CN203338513U - 烟雾模块 - Google Patents
烟雾模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203338513U CN203338513U CN2013204604035U CN201320460403U CN203338513U CN 203338513 U CN203338513 U CN 203338513U CN 2013204604035 U CN2013204604035 U CN 2013204604035U CN 201320460403 U CN201320460403 U CN 201320460403U CN 203338513 U CN203338513 U CN 203338513U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- smog
- infrared
- module
- tunnel
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本实用新型公示了一种烟雾模块,是利用红外线光电检测原理设计的烟雾传感器;设有控制单片机MCU、红外线光电发射和接收管、信号放大电路的圆形电路板,嵌入在黑色塑胶罩内,塑胶罩的内部腔体设计成迷宫隧道结构,隧道壁上设有角度倾斜的信号反射标靶,单片机MCU发出的红外线检测信号,经过红外线光电发射管,打到隧道标靶上,标靶将信号反射到光电接收管;烟雾气体进入传感器迷宫隧道中,通过散射、反射到光电接收管,当环境中有一定浓度的烟雾进入烟雾模块内,单片机将反应烟雾浓度信息的报警控制信号输出;烟雾模块使用5V直流电源工作,静态功耗小于1mA,其特点是,检测灵敏度高,可靠性强,使用简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外线光电型烟雾探测技术,尤其涉及传感器型的烟雾模块。
背景技术
目前,烟雾传感器主要用于消防安全领域烟雾探测。离子式传感器检测有可靠性高,功耗小等优点,相关的产品目前还在使用,但离子传感器的电离室有放射源鎇241,会产生微量离子辐射,现在欧洲等发达国家已经逐步限制用于产品。电化学类烟雾传感器也可以生产烟雾探测产品,其加热体在5V电压下产生近200mA的电流,传感器自身功耗约1W,对于有低功耗要求或移动烟雾探测产品,使用情况完全不理想。红外线光电原理烟雾检测可靠性较高,功耗低,目前国内外产品都在使用,是利用红外线光电元器件生产的产品,一般都是体积较大,不能作为标准电子元器件用于产品设计,具有红外线光电探测功能,智能、小体积、类标准封装、感知烟雾信息传感器,目前还没有。
发明内容
本实用新型提供一种烟雾模块,是一种类似于标准封装的红外线光电型烟雾传感器,该传感器使用5V电压工作,工作电流小于1mA, 可以替代电化学类烟雾传感器,作为普通电子元器件使用,满足降低烟雾传感器功耗是要求。
为达到上述发明目的,本实用新型提出以下的技术方案:
一种烟雾模块,是类似于标准电子元器件的红外线光电型烟雾传感器,将设有控制单片机MCU、红外线光电发射和接收管、信号放大电路的圆形电路板,嵌入在黑色塑胶罩内,塑胶罩的内部腔体设计成迷宫隧道结构,隧道壁上设有角度倾斜的信号反射标靶,单片机MCU发出的红外线检测信号,经过红外线光电发射管,打到隧道标靶上,标靶将信号反射到光电接收管;烟雾气体进入传感器迷宫隧道中,通过散射、反射到光电接收管,接收信号经过放大电路后,输入到单片机MCU;当环境中有一定浓度的烟雾进入烟雾模块内,单片机将反应烟雾浓度信息的报警控制信号输出;烟雾模块使用5V直流电源工作,静态功耗小于1mA。
在优选的实施方式中,所述烟雾模块的红外线光电接收管,(a)可接收隧道标靶反射的光电信号,(b)也可以同时接收烟雾颗粒的漫反射红外线光电信号;(c)更换不同腔体结构的塑胶迷宫罩,可设计成遮蔽型和散射型两种形式的光电烟雾传感器。
在优选的实施方式中,所述的迷宫隧道壁上有3组倾斜反射信号标靶,标靶表面电镀金属铬;MCU发射的红外线信号通过标靶或烟雾颗粒反射到红外接收管;红外光电信号只在迷宫罩的正中心的主隧道内传输。
在优选的实施方式中,所述的该烟雾模块的迷宫罩垂直正下方有两个圆孔,套装在模块传感器电路板的红外线光电发射、接收管上面,且由隧道壁形成信号隔离墙,隔离墙不设槽孔,其他隧道壁开有椭圆或方形的槽孔。
在优选的实施方式中,所述的传感器电路板设有对位凸块,位于线路板水平方向右侧边缘,装配后嵌入塑胶罩内;红外线光电发射、接收管,使用贴片元器件焊接在电路板上,嵌装在迷宫隧道壁的两个圆孔里,位于垂直中心正下方;控制单片机MCU邦定在线路板上,位于电路板正中心。
在优选的实施方式中,所述的模块传感器电路板上有3个连接管脚,位置于:(a)沿线路板正中心水平方向顺时针旋转45°,为该模块电路板电源输入脚 + VCC;(b)沿线路板正中心水平方向顺时针旋转135°,为该模块电路板信号输出脚OUT;(c)沿线路板正中心水平方向顺时针旋转225°,为该模块电路板电源输入脚 - GND。
在优选的实施方式中,所述的该模块电路控制单片机MCU正常检测时,发出一组T0-T9共10个40Khz调制脉冲串,提供给红外线发射管,单个调制脉冲间隔时间相同,脉冲宽度不同;(a)遮蔽型烟雾传感器,脉冲宽度逐级增大;(b)散射型烟雾传感器,脉冲宽度逐级减小;两组调制脉冲串之间的间隔时间为3秒钟。
在优选的实施方式中,所述的该模块电路控制单片机MCU在开机加电时,首先发出5组T0-T9调制脉冲串,提供给光电发射管,经过隧道迷宫反射后,到红外线接收管接收,光电信号放大电路处理后,输入给单片机,MCU通过计算和分析,确定T0脉冲的宽度、T0-T1脉冲间隔时间,和烟雾报警输出信号的基准阀值电压。
在优选的实施方式中,该烟雾模块传感器电路信号输出OUT,可以根据需要输出PWM脉冲信号或0-5V线性电压两种形式。
在优选的实施方式中,该烟雾模块电路板嵌入到黑色塑料迷宫罩后,封装在一个圆筒、网格状的金属壳内。
本实用新型烟雾模块的特点和优点是:
一、红外线信号在隧道内由标靶反射,能准确控制信号的传输方向,单片机以最小宽度的脉冲,实现烟雾探测的精确控制,使该烟雾模块具有较高的感应灵敏度。
二、控制单片机MCU发出40Khz红外线调制脉冲检测烟雾浓度,可有效的抑制外界干扰,迷宫罩隧道式的腔体结构,有效的阻止外界光线的进入,即使模块工作在很强的光照环境下,传感器也能可靠的工作。
三、模块封装在一个直径为10-26mm,高度为8-18mm、圆筒、网格状的金属壳内,连接模块的管脚位于金属壳底部,组成一个具有光电感应功能的烟雾传感器,可作为通用电子元器件使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1、图2为本实用新型烟雾模块塑胶迷宫罩的内部腔体基本结构图。
图3为本实用新型烟应模块隧道标靶反射红外线的信号方向图。
图4为本实用新型烟雾模块迷宫隧道壁开槽孔图。
图5为本实用新型烟雾模块传感器电路板元器件和管脚位置图。
图6为本实用新型烟雾模块传感器单片机MCU的功能控制图。
图7、图8为本实用新型烟雾模块单片机发射的一组红外线调制脉冲图。
具体实施方式
如附图1、2、3所示,是黑色塑胶迷宫罩1的内部腔体基本结构图,上面还设有迷宫隧道壁2、迷宫隧道3、隧道反射标靶4、红外线传送方向5、红外线光电接收管孔位6、红外线光电反射管孔位7、装配对位凹槽8、红外线信号隔离墙2-1、信号反射标靶4-1、4-2、4-3。
如附图5所示,是烟雾模块传感器电路板9的元器件和管脚位置图,上面还设有电源输入脚 + VCC 10、信号输出脚OUT 11、电源输入脚 – GND 12、线路板边缘凸块13、控制单片机MCU 14、红外线光电发射管15、红外线光电发射管16.
如附图6所示,是单片机MCU 14的功能控制图,其控制原理是:电源VCC和GND给单片机MCU提供5V电源,烟雾报警控制信号由OUT管脚输出,信号输出方式为PWM信号或0-5V的线性直流电压。MCU的定时器0产生40Khz调制脉冲,在单片机控制下,变成用于烟雾探测的T0-T9红外线脉冲串,由红外线发射管D1,发射到黑色塑胶罩的迷宫隧道中,通过隧道反射标靶或烟雾颗粒漫反射到红外线接收管D2,接收信号经过放大后提供给单片机,由MCU外部中断响应,启动定时器1测量反射信号脉冲宽度,将T0-T9脉冲信号接收并存储,单片机通过对接收的T0-T9脉冲信号处理计算后,分析烟雾模块背景噪声、确定正常检测信号T0-T9脉冲串的标准、确定报警信号阀值并存储备份。当有烟雾警情发生时,执行输出报警,控制产生反应烟雾浓度的PWM信号,此信号经过转换后也可产生0-5V的线性电压信号,两种信号都可以由传感器的OUT引脚输出。
如附图1-8所示:
本实用新型烟雾模块是由电路板、电子元器件、黑色塑胶迷宫罩和金属封装壳的组合体,是具有红外线光电探测功能的烟雾传感器。
传感器的圆形电路板9上面,有控制单片机MCU 14,红外线光电发射7和接收管6和信号放大电路等,一起嵌入在黑色塑胶罩1内。
塑胶罩的内部腔体设计成迷宫隧道3的结构形式,隧道壁2上设有角度倾斜的信号反射标靶4,单片机MCU 14发出的红外线检测信号,经过红外线光电发射管7,打到隧道标靶4上,标靶4将信号反射到光电接收管6。烟雾气体进入传感器迷宫隧道3中,通过散射效应、反射到光电接收管6,接收信号经过放大电路后,输入到单片机MCU 14。当环境中有一定浓度的烟雾进入烟雾模块内,单片机14计算分析后,将反应烟雾浓度信息的报警控制信号输出。
电路板上 11为输出报警控制信号输出脚OUT,烟雾模块5V电源+ VCC由10脚输入,12为负极GND。
为达到降低模块功耗的问题,控制单片机14采用睡眠模式工作,唤醒时间约为3秒钟,传感器电路板的静态功耗小于1mA。
单片机14发出的40Khz调制红外线信号,在迷宫罩的中心主隧道内由反射标靶传输,由于红外线发射7、接收管6位于迷宫罩的正下方排列,位置很近,为防止发射信号对接收信号的直接串扰,设置由迷宫隧道壁,组成信号隔离墙2-1,处于正中心的隧道壁为信号隔离延伸壁,通过正中间的延伸壁,将红外线发射和接收信号隔离。信号隔离墙2-1对红外线信号有很好的聚光作用,当环境发生火灾时,烟雾气体进入迷宫隧道中,靶标反射信号受烟雾颗粒的阻挡而衰减,烟雾颗粒也可通过漫反射原理散射和折射红外线信号,由红外接收管接收,根据信号以标靶4直接反射为主,还是以烟雾颗粒漫反射为主的信号接收方式,塑胶迷宫罩的正中心的信号隔离墙2-1的延伸壁可分为长短两种形式,长壁型结构如附图1所示,可以设计成以标靶4反射为主的遮蔽型光电烟雾传感器,检测调制脉冲串采用附图7形式。短壁型结构如附图2所示,可以设计成以烟雾颗粒反射为主的散射型光电烟雾传感器,检测调制脉冲串采用附图8形式。因此,根据应用环境不同,有选择性使用两种烟雾模块传感器。
为使红外线信号可靠的在迷宫隧道中传输,迷宫罩使用黑色塑胶材料制成,阻挡外界光线进入迷宫隧道内,同时吸收腔体内散射的红外线。在隧道壁上设有3组倾斜反射信号标靶4,标靶4表面电镀金属铬,利于信号高效反射,MCU 14发出的红外线检测信号走向:由红外发射管7→标靶4-1→标靶4-2→标靶4-3→红外接收管6;烟雾颗粒通过散射和折射直接到红外接收管6。
为使信号便于控制,红外光电信号经过3组反射标靶将信号反射到接收管,使信号有一个较长的传输路径,并且只在迷宫罩的正中心的主隧道内传输,这样可使单片机14更能精确测算迷宫隧道中的烟雾浓度,红外线信号传输方向和形式如附图3。
烟雾模块的传感器线路板9设计为圆形,红外发射、接收管6 7在线路板的正下方,通过迷宫隧道壁信号隔离墙下面的两个小圆孔,完成信号发射和接收。较小的两个圆孔可以有效的将信号微弱的散射信号隔离掉,保证较强的通过圆孔内的红外线光电信号真实有效。
信号隔离墙2-1,是有隧道壁形成竖杠的出头的“ Y” 字型组合结构体,处于垂直正中心隧道壁的左右两边,设计成这个形状是让这个组和结构体,具有非常好的聚光效果,,信号隔离墙壁部分不设槽孔,其他隧道壁开有椭圆或方形的槽孔,迷宫隧道壁开槽部分的结构和形式如附图4所示,这样可使烟雾气体轻松进入迷宫隧道内,提供与环境相同的烟雾浓度供传感器检测。
处于垂直正中心隧道壁,是“ Y” 字型组合结构体的出头部分,本实用新型烟雾模块的塑胶迷宫罩,设计有两种结构形式,其中长臂型结构如附图1,可设计成遮蔽型光电烟雾传感器。这种结构适合用隧道标靶反射红外线信号,单片机14采用如附图7方式的调制脉冲串工作,如果迷宫隧道中没有烟雾产生,单片机发出的10组调制检测信号串T0–T9都会通过反射标靶4,由红外接收管接收;当烟雾气体进入迷宫隧道中后,反射的红外线信号会被烟雾遮蔽而衰减,虽然反射靶标4-2周围留有一段开阔地,烟雾颗粒也可通过散射和折射将红外线信号传送,但反射信号的强度和角度很难传送的下一个反射标靶4-3,红外光电接收管也不能这部分散射信号,通过实验证明,这部分散射信号对于标靶反射信号的影响,可以忽略不计。
本实用新型烟雾模块,在使用过程中不可避免的出现以下问题:迷宫罩批次结构的偏差、与传感器线路板机械的装配误差、红外线发射和接收管等电子元器件参数偏差,以及模块使用一段时间后光电管表面被烟雾粉尘污染等因素,为修正这些偏差,模块传感器在每次开机加电时,会提供一个自适应的参数设定,如果模块能通过初次适应检测,说明该传感器是可以正常探测的良品,传感器的输出脚OUT没有信号输出;如果模块不能通过初次适应检测,说明该传感器是不可以正常探测的产品,传感器的信号输出脚OUT一直输出5V报警电压,出现此种现象并不代表本传感器损坏,可能是传感器迷宫内残留烟雾颗粒气体,不能通过检测,可对传感器通气驱赶后再次加电,只有能通过自检,模块都可以正常使用。
单片机14在开机加电时,首先发出5组T0-T9调制脉冲串,提供给光电发射管,经过隧道迷宫反射后,到红外线接收管接收,光电信号放大电路处理后,输入给单片机,MCU提供计算和分析,控制传感器的工作。
由于模块的传感器电路板元器件不可避免的存在一些参数差异,影响烟雾测量精确度和一致性,为保证批量使用中,该感应模块输出报警控制信号的误差和精度,单片机首先要确定TO的最小脉冲宽度,作为报警输出的基准阀值电压,在正常的空气环境下,单片机14发出的检测信号T0,能被光电接收管6可靠接收。单片机调制脉冲频率为40Khz,根据烟雾模块的参数差异,可将T0的最小脉冲宽度设定为25uS,然后再确定T0-T1的间隔时间,烟雾报警输出信号的基准阀值电压,也是以T0的脉冲宽度为基准。由T0的最小脉冲宽度开始,MCU直到完成T0-T9的脉冲宽度计算和检测脉冲串数据备份存储,形成本烟雾模块的标准烟雾检测脉冲串,完成该烟雾模块参数差异的设定。
遮蔽型和散射型两种形式的光电烟雾传感器,对于烟雾浓度的检测原理相同。当有烟雾警情发生时,较窄宽度的调制脉冲被烟雾阻挡而不能被红外线光电管接收,较宽宽度的调制脉冲能穿透烟雾,或通过漫反射途径被红外线接收管接收。根据这一特性,实现红外线传感器对烟雾浓度的检测。单片机控制发射管发出的一组T0-T9共10个检测脉冲串,正常环境下,信号被逐一接收,不会产生报警信号,当有烟雾气体进入迷宫隧道里,红外线信号受烟雾颗粒的阻挡而衰减,通过红外线接收管接收的10个脉冲串不完整,在遮蔽型光电烟雾传感器中,当烟雾浓度较大时,只有较宽的T9脉冲信号能穿过烟雾气体,由反射标靶,将信号反射到接收管。MCU会多次发射T0-T9的脉冲串进行测算,最终确定有烟雾警情,并测定烟雾浓度,转换成对应的数据量,存储在报警控制寄存器中,启动PWM信号发生器,对应产生反应烟雾浓度信息的PWM信号输出。根据输出信号方式不同,也可以由PWM信号产生0-5V的线性直流电压输出。
为达到降传感器功耗的目的,控制单片机14以睡眠模式工作,在 5V工作电压下,静态功耗小于1mA,单片机14每隔3秒钟睡眠唤醒后,发射一次这组脉冲串,检测空气环境中的烟雾浓度是否正常。
差异不同的烟雾模块,单片机产生调制脉冲串的脉冲宽度不相同,标准环境下,MCU保证模块自身产生的T0-T9光电信号都被可靠接收,当多个烟雾模块处于相同的烟雾环境中,每个烟雾模块内的控制单片机14从光电接收管采集到的光电脉冲信号数据也基本相同,赋值给PWM发生器的数据相同,由此产生的输出PWM信号或0-5V的直流电压也基本相同,从而保障传感器式的烟雾模块,输出报警控制信号的可靠性和一致性。
处于垂直正中心隧道壁,是“ Y” 字型组合结构体的出头部分,本实用新型烟雾模块的塑胶迷宫罩的设计有两种结构形式,其中短臂型结构如附图2,,可设计成散射型光电烟雾传感器。信号隔离墙2-1上的延伸壁较短,这种结构适合烟雾颗粒利用隧道内的较宽敞开阔地漫反射射信号,烟雾气体颗粒通过反射、折射将红外线信号输送的光电接收管,当有烟雾气体进入迷宫隧道后,反射标靶4-3上面的红外线信号,被烟雾遮蔽而衰减或阻断,到达光电接收管的信号主要靠烟雾颗粒的漫反射实现,隧道标靶的反射信号很微弱并且可忽略不计。
散射型光电烟雾传感器,单片机14采用如附图8方式的调制脉冲串工作,单片机MCU 14的控制原理和实施方法也与遮蔽型光电烟雾传感器相同。
散射型光电烟雾传感器,是以漫反射原理设计的烟雾模块,红外线光电信号依靠烟雾颗粒散射和折射,将信号传递的红外线接收管,迷宫罩内信号隔离墙的延伸壁较短,如附图2所示,以保证红外线信号有较大的散射空间。当烟雾浓度较大时,较窄的T9脉冲信号经过烟雾颗粒反射,信号也能被接收管接收。
在散射型光电烟雾传感器中,标准红外线探测脉冲串,是单片机由T9开始确定最小的调制脉冲宽度,处理方式和控制方法也与遮蔽型光电烟雾传感器一样。
本实用新型烟雾模块具有较小的体积和便于装配,迷宫罩和电路板采用如下设计方式:将圆形的传感器电路板的水平方向右边设有对位的凸块13,在塑胶迷宫罩上面也有一个对位的凹槽8,传感器电路板装配后嵌入塑胶罩内,凸块13进入凹槽8内。红外线光电发射15、接收管16,使用贴片元器件焊接在电路板上,装配后嵌入在由迷宫隧道壁形成的两个圆孔6、圆孔7里面,位于垂直中心正下方;控制单片机MCU14邦定在线路板上,位于电路板正中心,其他的电子元器件分布在以单片机MCU为中心的周围。
本实用新型烟雾模块方便使用,模块传感器电路板上有3个连接管脚,以直角等腰三角形排列形式位于传感器电路板底部,电路板的水平方向右边的对位的凸块13,一是起装配定位作用,二可以作为本模块管脚确认的识别点,处于沿线路板9的正中心水平方向右侧,连接本烟雾模块的三个管脚,也可以有这个识别点开始。
沿线路板9的正中心水平方向顺时针旋转45°,为该模块电路板电源输入脚 + VCC 10。沿线路板正中心水平方向顺时针旋转135°,为该模块电路板信号输出脚OUT 11。沿线路板正中心水平方向顺时针旋转225°,为该模块电路板电源输入脚 – GND 12。
本实用新型烟雾模块的具有高稳定性能和抗干扰能力,电路控制单片机MCU 14正常检测时,发出一组T0-T9共10个40Khz调制脉冲串,提供给红外线发射管,单个调制脉冲间隔时间相同,脉冲宽度不同,脉冲信号格式如附图7、8所示。根据以上所述的红外线光电烟雾检测原理,更换两种不同结构的塑胶迷宫罩,可以设计成遮蔽型和散射型烟雾传感器,遮蔽型烟雾传感器,脉冲串宽度逐级增大,散射型烟雾传感器,脉冲串宽度逐级减小。为降低模块传感器的电路功耗,单片机采用睡眠模式工作,唤醒时间为3秒钟,因此,发射两组调制脉冲串之间的间隔时间也变为3秒钟。这样可以将电路功耗降低到在5V电压下,电路静态功耗小于1mA。
本实用新型烟雾模块的红外线光电传感器具有参数校正的自适应功能,控制单片机MCU 14 在开机加电时,首先发出5组T0-T9调制脉冲串,提供给光电发射管7,经过隧道迷宫反射后,到红外线接收管接收6,光电信号放大电路处理后,输入给单片机,MCU通过计算和分析,确定T0脉冲的宽度、T0-T1脉冲间隔时间,和烟雾报警输出信号的基准阀值电压。产生的T0-T9红外线脉冲信号串为模块正常检测的标准信号;基准阀值电压,为烟雾浓度信息的报警控制信号提供对比依据。正常探测环境下,烟雾模块输出口OUT没有输出信号,当有烟雾气体进入传感器内,经过红外线信号检测发现后, OUT才有报警信号输出。
本实用新型烟雾模块的光电传感器检测到有烟雾警情发生时,控制单片机MCU将检测数据存储在报警控制寄存器中,报警控制输出并将寄存器中反映烟雾浓度的数据赋值给PWM信号发生器,并启动发生器,以改变输出PWM信号的占空比,将控制信号由OUT输出。可以根据需要,直接输出PWM脉冲信号或经过转换后输出0-5V线性电压,提供两种形式的信号输出,方便选择使用。
如附图7、8所示的所示的红外线脉冲图,脉冲T0会生成最小的烟雾浓度值,而T9则生成最大的烟雾浓度值,由此来改变输出PWM信号的占空比,使OUT输出的报警控制信号中,具有反映烟雾浓度的信息值。
遮蔽型和散射型两种形式的光电烟雾传感器,在正常环境下,控制单片机MCU发射的红外线检测信号,都会被光电接收管可靠的接收,输出脚OUT没有信号输出。
当有烟雾气体进入迷宫隧道中:在遮蔽型光电烟雾传感器中,较窄宽度的脉冲信号会被烟雾颗粒阻挡,信号不能被光电接收管可靠的接收,而较宽的红外线脉冲穿过烟雾气体被接收,烟雾浓度越大,对红外线的阻挡越强,如附图7所示,如果只有T9信号才能被接收,说明烟雾浓度很大;在散射型光电烟雾传感器,较窄宽度的脉冲信号,产生的散射信号较弱,信号不能被光电接收管可靠的接收,而较宽的红外线脉冲会产生较强的散射信号被接收,烟雾浓度越大,通过漫反射到达红外线接收管的信号越强,如附图8所示,如果T9信号也能被接收,说明烟雾浓度很大。根据这些变化的特点,单片机MCU通过红外线光电接收管,将这些变化的信息转换成相应的数据量,存储在报警控制寄存器中,用于改变输出PWM信号的占空比,将变化的烟雾浓度值由OUT引脚输出。
本实用新型烟雾模块可作为普通电子元器件使用,模块将电路板、电子元器件、黑色塑胶迷宫罩等部件,封装在一个直径为10-26mm,高度为8-18mm、圆筒、网格状的金属壳内,连接模块的管脚位于金属壳底部,组成一个具有光电感应功能的烟雾传感器。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种烟雾模块,其特征在于:是利用红外线光电检测原理设计的烟雾传感器;设有控制单片机MCU、红外线光电发射和接收管、信号放大电路的圆形电路板,嵌入在黑色塑胶罩内,塑胶罩的内部腔体设计成迷宫隧道结构,隧道壁上设有角度倾斜的信号反射标靶,单片机MCU发出的红外线检测信号,经过红外线光电发射管,打到隧道标靶上,标靶将信号反射到光电接收管;烟雾气体进入传感器迷宫隧道中,通过散射、反射到光电接收管,接收信号经过放大电路后,输入到单片机MCU;当环境中有一定浓度的烟雾进入烟雾模块内,将反应烟雾浓度信息的报警控制信号输出;烟雾模块使用5V直流电源工作,静态功耗小于1mA。
2.根据权利要求1所述的烟雾模块,其特征在于:所述烟雾模块的红外线光电接收管,(a)可接收隧道标靶反射的光电信号,(b)也可以同时接收烟雾颗粒的漫反射红外线光电信号;(c)更换不同腔体结构的塑胶迷宫罩,可设计成遮蔽型和散射型两种形式的光电烟雾传感器。
3.根据权利要求1所述的烟雾模块,其特征在于:所述的迷宫隧道壁上有3组倾斜反射信号标靶,标靶表面电镀金属铬;MCU发射的红外线信号通过标靶或烟雾颗粒反射到红外接收管;红外光电信号只在迷宫罩的正中心的主隧道内传输。
4.根据权利要求3所述的烟雾模块,其特征在于:该烟雾模块的迷宫罩垂直正下方有两个圆孔,套装在模块传感器电路板的红外线光电发射、接收管上面,且由隧道壁形成信号隔离墙,隔离墙不设槽孔,其他隧道壁开有椭圆或方形的槽孔。
5.根据权利要求1所述的烟雾模块,其特征在于:所述的传感器电路板设有对位凸块,位于线路板水平方向右侧边缘,装配后嵌入塑胶罩内;红外线光电发射、接收管,使用贴片元器件焊接在电路板上,嵌装在迷宫隧道壁的两个圆孔里,位于垂直中心正下方;控制单片机MCU邦定在线路板上,位于电路板正中心。
6.根据权利要求5所述的烟雾模块,其特征在于:所述的模块传感器电路板上有3个连接管脚,位置于:(a)沿线路板正中心水平方向顺时针旋转45°,为该模块电路板电源输入脚 + VCC;(b)沿线路板正中心水平方向顺时针旋转135°,为该模块电路板信号输出脚OUT;(c)沿线路板正中心水平方向顺时针旋转225°,为该模块电路板电源输入脚 - GND。
7.根据权利要求5所述的烟雾模块,其特征在于:所述的该模块电路控制单片机MCU正常检测时,发出一组T0-T9共10个40Khz调制脉冲串,提供给红外线发射管,单个调制脉冲间隔时间相同,脉冲宽度不同;(a)遮蔽型烟雾传感器,脉冲宽度逐级增大;(b)散射型烟雾传感器,脉冲宽度逐级减小;两组调制脉冲串之间的间隔时间为3秒钟。
8.根据权利要求7所述的烟雾模块,其特征在于:所述的该模块电路控制单片机MCU在开机加电时,首先发出5组T0-T9调制脉冲串,提供给光电发射管,经过隧道迷宫反射后,到红外线接收管接收,光电信号放大电路处理后,输入给单片机,MCU通过计算和分析,确定T0脉冲的宽度、T0-T1脉冲间隔时间,和烟雾报警输出信号的基准阀值电压。
9.根据权利要求1所述的烟雾模块,其特征在于:该烟雾模块传感器电路信号输出OUT,可以根据需要输出PWM脉冲信号或0-5V线性电压两种形式。
10.根据权利要求1所述的烟雾模块,其特征在于:该烟雾模块电路板嵌入到黑色塑料迷宫罩后,封装在一个圆筒、网格状的金属壳内。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013204604035U CN203338513U (zh) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | 烟雾模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013204604035U CN203338513U (zh) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | 烟雾模块 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN203338513U true CN203338513U (zh) | 2013-12-11 |
Family
ID=49707177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2013204604035U Expired - Fee Related CN203338513U (zh) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | 烟雾模块 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN203338513U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107767614A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-03-06 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种烟雾报警方法及烟雾报警装置 |
CN110491072A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-11-22 | 温州古润电子商务有限公司 | 一种室内消防烟雾探头灵敏度调节装置 |
-
2013
- 2013-07-31 CN CN2013204604035U patent/CN203338513U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107767614A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-03-06 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种烟雾报警方法及烟雾报警装置 |
CN110491072A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-11-22 | 温州古润电子商务有限公司 | 一种室内消防烟雾探头灵敏度调节装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103400469A (zh) | 烟雾模块 | |
CN101958032B (zh) | 一种消防用无线传感烟雾检测装置 | |
CN100463006C (zh) | 光散射型烟雾传感器 | |
EP3745371A1 (en) | Smoke detection method, smoke detection device, smoke alarm and storage medium | |
CN206574235U (zh) | 一种启动电路及人体状态检测装置 | |
CN106643951A (zh) | 一种燃气表端的新型脉冲计量装置及计量方法 | |
CN203338513U (zh) | 烟雾模块 | |
CN102393743A (zh) | 嵌入式多功能智能小车 | |
CN206002501U (zh) | 煤气浓度检测器 | |
CN111766591A (zh) | 一种基于tof传感器的高精度蓝牙ble测距系统 | |
CN201853311U (zh) | 一种消防用无线传感烟雾检测装置 | |
CN203288022U (zh) | 基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置 | |
CN105469533A (zh) | 一种火灾通讯报警装置 | |
CN203135838U (zh) | 一种红外光电开关 | |
CN205334673U (zh) | 一种物联网智能云终端 | |
CN204718931U (zh) | 一种高精度的微型化颗粒物传感器 | |
CN205003049U (zh) | 一种电气控制盘柜灰尘检测装置 | |
CN106097634B (zh) | 一种多功能消防报警器 | |
CN202033483U (zh) | 一种360度检测的光电传感器 | |
CN105608843A (zh) | 一种可燃气体报警控制系统 | |
CN201096522Y (zh) | 一种明火探测器 | |
CN201716817U (zh) | 一种用于危险区域的报警器 | |
CN206075027U (zh) | 基于树莓派的智能家居系统 | |
CN204406599U (zh) | 一种光电开关烟雾报警器 | |
CN207248360U (zh) | 一种基于信号处理电路的室外生态环境监测采集器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131211 Termination date: 20150731 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |