CN114170777A - 一种用于光电式检测器的迷宫装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光电式检测器的迷宫装置。包括迷宫座、扣合在所述迷宫座上下表面的一对盖板以及设置在所述迷宫座内的发射元件、接收元件和迷宫光路陷阱，发射元件和接收元件并排设置，并与所述迷宫光路陷阱相对设置，所述迷宫座的左右两端均具有气流通道，两个气流通道的结构可相同可不同，所述迷宫光路陷阱以发射元件的光轴为中心轴对称排布，本发明不仅体积小，且能够保证有效光信号的传输、无效光信号和外部干扰光的抑制，从而使得检测更加准确和高效。

Description

一种用于光电式检测器的迷宫装置

技术领域

本发明涉及微颗粒检测器，具体涉及一种用于光电式检测器的迷宫装置。

背景技术

现有不少设备，如电气设备、配电箱、动力电池组等为监控其内部火灾风险，在其内部要求安装烟雾探测器。而烟雾探测器监测烟雾，则需要烟雾气流流经其内部，方能保证监测的效果，而这些设备内部结构多较逼仄狭窄，多半难以为传统烟感提供安装空间，勉强安装，往往放置不到合适的气流传导通道内，而影响监测效果；简单地压缩空间尺寸，而无法顾及为检测电路提供基本的光路和进、出气，因此效果不佳，容易漏报或误报。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于光电式检测器的迷宫装置，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于光电式检测器的迷宫装置，包括迷宫座和扣合在所述迷宫座上下端的一对盖板，还包括相对设置在所述迷宫座内的检测组件和迷宫光路陷阱，所述迷宫座的左右两端均具有气流通道，所述气流通道用于被检气体的流动和扩散，所述迷宫光路陷阱以所述检测组件的发射元件的光轴为中心轴对称排布。

进一步地，所述迷宫光路陷阱包括三角槽和对称设置在所述三角槽两侧的若干个迷宫导板，所述三角槽为等腰三角形。

更进一步地，所述三角槽的一中心线与所述中心轴重合，若干个迷宫导板的倾角随着离所述中心轴的距离而改变，以跟随所述发射元件的发射光线的入射角度的变化。

更进一步地，相邻两个迷宫导板之间形成迷宫通道，所述迷宫通道的两端面均具有不与所述三角槽的底边平行的斜面。

更进一步地，所述检测组件包括设置在所述迷宫座内且同向放置在所述迷宫光路陷阱对面的发射元件、接收元件、防尘罩和隔离板,所述隔离板被置于所述发射元件与所述接收元件之间，所述防尘罩罩设在所述隔离板、所述发射元件和所述接收元件外。

更进一步地，所述防尘罩相对所述迷宫光路陷阱一侧的外表面为弧面。

进一步地，当设计为单向进出气结构时，两个所述气流通道的结构不同，右侧的气流通道为进气通道，左侧的气流通道为出气通道，所述进气通道设置于所述迷宫座右侧的中部，所述出气通道位于所述迷宫座左侧的上下端。

更进一步地，所述进气通道的上下内壁均具有波浪面和若干个第一凝露槽，所述出气通道由所述迷宫座的左端的上下端面与上下两个盖板构成，与相应盖板相对的所述出气通道的底壁上开设有至少一个第二凝露槽和一与所述盖板的折弯部相适配的台阶。

进一步地，所述迷宫座上靠近气流出气口的一侧开设有若干个辅助气流槽，所述盖板上开设有若干个百叶窗，所述辅助气流槽和所述百叶窗均辅助排气，且所述辅助气流槽与一部分迷宫通道相贯通，所述百叶窗与所述迷宫座的内部贯通。

进一步地，当设计为双向进出气结构时，两个所述气流通道的结构相同，右侧的所述气流通道为进气通道或出气通道，左侧的所述气流通道相对应为出气通道或进气通道，两个所述气流通道的上下内壁均具有波浪面和若干个第三凝露槽。

