CN113034838A - 结合太赫兹波检测的火灾感烟探测器和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种结合太赫兹波检测的火灾感烟探测器，包括壳体、光源检测组件、太赫兹检测组件，壳体具有安装腔，光源检测组件包括光源发射器与光源接收器，光源发射器和接光源收器设在安装腔内，光源发射器的发射端和接收器的接收端相对设置，太赫兹检测组件包括太赫兹发射器和太赫兹接收器，太赫兹发射器和太赫兹接收器设在安装腔的内部，且太赫兹发射器和太赫兹接收器相对设置。本发明实施例具有结构简单、安装方便、检测结果准确的优点。

Description

结合太赫兹波检测的火灾感烟探测器和检测方法

技术领域

本发明属于火灾报警领域，具体涉及一种结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置和检测方法。

背景技术

在火灾初期，大部分燃烧物处于阴燃阶段，不充分燃烧的产生大量烟雾，感烟探测器可以通过监测烟雾实现火灾报警，常见的感烟火灾探测装置有两种：离子感烟火灾探测器和光电感烟火灾探测器。现有的离子感烟火灾探测器和光电感烟火灾探测器的敏感区敏感度低、可靠性弱，常常会发生误报的现象，给灭火人员增加了工作负担。

发明内容

本发明设计一种结合太赫兹波检测的火灾感烟探测器，探测器包括光电感烟探测和太赫兹检测两部分，且光电探测设备与太赫兹检测设备通过控制器相连，实现光电感烟和太赫兹监测结合的双重探测效果。

根据本发明实施例的太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，包括：壳体，所述壳体具有安装腔；光源检测组件，所述光源检测组件包括光源发射器与光源接收器，所述光源发射器和所述接光源收器设在所述安装腔内，所述光源发射器的发射端和接收器的接收端相对设置，以便检测是否出现烟雾；太赫兹检测组件，所述太赫兹检测组件包括太赫兹发射器和太赫兹接收器，所述太赫兹发射器和所述太赫兹接收器设在所述安装腔的内部，且所述太赫兹发射器和所述太赫兹接收器相对设置，以便对烟雾颗粒进行检测。

根据本发明实施例的太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，通过光源检测组件和太赫兹检测组件进行双重检测，减少了光源检测组件对一些烟雾的误报，提高了对火灾烟雾的识别率，从而降低了探测装置的误报率。

进一步地，所述壳体包括底壳、顶壳和连接部，所述底壳、所述顶壳和所述连接部限定出所述安装腔，所述连接部上设有多个进烟口，多个所述进烟口沿所述壳体的周向间隔设置。

进一步地，所述结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置还包括迷宫组件，所述迷宫组件沿所述壳体的周向设置在所述连接部内，所述迷宫组件的进口与所述进烟口配合，以便防止杂质或者飞虫进入壳体内。

进一步地，所述迷宫组件包括多个迷宫单元，所述迷宫单元沿所述壳体的周方向间隔设置所述壳体内，所述迷宫单元具有进口、出口以及烟气通道，且所述烟气进口位于所述进烟口处。

进一步地，所述结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置还包括风扇组件，所述风扇组件设在所述安装腔内，以便所述将所述烟气抽入所述壳体内。

进一步地，所述结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置还包括光源挡板，所述光源挡板设在所述壳体内，所述挡板设在所述光源发射器和所述光源接收器之间，在壳体内无烟雾时，所述光源发射器发射的光源照射在挡板上，所述光源接收器无法接收光源。

进一步地，所述光源发射器的发射端与竖直方向的夹角在30°-60°之间，

进一步地，所述光源接收器的接收端与竖直方向的夹角在30°-60°之间。

进一步地，所述结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置还包括第一保护罩和第二保护罩，所述第一保护罩和所述第二保护罩可拆卸地安装在所述壳体内，所述第一保护罩罩在所述太赫兹发射器上，所述第二保护罩罩在所述太赫兹接收器。

进一步地，所述结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置还包括控制器和报警器，所述光源检测组件、所述太赫兹检测组件和所述报警器均与所述控制器相连，当所述光源接收器和所述太赫兹接收器接收到火情信号时，所述控制器将控制所述报警器发出警报。

本发明另一种实施例的检测方法，包括以下步骤：A）将结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置安装在墙体上，所述结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置为上述实施例的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置。

