更大，进一步提高该烟雾报警器的灵敏度。

可选地，该透镜70为透镜组。

该透镜70可以为透镜组，多个透镜70组成的透镜组，可以更大程度的将光源30产生的光进行进一步的汇聚，并将汇聚的光传输到该光电传感器40上，相当于将该光源30产生的光进行进一步放大，当该空腔中存在烟雾的时候，该光电传感器40接收到的光的量变化情况也更大，进一步提高该烟雾报警器的灵敏度。

可选地，该壳体20为双层结构，双层结构的壳体20上均设置有多个透气孔，且双层结构之间的透气孔交错排布。

该壳体20为双层结构的壳体20，且每层结构上均设置有透气孔，双层结构之间的透气孔相互交错排布，使得双层结构之间光不能通过透气孔进入到该空腔内部，而烟雾和气体可以通过该透气孔进入到该空气内部，减少了外界杂质光对该光电传感器40的影响，增加了本申请对烟雾的检测准确性。

图4为本发明一实施例提供的另一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器的剖示图，如图4所示，可选地，该烟雾报警器还包括蓄电池80，蓄电池80设置在空腔内部，且分别与太阳能电池板50和光源30电连接。

该蓄电池80一端与太阳能电池板50电连接，另一端与光源30电连接，该蓄电池80用于在该太阳能电池板50产生多余电量的时候，将多余电量进行储存，并在该太阳能电池板50不能工作的时候，代替该太阳能电池板50给该光源30供电，一般的，有太阳的时候，该太阳能电池板50给该蓄电池80充电，没有太阳的时候，该蓄电池80给该光源30供电。

可选地，该报警装置60为：声光报警器、声音报警器和光报警器中至少一种。

该报警装置60可以为声光报警器、声音报警器和光报警器中中任意一种，也可以为声光报警器、声音报警器和光报警器中的多种，需要说明的是，该报警装置60的数量根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。

可选地，该烟雾报警器还包括信号发射装置，信号发射装置设置在空腔内部，且与光电传感器40电连接。

该信号发射装置，用于将报警信息进行发送，当该烟雾报警器中的光电传感器40产生的电流小于预设阈值时，激发该信号发射装置向外部发生报警信号，该信号发射装置与光电传感器40电连接，即该光电传感器40给该信号发射装置提供电能。

本申请提供的烟雾报警器包括：基座10、壳体20、光源30、光电传感器40、太阳能电池板50和报警装置60；壳体20设置在基座10的一侧，壳体20远离基座10的一端开设有孔洞，太阳能电池板50设置在孔洞内部，太阳能电池板50、基座10和壳体20构成空腔；空腔内，太阳能电池板50靠近基座10一侧设置有光源30，光源30与太阳能电池板50电连接，基座10上设置有光电传感器40，且光电传感器40与光源30相对设置，光电传感器40用于将光源30出射的光转化为电能，报警装置60设置在空腔内部，且与光电传感器40电连接，壳体20上设置有多个透气孔，该烟雾报警器工作的时候，该太阳能电池板50吸收太阳能，用于给该光源30供电，由于壳体20上设置有多个透气孔，周围环境的气体通过透气孔进入到空腔，光源30发出的光需要经过该空腔到达光电传感器40，若周围环境的气体中存在烟雾，且由于烟雾的透光率远小于空气的透光率，光源30产生的光到达光电传感器40上的光的量减少，基于光电传感器40的原理，该光电传感器40产生的电量随着吸收光的减少而减弱，破坏了该光电传感器40的电路状态，该烟雾报警器进行火灾报警，由于本申请采用光电转化实现对烟雾的检测，使得本申请的烟雾报警器灵敏度较高，且采用烟雾判断是否有火灾的发生，并且烟雾的产生是在产生明火之前，所以本申请提供的烟雾报警器可以在明火产生前进行报警，具有很高的时效性。

本申请提供一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警系统，烟雾报警系统包括：处理器和上述任意一项的烟雾报警器，烟雾报警器与处理器通讯连接。

该处理器接收烟雾报警器的报警信息，并对报警信息进行处理。

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

Claims (8)

1.一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，其特征在于，所述烟雾报警器包括：基座、壳体、光源、光电传感器、太阳能电池板和报警装置；所述壳体设置在所述基座的一侧，所述壳体远离所述基座的一端开设有孔洞，所述太阳能电池板设置在所述孔洞内部，所述太阳能电池板、所述基座和所述壳体构成空腔；所述空腔内，所述太阳能电池板靠近基座一侧设置有所述光源，所述光源与所述太阳能电池板电连接，所述基座上设置有所述光电传感器，且所述光电传感器与所述光源相对设置，所述光电传感器用于将所述光源出射的光转化为电能，所述报警装置设置在所述空腔内部，且与所述光电传感器电连接，所述壳体上设置有多个透气孔。

2.根据权利要去1所述的自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，其特征在于，所述烟雾报警器还包括透镜，所述透镜设置在所述空腔内的所述光源和所述光电传感器之间，且所述透镜为汇聚透镜。

3.根据权利要去2所述的自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，其特征在于，所述透镜为透镜组。

4.根据权利要去2所述的自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，其特征在于，所述壳体为双层结构，双层结构的壳体上均设置有多个透气孔，且双层结构之间的透气孔交错排布。

5.根据权利要去2所述的自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，其特征在于，所述所述烟雾报警器还包括蓄电池，所述蓄电池设置在所述空腔内部，且分别与所述太阳能电池板和光源电连接。

6.根据权利要去1-5任意一项所述的自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，其特征在于，所述报警装置为：声光报警器、声音报警器和光报警器中至少一种。

7.根据权利要去1-5任意一项所述的自供电光电式森林火灾的烟雾报警器，其特征在于，所述所述烟雾报警器还包括信号发射装置，所述信号发射装置设置在所述空腔内部，且与所述光电传感器电连接。

8.一种自供电光电式森林火灾的烟雾报警系统，其特征在于，所述烟雾报警系统包括：处理器和权利要求1-7任意一项所述的烟雾报警器，所述烟雾报警器与所述处理器通讯连接。

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