CN212228735U - 一种多光源光学暗室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多光源光学暗室，包括防尘防虫网、光学暗室、电路板和光信号传感器，光信号传感器安装在电路板上，光信号传感器包括后向光信号发射器件、第一前向光信号发射器件、光信号接收器件和第二前向光信号发射器件，后向光信号发射器件、第一前向光信号发射器件、光信号接收器件和第二前向光信号发射器件分别安装在后向光信号发射器件固定筒、第一前向光信号发射器件固定筒、光信号接收器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒内。多光源以可探测更广的光谱，进而可识别更多粒径的粒子，进而判断是燃烧或热解产生的粒子还是悬浮在空气中的灰尘、水蒸气、或做饭时食物油产生的油烟，有效降低传感器的误报率。

Description

一种多光源光学暗室

技术领域

本实用新型涉及消防火灾探测及报警技术领域，更具体的说，涉及一种多光源光学暗室。

背景技术

光学传感器是光电感烟火灾探测器最核心的器件，是通过光的散射、折射原理，来响应燃烧或热解产生的微小固体或液体烟雾粒子的光学光信号传感器件。而一般常见燃烧物产生的烟雾可根据烟雾粒子对入射光的折射率的差异，划分为黑烟和白烟两类。由于黑色的烟雾粒子对光线的吸收效应，导致同种浓度的黑烟粒子的散射光强远低于白烟粒子的散射光强。进而导致传统光电式感烟火灾探测器对同等浓度的黑烟和白烟的响应会有很大差异。再者，光线经过烟粒子的散射后，其各个角度散射光的光强是不同的，因此通过采用单一的以探测到的烟雾浓度作为报警阈值的火灾探测原理是存在技术漏洞的。可能会出现黑烟浓度很高时依然不能触发探测器报警的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多光源光学暗室，其通过设置多光源传感器，可探测更广的光谱，进而可识别更多粒径的粒子。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多光源光学暗室，其特征在于，包括防尘防虫网、光学暗室、电路板和光信号传感器，所述光信号传感器安装在电路板上，所述光信号传感器包括后向光信号发射器件、第一前向光信号发射器件、光信号接收器件和第二前向光信号发射器件，所述后向光信号发射器件、第一前向光信号发射器件、光信号接收器件和第二前向光信号发射器件的一端安装在所述电路板上，另一端分别安装在后向光信号发射器件固定筒、第一前向光信号发射器件固定筒、光信号接收器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒内，

其中，所述后向光信号发射器件固定筒、第一前向光信号发射器件固定筒、光信号接收器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒均为圆柱筒形，该圆柱筒为变径圆筒，所述后向光信号发射器件固定筒、第一前向光信号发射器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒的出光孔轴心线与所述光信号接收器件固定筒的进光孔轴心线相交于一点，且交点在光学暗室的轴心线上，并远离所述光学暗室的底面。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述后向光信号发射器件固定筒和光信号接收器件固定筒之间为60°-80°的锐角，所述第一前向光信号发射器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒与光信号接收器件固定筒之间的角度为120°-130°的钝角。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述光学暗室包括底部安装板，所述底部安装板的内侧周围均匀阵列有导流遮光栅，所述导流遮光栅的以所述光信号传感器中心为轴线旋转阵列分布在所述光信号传感器的周围。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述导流遮光栅由曲面遮光栅和直面遮光栅组成，所述曲面遮光栅的高度低于所述直面遮光栅的高度，所述曲面遮光栅的高度加上所述围墙的高度等于所述防尘防虫网的高度。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述曲面遮光栅和直面遮光栅的两端均设有尖端部。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述导流遮光栅设有遮光通道，所述遮光通道由第一遮光栅和第二遮光栅配合形成，所述第一遮光栅和第二遮光栅均采用底部宽顶部窄的设计。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述第一遮光栅包括第一曲面遮光栅和第一直面遮光栅，所述第二遮光栅包括第二曲面遮光栅和第二直面遮光栅。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述第一直面遮光栅由第一外直面遮光栅和第一内直面遮光栅组成，所述第二直面遮光栅由第二外直面遮光栅和第二内直面遮光栅组成，所述第一外直面遮光栅和第一内直面遮光栅的角度为120°-130°。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述第一外直面遮光栅和第二外直面遮光栅的水平夹角为8°-10°，所述第一内直面遮光栅和第二内直面遮光栅的水平夹角为8°-10°。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述第一内直面遮光栅和第二内直面遮光栅靠近光信号传感器的一端的宽度为2mm-3mm，所述第一内直面遮光栅和第二内直面遮光栅远离所述光信号传感器的一端的宽度为2mm-4mm。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述第一曲面遮光栅和第二曲面遮光栅分别与所述第一直面遮光栅和第二直面遮光栅连接，所述第一曲面遮光栅和第二曲面遮光栅之间的入口通道宽度为2mm-3mm，出口通道宽度为2mm-4mm。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述防尘防虫网上由横向栅条和竖向栅条组成，横向栅条和竖向栅条之间形成多个进烟网孔，所述进烟网孔的边长尺寸小于1mm。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，横向栅条和竖向栅条的横截面均为等腰梯形，多个竖向栅条之间排列形成多个竖向梯形槽口。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，防尘防虫网的底面还设计有一灰尘陷阱区域，所述灰尘陷阱区域为圆形，该灰尘陷阱由多个锥形凸起部排列组合而成。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述防尘防虫网的内部底面周围还设有围墙。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，围墙内部表面设计有夹角为60°的锯齿形凸凹。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述围墙的外侧设有分区立面，所述分区立面包括8个导流栅，所述导流栅将所述分区立面为8个区域，所述分区立面为弧形面。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述导流栅包括一梯形端部，所述梯形端部的截面大小与竖向梯形槽口的截面大小相同。