B)开启风扇组件，使得风扇组件将烟雾抽入壳体内；

C）开启光源检测组件，光源发射器将发射光束照射在挡板上，光源接收器无法接收到光束，此时壳体内无烟雾，当烟雾进入壳体内，光束将发生散射进入光源接收器的有效探测区域，使得而光源接收器接收到光束，接收到光束的光源检测组将将信号传递给控制器；

D）太赫兹检测组件开启，控制器控制太赫兹检测组件开启，通过太赫兹检测组件对烟雾中的粒子进行检测，太赫兹检测组件检测出含有火灾烟颗粒将信号传递给控制器；

E）控制器开启报警器和将信号传递给无线通信模块。

附图说明

图1是本发明结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置的结构示意图。

图2是本发明结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置的迷宫组件的结构示意图。

图3是本发明结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置的迷宫组件的俯视图。

壳体1；安装腔11；底壳12；顶壳13；连接部14；进烟口141；

光源检测组件2；光源发射器21；光源接收器22；

太赫兹检测组件3；太赫兹发射器31；太赫兹接收器32；

迷宫组件5；迷宫单元51；第一连接件511；第二连接件512；

风扇组件6；扇叶61；

挡板7；控制器8；报警器9；无线通信模块10；第一保护罩101；第二保护罩102。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

根据说明书附图1-3的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，包括壳体1、光源检测组件2和太赫兹检测组件3。

壳体1具有安装腔11。具体地，壳体1采用耐热耐高温材质，且壳体1的内壁面为光滑壁面，从而避免长时间放置壳体1内部积尘。

光源检测组件2包括光源发射器21与光源接收器22，光源发射器21和接光源收器设在安装腔11内，光源发射器21的发射端和接收器的接收端相对设置，以便检测是否出现烟雾。具体地，在壳体1内无烟雾时，光源接收器22无法接收到光源发射器21的光束，在壳体1内有烟雾时，光源发射器21的光束在烟雾的作用下发生散射进入光源接收器22的有效探测区域，由此使得光源检测组件2检测到烟雾。

太赫兹检测组件3包括太赫兹发射器31和太赫兹接收器32，太赫兹发射器31和太赫兹接收器32设在安装腔11的内部，且太赫兹发射器31和太赫兹接收器32相对设置，以便对烟雾颗粒进行检测。

可以理解地是：通过多重散射理论处理算法，模拟出相应太赫兹波在不同种类的火灾烟颗粒、大气气溶胶粒子、水凝物、沙尘粒子等颗粒的传输衰减，将火灾烟颗粒和不同的干扰粒子对太赫兹波的衰减特性输入到连接太赫兹检测组件3中，当太赫兹检测组件3启动检测时，通过对不同颗粒太赫兹波的不同衰减阈值设定，得出检测的颗粒物是否为火灾烟颗粒。

本发明实施例的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，通过光源检测组件2和太赫兹检测组件3的配合，对火灾烟雾进行双重检测，当烟雾进入壳体1时候，光源检测组件2检测出烟雾时候，启动太赫兹检测组件3进行检测，通过对不同颗粒太赫兹波的不同衰减阈值设定，得出检测的颗粒物(例如烟雾中是否烟尘粒子、水雾颗粒)是否为火灾烟颗粒，提高了对不用颗粒物的识别率，改善了传统的感烟报警设备无法识别一些干扰粒子的缺点，降低了设备误报警率，提升了探测装置灵敏性，减少了资源浪费。

具体地，太赫兹检测组件3选取检测范围在0.1~3Thz，且太赫兹检测组件3的响应时间小于150ps。由于大气窗口频率段的太赫兹波在大部分颗粒物中的传输几乎不受影响，无法呈现在不同的颗粒物中传输的变化，而较高的吸收峰频率段的太赫兹波在大部分颗粒物中传输衰减过高，无法准确研究其传输特性，因此太赫兹检测组件3检测频率选取应避开大气窗口和较高吸收峰频率段，可以提高太赫兹检测组件3的灵敏性。

进一步地，壳体1包括底壳12、顶壳13和连接部14，底壳12、顶壳13和连接部14限定出安装腔11，连接部14上设有多个进烟口141，多个进烟口141沿壳体1的周向间隔设置。具体地，探测装置通过底壳12安装在墙体上，烟气通过进烟口141进入壳体1内，从而使得壳体1的设置更加合理。

