CN112703536B - 用于烟雾探测器的印制电路板 - Google Patents

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CN112703536B CN201880094032.9A CN201880094032A CN112703536B CN 112703536 B CN112703536 B CN 112703536B CN 201880094032 A CN201880094032 A CN 201880094032A CN 112703536 B CN112703536 B CN 112703536B
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Abstract

本发明公开了一种烟雾探测器，其包括：包括基座的壳体，基座包括构造为定位成抵靠并附接到天花板的平坦表面；印刷电路板(PCB)，其包括基本平面的形状，该形状具有在厚度方向T上间隔开的前表面以及相对的后表面，以及多个周边边缘，其包括在高度方向H上间隔开的底部边缘和相对的顶部边缘，在横向方向上间隔开的第一侧边缘和相对的第二侧边缘，其中顶部边缘包括远离顶部边缘在高度方向上延伸的第一突起，第一突起包括与顶部边缘在高度方向上间隔开的第一温度传感器，并且将PCB安装到壳体，使得PCB的前表面垂直于基座的平坦表面。

Description

用于烟雾探测器的印制电路板
技术领域
示例性实施例涉及用于烟雾探测器的印刷电路板的领域，并且更具体地涉及用于烟雾探测器的竖直定向的印刷电路板。
背景技术
可使用相对于彼此成一定角度设置的光发射器和光接收器来执行烟火的探测。探测器可感测到由烟雾散射的光。光学烟雾探测器可由壳体构成，该壳体包含印刷电路板(PCB)和光学构件，光学构件具有与外界光隔离的探测容积。光学构件通常可放置在构造成用于预定角度的预成型夹具中。为了进行热感测，可将带引线的热敏电阻软钎焊到PCB。引线可允许将感测元件放置在气流中。传统探测器的组装可能是劳动密集型的并且难以自动化。
发明内容
公开了一种烟雾探测器，其包括：包括基座的壳体，基座包括构造为定位成抵靠并附接到天花板的平坦表面；印刷电路板(PCB)，其包括基本平面形状，该形状具有在厚度方向T上间隔开的前表面以及相对的后表面；以及多个周边边缘，其包括在高度方向H上间隔开的底部边缘和相对的顶部边缘，在横向方向上间隔开的第一侧边缘和相对的第二侧边缘，其中顶部边缘包括远离顶部边缘在高度方向上延伸的第一突起，第一突起包括与顶部边缘在高度方向上间隔开的第一温度传感器，并且将PCB安装到壳体，使得PCB的前表面垂直于基座的平坦表面，并且第一突起远离基座的平坦表面延伸。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，PCB的顶部边缘还包括第一节段，该第一节段横向位于第一侧边缘和第二侧边缘的中间，第一节段具有在PCB的平面形状中限定切口(cutout)区域的轮廓形状。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，光探测器在第一位置处连接到第一节段，该光探测器定向成使得探测的中心焦点沿延伸到切口区域中的第一轴线延伸，并且光发射器在切口区域内的第二位置处连接到第一节段，光发射器定向成使得投影的中心焦点沿延伸到切口区域中的第二轴线延伸。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，至少第一电引线远离PCB的底部边缘在高度方向上延伸，用于将PCB电连接到烟雾探测器的基座。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，至少第二电引线远离PCB的前表面在厚度方向上延伸，用于将PCB电连接至外围构件。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，PCB的第一顶部节段包括靠近PCB的第一侧边缘的第一横向端，第一横向端包括远离第一顶部节段在高度方向上延伸的第一突起，第一突起包括第一温度传感器。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，PCB的第一顶部节段包括第二横向端，该第二横向端与第一横向端相对并靠近PCB的第二侧边缘，第二横向端包括平行于第一突起延伸的第二突起，其中烟雾探测器包括多个温度传感器，其包括第一温度传感器和第二温度传感器，并且其中第二突起包括第二温度传感器。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，壳体包括第一侧壁，并且基座包括第一电连接器，其中PCB中的第一电引线电连接至基座中的第一电连接器，并且PCB的第一侧边缘定位成抵靠壳体的第一侧壁。