在本实用新型的这种多光源光学暗室中，所述防尘防虫网和光学暗室上分别设有公扣和母扣，防尘防虫网通过卡扣结构安装在光学暗室上。

实施本实用新型的这种多光源光学暗室，具有以下有益效果：

(1)多光源以可探测更广的光谱，进而可识别更多粒径的粒子，进而判断是燃烧或热解产生的粒子还是悬浮在空气中的灰尘、水蒸气、或做饭时食物油产生的油烟，有效降低传感器的误报率。

(2)光信号发射和接收器件固定筒的位置设计，让4个轴心交点相交与同一点，且在暗室的中轴线上，目的是让三个传感器的探测区为同一区域，实现了无论来自哪个方向的烟雾粒子均可以以相同的速度扩散到探测区。进而保证了光学暗室对烟雾方位灵敏度的一致性。

(3)防尘防虫网的设计有效的阻止大颗粒灰尘进入，阻止昆虫进入，对进入的灰尘设置的陷阱防止了灰尘对传感器灵敏度的影响，对气流的汇聚作用增加了传感器对烟雾响应的灵敏性。

附图说明

图1为本实用新型的这种多光源光学暗室的结构示意图；

图2为图1的剖面结构示意图；

图3为图1中光学传感器和光学暗室结构示意图，省去了电路板；

图4为图3的一个方向结构示意图，主要展示了导流遮光栅的结构；

图5为图4的另一方向结构示意图，展示了进气方向；

图6为图5中第一导流遮光栅和第二导流遮光栅的结构示意图；

图7为图1中的中的防尘防虫网结构示意图；

图8为图7的一个方向示意图；

图9为图7的另一个方向示意图；

图10为图9的A部放大示意图；

图11为图8的A-A向剖视图；

图12为图8的B-B向剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图12所示的本实用新型的这种多光源光学暗室，其包括防尘防虫网10、光学暗室20、电路板30和光信号传感器，光信号传感器安装在电路板30上，光信号传感器包括后向光信号发射器件41、第一前向光信号发射器件42、光信号接收器件43和第二前向光信号发射器件44。后向光信号发射器件41、第一前向光信号发射器件42、光信号接收器件43和第二前向光信号发射器件44的一端安装在电路板30上，另一端分别安装在后向光信号发射器件固定筒45、第一前向光信号发射器件固定筒46、光信号接收器件固定筒47和第二前向光信号发射器件固定筒48内。

其中，后向光信号发射器件固定筒45、第一前向光信号发射器件固定筒46、光信号接收器件固定筒47和第二前向光信号发射器件固定筒48均为圆柱筒形，该圆柱筒为变径圆筒，变径圆筒的出光孔直径为3mm-4mm之间，后向光信号发射器件固定筒45、第一前向光信号发射器件固定筒46和第二前向光信号发射器件固定筒47的出光孔轴心线与光信号接收器件固定筒48的进光孔轴心线相交于一点，且交点在光学暗室20的轴心线上，并远离光学暗室20的底面。如此可以让三个光信号传感器的探测区域为同一区域，实现了无论来自那个方向的烟雾粒子均可以以相同的速度扩散到探测区。进而保证了光学暗室20对烟雾方位灵敏度的一致性。

