CN116242751A - 一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法 - Google Patents

一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116242751A
CN116242751A CN202211096127.9A CN202211096127A CN116242751A CN 116242751 A CN116242751 A CN 116242751A CN 202211096127 A CN202211096127 A CN 202211096127A CN 116242751 A CN116242751 A CN 116242751A
Authority
CN
China
Prior art keywords
infrared
unit
blue light
photoelectric conversion
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211096127.9A
Other languages
English (en)
Inventor
牟郁琳
鲁明东
谭业超
刘玉玺
时晓彤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yantai Chungway New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Yantai Chungway New Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yantai Chungway New Energy Technology Co Ltd filed Critical Yantai Chungway New Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202211096127.9A priority Critical patent/CN116242751A/zh
Publication of CN116242751A publication Critical patent/CN116242751A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/075Investigating concentration of particle suspensions by optical means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法,红外发射单元用于发出红外光,蓝光发射单元用于发出蓝光,红外光电转换单元用于接收红外光并将接收到的光信号转换成电信号,蓝光光电转换单元用于接收蓝光并将接收到的光信号转换成电信号,红外信号放大单元用于放大红外光电转换单元转换的电信号,蓝光信号放大单元用于放大蓝光光电转换单元转换的电信号,运算单元用于计算蓝光信号放大单元放大的电信号与红外信号放大单元放大的电信号的差值,所述红外信号放大单元和蓝光信号放大单元的放大倍数相同,在无烟状态时,所述红外光电转换单元和蓝光发射单元的初始电信号相同。有益效果:实时判断,连续探测,探测精度高。

Description

一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法
技术领域
本发明涉及火灾探测技术领域,具体涉及一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法。
背景技术
光电烟雾探测器是通过测量烟雾颗粒散射光强度(体积浓度)来判断火灾,当入射光照射到烟雾颗粒后,烟雾颗粒会将入射光向各个方向散射,接收装置收到的光强达到阈值时便会报警。一般的实现方法是使用近红外光电探测技术,然而近年来随着对光电烟雾探测器的深入研究发现红外光束式烟雾探测器普遍存在易受环境中灰尘和水蒸汽等非火灾气溶胶的干扰,误报率高的突出问题,而且随着近年来对火灾烟雾的基础研究发现一个事实,即“灰尘、水蒸气等非烟雾颗粒比烟雾颗粒大”,非烟雾颗粒直径多集中在1~100微米,烟雾颗粒直径则多集中在0.01~1微米。由此,出现了利用多波长光的散射特性与烟雾粒径的关系来判别火灾气溶胶与非火灾气溶胶颗粒的烟雾探测器。
目前市面上多采用双波长烟雾探测器,但目前的双波长烟雾探测器多采用两发一收的光电结构,在电路设置上须采用光信号分离技术对两种光信号进行分离、采集,电路结构复杂,而且虽然利用了烟雾颗粒对双波长的散射特性,但多是分别采集一个周期内红外光与蓝光的ADC信号并根据蓝光与红外光ADC信号的比值关系判断探测器是否受到非火灾气溶胶颗粒的干扰,无法实现实时判断,连续监测,而且探测精度低。
发明内容
本发明的目的克服现有技术的不足,提供一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法,采用双发双收电路结构,实时判断,连续探测,探测精度高。
本发明的目的是通过以下技术措施达到的:一种双波长烟雾探测器的探测电路,包括控制单元、红外光发射单元、蓝光发射单元、红外光电转换单元、红外信号放大单元、蓝光光电转换单元、蓝光信号放大单元和运算单元,所述红外发射单元用于发出红外光,所述蓝光发射单元用于发出蓝光,所述红外光电转换单元用于接收红外光并将接收到的光信号转换成电信号,所述蓝光光电转换单元用于接收蓝光并将接收到的光信号转换成电信号,所述红外信号放大单元用于放大红外光电转换单元转换的电信号,所述蓝光信号放大单元用于放大蓝光光电转换单元转换的电信号,所述运算单元用于计算蓝光信号放大单元放大的电信号与红外信号放大单元放大的电信号的差值,所述控制单元分别与红外光发射单元、蓝光发射单元、红外信号放大单元、蓝光信号放大单元和运算单元连接,所述红外信号放大单元和蓝光信号放大单元的放大倍数相同,在无烟状态时,所述红外光电转换单元和蓝光发射单元的初始电信号相同。
进一步地,所述运算单元包括第一运算放大器、第一匹配电阻、第二匹配电阻和第一反馈电阻,所述第一匹配电阻的一端与蓝光信号放大单元连接,所述第一匹配电阻的另一端与第一运算放大器的第一输入端连接,所述第二匹配电阻的一端与红外信号放大单元连接,所述第二匹配电阻的另一端与第一运算放大器的第二输入端连接,所述第一反馈电阻的一端与第一运算放大器的第一输入端连接,所述第一反馈电阻的另一端与第一运算放大器的输出端连接,所述第一运算放大器的输出端还与控制单元连接。
进一步地,所述运算单元还包括第三匹配电阻,所述第三匹配电阻的一端与第一运算放大器的第二输入端连接,所述第三匹配电阻的另一端接地。
进一步地,所述第一匹配电阻和第二匹配电阻的电阻值相同,所述第一反馈电阻和第三匹配电阻的电阻值相同。
进一步地,所述红外光电转换单元包括红外接收管和第一电位器,所述红外接收管的一端与电源连接,所述红外接收管的另一端与第一电位器的一端连接,所述第一电位器的另一端接地;所述蓝光光电转换单元包括蓝光接收管和第二电位器,所述蓝光接收管的一端与电源连接,所述蓝光接收管的另一端与第二电位器的一端连接,所述第二电位器的另一端接地。
进一步地,所述红外信号放大单元包括第二运算放大器和第二反馈电阻,所述第二运算放大器的同向输入端与红外光电转换单元连接,所述第二运算放大器的输出端与运算单元连接,所述第二反馈电阻的一端与第二运算放大器的同向输入端连接,所述第二反馈电阻的另一端与第二运算放大器的输出端连接,所述第二运算放大器的反向输入端接地。
进一步地,所述蓝光信号放大单元包括第三运算放大器和第三反馈电阻,所述第三运算放大器的同向输入端与蓝光光电转换单元连接,所述第三运算放大器的输出端与运算单元连接,所述第三反馈电阻的一端与第三运算放大器的同向输入端连接,所述第三反馈电阻的另一端与第三运算放大器的输出端连接,所述第三运算放大器的反向输入端接地。
进一步地,所述红外光发射单元包括红外发射管、第一开关和第一阻流电阻,所述红外发射管的一端与电源连接,所述红外发射管的另一端与第一开关的第一端连接,所述第一开关的第二端与第一阻流电阻的一端连接,所述第一阻流电阻的另一端接地,所述第一开关的控制端与控制单元连接。
进一步地,所述蓝光发射单元包括蓝光发射管、第二开关和第二阻流电阻,所述蓝光发射管的一端与电源连接,所述蓝光发射管的另一端与第二开关的第一端连接,所述第二开关的第二端与第二阻流电阻的一端连接,所述第二阻流电阻的另一端接地,所述第二开关的控制端与控制单元连接。
一种双波长烟雾探测器的探测方法,包括如下步骤:
步骤1、控制单元控制红外光发射单元和蓝光发射单元同时发出红外光和蓝光,在无烟状态时,将红外光电转换单元和蓝光光电转换单元的初始电信号调节一致;
步骤2、当有烟雾时,红外光电转换单元和蓝光光电转换单元分别接收红外光和蓝光并将光信号转换成电信号,同时控制单元实时获取经红外信号放大单元和蓝光信号放大单元放大后的电信号,并与预设的红外光和蓝光的电信号报警阈值进行比较,若红外光和蓝光均未达到报警阈值,则继续获取红外光和蓝光的电信号;
步骤3、若红外光和蓝光中至少有一个达到了报警阈值,则控制单元获取运算单元计算的蓝光与红外光电信号的差值,并与预设的差值阈值进行比较,若大于差值阈值,则发出烟雾告警;否则,若红外光达到了报警阈值,则发出干扰信号提示。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:所述探测电路设置了双发双收的探测器电路,无需进行光信号的分离,红外光和蓝光分别接收转换,互不影响,而且红外光和蓝光可以同时发射、同时接收,实现电信号的实时获取判断,探测器的连续监测。光电转换单元转换后的电信号经过信号放大单元进行信号放大,提高对微弱信号的响应灵敏度。在无烟状态时,红外光电转换单元和蓝光光电转换单元设置相同的初始电信号,以及红外信号放大单元与蓝光信号放大单元采用相同的放大倍数,可以实现在发生火灾释放出大量烟雾时,红外光电转换单元及蓝光光电转换单元转换的实时电信号值即为因火灾释放的烟雾而造成电信号的变化,排除了环境因素造成电信号变化的影响,而且采用相同的放大倍数使运算单元计算的差值即为蓝光与红外光实时电信号的差值,实现了对火灾烟雾的精准探测。本申请直接利用运算电路获得信号差值,减少了信号转换过程中的衰减,能够更加灵敏地检测到信号差值,而且本申请中的检测信号为连续性的信号,能够更加及时准确地探测出火灾烟雾。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明探测电路的结构框图。
图2是本发明探测电路的原理示意图。
图3是红外光和蓝光对颗粒大小的灵敏度示意图。
其中,1、控制单元,2、第一运算放大器,3、第二匹配电阻,4、第一匹配电阻,5、第一反馈电阻,6、第三匹配电阻,7、第二运算放大器,8、第二反馈电阻,9、第三运算放大器,10、第三反馈电阻,11、第一电位器,12、红外接收管,13、第二电位器,14、蓝光接收管,15、红外发射管,16、第一开关,17、第一阻流电阻,18、蓝光发射管,19、第二开关,20、第二阻流电阻。
具体实施方式
如图1至3所示,一种双波长烟雾探测器的探测电路,包括控制单元1、红外光发射单元、蓝光发射单元、红外光电转换单元、红外信号放大单元、蓝光光电转换单元、蓝光信号放大单元和运算单元,所述红外发射单元用于发出红外光,所述蓝光发射单元用于发出蓝光,所述红外光电转换单元用于接收红外光并将接收到的光信号转换成电信号,所述蓝光光电转换单元用于接收蓝光并将接收到的光信号转换成电信号,所述红外信号放大单元用于放大红外光电转换单元转换的电信号,所述蓝光信号放大单元用于放大蓝光光电转换单元转换的电信号,所述运算单元用于计算蓝光信号放大单元放大的电信号与红外信号放大单元放大的电信号的差值,所述控制单元1分别与红外光发射单元、蓝光发射单元、红外信号放大单元、蓝光信号放大单元和运算单元连接,具体的,所述控制单元1用于控制红外光发射单元和蓝光发射单元发光,所述控制单元1还用于获取经红外放大单元及蓝光信号放大单元放大后的电信号,所述控制单元1还用于获取运算单元计算的差值并根据差值判断探测器是要发出烟雾告警还是提示信号干扰。所述红外信号放大单元和蓝光信号放大单元的放大倍数相同,在无烟状态时,所述红外光电转换单元和蓝光发射单元的初始电信号相同。所述探测电路设置了双发双收的探测器电路,无需进行光信号的分离,红外光和蓝光分别接收转换,互不影响,而且红外光和蓝光可以同时发射、同时接收,实现电信号的实时获取判断,探测器的连续监测。蓝光光电转换单元及红外光电转换单元转换后的电信号分别经过蓝光信号放大单元及红外信号放大单元进行信号放大,提高对微弱信号的响应灵敏度。而且在无烟状态即未发生火灾时,红外光电转换单元和蓝光光电转换单元设置相同的初始电信号,以及红外信号放大单元与蓝光信号放大单元采用相同的放大倍数,可以实现在发生火灾释放出大量烟雾时,红外光电转换单元及蓝光光电转换单元转换的实时电信号值即为因火灾释放的烟雾而造成电信号的变化,排除了环境因素造成电信号变化的影响,而且采用相同的放大倍数使运算单元计算的差值即为蓝光与红外光实时电信号的差值,实现了对火灾烟雾的精准探测。