除了上述公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，烟雾探测器包括位于PCB的顶部边缘的第一节段上方的烟雾室，其中烟雾室横向地位于第一突起和第二突起之间，并且其中烟雾室包括：用于接收烟雾的第一腔，第一腔在高度方向上远离PCB的顶部边缘延伸，并且第一腔至少包括用于流体地接收烟雾流并将烟雾流引导至多个温度传感器的第一开口。
除了以上公开的特征中的一个或多个之外，或作为备选，第一电引线包括多个电引脚，并且第二电引线包括多个电安装钩。
进一步公开了一种制造包括一个或多个上述公开的特征的烟雾探测器的方法。
附图说明
以下描述不应视为以任何方式进行限制。参看附图，相似的元件编号相似：
图1是根据公开的实施例的印刷电路板(PCB)的示意图；
图2示出了根据公开的实施例的PCB；
图3示出了根据公开的实施例的安装在探测器壳体的基座中的PCB；
图4示出了根据所公开的实施例的具有烟雾室的PCB的前视图；
图5示出了根据公开的实施例的安装在探测器壳体中的PCB；以及
图6是根据公开的实施例的安装在探测器壳体中的PCB的示意图。
具体实施方式
本文通过示例而非限制的方式参考附图展示了所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述。
转到图1，示意性地公开了用于烟雾探测器105的印刷电路板(PCB)100。PCB100(在图2中示意性地示出)可包括基本平面的形状，其具有在厚度方向T(见图4)上间隔开的限定PCB的平面116的前表面110和相对的后表面115。PCB100上的多个周边边缘可包括在高度方向H上间隔开的底部边缘120和相对的顶部边缘125。此外，第一侧边缘130和相对的第二侧边缘135可在横向方向TR上间隔开。
顶部边缘125可包括第一节段140，该第一节段可横向位于第一侧边缘130和第二侧边缘135之间。第一节段140可具有可在PCB100的平面形状中限定切口区域145的轮廓形状。
光探测器150可在第一位置155处连接到第一节段140。光探测器150可定向成使得投影的中心焦点沿延伸到切口区域145中的第一轴线157延伸。光发射器165可在切口区域135内的第二位置160处连接到第一节段140。光发射器165可定向成使得探测的中心焦点沿延伸到切口区域145中的第二轴线167延伸。
用于光探测器150的第一轴线157和用于光发射器165的第二轴线167可平行于PCB100的平面116。另外，用于光探测器150的第一轴线157和用于光发射器165的第二轴线167可在设置在切口区域145内的点180处相交。
如图2中所示，至少第一电引线185可在PCB100的平面116内远离底部边缘120在高度方向上延伸。在图示中，第一电引线185是第一多条电引线，并且还更具体地是多个电引脚。第一多个电引脚可将PCB100电连接到烟雾探测器105的基座190(图3)中的端口186，并且可接收所传输的网络通信和电力。端口186可为例如串行端口。
如图2进一步所示，至少第二电引线195可远离PCB100的后表面115在厚度方向上延伸。在该图示中，第二电引线195可为第二多条电引线，并且更具体地是类似于第一多条电引线地起作用的多个安装钩。即，第二多条电引线向外围设备200提供电力和网络，外围设备可支承在引线的安装钩形式中。示意性示出的附接外围设备是包含另一微控制器的另一PCB。例如，附接的外围设备200可为一氧化碳(CO)、传感器、发声器、信标等，其包含尚未在PCB100中的特征。
如图4中所示，PCB100的第一顶部节段140可包括靠近PCB100的第一侧边缘130的第一横向端205。第一横向端205可包括第一突起或短柱(stub)210，该第一突起或短柱在PCB100的平面116中在高度方向上远离顶部边缘125延伸。第一突起210可包括第一温度传感器215(示意性地示出)。
另外，PCB100的第一顶部节段140可包括第二横向端225，该第二横向端与第一横向端205相对，并且可靠近PCB100的第二侧边缘135。第二横向端225可包括平行于第一突起210延伸的第二突起230。第二突起可包括第二温度传感器235(示意性地示出)。两个温度传感器都可为热敏电阻传感器。
