CN204204144U - 烟雾检测单元装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种高灵敏度、高工作性能、低功耗、低成本、可靠性强的烟雾检测单元装置。本实用新型包括离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路、供电电路，所述离子传感器检测电路能够接触到烟雾，所述离子传感器检测电路与所述检测比较放大电路电连接，所述检测比较放大电路与所述声光报警电路电连接，所述供电电路连接市电并向所述离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路提供工作电源。本实用新型可应用于火灾烟雾检测领域。

Description

烟雾检测单元装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及一种烟雾检测单元装置。

背景技术

可燃性气体通常指城市煤气、石油液化气、汽油蒸汽、酒精蒸汽、天然气以及煤矿瓦斯等。这些气体主要含有烷类、烃类、烯类、醇类、苯类以及一氧化碳和氢气等成分，易燃、易爆、贮存和使用这些气体的过程中，如违反操作规程和设备密封不好，都有可能发生可燃气体泄漏现象，进而酿成火灾或爆炸事故，给国家和人民的生命财产造成损失。可燃性气体检测报警装置是能够检测环境中的可燃性气体浓度并具有报警功能的装置。该报警装置是石油化学工业、有可燃性气体的生产、应用工厂及家庭防火防爆必备的装置。本装置通常包括气体传感器和报警电路，目前本产品研究方向是煤气泄漏自动检测的研制，主要针对煤气的检测，实现家庭煤气泄漏的检测与报警。当事件发生时，气体传感器检测回路输出信号驱动相应的驱动电路，分别控制报警灯、蜂鸣器及切断电路，实现对煤气泄露事故的实时监测及控制。

目前气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向发展。一是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合，这也是气体传感器一直追求的目标；二是增强可靠性，实现元件和应用电路集成化，多功能化，发展MEMS技术，发展现场适用的变送器和智能型传感器。

随着科技日新月异更新与高速发展，人们对生活的要求火灾已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一。随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，火灾的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。在工业和民用建筑、宾馆、酒店、图书馆、科研和商业部门，火灾烟雾报警器已成为必要的装置。火灾报警系统对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。

目前，火灾烟雾报警向着低功耗、多功能、集成化方向发展。一是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路；二是增强可靠性，实现元件和应用电路集成化，多功能化。本实用新型正是基于此而进行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高灵敏度、高工作性能、低功耗、低成本、可靠性强的烟雾检测单元装置。

本实用新型所采用的技术方案是：该装置包括离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路、供电电路，所述离子传感器检测电路能够接触到烟雾，所述离子传感器检测电路与所述检测比较放大电路电连接，所述检测比较放大电路与所述声光报警电路电连接，所述供电电路连接市电并向所述离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路提供工作电源。

进一步地，所述离子传感器检测电路包括离子传感器，所述离子传感器包括内电离室和外电离室，所述内电离室和所述外电离室内均设置有α放射源镅—241；所述检测比较放大电路包括集成电路和外围电路，所述声光报警电路包括继电器、发光管、蜂鸣器、晶体三极管和电阻并适配联接，当离子传感器检测到烟雾时，所述检测比较放大电路中的比较器输出正向电压，当输出的正向电压高于晶体三极管的基极电压阀值时，晶体管三极管开始导通工作，所述继电器动作，同时声光报警电路形成通路而声光报警。

本实用新型的有益效果是：本实用新型包括离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路、供电电路，所述离子传感器检测电路能够接触到烟雾，所述离子传感器检测电路与所述检测比较放大电路电连接，所述检测比较放大电路与所述声光报警电路电连接，所述供电电路连接市电并向所述离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路提供工作电源；所以，本实用新型选用离子传感器作为烟雾传感器，能有效提高煤气检测的灵敏度；另外，本实用新型电路简约，功耗低，成本低，体积小，且可靠性强，具有较长的使用寿命。

附图说明

图1是离子传感器内离子电流形成的示意图；

图2是离子传感器内的电压与电流的关系示意图；

图3是本实用新型的电路原理示意图；

图4是本实用新型供电电路原理示意图；

图5是本实用新型检测比较放大电路原理示意图；

图6是所述声光报警电路原理示意图；

图7是本实用新型的侧面结构示意图；

图8是本实用新型的俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示，下面对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型包括离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路、供电电路，所述离子传感器检测电路能够接触到烟雾，所述离子传感器检测电路与所述检测比较放大电路电连接，所述检测比较放大电路与所述声光报警电路电连接，所述供电电路连接市电并向所述离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路提供工作电源。

所述离子传感器检测电路包括离子传感器，所述离子传感器包括内电离室和外电离室，所述内电离室和所述外电离室内均设置有α放射源镅—241；所述检测比较放大电路包括集成电路和外围电路，所述声光报警电路包括继电器、发光管、蜂鸣器、晶体三极管和电阻并适配联接，当离子传感器检测到烟雾时，所述检测比较放大电路中的比较器输出正向电压，当输出的正向电压高于晶体三极管的基极电压阀值时，晶体管三极管开始导通工作，所述继电器动作，同时声光报警电路形成通路而声光报警。

本实施例中，选用的离子传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。离子烟雾报警器有一个电离室，离子室所用放射元素－－镅241（Am241），强度约0.8微居里左右，正常状态下处于电场的平衡状态，当有烟尘进入电离室会破坏这种平衡关系，报警电路检测到浓度超过设定的阈值时会发出报警。该离子传感器利用两片放射性物--241（AM）α源构成的两个电离室（检测电离室和补偿电离室）及 场效应晶体管（EFT）等电子元件件组成。其工作原理为：P1和P2是一相对的电极，在电极之间放有α放射源--241镅，由于它持续不断地放射出α射线，α粒子以高速运动，撞击空气分子，从而使极板间空气分子电离为正离子和负离子（电子），这样电极之间原来不导电的空气具有了导电性，实现这个过程的装置我们称它为电离室，如图1所示。如果在极板P1和P2间加上一个电压E，极板间原来做杂乱运动的正负离子，此时在电场的用下，正负离子做有规则的运动，正离子向负极运动，负离子向正极运动，从而形成了电离电流I。施加电压E愈高，电离电流愈大。当电离电流增加到一定值时，外加电压再增高，电离电流也不会增加，此电流称之为饱和电流IS，如图2所示。

如图3和图4所示，供电电路输入变压后的10～12V交流电，经整流滤波后，一路供电给声光报警电路，一路再经过7812变压后给烟雾检测放大电路供电，电源LED灯亮起。7812变压后的12V经电阻R9分压给传感器供给9V电压，离子式烟雾传感器的工作电压为9V,集电极的平衡电位变化保持在5.3～6.5V。

如图5所示，离子传感器中的内外电离室的两电极之间的间距不同，取集电极两者作为共用的一个电极。在外部施加电压产生一个均匀的电场，电离室内由α粒子高速运动电离的电子受电场作用沿着电场线有序运动产生电势差，这个电势差使得集电极的平衡电位变化保持在5.3V~6.5V之间，改变外部施加的电场的强度（电压的大小）也可以改变集电极的平衡电位的电压范围。

离子式烟雾传感器在内外电离室里面有放α射源镅--241，由于它持续不断地放射出α射线，α粒子以高速运动，撞击空气分子，从而使极板间空气分子电离为正离子和负离子（电子），电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。离子传感器的分为内外两个电离室，内电离室的密封性比较好，当有烟雾进入到电离室时，对外电离室电离电流的影响要大于内电离室。烟雾进入电离室时，集电极的接收到的负离子变化小于正离子的变化，电压、电流有所下降。比较放大器的反相基准电压下降，正相电压不变，输出正相电压，在经过二次比较放大后输出给三极管9013的基极供电。

当测试开关被按下，电离室外加的电场消失，由于放射源镅--241持续不断地放射出α射线，α粒子以高速运动，撞击空气分子，从而使极板间空气分子电离为正离子和负离子（电子），正反离子在做杂乱无章的运动。集电极收集到的正负离子的数目很少使得比较放大器的反相基准电压几乎为零，输出正相电压，导通三极管使声光报警电路工作。

如图6所示，离子传感器检测到有烟雾产生时，使得比较器的正相电压比反相电压高输出正相电压。输出的正相电压经过比较放大以后的电压高于三极管9013的基极电压阀值时，三极管开始导通工作。声光报警电路形成回路，报警灯亮起，蜂鸣器响起嘹亮的报警声。

本实用新型中的离子传感器在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室，干扰了带电粒子的正常运动，电流、电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡。由于内电离室的密封性比外电离室的好很多，当有烟雾进入到电离室对电离电流产生了影响，外电离室受到的影响明显大于内电离室，电离电流有所下降。于是变化的电流、电压经过比较放大器作用以后输出导通三极管，使报警电路工作，发出声光报警。所以，本实用新型是一种高灵敏度、高工作性能、低功耗、低成本、可靠性强的烟雾检测单元装置。

本实用新型可应用于可燃气体检测领域。

需要注意的是，上述仅以优选实施例对本实用新型进行了说明，并不能就此局限本实用新型的权利范围，因此在不脱离本实用新型思想的情况下，凡运用本实用新型说明书和附图部分的内容所进行的等效变化，均理同包含在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种烟雾检测单元装置，其特征在于：它包括离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路、供电电路，所述离子传感器检测电路能够接触到烟雾，所述离子传感器检测电路与所述检测比较放大电路电连接，所述检测比较放大电路与所述声光报警电路电连接，所述供电电路连接市电并向所述离子传感器检测电路、检测比较放大电路、声光报警电路提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的煤气泄漏检测单元装置，其特征在于：所述离子传感器检测电路包括离子传感器，所述离子传感器包括内电离室和外电离室，所述内电离室和所述外电离室内均设置有α放射源镅—241；所述检测比较放大电路包括集成电路和外围电路，所述声光报警电路包括继电器、发光管、蜂鸣器、晶体三极管和电阻并适配联接，当离子传感器检测到烟雾时，所述检测比较放大电路中的比较器输出正向电压，当输出的正向电压高于晶体三极管的基极电压阀值时，晶体管三极管开始导通工作，所述继电器动作，同时声光报警电路形成通路而声光报警。