吸气式火灾探测器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种吸气式火灾探测器，属于消防设施技术领域。该探测器含有外壳和安置在外壳内的烟雾传感器和目标气体传感器，安装在烟雾传感器中的光发射元件和光接收元件，与光发射元件、光接收元件以及目标气体传感器连接的信号处理电路板，其中所述外壳内壁为黑色材料制成，构成光学密闭的探测室，所述光发射元件和光接收元件为普通感烟探测器使用的ＬＥＤ发光元件和光敏元件。由于探测室具有良好的光学和电磁屏蔽特性，因而背景信号低，提高了探测精度；而采用烟雾和目标气体复合探测，可以进一步排除由于灰尘和水蒸气引起的误报。此外，由于采用了普通感烟探测器中使用的ＬＥＤ，因此成本十分经济。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种火灾探测器，尤其是一种吸气式火灾探测器，属于消防设施

技术介绍
通常，工业、商业和家庭中使用的普通烟雾探测器利用烟雾的对流作用被动地接受烟雾。而具有吸气装置的吸气式烟雾探测器能主动吸取被保护空间的空气，具有更高的灵敏度，因此在一些需要特别保护的场合(例如计算中心、通信中心、通信中继站等)得到广泛的应用。但现有吸气式火灾探测器由于以下原因，存在容易导致误报警的缺点一是某些吸气式火灾探测器内的透镜系统在湿度较高、气温剧烈变化时，镜片容易结露，从而改变光学系统的特性，导致误报火警；二是区分火灾烟雾、空气灰尘和水蒸气的能力有限，当空气中含有灰尘和水蒸气时也有可能误报火警。此外，现有吸气式烟雾探测器采用激光器做光源，价格昂贵，用户往往望而却步。
技术实现思路
本技术的首要目的是针对以上现有技术存在的缺点，提出一种灵敏度高并且成本经济的吸气式火灾探测器。本技术进一步的目的是在此基础上，将烟雾传感和火灾目标气体传感结合起来，构成烟雾和气体复合探测器，从而适用于可能含有诸如水蒸气或灰尘一类干扰因素的环境中使用。为了达到以上首要目的，本技术的吸气式火灾探测器含有外壳和安置在外壳内的烟雾传感器，所述烟雾传感器中装有光发射元件和光接收元件，与光发射元件和光接收元件连接的信号处理电路板，其特征在于所述外壳内壁为黑色材料制成，构成光学封闭的探测室，所述光发射元件和光接收元件为普通感烟探测器中使用的LED发光元件和光敏元件。为了达到以上进一步的目的，本技术的吸气式火灾探测器中还含有安置在外壳内的目标气体传感器，所述目标气体传感器的信号输出端接信号处理电路板的输入端。这种黑色材料内壁外壳构成的光学封闭的探测室具有良好的光学特性，发射光线在同一或多个平面内多次反射，因而背景信号很低，并能有效地降低外界电磁场的影响，提高了探测精度；而采用烟雾和目标气体复合探测，可以排除由于灰尘和水蒸气引起的误报。此外，由于采用了普通感烟探测器中使用的LED，因此成本十分经济。需要说明的是，通常在火灾形成初期由燃烧物释放出来的气体被称为火灾目标气体。例如含碳物质在烟雾形成前和形成中释放的CO、CO2、CH4，含硫物质释放的SO2，含氮有机物释放的NO等等。针对不同的保护对象，可以使用不同的目标气体传感器，单独或与烟雾复合进行火灾探测。由于灰尘和水蒸气中不含目标气体，因此本技术的探测器从原理上可以有效地排除由于灰尘和水蒸气引起的误报。以下结合附图对本技术作进一步的说明。附图说明图1为本技术的系统框图。图2为本技术一个实施例的结构示意图。图3和图4分别为图2的左视图和俯视图。图5为本技术另一个实施例的结构示意图。图6和图7分别为图5的左视图和俯视图。图8为图5实施例的结构尺寸关系图。图9为图2和图5实施例中信号处理电路板的电路原理图。具体实施方式本技术吸气式火灾探测器组成的系统如图1所示。其主要组成部分及功用如下1、空气采样管道——从探测室一直通到被保护的部位，在被保护部位开有若干个空气采样孔。工作时，风机的抽吸作用在管道内产生负压，被保护部位的空气由采样孔吸入管道，进入探测室。2、空气过滤器——为了降低空气灰尘对烟雾探测、气体探测和气流监测部分敏感元件的污染，过滤是必不可少的。为保证过滤性能和空气通过性能，过滤部件要定期更换。3、烟雾和气体探测室——图2和图5所示实施例的目标气体为一氧化碳。由图2和5可以看出，复合探测室有一由内壁为黑色的金属材料或黑色塑料制成的光学密闭外壳9，外界光线不能进入壳内。进气口6和出气口8与管道相连，也不透光，因此该探测室是光学密闭的。该探测室中安置有光室1。光室1上安装着普通感烟火灾探测器中使用的LED光发射元件2和光接收元件4。光发射元件2、光接收元件4和光室1构成烟雾传感器。光发射元件2、光接收元件4以及作为目标气体传感器的CO传感器7都安装在信号处理电路板3上。同时在电路板3上还安装着相关的功能元件如放大器和微处理器等。3.1烟雾探测——某些特殊防护场合如计算机房、通信中心、通信的中继站等为要达到早期报警，对烟雾探测灵敏度要求很高。图2和图5实施例的烟雾探测灵敏度可达0.005dB/m或更高，为一般常规感烟探测器的100倍左右。其烟雾探测机构原理上与常规感烟探测器相似，采用的是散射式光电感烟探测方法和普通的光电器件。现有的吸气烟雾探测器中一般使用激光元件达到高的探测灵敏度，因此价格高昂。本技术的实施例通过下列途径使常规的散射式光电探测方法达到激光探测系统的高灵敏度。3.1.1光学密闭的探测室——常规光电感烟探测器利用空气对流作用将烟雾扩散到探测器里，为保证烟雾的进入，探测室做成迷宫式结构，在保证烟雾进入的同时防止环境光线的直接射入。但环境光还是能通过迷宫遮光叶片以及各种孔洞等的反射作用间接进入探测室的。由于常规感烟探测器的探测灵敏度较低，一般为0.2-O.7dB/m，通过迷宫式结构进入探测室的环境光线所形成的背景信号只占信号总的动态范围的很小比例。但如果灵敏度提高、例如100倍后，由进入探测室的环境光所形成的背景信号将大大增强，甚至会占据信号的整个动态范围，使探测器根本无法工作。因此本实施例的烟雾探测部分采用了使环境光完全不能进入密闭结构。图2和图9中，外壳9是一个光学密闭的内壁为黑色的金属或黑色塑料壳体。3.1.2发射光线在多个平面内反射，降低接收元件的背景信号——图2是发射光线在多个平面内反射的一个优选实施例。由于光发射元件2的光学轴线OB和光接收元件4光学轴线OE(OB和OE之间夹角与图5实施例相同，参见图5)所构成的平面不垂直于探测室的内壁，因此光发射元件2发射出来的光线经探测室9内壁反射后就会偏离光发射元件2光学轴线OB和光接收元件4光学轴线OE所构成的平面，形成在多个平面反射，而每次反射都造成很大的衰减。即使发射光线经多次反射后有机会沿OE方向入射接收元件4，信号也是极微弱的。3.1.3采用电磁屏蔽，提高信噪比——由于探测灵敏度高，容易受外界电磁场的干扰，使信噪比降低，甚至影响正常使用。最有效的改善方法是采用金属材料制作的探测室外壳，其内壁为发黑处理层。当然也可以采用黑色塑料制作探测室外壳，同时采用屏蔽保护措施(例如塑料壳体外面加金属屏蔽罩或金属膜镀层)。3.1.4发射光线在同一个平面内反射——图5是发射光线在一个平面内(OBCDEF)内多次反射的实施例。图5中光发射元件2的光学轴线OB和光接收元件4光学轴线OE所构成的平面垂直于探测室外壳的内壁，发射元件2发出的光线会在一个平面OBCDEF内多次反射。发射元件2发出的光线AOB通过外壳9的内壁反射(如BC所示)或多次反射(如CD所示)在探测室内特别是在光接收元件4的光学轴线方向EOF上形成一定强度的“亮度”，因此在没有烟雾的洁净空气的情况下，光接收元件4仍能“看到”一定的光，这也是背景信号的一个重要来源。前已述及，这种背景信号在高出常规感烟探测器100倍的灵敏度下，会占据甚至超出总的信号动态范围，使探测器无法工作。为降低外壳9内壁反射或多次反射对背景信号的贡献，可在光发射元件发射光线的反射路径上(例如烟雾敏感区O的上方)设置挡光隔板5。该隔板5与合适的外壳9的内尺寸共同作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸气式火灾探测器，含有外壳和安置在外壳内的烟雾传感器，所述烟雾传感器中装有光发射元件和光接收元件，与光发射元件和光接收元件连接的信号处理电路板，其特征在于：所述外壳内壁为黑色材料制成，构成光学密闭的探测室，所述光发射元件和光接收元件为普通感烟探测器中使用的ＬＥＤ发光元件和光敏元件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王殊，窦征，
申请(专利权)人：王殊，窦征，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]