转到图5，进一步注意烟雾探测器105，可能有包括基座190和第一侧壁250的壳体240。基座190可包括可连接到天花板的平坦表面246。基座190可进一步包括上面标识的端口186。PCB100可固定地连接到基座190，以便PCB100的底部边缘120可抵靠基座190设置，并且PCB100可远离基座190的平坦表面246垂直地延伸。在该构造中，PCB100的第一侧边缘130可定位成抵靠壳体240的第一侧壁250。
转到图6，烟雾探测器105可包括烟雾室260，该烟雾室可位于PCB100的顶部边缘125的第一节段140上方。烟雾室260可横向地定位在第一突起210和第二突起230之间，即，在温度传感器215,235之间。
烟雾室260可包括用于接收烟雾266的第一腔265。第一腔265可在高度方向上远离PCB100的顶部边缘125延伸。第一腔265可包括至少第一开口275，以用于流体地接收烟雾。当进入和离开室260时，该开口将空气和烟雾流266引导至温度传感器215,235。
以上公开的火灾探测器设计可提供(1)竖直安装的印刷电路板PCB，其垂直于探测器安装平面，(2)在PCB区域内相交的竖直安装的PCB内的烟雾探测结构切口(空隙或容积)，其中这种构造可提供更高的设计通用性；(3)竖直安装的PCB上的一个或多个PCB突出物(短柱)，其可能适合自动安装一个或多个温度传感器，温度传感器可为负温度系数热敏电阻(NTC)，(4)一个或多个侧面感测(到切口中的)表面安装的光发射器和接收器，其可能适合于自动安装在竖直安装的PCB上。
本文公开的特征可能非常适合于包括一个或多个散射角。公开的实施例应用三个光源和一个光接收器。所公开的实施例还使用垂直于安装平面安装的PCB，不过所公开的特征能够可适用于相对于安装平面以许多角度安装PCB。PCB内部的开放区域可提供烟雾检测区域，在该烟雾检测区域中，侧视光电探测器(PD)和发光二极管(LED)在它们之间以多个角度安装，并且同时光轴平行于PCB100的平面116。
以上公开的特征可提供一种在火灾探测器中安装NTC的方法。公开的实施例将表面安装的NTC提供给印刷电路板(PCB)短柱。PCB短柱突出到可能存在空气流的地方，这可能会提供相对准确的温度波动感测。由于PCB短柱的热质量低，可能会增加温度响应。PCB的竖直安装可实现气流的相对最佳进入。
上述发明与PCB内的检测容积结合可允许有效地制造紧凑设计。可在PCB制造期间使用自动化过程来安装PCB短柱上的表面安装NTC。这可减少或消除在火灾探测器中手动安装或复杂地自动安装温度传感器的需求。相对于安装平面竖直放置PCB可以在探测器中留下更多可用空间，并且可允许使NTC短柱突出到气流中。
用语"约"旨在包括与基于提交申请时可用设备的特定量的测量相关联的误差程度。
这里使用的用语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文使用的单数形式"一个"、"一种"和"该"旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。还将理解的是，用语"包括"和/或"包含"在用于此说明书中时表示指出的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并未排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件构件和/或其组合的存在或添加。
虽然已经参考一个或多个示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行各种改变并且可用等同物替换其元件。此外，可制作出许多改型来使特定情形或材料适于本公开的教导内容，而不脱离其实质范围。因此，旨在本公开不限于公开为针对执行本公开构想的最佳模式的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种烟雾探测器(105)，包括：
壳体(240)，其包括基座(190)，所述基座(190)包括平坦表面(246)，所述平坦表面构造为定位成抵靠并附接到天花板，
印刷电路板PCB(100)，其包括基本上平面的形状，所述形状具有在厚度方向T上间隔开的前表面(110)和相对的后表面(115)，以及多个周边边缘，所述周边边缘包括在高度方向H上间隔开的底部边缘(120)和相对的顶部边缘(125)，以及在横向方向上间隔开的第一侧边缘(130)和相对的第二侧边缘(135)，
其中
所述顶部边缘(125)包括远离所述顶部边缘(125)在所述高度方向上延伸的第一突起(210)，所述第一突起(210)包括与所述顶部边缘(125)在高度方向上间隔开的第一温度传感器(215)，以及
所述PCB(100)安装到所述壳体(240)，使得