较佳的，后向光信号发射器件固定筒45和光信号接收器件固定筒47之间为80°的锐角，利用了后向反射光原理，第一前向光信号发射器件固定筒46和第二前向光信号发射器件固定筒48与光信号接收器件固定筒47之间的角度为126°的钝角，属于利用了前向折射光原理。

光学暗室20包括底部安装板21，底部安装板21的内侧周围设有导流遮光栅22，导流遮光栅22的以光信号传感器中心为轴线旋转阵列分布在光信号传感器的周围。

导流遮光栅22由曲面遮光栅221和直面遮光栅222组成，曲面遮光栅221的高度低于直面遮光栅222的高度，曲面遮光栅221的高度加上围墙50的高度等于防尘防虫网10的高度，防尘防虫网10安装在光学暗室20后，由围墙50和曲面遮光栅221对外界的气流进行汇聚以及对外界光线进行遮挡，直面遮光栅222卡在围墙50的内壁，避免围墙50松动，使得安装结构牢固稳定。

曲面遮光栅221和直面遮光栅222的两端均设有尖端部224，尖端部224可以减少对气流的阻碍，使得烟雾粒子能够快速进入迷宫内部，提高光信号传感器的灵敏度。

导流遮光栅22设有遮光通道，遮光通道由第一遮光栅23和第二遮光栅24配合形成，第一遮光栅23和第二遮光栅24均采用底部宽顶部窄的设计。在烟雾的进气或出气过程中使遮光栅降低对气流的阻碍，使气流的飘进或飘出更加容易，使光信号传感器更容易探测到周围的烟雾变化，从而使光信号传感器响应更为灵敏；同时，烟气的容易飘出使光信号传感器降低对探测空间里人们抽烟引起的误报现象。

第一遮光栅23包括第一曲面遮光栅231和第一直面遮光栅232，第二遮光栅24包括第二曲面遮光栅241和第二直面遮光栅242，其中，第一直面遮光栅232由第一外直面遮光栅233和第一内直面遮光栅234组成，第二直面遮光栅242由第二外直面遮光栅243和第二内直面遮光栅244组成，第一外直面遮光栅233和第一内直面遮光栅234的角度为125°，其中，第一外直面遮光栅233和第二外直面遮光栅243的水平夹角为10°，第一内直面遮光栅234和第二内直面遮光栅244的水平夹角为10°。第一内直面遮光栅234和第二内直面遮光栅244的靠近光信号传感器的一端的宽度为3mm，第一内直面遮光栅234和第二内直面遮光栅244远离光信号传感器的一端的宽度为4mm。

第一曲面遮光栅231和第二曲面遮光栅241分别与第一直面遮光栅232和第二直面遮光栅242连接，第一曲面遮光栅231和第二曲面遮光栅241之间的入口通道宽度为3mm，出口通道宽度为4mm。遮光通道采用两段窄中间宽的“月牙形”设计，可以避免大部分外界光线进入光学暗室，即使能够通过遮光通道，大部分光线在遮光通道的中部区域不断的产生反射和散射现象而减弱，有效避免外界光线对光学暗室的干扰。导流遮光栅22采用以上间隔密度既可以保证从外部射来的光无法进入暗室，又可以一定程度降低导流遮光栅22的个数，降低制造成本，且在外界气流汇聚作用下，周围的烟尘可以畅通地进入光学暗室内，提高光信号传感器的检测灵敏度。

防尘防虫网10上由横向栅条101和竖向栅条102组成，横向栅条101和竖向栅条102之间形成多个进烟网孔106，进烟网孔106的边长尺寸小于1mm，保证烟雾粒子可进入的同时又阻止1mm的昆虫进入。横向栅条101和竖向栅条102的横截面均为等腰梯形，有效降低对内外烟雾粒子进入或飘出的阻碍，防止误报。多个竖向栅条102之间排列形成多个竖向梯形槽口103。

防尘防虫网10的底面还设计有一灰尘陷阱区域104，灰尘陷阱区域104为圆形，该灰尘陷阱104由多个锥形凸起部105排列组合而成。进入光学暗室20的灰尘经过自然沉降后，灰尘陷入锥形凸起部105的根部，此处是发射光照射不到的区域，属于灰尘陷阱，因此不会因为灰尘对发射光的散射而影响到接收信号的变化，此设计提高了光信号传感器的抗灰尘污染能力。

