CN1198238A - 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。光学组件中产生背景光的关键部件带有一种光泽的表面,通过对它们的设计,使得未被吸收的光线在指定的方向上反射。在参考方案中,这些部件包括四周光阑(9),中心光阑(10)以及测量间(8)内面对着底部的盖板。当然,光学组件的另一些部件或其整个内表面也可有一种光泽表面。光学组件由注模制成,该注模中,至少那些制造光泽面的部件其表面质量必须足够好,以保证获得光泽面。

Description

烟感探测器

本发明涉及一种烟感探测器，它含有一个可固定于底座的探测单元，一个带一个光源，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，光源光线由这些粒子进行散射，其中便有一部分散射光到达接收器，从而激起一个电信号。

另外，为了避免误报，加强该种散光烟感探测器的可靠性，主要是要保证只有烟雾粒子散射的光源光线到达光接收器，而那些背景光线，不管它是外部来的光，还是光学组件散射的光，以及粒子自身的光都应得到抑制。大家熟悉的光学烟感探测器，如DE-A-4412212所描述的那种其背景光线由无光泽表面进行吸收而得到抑制，基于这个目的，光学组件的相应部件采用一种带无光泽表面的黑色塑料构成。然而，由背景光线产生的信号值依然较大，该信号值通称为基本脉冲，所以希望能够减小该基本脉冲。

本发明的目的就是提供一种前文所述的烟感探测器，同目前所知的烟感探测器相比，其基本脉冲大大减小了。

根据发明，该目的通过下述方法得以实现：光学组件中产生背景光的关键部件带有一种光泽的表面，通过对它们的设计，使得未被吸收的光线在指定的方向上反射。

根据本发明，该方法将导致基本脉冲大大降低，因为可以按照下述方法来选择上述的指定方向，即沿着该方向的反射光必须不具备干扰作用。譬如，在选择该方向时，可使得未被吸收的光线经过几次反射后而完全受到破坏。由于入射光仅仅只有约5％未被吸收而受到光泽黑面的反射，所以只需经过几次反射，原来的背景光就只剩下不具干涉作用的那一部分了。

根据本发明的烟感探测器的第一种优选实施方案特征在于，光学组件的上述部件包括四周的光阑、中心光阑以及测量间内面对着底部的盖板。第二种优选实施方案的特征在于，光学组件的另一些部件或其整个内表面都有一个光泽的表面。

根据本发明的烟感探测器的第三种优选实施方案中，其光学组件由注模制成，该注模中，至少那些制造光泽面的部件其表面质量必须足够好，以保证获得光泽面。

根据本发明的烟感探测器的第四种优选实施方案特征在于，注模的上述部件采用一种抛光面。

根据以下实施方案及附图，本发明可得以详尽的阐述，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的剖面图，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的顶棚上，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了，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设有一个光学组件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上。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间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城，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，它便升至烟感探接器，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，其外侧设置有星形肋片12，烟雾经过这些肋片而导至底11。这样，烟雾便沿着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，沉积于底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之前落在了薄片上，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免受外部光线的照射。

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与整个探测器单元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，并且能够拆卸(见附图2)。

为了更好地吸收背景光，光学组件5至少有一些确定的部件，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。另一方面，如果采用了光泽表面，它们便可起到黑镜作用，将不能吸收的光线反射到另一个光泽表面上，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，经过这些反射面间的重复反射，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均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，在对着中心光阑10的较内的一端，四周光阑9的端子尽可能做得尖些。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。在注模内装有细槽以形成四周光阑9，而细槽内配有上述形状的分级磁芯，磁芯分级将细槽与中心阻断。因此，在注模的细槽与分级磁芯之间可以生成各个尖端。

实践测试表明，同时使用带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，而且探测器对尘埃和疑聚物的敏感度会降低。

从附图中也可看出，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，而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的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(7)，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)，该密封系统含有一些光阑(9)，它们分布于测量间(8)的四周，其特征在于：光学组件(5)中产生背景光的关键部件带有一种光泽的表面，通过对它们的设计，使得未被吸收的光线在指定的方向上反射。

2.根据权利要求1的烟感探测器，其特征在于：光学组件(5)的上述部件包括四周的光阑(9)，中心光阑(10)以及测量间(8)内面对着底(11)的盖板。

3.根据权利要求2的烟感探测器，其特征在于：光学组件(5)的另一些部件或其整个内表面都有一种光泽的表面。

4.根据权利要求2或3的烟感探测器，其特征在于：光学组件(5)由注模制成，该注模中，至少那些制造光泽面的部件其表面质量必须足够好，以保证获得光泽面。

5.根据权利要求4的烟感探测器，其特征在于：注模的上述部件采用一种抛光面。

6.根据权利要求1～5之一的烟感探测器，其特征在于：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。

7.根据权利要求6的烟感探测器，其特征在于：底(11)有一种筛状或网状的结构(13)，并且作为一昆虫挡板构成。

8.根据权利要求7的烟感探测器，其特征在于，底(11)在其对着测量间(8)的内表面带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，一方面，使得由测量间内射向底(11)的光线在到达底(11)之前就落在了薄片(14，15)其中的一块上，而且光接收器(7)从底(11)只看得见薄片(14，15)，另一方面，由薄片(14，15)阻挡外部的光线从外穿入测量间(8)，使光接收器(7)免遭外部光线照射。

9.根据权利要求1～4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1～4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。

Images