所述PCB(100)的前表面(110)垂直于所述基座(190)的平坦表面(246)，并且
所述第一突起(210)远离所述基座(190)的平坦表面(246)延伸。
2.根据权利要求1所述的烟雾探测器(105)，其特征在于，
所述PCB(100)的顶部边缘(125)包括第一节段(140)，所述第一节段在横向上位于所述第一侧边缘(130)和所述第二侧边缘(135)之间，并且
所述第一节段(140)具有在所述PCB(100)的平面形状中限定切口区域(145)的轮廓形状。
3.根据权利要求2所述的烟雾探测器，其特征在于，所述烟雾探测器包括：
在第一位置(155)处连接到所述第一节段(140)的光探测器(150)，所述光探测器(150)定向成使得检测的中心焦点沿延伸到所述切口区域(145)中的第一轴线(157)延伸，并且在所述切口区域(145)内的第二位置(160)处连接到所述第一节段(140)的光发射器(165)，所述光发射器(165)定向成使得投影的中心焦点沿延伸到所述切口区域(145)中的第二轴线(167)延伸。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的烟雾探测器(105)，其特征在于，至少第一电引线(185)远离所述PCB(100)的底部边缘(120)在所述高度方向上延伸，用于将所述PCB(100)电连接到所述烟雾探测器(105)的基座(190)。
5.根据权利要求4所述的烟雾探测器(105)，其特征在于，至少第二电引线(195)远离所述PCB(100)的前表面(110)在所述厚度方向上延伸，用于将所述PCB(100)电连接至外围设备(200)。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的烟雾探测器(105)，其特征在于，
所述PCB(100)的第一节段(140)包括靠近所述PCB(100)的第一侧边缘(130)的第一横向端(205)，
所述第一横向端(205)包括第一突起(210)，所述第一突起远离所述第一节段(140)在所述高度方向上延伸。
7.根据权利要求6所述的烟雾探测器(105)，其特征在于，
所述PCB(100)的第一节段(140)包括第二横向端(225)，所述第二横向端(225)与所述第一横向端(205)相对，并且靠近所述PCB(100)的第二侧边缘(135)，
所述第二横向端(225)包括平行于所述第一突起(210)延伸的第二突起(230)，
其中所述烟雾探测器(105)包括多个温度传感器，其包括所述第一温度传感器(215)和第二温度传感器，以及
其中所述第二突起包括所述第二温度传感器(235)。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的烟雾探测器(105)，其特征在于，
所述壳体(240)包括第一侧壁(250)，并且所述基座(190)包括第一电连接器，并且其中所述PCB(100)中的第一电引线(185)电连接到所述基座(190)中的第一电连接器，并且所述PCB(100)的第一侧边缘(130)定位成抵靠所述壳体(240)的第一侧壁(250)。
9.根据权利要求7所述的烟雾探测器，其特征在于，所述烟雾探测器包括：
烟雾室(260)，其定位在所述PCB(100)的顶部边缘(125)的第一节段(140)上方，其中所述烟雾室(260)横向地定位于所述第一突起(210)和所述第二突起(230)之间，并且
其中所述烟雾室(260)包括：
用于接收烟雾的第一腔(265)，所述第一腔(265)在所述高度方向上远离所述PCB(100)的顶部边缘(125)延伸，并且
所述第一腔(265)至少包括第一开口(275)，用于流体地接收烟雾流(266)并将所述烟雾流(266)引导至所述多个温度传感器。
10.根据权利要求5所述的烟雾探测器，其特征在于：
所述第一电引线(185)包括多个电引脚，并且所述第二电引线(195)包括多个电安装钩。
11.一种制造烟雾探测器(105)的方法，包括
获得包括基座(190)的壳体(240)，所述基座(190)包括平坦表面(246)，所述平坦表面构造为定位成抵靠并附接到天花板，
形成印刷电路板PCB(100)，其具有基本上平面的形状，所述形状具有在厚度方向T上间隔开的前表面(110)和相对的后表面(115)，其中所述PCB包括多个周边边缘，所述周边边缘包括在高度方向H上间隔开的底部边缘(120)和相对的顶部边缘(125)，以及在横向方向上间隔开的第一侧边缘(130)和相对的第二侧边缘(135)，
其中
所述顶部边缘(125)包括远离所述顶部边缘(125)在所述高度方向上延伸的第一突起(210)，所述第一突起(210)包括与所述顶部边缘(125)在高度方向上间隔开的第一温度传感器(215)，以及
所述PCB(100)安装到所述壳体(240)，使得
所述PCB(100)的前表面(110)垂直于所述基座(190)的平坦表面(246)，并且
所述第一突起(210)远离所述基座(190)的平坦表面(246)延伸。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括
在所述PCB(100)的顶部边缘(125)中形成第一节段(140)，所述第一节段在横向上位于所述第一侧边缘(130)和所述第二侧边缘(135)之间，以及
其中所述第一节段(140)具有在所述PCB(100)的平面形状中限定切口区域(145)的轮廓形状。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括
将光探测器(150)在第一位置(155)处连接到所述第一节段(140)，所述光探测器(150)定向成使得检测的中心焦点沿延伸到所述切口区域(145)中的第一轴线(157)延伸，并且将光发射器(165)在所述切口区域(145)内的第二位置(160)处连接到所述第一节段(140)，所述光发射器(165)定向成使得投影的中心焦点沿延伸到所述切口区域(145)中的第二轴线(167)延伸。
14.根据权利要求11至12中的任一项所述的方法，其特征在于，至少第一电引线(185)远离所述PCB(100)的底部边缘(120)在所述高度方向上延伸，用于将所述PCB(100)电连接到所述烟雾探测器(105)的基座(190)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，至少第二电引线(195)远离所述PCB(100)的前表面(110)在所述厚度方向上延伸，用于将所述PCB(100)电连接至外围设备(200)。
16.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其特征在于：
所述PCB(100)的第一节段(140)包括靠近所述PCB(100)的第一侧边缘(130)的第一横向端(205)，
所述第一横向端(205)包括第一突起(210)，所述第一突起远离所述第一节段(140)在所述高度方向上延伸。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：
所述PCB(100)的第一节段(140)包括第二横向端(225)，所述第二横向端(225)与所述第一横向端(205)相对，并且靠近所述PCB(100)的第二侧边缘(135)，
所述第二横向端(225)包括平行于所述第一突起(210)延伸的第二突起(230)，
其中所述烟雾探测器(105)包括多个温度传感器，其包括所述第一温度传感器(215)和第二温度传感器，以及
其中所述第二突起包括所述第二温度传感器(235)。
18.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述壳体(240)包括第一侧壁(250)，并且所述基座(190)包括第一电连接器，
将所述PCB(100)固定地连接到所述基座(190)，使得所述PCB(100)的底部边缘(120)抵靠所述基座(190)设置，
其中所述PCB(100)中的第一电引线(185)电连接到所述基座(190)中的第一电连接器，并且所述PCB(100)的第一侧边缘(130)定位成抵靠所述壳体(240)的第一侧壁(250)。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括
将烟雾室(260)定位在所述PCB(100)的顶部边缘(125)的第一节段(140)上方，其中所述烟雾室(260)横向地定位于所述第一突起(210)和所述第二突起(230)之间，并且
其中所述烟雾室(260)包括：
用于接收烟雾的第一腔(265)，所述第一腔(265)远离所述PCB(100)的顶部边缘(125)在所述高度方向上延伸，并且
所述第一腔(265)至少包括第一开口(275)，用于流体地接收烟雾流(266)并将所述烟雾流(266)引导至所述多个温度传感器。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：
所述第一电引线(185)包括多个电引脚，并且所述第二电引线(195)包括多个电安装钩。
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