一种独立式光电感烟火灾报警器及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种独立式光电感烟火灾报警器及工作方法，外罩壳体内部为探测腔室，外罩壳体外设有多级环形垂直阶梯式进烟结构，进烟结构的设有双排通孔；探测腔室内设有报警器，报警器包括信号处理单元、红外发射管、红外接收管，还包括指示灯和喇叭，红外发射管、红外接收管、指示灯和喇叭都连接至信号处理单元。本发明专利技术阶梯式分面及双排通孔的创新结构，可实现对非持续性烟雾的迅速扩散。通过采集烟雾粒子数和光散射强度，判断烟雾浓度和颗粒尺寸，对烟雾进行浓度阈值设定，更有效地对持续性烟雾等火警因素发生响应，避免误报。

Independent photoelectric smoke fire alarm and working method

The invention discloses an independent type photoelectric smoke fire alarm and method for detecting the internal chamber of the outer casing, the casing body is provided with annular vertical multistage stepped into the cigarette smoke into the structure, structure with double chamber is provided with a through hole; the detection alarm, the alarm device comprises a signal processing unit, infrared emitting tube and infrared receiving tube, also includes lights and horn, infrared emitting tube and infrared receiving tube, lights and speakers are connected to the signal processing unit. The invention discloses an innovative structure of ladder type split surface and double row through hole, which can realize the rapid diffusion of non continuous smoke. By collecting the number of smoke particles and the light scattering intensity, the smoke concentration and particle size are judged, and the concentration threshold setting of the smoke is carried out, so as to effectively respond to fire factors such as persistent smoke, and avoid false positives.

【技术实现步骤摘要】
一种独立式光电感烟火灾报警器及工作方法
本专利技术涉及消防安全防护领域，尤其涉及一种独立式光电感烟火灾报警器及工作方法。
技术介绍
独立式光电感烟火灾报警器具有抗气流干扰，工作稳定，环境温度和湿度变化对它影响小，对灰白色且颗粒较大的阴燃烟的响应灵敏等特点，且结构简单、安装方便、成本低廉，广泛应用于普通民用建筑、多层商住楼、旅店、小型娱乐场所和加工厂等。独立式光电感烟火灾报警器主要由检测烟雾粒子的传感器组件(发射管、接收管)、进行信号处理的线路板、提供声响指示的蜂鸣器、提供光指示的指示灯及供电的电池装置组成。当烟雾粒子进入光电迷宫后，对红外发射光产生散射，散射光被光电二极管所接收，进而产生微弱光电流。光电流经转换和放大电路处理后，获得光电流强度与烟雾浓度之间的关系。通过设定报警阈值来调节报警器的灵敏度。其中，对进入迷宫的烟雾浓度响应不易控制，如低浓度烟雾停留时间过长，易受到非连续性烟雾的影响而产生误报。同时，通过光电流强度判断烟雾颗粒的类型并分析得到较准确的烟雾浓度，进而确定烟雾浓度阈值也有难度。目前，大多数光电感烟火灾报警器进入报警器的烟雾浓度、烟雾颗粒尺寸等参数判断不准确或未进行识别，导致低浓度烟雾干扰误报及粉尘颗粒干扰误报，大大降低了报警器的灵敏度。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种解决低浓度烟雾和粉尘颗粒干扰误报，性能可靠的火灾报警器。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：一种独立式光电感烟火灾报警器，包括锥台形外罩壳体，外罩壳体内部为探测腔室，外罩壳体外圆锥斜面上设有多级环形垂直阶梯式进烟结构，进烟结构的竖直阶梯面上开设有均匀分布的双排通孔，双排通孔贯穿外罩壳体连通探测腔室；所述探测腔室内设有报警器，报警器安装在外罩壳体的底面，报警器包括信号处理单元，所述信号处理单元包括采用低功耗并自带运放功能的芯片；报警器还包括沿同一扇面的径向夹角设置的红外发射管和红外接收管，红外接收管接受红外发射管发射的经烟雾颗粒散射的红外线；报警器还包括指示灯和喇叭；所述红外发射管、红外接收管、指示灯和喇叭都连接至信号处理单元。本专利技术独立式光电感烟火灾报警器的工作方法，通过粒子计数器、红外发射管、红外接收管检测烟雾粒子数和光散射强度，信号处理单元进行分析计算来判断烟雾浓度和粒子尺寸，确定阙值，以此判断是否发生火灾，并通过指示灯和喇叭发出警示。作为本专利技术的一种优选，信号处理单元通过烟雾粒子数浓度与时间的函数关系来确定烟雾浓度。作为本专利技术的另一种优选，信号处理单元基于光散射理论，通过散射强度函数，确定粒子尺寸。本专利技术的有益效果是：本专利技术阶梯式分面及双排通孔的创新结构，可实现对非持续性烟雾的迅速扩散。通过采集烟雾粒子数和光散射强度，判断烟雾浓度和颗粒尺寸，对烟雾进行浓度阈值设定，更有效地对持续性烟雾等火警因素发生响应，避免误报。附图说明图1为本专利技术的外罩壳体1结构示意图；图2为本专利技术的报警器2结构示意图；图3为本专利技术的光散射强度检测示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1、2所示，一种独立式光电感烟火灾报警器，包括锥台形外罩壳体1，外罩壳体1内部为探测腔室(图中未示出)，外罩壳体1外圆锥斜面上设有多级环形垂直阶梯式进烟结构101，进烟结构101的竖直阶梯面102上开设有均匀分布的双排通孔103，双排通孔103贯穿外罩壳体连通探测腔室，阶梯式进烟结构101和双排通孔103的主要作用是利于低浓度烟雾快速进入并扩散进入探测腔室。所述探测腔室内设有报警器2，报警器2安装在外罩壳体1的底面，报警器2包括信号处理单元201，所述信号处理单元201包括采用低功耗并自带运放功能的芯片(图中未示出)。报警器还包括指示灯204和喇叭205。报警器2还包括用于发射红外线的红外发射管202和接收红外线的红外接收管203，如图3所示，红外发射管202和红外接收管203沿同一扇面的径向夹角θ设置，本实施例中θ取135°。红外接收管202接受红外发射管203发射的经烟雾颗粒散射的红外线。所述红外发射管202、红外接收管203、指示灯204和喇叭205都连接至信号处理单元201。本专利技术独立式光电感烟火灾报警器，通过红外发射管202、红外接收管203检测烟雾粒子数和光散射强度，信号处理单元201进行分析计算来判断烟雾浓度和粒子尺寸，确定阙值，以此判断是否发生火灾，并通过指示灯和喇叭发出警示。基于烟雾粒子数与时间的关系原理来确定烟雾浓度，以及不同尺寸粒子粒径对光散射强度响应的原理区分粉尘与烟雾颗粒，进一步提高报警器的灵敏度。其中，信号处理单元通过烟雾粒子数浓度与时间的函数关系来确定烟雾浓度。首先，根据检测结果，建立烟雾粒子数浓度与时间的函数关系，然后通过信号处理单元转换为烟雾浓度与脉冲信号幅度之间的关系。由于烟雾粒子浓度的动态变化过程从0快速增加到最大值后又逐渐衰减，即在某个t时刻烟雾粒子浓度将达到峰值。因此，我们将烟雾浓度与时间的关系通过一个分段函数表示：式(1)中：n0是烟雾浓度的最大值，b可反映烟雾浓度随时间t变化的快慢程度，t0表示烟雾粒子浓度达到峰值对应的时间。其中，基于光散射理论，信号处理单元通过散射强度函数，确定粒子尺寸。根据Mie光散射理论，入射光照射到烟雾粒子后，其散射光强I为：式(2)中，λ为入射波波长，R为接收点到散射粒子的距离，i1(θ)、i2(θ)为散射强度函数。建立i1(θ)、i2(θ)与粒子尺寸r之间的关系，可获得不同r变化下的散射强度函数。解调到烟雾浓度。通过参数设定，调节阈值，只对粒径达到设定值的烟雾粒子响应，超过设定值的烟雾粒子不响应，可区分出粒子大小在设定值左右的烟雾颗粒，拾取单位时间内信号的分布值，按概率统计的方法，依据马林科夫判据，通过软件动态计算，最终，获得一定浓度和粒径烟雾颗粒对应的阈值信号从而区分粉尘与烟雾颗粒，减少粉尘对报警器的干扰。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种独立式光电感烟火灾报警器，其特征在于，包括锥台形外罩壳体，外罩壳体内部为探测腔室，外罩壳体外圆锥斜面上设有多级环形垂直阶梯式进烟结构，进烟结构的竖直阶梯面上开设有均匀分布的双排通孔，双排通孔贯穿外罩壳体连通探测腔室；所述探测腔室内设有报警器，报警器安装在外罩壳体的底面，报警器包括信号处理单元，所述信号处理单元包括采用低功耗并自带运放功能的芯片；报警器还包括沿同一扇面的径向夹角设置的红外发射管和红外接收管，红外接收管接受红外发射管发射的经烟雾颗粒散射的红外线；报警器还包括指示灯和喇叭；所述红外发射管、红外接收管、指示灯和喇叭都连接至信号处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种独立式光电感烟火灾报警器，其特征在于，包括锥台形外罩壳体，外罩壳体内部为探测腔室，外罩壳体外圆锥斜面上设有多级环形垂直阶梯式进烟结构，进烟结构的竖直阶梯面上开设有均匀分布的双排通孔，双排通孔贯穿外罩壳体连通探测腔室；所述探测腔室内设有报警器，报警器安装在外罩壳体的底面，报警器包括信号处理单元，所述信号处理单元包括采用低功耗并自带运放功能的芯片；报警器还包括沿同一扇面的径向夹角设置的红外发射管和红外接收管，红外接收管接受红外发射管发射的经烟雾颗粒散射的红外线；报警器还包括指示灯和喇叭；所述红外发射管、红外接收管、指示灯...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晓云，叶轻舟，林永南，林明勇，陈鼎宁，王乾廷，陈文哲，蔡金城，卢文供，
申请(专利权)人：福建工程学院，福建省三鲸消防器材有限公司，福建三鲸消防技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35