防尘防虫网10的内部底面周围还设有围墙50，用于拦截灰尘颗粒直接进入暗室内部，尤其是避免灰尘进入暗室内部底面，同时防止外界紊乱的气流对暗室内部陷进区域造成影响，以免引起锥形凸起部的根部灰尘的浮动。围墙50内部表面设计有夹角为60°的锯齿形凸凹51，让来自光信号发射器件发出的光线在凹槽内多次反射而被吸收掉。

围墙50的外侧设有分区立面52，分区立面52包括8个导流栅53，导流栅53将分区立面52为8个区域，分区立面52为弧形面，进一步降低在烟雾的进气或出气的阻碍，对气流起到汇聚作用，避免气流从围墙外侧流失，增加了光信号传感器对烟雾响应的灵敏性。

导流栅53包括一梯形端部531，梯形端部531的截面大小与竖向梯形槽口103的截面大小相同，梯形端部531卡入竖向梯形槽口103内，使得围墙50固定在防尘防虫网10内，安装拆卸方便。

较佳的，防尘防虫网10和光学暗室20上分别设有公扣105和母扣201，防尘防虫网10通过卡扣结构安装在光学暗室上，便于拆卸安装，尤其是方便定期对防尘防虫网10内的灰尘进行清理，保证光信号传感器的灵敏性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多光源光学暗室，其特征在于包括防尘防虫网、光学暗室、电路板和光信号传感器，所述光信号传感器安装在电路板上，所述光信号传感器包括后向光信号发射器件、第一前向光信号发射器件、光信号接收器件和第二前向光信号发射器件，所述后向光信号发射器件、第一前向光信号发射器件、光信号接收器件和第二前向光信号发射器件的一端安装在所述电路板上，另一端分别安装在后向光信号发射器件固定筒、第一前向光信号发射器件固定筒、光信号接收器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒内，

其中，所述后向光信号发射器件固定筒、第一前向光信号发射器件固定筒、光信号接收器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒均为圆柱筒形，该圆柱筒为变径圆筒，所述后向光信号发射器件固定筒、第一前向光信号发射器件固定筒和第二前向光信号发射器件固定筒的出光孔轴心线与所述光信号接收器件固定筒的进光孔轴心线相交于一点，且交点在所述光学暗室的轴心线上，并远离所述光学暗室的底面。

2.根据权利要求1所述的多光源光学暗室，其特征在于，所述光学暗室包括底部安装板，所述底部安装板的内侧周围均匀阵列有导流遮光栅，所述导流遮光栅的以所述光信号传感器中心为轴线旋转阵列分布在所述光信号传感器的周围。

3.根据权利要求2所述的多光源光学暗室，其特征在于，所述导流遮光栅由曲面遮光栅和直面遮光栅组成，所述曲面遮光栅的高度低于所述直面遮光栅的高度。

4.根据权利要求3所述的多光源光学暗室，其特征在于，所述曲面遮光栅和直面遮光栅的两端均设有尖端部。

5.根据权利要求2所述的多光源光学暗室，其特征在于，所述导流遮光栅设有遮光通道，所述遮光通道由第一遮光栅和第二遮光栅配合形成，所述第一遮光栅和第二遮光栅均采用底部宽顶部窄的设计。

6.根据权利要求1所述的多光源光学暗室，其特征在于，所述防尘防虫网上由横向栅条和竖向栅条组成，横向栅条和竖向栅条之间形成多个进烟网孔，所述进烟网孔的边长尺寸小于1mm。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的多光源光学暗室，其特征在于，防尘防虫网的底面还设计有一灰尘陷阱区域，所述灰尘陷阱区域为圆形，该灰尘陷阱由多个锥形凸起部排列组合而成。

8.根据权利要求7所述的多光源光学暗室，其特征在于，所述防尘防虫网的内部底面周围还设有围墙。

9.根据权利要求8所述的多光源光学暗室，其特征在于，围墙内部表面设计有夹角为60°的锯齿形凸凹。

10.根据权利要求8所述的多光源光学暗室，其特征在于，所述围墙的外侧设有分区立面，所述分区立面包括8个导流栅，所述导流栅将所述分区立面为8个区域，所述分区立面为弧形面。

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