用于烟雾探测器的圆锥形光吸收器制造技术

本发明专利技术公开了一种烟雾探测器，该烟雾探测器包括：光源，该光源用于产生光束并设置为沿着光轴传递光束；传感器，该传感器用于接收所述光束中被烟雾从所述光轴上散射开的光；以及光阱，该光阱包括限定体积的一个或多个壁，所述体积用于接收沿着所述光轴从所述光源未散射地通过所述传感器的光，其中所述体积包括在所述光轴上最靠近所述光源的第一端以及在所述光轴上离所述光源最远的第二端，其中所述体积在所述第一端开放，但是在所述第二端闭合，并且其中所述壁中的至少一个从所述第一端向第二端倾斜，以使得所述光阱在轴向上从所述第一端向所述第二端逐渐变窄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及一种烟雾探测器，尤其涉及散射光烟雾探测器。
技术介绍
散射光烟雾探测器测量气溶胶散射的光量以推断烟雾密度，从而指示火灾。在典型的这种探测器中，允许气溶胶进入的腔体内安装有光探测器和光源。部分准直光束穿过气溶胶，但是不允许直接照射到光探测器上。当气溶胶含有足够浓度的烟雾颗粒时，光源发射的光被烟雾散射，其中一小部分将入射到光探测器上。利用光探测器的输出响应来推断烟雾密度。当烟雾密度达到典型的火灾水平时，光探测器上的入射光量大约为光源发射光量的1/100000到1/10000。腔体的主要作用是防止未被烟雾散射的光到达光探测器，即，其必须是黑暗的。对杂散光的一个贡献是来自腔体壁的反射。虽然壁可以是黑色的，但是和烟雾散射的水平相比，仍然存在大量的反射光。来自腔体壁的反射随着灰尘进入腔体并覆盖壁而增加。对杂散光的另一个贡献来自于外部光。探测器必须允许外部空气和空气/烟雾气溶胶到达腔体。但是，允许空气流动到腔体中的通道也可以允许光进入，例如通过反射进入。为了确保传感器的正常运行，腔体必须：允许空气和空气/烟雾气溶胶到达传感器；当没有烟雾时，防止大量的光从光源反射到光探测器上；以及即使在灰尘环境中长期使用之后也能继续防止这些反射。一种降低反射光影响的方法是使用具有较小发散的窄光束的光源。已授权的英国专利GB2404731公开了一种表面安装器件(SMD)，其包括产生窄光束的LED芯片器件，该窄光束在较小外壳(envelope)内具有低发散性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种烟雾探测器，该烟雾探测器包括：光源，该光源用于产生光束并设置为沿着光轴传递光束；传感器，该传感器用于接收所述光束中被烟雾从所述光轴上散射开的光；以及光阱，该光阱包括限定体积的一个或多个壁，所述体积用于接收沿着所述光轴从所述光源未散射地通过所述传感器的光，其中所述体积包括在所述光轴上最靠近所述光源的第一端以及在所述光轴上离所述光源最远的第二端，其中所述体积在所述第一端开放，但是在所述第二端闭合，并且其中所述壁中的至少一个从所述第一端向第二端倾斜，以使得所述光阱在轴向上从所述第一端向所述第二端逐渐变窄。优选地，当从所述烟雾探测器一侧查看时，所述光阱包括在与所述光轴平行或重合的方向的上方及下方延伸的壁，以及沿着所述方向延伸的壁。例如，所述光阱可以是圆锥体，并且可以是轴位于所述光轴上或者与所述光轴平行的直圆锥或斜圆锥。或者，其可以是角锥体，该角锥体具有位于所述光轴的上方和下方的相对的斜壁，以及沿着所述光轴延伸的相对的斜壁。优选地，所述光阱的在所述方向的上方和下方延伸的壁沿着从所述第一端到所述第二端的方向朝着彼此倾斜。优选地，所述光阱的沿着所述方向延伸的壁沿着从所述第一端到所述第二端的方向朝着彼此倾斜。因此，优选给予所述光阱沿所述轴连续变细的形状。优选地，所述体积具有与所述光轴平行的旋转对称轴。所述对称轴可以是，但不一定是和所述光轴重合。它优选和所述第二端相交。开放的第一端包围所述光束的基本上整个立体角。优选地，所述光阱的内壁是弯曲的。优选地，所述光阱的形状大体上为圆锥形。优选地，所述光源、光探测器和光阱安装在腔体内，并且所述光阱从所述腔体的壁朝向所述光源向内突出。优选地，所述光探测器位于所述光源和所述光阱之间。优选地，在所述光源和所述光阱之间设置有无障碍光路。优选地，所述传感器直接接收所述光束中被烟雾从所述光轴上散射开的光的至少一部分。优选地，所述烟雾探测器包括大体上圆形的圆盘形基部，所述圆盘形基部和大体上圆顶形的盖子连接，所述基部和所述盖子之间包含有腔体层，所述腔体层包括所述光源、光探测器和光阱，所述光阱安装为该光阱的轴位于所述烟雾探测器的半径上，且所述盖子具有外围蛇形的进气口，从而允许承载烟雾的空气进入所述腔体，但是阻挡来自外部的直射光。附图说明下面以举例方式参照附图对本专利技术的实施方式进行描述，在这些附图中：图1是根据一种实施方式的烟雾探测器的分解视图；图2是根据图1所示实施方式的烟雾探测器的分解剖视图；图3是授权专利GB2404731中描述的光具座组件；图4是装配好的图1和图2所示烟雾探测器的剖视图；图5是图1和图2所示烟雾探测器的腔体组件的剖视图；图6是图5所示腔体组件的平面图；图7是根据一种实施方式的烟雾探测器的腔体组件的剖视图；图8是根据一种实施方式的烟雾探测器的腔体组件的平面图；图9是根据一种实施方式的烟雾探测器的腔体组件的简化平面图；图10是根据一种实施方式的光阱中的光线路径；图11是根据一种实施方式的烟雾探测器的腔体层的分解剖视图；图12是根据一种实施方式的烟雾探测器的空气入口路径；图13是根据一种实施方式的烟雾探测器的剖视图；图14是根据一种实施方式的烟雾探测器的剖视图，其中省略了光学特征；图15是包括了光学特征的图14的视图；以及图16是根据一种实施方式的烟雾探测器的光线射入路径。具体实施方式图1和图2是根据一种实施方式的烟雾探测器1的分解图。烟雾探测器1包括：大体上圆形的圆盘形基部2；安装在基部1上面并且大体上圆顶形的盖子7；电路板24；腔体层5和腔体盖6。腔体盖6安装在腔体层5上。腔体层5和电路板24具有弧形端部，所述弧形端部适应于基部2和盖子的外围，以安装在它们的内部；以及平行的直边，所述直边为它们提供从平面来看椭圆形或跑道形的形状。腔体盖6包括通风孔4。腔体层5安装在基部2上，位于盖子7和基部2之间。电路板24安装在基部2上，位于基部2和腔体层5之间。盖子7包括进气口8。电路板24上安装有光具座组件9。图3显示了合适的光具座组件的一个示例。该光具座组件包括SMDLED芯片封装26和安装在电路板24上的光传感器30。示例的光具座组件9还包括棱镜载体34、载体基部36以及安装在载体基部36上的棱镜38。棱镜载体34的一部分形成为在光传感器30上方延伸的臂46。在该实施方式中，光传感器30为光探测器。棱镜38使LED26发出的光束改变方向，因此重定向的光束的光轴越过光传感器30。光具座组件9还包括透镜152，透镜152聚焦光束，因此LED的图像直接形成在光传感器30上方。当烟雾颗粒进入光传感器30上方的空间中时，LED发射的光的一部分向着光探测器散射。臂46在其基部具有孔48，从而允许从重定向的光束散射的光直接穿过到达光传感器30。传感器的位置确保散射光的至少一部分通过无障碍的光路直接向着光传感器30散射。至少散射光的这一部分不需要进一步反射就能够到达光传感器30。这样就确保即使探测器内发生灰尘积聚，探测器也依然有效。灰尘会影响表面的光反射能力，因此该结构确保即使发生了灰尘积聚，但是直接探测器直接散射的光的部分所产生的信号也不会受到影响。该光具座组件形成授权专利GB2404731的基础，因此在这里不再详细描述。图4是根据本专利技术实施方式的组装好的探测器的剖视图。当组装在一起时，在光具座组件9上方形成探测腔体111。空气通过入口8和通风孔4从探测器外部进入该腔体。如上所述，当烟雾进入腔体111时，光束朝着传感器散射。下面更详细地描述使空气/烟雾能够进入到腔体111中的机制。在该实施方式中，腔体111是大体上圆柱形的结构。如同上面参考图1和图2所描述的那样，当组装在一起时，腔体层3安装在电路板24上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟雾探测器，该烟雾探测器包括：光源，该光源用于产生光束并设置为沿着光轴传递光束；传感器，该传感器用于接收所述光束中被烟雾从所述光轴上散射开的光；以及光阱，该光阱包括限定体积的一个或多个壁，所述体积用于接收沿着所述光轴从所述光源未散射地通过所述传感器的光，其中所述体积包括：第一端，该第一端在所述光轴上最靠近所述光源；以及第二端，该第二端在所述光轴上离所述光源最远；其中所述体积在所述第一端开放，但是在所述第二端闭合，并且其中所述壁中的至少一个从所述第一端向所述第二端倾斜，以使得所述光阱在轴向上从所述第一端向所述第二端逐渐变窄，并且开放的所述第一端包围所述光束的基本上整个立体角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.16 GB 1410717.11.一种烟雾探测器，该烟雾探测器包括：光源，该光源用于产生光束并设置为沿着光轴传递光束；传感器，该传感器用于接收所述光束中被烟雾从所述光轴上散射开的光；以及光阱，该光阱包括限定体积的一个或多个壁，所述体积用于接收沿着所述光轴从所述光源未散射地通过所述传感器的光，其中所述体积包括：第一端，该第一端在所述光轴上最靠近所述光源；以及第二端，该第二端在所述光轴上离所述光源最远；其中所述体积在所述第一端开放，但是在所述第二端闭合，并且其中所述壁中的至少一个从所述第一端向所述第二端倾斜，以使得所述光阱在轴向上从所述第一端向所述第二端逐渐变窄，并且开放的所述第一端包围所述光束的基本上整个立体角。2.根据权利要求1所述的烟雾探测器，其中，当从所述烟雾探测器一侧查看时，所述光阱包括在与所述光轴平行或重合的方向的上方及下方延伸的壁，以及沿着所述方向延伸的壁。3.根据权利要求2所述的烟雾探测器，其中，所述光阱的在所述方向的上方和下方延伸的壁沿着从所述第一端到所述第二端的方向朝着彼此倾斜。4.根据权利要求2或3所述的烟雾探测器，其中，所述光阱的沿着所述方向延伸的壁沿着从所述第一端到所述第二端的方向朝着彼此倾斜。5.根据前述权利要求中任意一项所述的烟雾探测器，其中，所述体积具有与所述光轴平行的旋转对称轴。6.根据权利要求5所述的烟雾探测器，其中，与所述光轴平行的所述对称轴不与所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·M·克鲁斯，P·沃森，R·D·奈特，
申请(专利权)人：英国阿波罗防火探测器有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB