CN1198236A - 烟感探测器 - Google Patents

Abstract

烟感探测器含有一种可固定于底座的探测单元(1),探测单元(1)带有一种光学组件。该组件有一光源(6),一个光接收器(7),一个测量间(8),一个中心光阑(10),一个底(11),以及一个曲折密封系统,该密封系统带有一些光阑(9),它们分布于测量间四周。设计底(11)时,其中心比其边缘距离光源(6)与光接收器(7)组成的平面要远。底(11)优选地采用斗状且形如锥面或金字塔样。总之,沉积于底上的尘粒要比过去的距离测量区域远得多了,由此,由尘粒散射光线进入测量区的可能性便可大大降低。

Description

烟感探测器

本发明涉及一种烟感探测器，它带有一个可固定于底座的探测单元，一个含一个光源，一个光接收器，一个测量间，一个中心光阑，一个底，以及一个曲折密封系统的光学组件，该密封系统含有一些光阑，它们分布于测量间的四周。

这种烟感探测器通称为散光烟感探测器，除含光学组件外，它还可选择地含带一种传感器，如温度传感器，众所周知，设计这种烟感探测器的光学组件时，外部的干涉光不能穿入测量间而烟雾则很容易穿入。设计光源及光接收器时，光源的光线不能直接到达接收器。由于烟雾粒子进入光道，光源光线由这些拉子进行散射，其中便有一部分散射光到达接收器，从而激起一个电信号。

显然，为避免误报，加强该种散光烟感探测器的可靠性，主要还是要保证只有烟雾粒子才能散射光源发出的光线，这样，除了烟雾粒子外，其它粒子就不能进入测量间，应广义地理解其它粒子这个词的含义，譬如，它的意思就包括有昆虫。人们意识到昆虫问题已有一段时间，而且该问题由测量间周围的昆虫挡板得以解决。

由DE-A-4412212可得知一种散光烟感探测器，它包括一个圆盒状的测量间，该测量间圆盒的前侧固定于一块板上，而该板则与被监测房间的顶棚相联，而且其侧壁为一昆虫挡板。在测量间前部离开上述板且面对探测器圆顶的地方盖有一个平底。

该种带有平坦柱形测量间的散光烟感探测器其实践运用表明，该探测器的使用时间越长，其误报频率越高，其主要原因在于，光源的光线由沉积于测量间的尘粒进行了散射，就好象有烟雾粒子存在一样。为排除这种误报，不得不要清除尘埃，这就意味着带来不必要的额外花费。

本发明的目的就是提供一种前文所述的烟感探测器，其中，由尘粒散射光带来的误报可以完全避免，或尽可能较大程度减少，因此能获得一个很长的维修周期。

根据本发明，该目的通过下述方法得以实现，设计底时，其中心比其边缘距离光源与光接收器组成的平面要远。

根据本发明的方法可大大减低尘粒的干扰作用，原因在于，这种尘粒干扰比过去的那种离测量区域要远得多，由此，尘粒散射光线到达测量间的可能性便降低了许多。

我们知道，光源和光接收器的光轴在测量间的中心区域相交，也就是在底的中央位置。因为在底的锥面区的这个部位或者说是顶点，其距离测量面最远，而且尘埃主要是沉积在底的该部位，所以光源发出的光绝不可到达沉积于锥面底的尘粒而散射回测量间。

根据本发明的烟感探测器第一种优选实施方案其特征在于，底呈斗状且形为锥面或金字塔样。

根据本发明的烟感探测器第二种优选实施方案中，底为一种筛状或网状的结构，且作为一种昆虫挡板。该实施方案优点在于，烟感探测器较前文所述的那种少一种元件，这便相应地有了成本上的优点。

根据本发明的烟感探测器第三种优选实施方案其特征在于，底的内表面在面向测量间的方向上有许多向上伸的薄片，通过选择它们的布置、数量、高度以及相互距离，使得落在底上的光线在到达该底之前就落在了一块薄片上，而且光接收器看到底的所有部分都为薄片。

根据本发明，通过设计底上垂直向上的薄片，又减小了由沉积于测量间底上的尘粒散射出光的可能性。这是由于尘粒不是沉积于薄片上，而是沉积在底内表面的底部，而该区域则可由薄片挡住来自测量间的光线。此外，薄片也能作为一种屏幕以挡住外部光源的光线，这样，根据发明就大大提高了烟感探测器的测量可靠性。

由于吸收了二次散射或反射造成的不必要光线，即称为背景光的光线，这样便带来另一个重要的优点，即产品的公差要求可以降低。也就是说，由于吸收背景光的能力提高了，光源及光接收器的位置精度要求便可降低。

根据以下实施方案及附图，本发明可以详尽的阐述，其中：

附图1为一种散光探测器在其光学组件光轴平面上的横剖图，投视方向为由光学组件底部指向光学组件。

附图2为附图1中沿线II-II的剖图，比例较附图1小。

所示的散光烟感探测器通常包含有探测单元1，它可固定于底座上(图中没有表示)，而底座则优选地装于需要监测的房间顶棚上，还包含有探测器盖板2，盖板2覆盖在探测单元1之上，探测器处于工作状态时，盖板的锥面能提供烟雾进口缝3，让它直对着被监测的房间。探测单元1基本包含有一个盒状基体，在它正对着探测锥面的一边布有一个光学组件5，组件5由侧壁4包围住，在它对着探测器底座的一边设有一块带分析电子设备的印刷电路板(图中没有表示出来)。这种探测器结构大家都很熟悉，在此不再作详解。关于此点，可以参见AlgoRex系列探测器(AlgoRex-Cerberus AG注册商标)，也可参见欧洲专利申请No.95117405.1等。

光学组件5基本包括光源6，光接收器7，测量间8，由分布于壁4内侧的四面光阑9组成的曲折密封系统，还包括中心光阑10，以及底11。光源6由红外发光二极管(IRED)构成，光源6和光接收器7的光轴不是位于同一线上，而有一个弯曲，中心光阑布置在交叉点5。侧壁4与底11挡住外部光线进入测量间8，四周的光阑9及中心光阑10阻止光源6发出的光线直接到达光接收器7。四周的光阑9也用来抑制由散射与反射带来的背景光。背景光抑制得越好，基本脉冲就越低，该基本脉冲指的是在无烟情况下在测量室8中检测到的信号。光源6发出光束的交叉区以及光接收器7的可视区组成为测量区域，下文称之为散射区。

光源6发出短而强的光脉冲至散射区，于是光接受器7“看得见”散射区而非光源6，来自光源6的光线经烟雾的散射穿过散射区，其中一部分落在光接收器7上。接收信号由电子设备进行处理。显然，除了光学组件5中含有光传感系统外，烟感探测器还可含有别的传感器如温度和/或煤气传感器等。

如果被监测的房间产生了烟雾，它便升至烟感探测器，然后穿过烟雾进口缝3沿水平方向流至斗状底11。底11结构为筛状或网状，其外侧布有星形肋片12，烟雾经过这些肋片而导至底11。这样，烟雾便沿垂直方向流入了测量间8及散射区。底11作斗状设计的原因是使其距离测量间远一些，如果底是平的，就离测量间近了。穿入测量间8的尘粒可以散射来自光源6的光线，作用同烟雾粒子一样，它们沉积于底11的锥面上，且位于光源6发光的入射区之外，因此烟雾粒子的干扰作用就大大降低了。

由附图可以看出，底11的斗状区域形如金字塔或一个削顶的金字塔，前文提及，金字塔的各侧平面上都是筛状或网状结构。为便于明晰，附图1示意性地画出了该种金字塔平面的一面网状结构。优选地，肋片12位于底11的外侧，且分布在金字塔的侧沿。

经过对底11的特殊设计，沿积于底11的尘粒的干扰作用可以大大减小。原因在于，底11的内表面带有许多薄片14、15，由投影看去，它们是垂直向上的，由此，通过选择它们的布置、数量、高度以及相互距离，就可以使得由测量间射向底11的光线在到达底11之前落在薄片上，而且光接收器7只能看到底11的薄片14、15。因此，由于尘埃较容易保留在底上而不会附着于薄片的垂直壁上，所以尘粒散射光的危险性便减小多了。除了能阻挡底11受测量间8的光线照射外，薄片14、15还能阻挡光接收器7免受外部光的照射。

如图所示、不是所有的金字塔面都带有薄片，只有与光源6和光接收器7相对的两个金字塔面以及它们包围的那个金字塔面才有。对着光源6及光接收器7的金字塔面带有纵向的薄片14，这些薄片与金字塔底边平行，被上述两金字塔面包围的那一面至少有一个纵向的薄片14，且有一些横向的薄片15，它们与纵向薄片14正交。纵向薄片14与其相对光源的光轴及相对光接收器的光轴至少是大致正交的。横向薄片15的主要目的是为光源6及光接收器7提供光学去耦。

底11与整个探测单元1一样(除光源6和光接收器外)，由一种合适的塑料组成，可作为一种注入模制部件进行生产，在它的边上有一些锁定元件(图中没有画出)，可将底11同光学组件5的侧壁4联接在一起，并且能够折卸(见附图2)。

为了更好地吸收背景光，光学组件5至少有一些部件，特别是四周的光阑9，中心光阑10以及对着底11的测量间8的盖板是有光泽的，也就是说，它们为反射面而不是现在惯用的无光泽表面。显然，其它部件或光学组件5的整个内部也都具有一个光泽的表面。

前文已经设想，背景光最好能由无光泽表面吸收而遭到破坏，但是该设想却忽略了光通过无光泽表面的散射作用后还是不可避免地会进入测量间。另一方向，若采用了光泽表面，它们便可起到黑镜作用，将不能吸收的光线反射到一个指定的且没有干涉作用的方向上，譬如反射到相邻的周围光阑上。由于反射面呈黑色，因此仅反射出约5％的入射光，经过这些反射面的重复反射，入射光可几乎完全遭到破坏。光泽表面可以通过注入制模的方式得到，在模具的各个表面中，至少想成为光泽面的那个表面要采用一种较为合适的表面，优选地可采用抛光面。

提高上述烟感探测器的测量可靠性的另一个极重要的特征在于，四周光阑9或其中的大多数不是呈旋转对称分布的，但是，在这些光阑上，光源6发出光束的入射角与光接收器7接到光束的入射角都为一恒值。四周光阑9呈旋转对称分布是指光阑相对于中心旋转布置。在附图1中，靠近光源6的四个周围光阑9同靠近光接收器7的四个周围光阑便不呈旋转对称分布。选择入射角，使得入射光与未被吸收的光尽可能地在四周光阑间反射。

如图所示，四周的每一个光阑9约由两个互成角度的平面组成，于是，选择它们的倾角以及四周光阑9间的距离及其长度，使得射到四周光阑9的光线不能直接到达侧壁4的内表面。但都能到达四周光阑9且由一个光阑反射到相邻的一个光阑上，而且，四周的大多数光阑9形成的这种非旋转对称结构可以更好地吸收背景光，由此，对于光源6及光接收器7的位置和元件精度要求也可以降低，于是便形成一种故障敏感程度低的探测器。

由附图1可以看出，四周光阑9在对着中心光阑10的较内的一端尽可能做得尖些。这种做法的优点为，只有很少的光线落到该尖端上，而四处反射出的光就很少了。

在烧蚀注模的生产过程中，由于采用的导线有一定厚度，所以对尖度有所限制，而该限制不能满足四周光阑9的内端尖度要求。探测器单元1的内端可通过下述方法达到理想的尖度要求，在注模中插入较好形状的磁芯(齿形的或Z形的)，以生成上述的内端。在注模内装有细糟以形成四周光阑9，而细糟内配有上述形状的分级磁芯，磁芯分级将细糟与中心阻断。因此，在注模的细糟与分级磁芯之间可以生成各个尖端。

实践测试表明，同时使用呈尖状内端的四周光阑和光学组件部件(四周光阑9，中心光阑10，测量间8的盖板)可以明显减小基本脉冲，而且探测器对尖埃和凝聚物的敏感度会降低。

由附图中也可看出，光源6及光接收器7分别位于箱子16及17之内。两个箱子16及17装在测量室8的盖上，对底部是开放的，其开放的一侧由底11封住。在其对着中心光阑10的前侧，箱子16及17均由一扇窗封闭起来，且分别有一出口和进口。这些窗同现知的散光烟感探测器的箱窗是不一样的，它们是一个单独的部分。

现知散光烟感探测器的窗由两部分组成，其中一部分装在测量间的盖板上，另一部分则装在底上。在装上底的时候，经常会由安装带来一些问题，在窗的两半之间会形成一道光缝，从而给发出光与接收光带来干扰。一面箱窗就可消除这种干扰，窗的两半间的位置精确度不会导致这类问题。

如附图2所示，箱子16的窗18其上半部分与下半部分之间有一个偏移，形式如同两片剪刀。因此，设计的注模无需同一个模板，这样，光线进口和出口的有偏移两半可采用各自的模制元件，于是这些窗口可以得到精确的设计形状及光洁的表面。

Claims (10)

1.一种烟感探测器，它带有一种可固定于底座的探测单元(1)，一个含一个光源(6)，一个光接收器(7)，一个测量间(8)，一个中心光阑(10)，一个底(11)，以及一个曲折密封系统的光学组件(5)，该密封系统包含一些光阑(9)，它们分布于测量间(8)的四周，其特征在于，在设计底(11)时，其中心比其边缘距离光源(6)与光接收器(7)组成的平面要远。

2.根据权利要求1的烟感探测器，其特征在于，底(11)呈斗状且形如锥面或金字塔样。

3.根据权利要求2的烟感探测器，其特征在于，底(11)为筛状或网状结构(13)，且作为一种昆虫挡板设计。

4.根据权利要求1～3之一的烟感探测器，其特征在于，底(11)的内表面在面向测量间(8)的方向上有许多向上伸的薄片(14，15)，通过选择它们的布置、数量、高度以及相互距离，使得落在底(11)上的光线在到达该底之前就落在了一块薄片(14，15)上，而且光接收器(7)从底(11)只看得到薄片(14，15)。

5.根据权利要求4的烟感探测器，其特征在于，光接收器(7)由薄片(14，15)挡住外部光线从外射入测量间(8)。

6.根据权利要求2和4的烟感探测器，其特征在于，薄片(14，15)呈平行布置，且分别同其金字塔侧面底边正交。

7.根据权利要求5的烟感探测器，其特征在于，底(11)外侧的肋片(12)呈星状布置，它们组成导烟槽的侧壁。

8.根据权利要求1～3之一的烟感探测器，其特征在于，光学组件(5)中容易产生背景光的关键部件，四周光阑(9)、中心光阑(10)以及对着底(11)的测量间(8)盖板都优选地具有一种光泽表面，这样设计可使得未被吸收的光线沿着指定的方向反射。

9.根据权利要求1～3之一的烟感探测器，其特征在于，设计四周的光阑(9)，使得在大多数光阑上，光源(6)发出光束的入射角以及光接收器(7)收到光束的入射角都为一个恒值。

10.根据权利要求1～3之一的烟感探测器，其特征在于，在对着中心光阑(10)的一侧，四周光阑(9)的前端尽可能做得尖些。

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