从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：

1.本发明在实现超薄结构以在适应逼仄、狭小空间安装条件的同时，设计了与结构相适应的光路结构和有效的迷宫光路陷阱，使迷宫光路陷阱依旧可以有效地抑制反射光、直射光，这样不仅保能证对散射光检测的灵敏度和分辨率，同时能明显降低误报因素，此外，合理的进、出气通道和防虫防凝露结构，也能保证迷宫光路陷阱的进、出气效率，抑制了非烟雾干扰因素，为设计高效、准确的感烟报警器提供很好的基本光路和进、出气条件，大大提高了烟雾检测效果的准确性。

2.本发明中的进气通道和出气通道均比较窄，在保证有效进出气的同时，还能使采集盒的防虫能力符合产品国标。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的一种实施例的立体图。

图2为本发明的一种实施例的检测组件的立体图。

图3为图2的又一立体图。

图4为本发明的一种实施例的迷宫座的结构示意图。

图5为本发明的一种实施例的迷宫座的俯视图。

图6为本发明的一种实施例的盖板的立体图。

图7为本发明的一种实施例的进气通道的一种结构示意图。

图8为本发明的一种实施例的进气通道的又一种结构示意图。

图9为本发明的一种实施例的出气通道的一种结构示意图。

图10为图9的又一结构示意图。

图11为本发明的另一种实施例的气流通道的一种结构示意图。

图12为本发明的另一种实施例的气流通道的又一种结构示意图。

附图标记列表：

迷宫座1、辅助气流槽11、第一通道12、第一凝露槽121、波浪面122、第二通道13、第二凝露槽131、台阶132、第三通道14、第三凝露槽141；

盖板2、折弯部21、百叶窗22；

检测组件3、PCB板31、防尘罩32、隔离板33、发射元件34、接收元件35；

迷宫光路陷阱4、三角槽41、迷宫导板42、斜面421、迷宫通道422。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

现有不少设备，如电气设备、配电箱、动力电池组等为监控其内部火灾风险，在其内部要求安装烟雾探测器。烟雾探测器监测烟雾，需要烟雾气流流经其内部，方能保证监测的效果。而这些设备内部结构多较逼仄狭窄，多半难以为传统烟感提供安装空间。若勉强安装，则往往放置不到合适的气流传导通道内，而影响监测效果。若仅是简单地压缩空间尺寸，就无法顾及为检测电路提供合适的光路和气流进、出气通道，因此效果不佳，容易误报。而迷宫的气流通道结构、光路设计、光电信号驱动、放大和控制电路板的安装结构是光电式微颗粒检测器设计的几项重要环节。迷宫结构在保证包含微颗粒的气流顺利进入检测空腔的同时，其内部的光路结构设计，要求有效降低直射光、反射光等透射光的传输，尽可能提高微小颗粒的散射光在光电接收管接收到的光线中的占比；还需抑制外部干扰光，和阻隔飞虫进入。这就需要电路PCB上的光电元件LED和PD的安装方式及其自身的安装方式与光路结构相匹配。而要兼顾这些都需要一定的装配空间。现有的光电式微颗粒检测器的迷宫的高度一般都大于20mm，因此难以适用于逼仄、狭窄空间。要解决这一问题不是简单地需选用小体积的SMD光电元件，缩小PCB板子尺寸就能解决。还需要保证微颗粒气流能够有效进入迷宫的通道，和配套的光路设计，保证有效光信号的传输，和无效光信号和外部干扰光的抑制；由于多个物理量共用一狭窄空间，要都做到每项都优化，基本上是不现实的。因此需兼顾彼此、找到优化平衡点，为实现这一目的我们提出了以下解决方案。

实施例1

参考图1至图10，如图1所示的一种用于光电式检测器的迷宫装置，包括迷宫座1和扣合在所述迷宫座1上下表面的一对盖板2，还包括设置在所述迷宫座1内的检测组件3和迷宫光路陷阱4，所述检测组件3和所述迷宫光路陷阱4相向设置，所述迷宫座1的左右两端均设有气流通道，所述气流通道用于被检气体的流动和扩散，所述迷宫光路陷阱4以所述检测组件3的发射元件34的光轴为中心轴对称排布。

优选地，所述迷宫座1限定在长l=80～90mm,宽w=50～60mm，高h=12mm的矩形空间内，宽边放置所述气流通道，其中，所述气流通道设置在宽边的左端和右端，长边两侧则相对放置检测组件3和迷宫光路陷阱4。

优选地，所述迷宫座1为塑料件。

如图4和图5，所述迷宫光路陷阱4包括三角槽41和对称设置在所述三角槽41左右两侧的若干个迷宫导板42。所述三角槽41为中心线与所述中心轴重合的等腰三角形。若干个迷宫导板42的倾角随着离所述中心轴的距离而改变，以跟随所述发射元件34的发射光线的入射角度的变化。

优选地，所述三角槽41为顶角不小于40°且不大于于90°的等腰三角形，所述迷宫导板42可以是平板，也可以是弧形板。

优选地，所述三角槽41的顶尖对准所述发射元件34的光轴，能够使得从发射元件34处射出的入射光尽可能在迷宫座1的内部反射，而不是直接被反射回来被接收元件35接收，即接收元件35接收的光尽可能不是发射元件34发出的光直接被所述迷宫座1的侧壁反射回来的，而是经过微粒子反射回来的光，从而尽可能多地对迷宫座1内的微粒子进行检测，使得检测值更加准确。

优选地，所述迷宫导板42与长边成一定倾角，迷宫导板42的倾角以三角槽41的中心轴为中心对称设置，同时倾角随离中心轴的距离的改变而改变，以跟随所述发射元件34的发射光线入射角度的变化，参见图5。发射元件34的光学中心轴与迷宫导板42的中心轴相对，大致位于迷宫座1的长边的中心轴。

优选地，相邻两个迷宫导板42之间形成迷宫通道422，所述迷宫通道422的两端均具有斜面421。所述斜面421不与所述三角槽41的底边平行，具有一定倾角，能够进一步防止LED发出的光直接反射回来被PD接收。

如图2和图3，所述检测组件3包括设置在所述迷宫座1内同向放置在所述迷宫光路陷阱4对面的发射元件34、防尘罩32、隔离板33和接收元件35，所述接收元件35和所述发射元件34间隔设置，所述隔离板33被置于所述接收元件35和所述发射元件34之间，所述防尘罩32罩设在所述隔离板33、所述发射元件34和所述接收元件35外。

优选地，所述迷宫光路陷阱4的对面设有PCB板31，所述发射元件34、所述防尘罩32、所述隔离板33和所述接收元件35均放置在所述PCB板31上，所述隔离板33的底部嵌设在所述PCB板31内。

优选地，所述PCB板31一般情况下为平行于迷宫座1的高度方向放置，当选用直插的光电器件时，PCB板31面积较大也可倾斜放置，使通讯与电源接口方向平行于PCB板31或平行于迷宫座1的侧面即可。

优选地，所述发射元件34为LED光源，所述接收元件35为PD。

优选地，感烟器的工作原理为，将烟感器放置在密闭的环境中，使得带有微粒子的气流从进气通道12进入迷宫座1内，LED发出光，光射到微粒子上再反射给PD,PD将微粒子发射的光进行接收，从而对迷宫座1内的微粒子量进行检测，最终气流带着微粒子从出气通道13排出。

优选地，在一般的光电感烟探测器等微颗粒检测产品中，光源LED和光接受器PD一般多以相向放置以获得较佳的散射信号接收效率。但这样放置方式需要一定的空间，通常需要30mm以上的高度空间，因此无法在高度不超过20mm的狭窄空间中实现。为在这样狭窄空间或者高度更小的空间实现微粒子的光学散射特性测试，我们将LED和PD同向并排放置，实现了PCB板31的侧向放置，为狭窄空间实现了散射检测，留出了足够的检测空间，此外，LED和PD之间放置隔离板33，能够隔断LED到PD的光直射信号，从而提高检测结果的准确性。

优选地，PCB板31上放置隔离板33处开有一浅槽，使得隔离板33的底端嵌入浅槽中。

优选地，所述防尘罩32为透光罩，且所述防尘罩32相对所述迷宫光路陷阱4的一侧的外表面为弧形面。

优选的，所述弧形面可以是圆柱的圆形面，也可以是椭圆柱的椭圆面，所述防尘罩32的弧状外形能汇聚高度方向上的光线。所述防尘罩32不仅具有防尘的作用，还能起到限制其纵向（高度）方向的光的发射角和汇聚散射光的作用。

优选地，所述防尘罩32和所述隔离板33可设为一体结构，所述隔离板33的高度合适，既能起到隔断LED发射光直接被PD接收的途径，又不能阻断散射光传递到PD的途径。

优选地，在用于气流单向流动场合时，所述气流通道设计为单向进出气结构，两个所述气流通道为两个不同的结构，右侧的流动通道为进气通道，左侧的流动通道为出气通道。

如图7和图9，所述进气通道为第一通道12，所述出气通道为第二通道13。

优选地，所述第一通道12位于所述所述迷宫座1的右端的中部，所述第一通道12将所述迷宫座1的右端分隔为上下两部分，进口处呈喇叭口状。

如图8，所述第一通道12的上下端端面均具有波浪面122和若干个第一凝露槽121，波浪面122能够有效防止外部直射光线从进气通道12进入迷宫座1内而影响检测结果。

如图9，所述第二通道13由所述迷宫座1的左端的上下端面与上下两个盖板2构成，所述第二通道13的数量为两个，两个第二通道13分别位于第一通道12的上下两侧，与相应的盖板2相对的所述第二通道13的底壁上开设有若干个第二凝露槽131。

优选地，所述第一凝露槽121和所述第二凝露槽131均用于收集和凝聚气流中的露水或露珠，从而减少对散射光的检测分辨率和灵敏度的影响。

如图10，作为图9的优选方案，所述第二通道13处设有台阶132，所述台阶132位于所述迷宫座1的左端端部的上侧和下侧。

如图6，所述盖板2的一端设有折弯部21，所述折弯部21和所述台阶132相适配，所述折弯部21和所述台阶132相配合，能够进一步阻挡直射光。

优选地，所述第一通道12和所述第二通道13的最窄处高度为1mm，能够有效防止外部光线进入，也能防止飞虫进入，其防虫能力符合产品国标。

优选地，所述盖板2上开设有若干个百叶窗22，所述百叶窗22位于所述盖板2上靠近所述折弯部21的一端，所述百叶窗22设置方向与地球重力方向对应，以方便迷宫中的凝露在自身重力的作用下自动排出。

优选地，所述盖板2为金属材质，内表面为光滑镜面，涂覆黑色憎水涂料。

如图5，所述迷宫座1上开设有若干个辅助气流槽11，所述辅助气流槽11设置在所述迷宫座1上靠近所述第二通道13的一端外侧，且若干个辅助气流槽11和一部分所述迷宫通道422相贯通，所述辅助气流槽11设置在迷宫座1的外侧，且靠近所述出气通道13，能够使得迷宫座1外面的气流经过时，对内部形成负压，从而使得迷宫座1内的气流从出气通道13排出，进而迷宫座1外面的气流从进气通道12进入内部，从而形成微型气流流动，有助于提高检测的准确性。

实施例2

本实施例2中的结构除了第三通道14、折弯部21的结构与实施例1中不同以外，其余结构均相同。

在用于气流双向流动场合时，所述气流通道设计为双向进出气结构，两个所述气流通道的结构相同，右侧的流动通道为进气通道或出气通道，左侧的流动通道相对应为出气通道或进气通道。

如图11，所述出气通道和所述进气通道均为第三通道14。

优选地，所述迷宫座1左端的所述第三通道14为进气通道时，所述迷宫座1右端的所述第三通道14为出气通道，当所述迷宫座1左端的所述第三通道14为出气通道时，所述迷宫座1右端的所述第三通道14为进气通道。

优选地，两个第三通道14的结构关于所述迷宫座1的长度方向左右对称，且均位于所述迷宫座1的中部。

优选地，在实施例2中，所述盖板2为一平板，靠近所述出气通道的一端设有百叶窗22。

如图12，作为图11的优选方案，两个第三通道14的上下端面均具有波浪面122，波浪面既能配合阻挡直射光，也能起到防虫的作用。

优选地，两个第三通道14的上下内壁均开设有若干个第三凝露槽141。

本发明体积小，能够适用于逼仄、狭窄的空间，且气流为单向流动的环境中，通过将发射元件34和所述接收元件35同向设置，并在其间设置隔离板33，以及将迷宫通道422的端部设置成倾斜状，能够保证有效光信号的传输，以及无效光信号和外部干扰光的抑制，根据不同的气流流动场合，气流通道的结构可同可不同，在出气通道13处设置台阶132和在进气通道12处设置波浪面122，既能防虫，又能有效阻隔外部光直射进入迷宫座1内，从而使得检测效率更高。

以上所述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，本发明实施例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 (10)

1.一种用于光电式检测器的迷宫装置，包括迷宫座（1）和扣合在所述迷宫座（1）上下端的一对盖板（2），其特征在于，还包括相对设置在所述迷宫座（1）内的检测组件（3）和迷宫光路陷阱（4），所述迷宫座（1）的左右两端均具有气流通道，所述气流通道用于被检气体的流动和扩散，所述迷宫光路陷阱（4）以所述检测组件（3）的发射元件（34）的光轴为中心轴对称排布。

2.根据权利要求1所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，所述迷宫光路陷阱（4）包括三角槽（41）和对称设置在所述三角槽（41）两侧的若干个迷宫导板（42），所述三角槽（41）为等腰三角形。

3.根据权利要求2所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，所述三角槽（41）的一中心线与所述中心轴重合，若干个迷宫导板（42）的倾角随着离所述中心轴的距离而改变，以跟随所述发射元件（34）的发射光线的入射角度的变化。

4.根据权利要求2所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，相邻两个迷宫导板（42）之间形成迷宫通道（422），所述迷宫通道（422）的两端面均具有不与所述三角槽（41）的底边平行的斜面（421）。

5.根据权利要求2所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，所述检测组件（3）包括设置在所述迷宫座（1）内且同向放置在所述迷宫光路陷阱（4）对面的发射元件（34）、接收元件（35）、防尘罩（32）和隔离板（33）,所述隔离板（33）被置于所述发射元件（34）与所述接收元件（35）之间，所述防尘罩（32）罩设在所述隔离板（33）、所述发射元件（34）和所述接收元件（35）外。

6.根据权利要求5所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，所述防尘罩（33）相对所述迷宫光路陷阱（4）一侧的外表面为弧面。

7.根据权利要求1所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，当设计为单向进出气结构时，两个所述气流通道的结构不同，右侧的气流通道为进气通道，左侧的气流通道为出气通道，所述进气通道设置于所述迷宫座（1）右侧的中部，所述出气通道位于所述迷宫座（1）左侧的上下端。

8.根据权利要求7所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，所述进气通道的上下内壁均具有波浪面（122）和若干个第一凝露槽（121），所述出气通道由所述迷宫座（1）的左端的上下端面与上下两个盖板（2）构成，与相应盖板（2）相对的所述出气通道的底壁上开设有至少一个第二凝露槽（131）和一与所述盖板（2）的折弯部（21）相适配的台阶（132）。

9.根据权利要求1所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，所述迷宫座（1）上靠近气流出气口的一侧开设有若干个辅助气流槽（11），所述盖板（2）上开设有若干个百叶窗（22），所述辅助气流槽（11）和所述百叶窗（22）均辅助排气，且所述辅助气流槽（11）与一部分迷宫通道（422）相贯通，所述百叶窗（22）与所述迷宫座（1）的内部贯通。

10.根据权利要求1所述的用于光电式检测器的迷宫装置，其特征在于，当设计为双向进出气结构时，两个所述气流通道的结构相同，右侧的所述气流通道为进气通道或出气通道，左侧的所述气流通道相对应为出气通道或进气通道，两个所述气流通道的上下内壁均具有波浪面（122）和若干个第三凝露槽（141）。

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