进一步地，还包括迷宫组件5，迷宫组件5沿壳体1的周向设置在连接部14内，迷宫组件5的进口与进烟口141配合，以便防止杂质或者飞虫进入壳体1内。由于探测装置长时间暴露在空气中，将导致会有杂质或飞虫飞入壳体1内，因此设置迷宫组件5，可使得杂质或者飞虫难以进入壳体1内污染监测环境，从而保证光源检测组件2和太赫兹检测组件3检测结果的准确性，减小了探测装置的误报的概率。

进一步地，迷宫组件5包括多个迷宫单元51，迷宫单元51沿壳体1的周方向间隔设置壳体1内，迷宫单元51具有进口、出口以及烟气通道，且烟气进口位于进烟口141处。如图2所示，迷宫单元51包括第一连接件511和第二连接件512，第一连接件511和第二连接件512间隔设置以限定出S形的烟气通道，延长了进烟口141到安装腔11内的路径，使得迷宫组件5设置的更加合理。

进一步地，还包括风扇组件6，风扇组件6设在安装腔11内，以便将烟气抽入壳体1内。具体地，风扇组件6包括电机和扇叶61，电机设在壳体1的顶壳13内，且扇叶61设在连接部14内，发生火灾时，风扇组件6可以更快的将烟雾抽向探测装置周围，使烟雾能够更快的进入探测装置的壳体1内，从而提高探测装置的检测灵敏度。

进一步地，还包括光源挡板7，光源挡板7设在壳体1内，挡板7设在光源发射器21和光源接收器22之间，在壳体1内无烟雾时，光源发射器21发射的光源照射在挡板7上，光源发射器21发射的光束无法被光源接收器22接收，当出现烟雾时候，光源发射器21发出的光线经过烟雾散射进入接收器的有效探测区域，从而实现烟雾检测。

进一步地，光源发射器21的发射端与竖直方向的夹角在30°-60°之间，光源接收器22的接收端与竖直方向的夹角在30°-60°之间。由此，使得光源发射器21和光源接收器22设置的更加合理。

优选的，迷宫组件5和风扇组件6均可拆卸地安装在壳体1内，可以通过简易工具拆卸安装，方便不定时对迷宫组件5和风扇组件6进行清洗。

进一步地，还包括第一保护罩101和第二保护罩102，第一保护罩101和第二保护罩102可拆卸地安装在壳体1内，第一保护罩101罩在太赫兹发射器31上，第二保护罩102罩在太赫兹接收器32。第一保护罩101和第二保护罩102均为透明玻璃罩，从而保护太赫兹发射器31和太赫兹接收器32，当第一保护罩101和第二保护罩102外表沾染到灰尘或烟尘时，可以将第一保护罩101和第二保护罩102拆卸进行更换或清洗，保证了太赫兹检测组件3的检测结果的准确性。

优选的，第一保护罩101和第二保护罩102可通过卡扣、螺钉或螺栓等可拆卸地方式安装在壳体1内。

进一步地，还包括控制器8和报警器9，光源检测组件2、太赫兹检测组件3和报警器9均与控制器8相连，当光源接收器22和太赫兹接收器32接收到火情信号时，控制器8将控制报警器9发出警报。具体地，当光源检测组件2检测到壳体1内出现烟雾时，将信号传递给控制器8，控制器8将控制太赫兹检测组件3开始工作，当太赫兹检测组件3检测到火灾烟颗粒和干扰粒子时，将信号传递给控制器8，控制器8将控制报警器9发出警报。

进一步地，还包括无线通信模块10，无线通信模块10与控制器8相连，当控制器8收到太赫兹检测组件3地信号时，将控制器8将控制通信模块将信息发送至控制台，进行远程分析及可视化处理。

本发明实施例的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置的工作过程如下：

A)开启风扇组件6，使得风扇组件6将烟雾抽入壳体1内；

B）开启光源检测组件2，光源发射器21将发射光束照射在挡板7上，光源接收器22无法接收到光束，此时壳体1内无烟雾，当烟雾进入壳体1内，光束将发生散射进入光源接收器22的有效探测区域，使得而光源接收器22接收到光束，接收到光束的光源检测组将将信号传递给控制器8；

C）太赫兹检测组件3开启，控制器8控制太赫兹检测组件3开启，通过太赫兹检测组件3对烟雾中的粒子进行检测，太赫兹检测组件3检测出含有火灾烟颗粒将信号传递给控制器8；

D）控制器8开启报警器9和将信号传递给无线通信模块10，从而通知工作人员进行救火。

综上所述，本发明通过光源检测组件2和太赫兹检测组件3双重探测，加上迷宫组件5，优化火灾感烟探测灵敏度和误报警等情况，且迷宫组件5和风扇组件6相互配合，不仅提高了烟雾探测的灵敏性，也有效的防治了杂质或小飞虫等对探测器的污染，防止探测器内部因长时间放置造成积尘现象，降低了探测装置的误报警的几率。太赫兹检测组件3的感烟探测，完善了的光源检测组件2对一些烟雾的误报，提高了对火灾烟雾的识别率，光源检测组件2和太赫兹检测组件3的结合通过控制器8相连，提升了动作灵敏性，减少了资源浪费。

Claims (10)

1.一种结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有安装腔；

光源检测组件，所述光源检测组件包括光源发射器与光源接收器，所述光源发射器和所述接光源收器设在所述安装腔内，所述光源发射器的发射端和接收器的接收端相对设置，以便检测是否出现烟雾；

太赫兹检测组件，所述太赫兹检测组件包括太赫兹发射器和太赫兹接收器，所述太赫兹发射器和所述太赫兹接收器设在所述安装腔的内部，且所述太赫兹发射器和所述太赫兹接收器相对设置，以便对烟雾颗粒进行检测。

2.根据权利要求1所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，所述壳体包括底壳、顶壳和连接部，所述底壳、所述顶壳和所述连接部限定出所述安装腔，所述连接部上设有多个进烟口，多个所述进烟口沿所述壳体的周向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，还包括迷宫组件，所述迷宫组件沿所述壳体的周向设置在所述连接部内，所述迷宫组件的进口与所述进烟口配合，以便防止杂质或者飞虫进入壳体内。

4.根据权利要求3所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，所述迷宫组件包括多个迷宫单元，所述迷宫单元沿所述壳体的周方向间隔设置所述壳体内，所述迷宫单元具有进口、出口以及烟气通道，且所述烟气进口位于所述进烟口处。

5.根据权利要求1所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，还包括风扇组件，所述风扇组件设在所述安装腔内，以便所述将所述烟气抽入所述壳体内。

6.根据权利要求7所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，还包括光源挡板，所述光源挡板设在所述壳体内，所述挡板设在所述光源发射器和所述光源接收器之间，在壳体内无烟雾时，所述光源发射器发射的光源照射在挡板上，所述光源接收器无法接收光源。

7.根据权利要求6所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，所述光源发射器的发射端与竖直方向的夹角在30°-60°之间，

所述光源接收器的接收端与竖直方向的夹角在30°-60°之间。

8.根据权利要求1所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，还包括第一保护罩和第二保护罩，所述第一保护罩和所述第二保护罩可拆卸地安装在所述壳体内，所述第一保护罩罩在所述太赫兹发射器上，所述第二保护罩罩在所述太赫兹接收器。

9.根据权利要求1所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置，其特征在于，还包括控制器和报警器，所述光源检测组件、所述太赫兹检测组件和所述报警器均与所述控制器相连，当所述光源接收器和所述太赫兹接收器接收到火情信号时，所述控制器将控制所述报警器发出警报。

10.一种检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A）将结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置安装在墙体上，所述结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置为上述权利要求1-9任一所述的结合太赫兹波检测的火灾感烟探测装置,

B)开启风扇组件，使得风扇组件将烟雾抽入壳体内；

C）开启光源检测组件，光源发射器将发射光束照射在挡板上，光源接收器无法接收到光束，此时壳体内无烟雾，当烟雾进入壳体内，光束将发生散射进入光源接收器的有效探测区域，使得而光源接收器接收到光束，接收到光束的光源检测组将将信号传递给控制器；

D）太赫兹检测组件开启，控制器控制太赫兹检测组件开启，通过太赫兹检测组件对烟雾中的粒子进行检测，太赫兹检测组件检测出含有火灾烟颗粒将信号传递给控制器；

E）控制器开启报警器和将信号传递给无线通信模块。

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