所述运算单元包括第一运算放大器2、第一匹配电阻4、第二匹配电阻3和第一反馈电阻5,所述第一匹配电阻4的一端与蓝光信号放大单元连接,所述第一匹配电阻4的另一端与第一运算放大器2的第一输入端连接,所述第二匹配电阻3的一端与红外信号放大单元连接,所述第二匹配电阻3的另一端与第一运算放大器2的第二输入端连接,所述第一反馈电阻5的一端与第一运算放大器2的第一输入端连接,所述第一反馈电阻5的另一端与第一运算放大器2的输出端连接,所述第一运算放大器2的输出端还与控制单元1连接。进一步优选,所述第一输入端为同向输入端,所述第二输入端为反向输入端。本申请中通过第一运算放大器2、第一匹配电阻4、第二匹配电阻3和第一反馈电阻5的设置实现了直接通过电路实时获得蓝光与红外光电信号的差值,相比于现有技术中先通过ADC将蓝光和红外光的电信号转换成数字信号再进行数字信号的计算,本申请减少了信号转换过程中的衰减,能够更加灵敏地检测到信号差值,而且本申请中的检测信号为连续性的信号,能够更加及时准确地探测出火灾烟雾。
所述运算单元还包括第三匹配电阻6,所述第三匹配电阻6的一端与第一运算放大器2的第二输入端连接,所述第三匹配电阻6的另一端接地。进一步地,所述第一匹配电阻4和第二匹配电阻3的电阻值相同,所述第一反馈电阻5和第三匹配电阻6的电阻值相同。进一步地,第一匹配电阻4和第二匹配电阻3及第一反馈电阻5和第三匹配电阻6可根据用户需要选择阻值的大小。通过第一匹配电阻4和第二匹配电阻3的电阻值相同及第一反馈电阻5和第三匹配电阻6的电阻值相同使运算单元的对信号差值的放大倍数为第一反馈电阻5与第一匹配电阻4的比值,通过选取合适的阻值大小,实现阻抗匹配,达到用户需要的放大倍数,保证运算结果的准确、可靠。
所述红外光电转换单元包括红外接收管12和第一电位器11,所述红外接收管12的一端与电源连接,所述红外接收管12的另一端与第一电位器11的一端连接,所述第一电位器11的另一端接地,所述红外接收管12与第一电位器11的连接处还与第二运算放大器7的同向输入端连接;所述蓝光光电转换单元包括蓝光接收管14和第二电位器13,所述蓝光接收管14的一端与电源连接,所述蓝光接收管14的另一端与第二电位器13的一端连接,所述第二电位器13的另一端接地,所述蓝光接收管14与第二电位器13的连接处还与第三运算放大器9的同向输入端连接。具体的,所述控制单元1还用于分别获取第一电位器11和第二电位器13两端的电压信号。所述红外接收管12为红外光电二极管,所述红外接收管12的可检测的频谱范围为800-1000nm,对波长940nm红外光具有高的响应灵敏度。所述蓝光接收管14为蓝色光电二极管,所述蓝光接收管14的可检测的频谱范围为420-675nm,对波长470nm红外光具有高的响应灵敏度。红外接收管12和蓝光接收管14在接收到光线时,会产生电流,由于红外接收管12和蓝光接收管14对光线的响应不同,所以在同样光线的照射下会产生不同大小的电流,进而导致初始响应值不同,本申请通过调节第一电位器11和第二电位器13的阻值,在电池未发生热失控即无热失控烟雾时,可将第一电位器11与第二电位器13两端的电压调节一致,并以第一电位器11和第二电位器13两端的电压信号作为红外光和蓝光的响应信号,通过将初始响应信号调节一致可避免环境光线及环境中烟雾及非烟雾的影响,减少因环境因素发生误报的情况。
所述红外信号放大单元包括第二运算放大器7和第二反馈电阻8,所述第二运算放大器7的同向输入端与红外光电转换单元连接,所述第二运算放大器7的输出端与运算单元连接,所述第二反馈电阻8的一端与第二运算放大器7的同向输入端连接,所述第二反馈电阻8的另一端与第二运算放大器7的输出端连接,所述第二运算放大器7的反向输入端接地。
所述蓝光信号放大单元包括第三运算放大器9和第三反馈电阻10,所述第三运算放大器9的同向输入端与蓝光光电转换单元连接,所述第三运算放大器9的输出端与运算单元连接,所述第三反馈电阻10的一端与第三运算放大器9的同向输入端连接,所述第三反馈电阻10的另一端与第三运算放大器9的输出端连接,所述第三运算放大器9的反向输入端接地。进一步地,所述第二反馈电阻8与第三反馈电阻10的阻值大小相等,以确保红外信号放大单元和蓝光信号放大单元的放大倍数相同。此外,本申请中第二反馈电阻8与第三反馈电阻10均与运算放大器的同向输入端连接以确保红外信号放大单元和蓝光信号放大单元对信号进行正向放大而不是削减信号强度。
所述红外光发射单元包括红外发射管15、第一开关16和第一阻流电阻17,所述红外发射管15的一端与电源连接,所述红外发射管15的另一端与第一开关16的第一端连接,所述第一开关16的第二端与第一阻流电阻17的一端连接,所述第一阻流电阻17的另一端接地,所述第一开关16的控制端与控制单元1连接。具体的,所述红外发射管15为红外发光二极管,用于发射红外光,所发射的红外光的中心波长为940nm。所述第一开关16为三极管或MOS管,用于控制所述红外发射管15的通断。
所述蓝光发射单元包括蓝光发射管18、第二开关19和第二阻流电阻20,所述蓝光发射管18的一端与电源连接,所述蓝光发射管18的另一端与第二开关19的第一端连接,所述第二开关19的第二端与第二阻流电阻20的一端连接,所述第二阻流电阻20的另一端接地,所述第二开关19的控制端与控制单元1连接。具体的,所述蓝光发射管18为蓝色发光二极管,用于发射蓝光,所发射的蓝光的中心波长为470nm。所述第二开关19为三极管或MOS管,用于控制所述蓝光发射管18的通断。通过控制第一开关16和第二开关19可以控制红外发射管15和蓝光发射管18的发光频率和发光时长,通过选择设置第一阻流电阻17和第二阻流电阻20的阻值可以控制红外发射管15和蓝光发射管18发光功率,本申请中红外发射管15与蓝光发射管18采用相同的发光频率和功率以保证红外光与蓝光的同步性和一致性。此外,本申请还可通过改变红外光和蓝光的频率以使检测光线的频率与环境光的额频率区别开来,以排除环境杂光对烟雾探测的干扰,提高准确性。
一种双波长烟雾探测器的探测方法,包括如下步骤:
步骤1、控制单元1控制红外光发射单元和蓝光发射单元同时发出红外光和蓝光,在无烟雾时即未发生火灾时,将红外光电转换单元和蓝光光电转换单元的初始电信号调节一致。具体的,通过控制单元1分别获取在无烟雾时,第一电位器11和第二电位器13的电压信号,并通过调节第一电位器11和第二电位器13的阻值使第一电位器11和第二电位器13两端的电压相同,以实现初始电信号一致;或者,通过实验获得第一电位器11和第二电位器13的阻值,即搭建实验电路,将红外接收管12与红外调节电阻连接,将蓝光接收管14与蓝光调节电阻连接,在与探测器探测环境相同的条件下,采用与检测光线相同的频率和功率的红外光和蓝光照射红外接收管12和蓝光接收管14,并分别调节红外调节电阻和蓝光调节电阻的阻值大小,当两端的电压达到一致时,其阻值即为本申请所述探测电路中第一电位器11和第二电位器13的阻值大小,然后将探测电路中的第一电位器11和第二电位器13按照实验获得的阻值大小进行调节,即可实现初始信号调节一致。
步骤2、当有烟雾即发生火灾时,火灾释放的烟雾进入探测器内部,烟雾颗粒使红外光和蓝光发生散射,红外光电转换单元和蓝光光电转换单元分别接收红外光和蓝光并将光信号转换成电信号,同时控制单元1实时获取经红外信号放大单元和蓝光信号放大单元放大后的电信号,并与预设的红外光和蓝光的电信号报警阈值进行比较,若红外光和蓝光均未达到报警阈值,则继续获取红外光和蓝光的电信号。具体的,所述红外光及蓝光探测的报警阈值可根据实验获得。例如,在满足探测器探测量程的前提下,可将探测器放置在已知烟雾浓度的环境下,所述烟雾浓度可根据用户需求设定即用户需要的报警浓度,此时经红外信号放大单元和蓝光信号放大单元放大后的电信号即可作为报警阈值。
步骤3、若红外光和蓝光中至少有一个达到了报警阈值,则控制单元1获取运算单元计算的蓝光与红外光电信号的差值,并与预设的差值阈值进行比较,若大于差值阈值,则发出烟雾告警;否则,若红外光达到了报警阈值,则发出干扰信号提示。具体的,所述差值阈值可根据实验获得。由于不同波长的红外光和蓝光照射颗粒物,不同大小的颗粒物在不同波长的光的照射下发生散射作用会得到不同强度的散射光,而且烟雾颗粒直径则多集中在0.01~1微米,蓝光的中心波长为470nm,其波长较短,对大、小颗粒均有较强的散射能力,而红外光的中心波长为940nm,其波长较长,对小颗粒的散射能力较弱,对大颗粒的散射能力较强,而且当颗粒大于1微米时,蓝光与红外光对颗粒的散射能力的差值较小,当颗粒小于1微米时,蓝光与红外光对颗粒的散射能力的差值较大。因此可结合用户需求、探测电路的放大倍数通过实验获得差值阈值,例如,在用户需要的报警烟雾浓度下,经过与本申请探测电路相同的放大倍数后,蓝光与红外光的电压信号差值即可作为差值阈值。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:包括控制单元、红外光发射单元、蓝光发射单元、红外光电转换单元、红外信号放大单元、蓝光光电转换单元、蓝光信号放大单元和运算单元,所述红外发射单元用于发出红外光,所述蓝光发射单元用于发出蓝光,所述红外光电转换单元用于接收红外光并将接收到的光信号转换成电信号,所述蓝光光电转换单元用于接收蓝光并将接收到的光信号转换成电信号,所述红外信号放大单元用于放大红外光电转换单元转换的电信号,所述蓝光信号放大单元用于放大蓝光光电转换单元转换的电信号,所述运算单元用于计算蓝光信号放大单元放大的电信号与红外信号放大单元放大的电信号的差值,所述控制单元分别与红外光发射单元、蓝光发射单元、红外信号放大单元、蓝光信号放大单元和运算单元连接,所述红外信号放大单元和蓝光信号放大单元的放大倍数相同,在无烟状态时,所述红外光电转换单元和蓝光发射单元的初始电信号相同。
2.根据权利要求1所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述运算单元包括第一运算放大器、第一匹配电阻、第二匹配电阻和第一反馈电阻,所述第一匹配电阻的一端与蓝光信号放大单元连接,所述第一匹配电阻的另一端与第一运算放大器的第一输入端连接,所述第二匹配电阻的一端与红外信号放大单元连接,所述第二匹配电阻的另一端与第一运算放大器的第二输入端连接,所述第一反馈电阻的一端与第一运算放大器的第一输入端连接,所述第一反馈电阻的另一端与第一运算放大器的输出端连接,所述第一运算放大器的输出端还与控制单元连接。
3.根据权利要求2所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述运算单元还包括第三匹配电阻,所述第三匹配电阻的一端与第一运算放大器的第二输入端连接,所述第三匹配电阻的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述第一匹配电阻和第二匹配电阻的电阻值相同,所述第一反馈电阻和第三匹配电阻的电阻值相同。
5.根据权利要求1所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述红外光电转换单元包括红外接收管和第一电位器,所述红外接收管的一端与电源连接,所述红外接收管的另一端与第一电位器的一端连接,所述第一电位器的另一端接地;所述蓝光光电转换单元包括蓝光接收管和第二电位器,所述蓝光接收管的一端与电源连接,所述蓝光接收管的另一端与第二电位器的一端连接,所述第二电位器的另一端接地。
6.根据权利要求1所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述红外信号放大单元包括第二运算放大器和第二反馈电阻,所述第二运算放大器的同向输入端与红外光电转换单元连接,所述第二运算放大器的输出端与运算单元连接,所述第二反馈电阻的一端与第二运算放大器的同向输入端连接,所述第二反馈电阻的另一端与第二运算放大器的输出端连接,所述第二运算放大器的反向输入端接地。
7.根据权利要求1所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述蓝光信号放大单元包括第三运算放大器和第三反馈电阻,所述第三运算放大器的同向输入端与蓝光光电转换单元连接,所述第三运算放大器的输出端与运算单元连接,所述第三反馈电阻的一端与第三运算放大器的同向输入端连接,所述第三反馈电阻的另一端与第三运算放大器的输出端连接,所述第三运算放大器的反向输入端接地。
8.根据权利要求1所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述红外光发射单元包括红外发射管、第一开关和第一阻流电阻,所述红外发射管的一端与电源连接,所述红外发射管的另一端与第一开关的第一端连接,所述第一开关的第二端与第一阻流电阻的一端连接,所述第一阻流电阻的另一端接地,所述第一开关的控制端与控制单元连接。
9.根据权利要求1所述的双波长烟雾探测器的探测电路,其特征在于:所述蓝光发射单元包括蓝光发射管、第二开关和第二阻流电阻,所述蓝光发射管的一端与电源连接,所述蓝光发射管的另一端与第二开关的第一端连接,所述第二开关的第二端与第二阻流电阻的一端连接,所述第二阻流电阻的另一端接地,所述第二开关的控制端与控制单元连接。
10.一种双波长烟雾探测器的探测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、控制单元控制红外光发射单元和蓝光发射单元同时发出红外光和蓝光,在无烟状态时,将红外光电转换单元和蓝光光电转换单元的初始电信号调节一致;
步骤2、当有烟雾时,红外光电转换单元和蓝光光电转换单元分别接收红外光和蓝光并将光信号转换成电信号,同时控制单元实时获取经红外信号放大单元和蓝光信号放大单元放大后的电信号,并与预设的红外光和蓝光的电信号报警阈值进行比较,若红外光和蓝光均未达到报警阈值,则继续获取红外光和蓝光的电信号;
步骤3、若红外光和蓝光中至少有一个达到了报警阈值,则控制单元获取运算单元计算的蓝光与红外光电信号的差值,并与预设的差值阈值进行比较,若大于差值阈值,则发出烟雾告警;否则,若红外光达到了报警阈值,则发出干扰信号提示。
CN202211096127.9A 2022-09-08 2022-09-08 一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法 Pending CN116242751A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211096127.9A CN116242751A (zh) 2022-09-08 2022-09-08 一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211096127.9A CN116242751A (zh) 2022-09-08 2022-09-08 一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116242751A true CN116242751A (zh) 2023-06-09

Family

ID=86626498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211096127.9A Pending CN116242751A (zh) 2022-09-08 2022-09-08 一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116242751A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108205867B (zh) 一种具备干扰粒子识别能力的早期火灾烟雾探测方法
AU2013220147B2 (en) Combustion product detection
US8947243B2 (en) Smoke detector with external sampling volume and utilizing internally reflected light
US11605278B2 (en) Chamberless smoke detector with indoor air quality detection and monitoring
CN111487171B (zh) 一种前向与后向结合的双波长散色的火灾烟雾探测方法
CN103026393A (zh) 光学危险报警器中的散射光信号的分析以及灰尘/蒸汽警告或火灾报警的输出
US11087605B2 (en) Smoke detection methodology
CN100422701C (zh) 红外线探测器
CN116242751A (zh) 一种双波长烟雾探测器的探测电路及探测方法
US11119028B2 (en) Optical particle sensor and sensing method
CN218470475U (zh) 一种双波长烟雾探测器的探测电路
CN205563917U (zh) 光电式火焰探测装置
JPH04205400A (ja) 煙感知器
US20210123864A1 (en) Fire detection apparatus and method using light spectrum analysis
US4199716A (en) Microwave hazard alarm
CN209312193U (zh) 一种微型烟雾报警器
CA1067597A (en) Smoke detector
JP2966541B2 (ja) 光電式煙感知器
JP2002195929A (ja) ダストセンサー及びこれを用いた空気清浄機
CN109903534A (zh) 一种光电烟感器的检测装置及方法
CN212301223U (zh) 红外检测电路、烟雾报警器及家电设备
EP4332936A1 (en) Single-wave multi-angle smoke alarm algorithm
CN117690250A (zh) 一种可排除干扰气溶胶干扰的点型感烟探测方法及探测器
CN111784960A (zh) 一种火源探测系统及探测方法
CN117577705A (zh) 光电探测器及其制备方法、烟雾感知系统、其制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination