烟感探测器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种烟感探测器，其包括分别用于容纳一个发光元件(120)和一个光接收元件(130)的第一导光罩(310)和第二导光罩(320)，每个导光罩各具有一个透光窗(311、321)，其中，置于所述第一导光罩(310)内的所述发光元件(120)和置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的两光轴之间的夹角β小于90°，且所述两个透光窗位于与所述两光轴所在平面相垂直的同一平面内。本发明专利技术中的方案可以有效地消除或减弱无用杂散光，从而提高探测灵敏度。

Smoke detector

The embodiment of the present invention discloses a smoke detector, which comprises a first light guide hood (310) and a second light guide hood (320) for accommodating one light emitting element (120) and one light receiving element (130), respectively. Each light guide hood has a light transmission window (311, 321), in which the light emitting element (120) placed in the first light guide hood (310) and the light emitting element (320) placed in the second light guide hood (320) are described. The angle beta between the two optical axes of the optical receiving element (130) is less than 90 degrees, and the two light transmission windows are located in the same plane perpendicular to the plane where the two optical axes are located. The scheme of the invention can effectively eliminate or weaken the useless stray light, thereby improving the detection sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
烟感探测器
本专利技术总体涉及消防系统中的烟感探测器(SmokeDetector)，尤其涉及消防系统中的一种散射式光电感烟探测器。
技术介绍
散射式光电感烟探测器是消防领域普遍使用的探测设备。散射式光电感烟探测器利用气体中的颗粒对探测光的散射作用探测火情。市场上还有结合了温度传感器的烟温复合式的散射式光电感烟探测器及其他类型的基于散射式光电感烟探测器的复合式探测器。通常希望烟感探测器具有较高的灵敏度，以便能够尽早地报告火警，提示现场人员及时撤离。现有的国家标准GB4715-2005中规定，光电烟感探测器的最小响应阈值Th不小于0.05dB/m。该阈值是在测试光电烟感探测器性能时，在测试烟箱中以一定的浓度增长速率加入测试烟雾，在探测器报警时测得的当时的烟雾对一个标准光源发出光的衰减度数值。该阈值Th反应了在探测器报警时刻烟的浓度大小，报警阈值越小，说明报警时的烟的浓度越低，也就是烟感探测器的灵敏度越高。图1示例性地示出了一个典型的光电感烟探测器的示意图。光电感烟探测器通常安装在室内的屋顶上，成倒置位置安装。图1为一个安装在屋顶的光电感烟探测器100的内部结构的仰视图。该光电感烟探测器100为一个从探测腔侧面进烟的前向散射式光电感烟探测器。如图1所示，光电感烟探测器100包括一个探测腔110、一个发光元件120、一个光接收元件130。发光元件120例如为红外线发光二极管或其他波段的发光二极管。光接收元件130例如为光敏二极管或其他感光元件。该探测腔110的侧面设有进烟口。光电感烟探测器所在位置及其附近漂浮的颗粒10可通过该开口进入到探测腔110内。这里，在有火灾发生时，颗粒10包括燃烧产生的由多相物质组成的气溶胶(aerosol)，其通常包括可燃物热解或燃烧产生的气相燃烧产物、卷吸进去的大量空气、未完全燃烧的液、固相分解物和微小颗粒。在有火灾发生时的这种气体和颗粒也可以统称为火灾烟雾或火灾烟气，其中火灾烟雾中的颗粒对光线的散射效果明显。在图1中，发光元件120和光接收元件130之间的夹角α大于90°且小于180°。发光元件120发出的出射光20被探测腔110内的颗粒散射，其中的散射光30会入射到光接收元件130上。如图可见，散射光30与出射光20之间的夹角大体上也是α>90°，这种结构称作前向散射结构。目前中国市场上的散射式光电感烟探测器因其灵敏度设置较高，而易于在较小的扰动下产生误报火警。为此，中国的消防领域管理机构近期提出：需要适度提高最小响应阈值，例如提高大体上一个数量级。若最小响应阈值提高到大约0.2～0.4dB/m，则如图1所示的这种单纯前向散射式光电感烟探测器就难以满足国标的所有试验要求。为了解决上述问题，本领域中还提出了一种后向散射式光电感烟探测器，如图2所示。与图1的光电感烟探测器不同，在图2所示的光电感烟探测器200中，发光元件120和光接收元件130之间的夹角β小于90°。发光元件120发出的出射光20被探测腔110内的颗粒散射，其中的散射光40会入射到光接收元件130。散射光40大体上是沿与出射光20相反的方向行进且与出射光20之间的夹角亦为β小于90°。是故，散射光40称作后向(反向)散射光。图2所示结构也称作后向散射结构。后向散射相对于前向散射对某些烟雾具有较高的灵敏度，但是总体来说后向散射光的信号强度相对较弱，对信噪比的要求更高，为此，后向散射式烟感探测器中需要配备有消光效果好的光学结构(也称作迷宫结构)，来吸收或消除杂散光并同时提高散射光的信号强度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例中提出了一种烟感探测器，能够对于烟雾检测具有相对较高的最小响应阈值。本实施例中提出的烟感探测器，包括一个探测腔，所述烟感探测器附近漂浮的颗粒能够进入该探测腔，置于该探测腔内的至少一个发光元件和一个光接收元件，其中，所述烟感探测器进一步包括：一个第一导光罩，其位于所述探测腔内且具有一个第一透光窗，所述第一导光罩适于容纳一个第一发光元件，以使得所述第一发光元件的出射光线能够穿过所述第一透光窗投向所述探测腔内的颗粒；一个第二导光罩，其位于所述探测腔内且具有一个第二透光窗，所述第二导光罩适于容纳所述光接收元件，以使得所述光接收元件能够接收穿过所述第二透光窗射入的光线；其中，所述第一透光窗与所述第二透光窗位于同一平面内，而且置于所述第一导光罩内的所述发光元件和置于所述第二导光罩内的所述光接收元件的两光轴之间的夹角β小于90°，且所述两光轴所在平面垂直于所述第一透光窗与所述第二透光窗共同所在的平面。可见，本专利技术实施例中通过设置发光元件的导光罩和光接收元件的导光罩，可以对有用光线进行导向和强度加强，对无用杂散光进行遮挡和消除等。并且，通过使容纳对应后向散射的发光元件和光接收元件的导光罩的透光窗位于同一平面内，可避免发光元件发射出去的光线直接通过两个透光窗进入到光接收元件的接收面，从而可避免未经烟雾颗粒散射后的光线进入光接收元件的接收面对探测结果进行干扰。在一个实施方式中，置于所述第一导光罩内的所述第一发光元件和置于所述第二导光罩内的所述光接收元件的两光轴交叉点到所述第一导光罩内的所述发光元件的发光表面的距离a，加上从所述光轴交叉点到置于所述第二导光罩内的所述光接收元件的光接收面距离b之和小于36毫米，优选小于32毫米。可见，由于发射光线从发射出去到散射回来的总距离被限制在一个较优的范围，因此可提高烟感探测器的探测灵敏度以及探测区域的光线强度。在一个实施方式中，置于所述第一导光罩内的所述第一发光元件和置于所述第二导光罩内的所述光接收元件的光轴交叉点与所述探测腔的几何中心点相比朝向所述第一导光罩和第二导光罩侧偏移，更为优选地，偏移距离h大于4毫米。由此可以减小光本底值和改善探测器的方向性，从而进一步提高烟感探测器的探测灵敏度。在一个实施方式中，所述置于所述第一导光罩内的第一发光元件和置于第二导光罩内的所述光接收元件的两光轴夹角β＝50°～70°，优选为β＝60°。β＝50°～70°是对烟雾的探测灵敏度最佳的角度范围。而且，选择上述光轴夹角结构排布容易，即能够在保证结构紧凑的同时确保各个部件之间不发生干涉。更为优选地，置于所述第二导光罩内的所述光接收元件的光轴与所述第二透光窗所在的平面之间的夹角ω＝55°～65°；所述第一发光元件的光轴与所述第一透光窗所在的平面之间的夹角θ＝180°-β-ω，其中β表示所述两光轴夹角，ω表示置于所述第二导光罩内的所述光接收元件的光轴和所述第二透光窗所在平面的夹角。本实施例中的结构设计同样可减少进入第二导光罩的杂散光，并可增加进入第二导光罩的散射光线强度。在一个实施方式中，所述烟感探测器还包括一个遮蔽罩，其至少覆盖所述第二导光罩的顶部，以防止光线从所述第二导光罩的顶部进入到所述光接收元件。在一个实施方式中，所述第一导光罩内对应所述第一发光元件的发光通道的侧面设置有第一消光结构，和/或，所述第二导光罩内对应所述光接收元件的接收光通道的侧面设置有第二消光结构。光通道内设置消光结构可吸收或减少照射到该光通道的侧壁上的不期望光线或杂散光。优选地，所述消光结构具有锯齿状表面。这种结构可使得照射到光通道侧面的光线经多次反射而被消除或减弱。在一个实施方式中，所述探测腔还包括腔内消光结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.烟感探测器，包括一个探测腔(110)，所述烟感探测器附近漂浮的颗粒能够进入该探测腔，置于该探测腔内的至少一个发光元件(120)和一个光接收元件(130)，其特征在于，所述烟感探测器进一步包括：一个第一导光罩(310)，其位于所述探测腔(110)内且具有一个第一透光窗(311)，所述第一导光罩(310)适于容纳一个第一发光元件(120)，以使得所述第一发光元件(120)的出射光线能够穿过所述第一透光窗(311)投向所述探测腔(110)内的颗粒；一个第二导光罩(320)，其位于所述探测腔(110)内且具有一个第二透光窗(321)，所述第二导光罩(320)适于容纳所述光接收元件(130)，以使得所述光接收元件(130)能够接收穿过所述第二透光窗(321)射入的光线；其中，所述第一透光窗(311)与所述第二透光窗(321)位于同一平面内，而且置于所述第一导光罩(310)内的所述发光元件(120)和置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的两光轴之间的夹角β小于90°，且所述两光轴所在平面垂直于所述第一透光窗(311)与所述第二透光窗(321)共同所在的平面。

【技术特征摘要】
1.烟感探测器，包括一个探测腔(110)，所述烟感探测器附近漂浮的颗粒能够进入该探测腔，置于该探测腔内的至少一个发光元件(120)和一个光接收元件(130)，其特征在于，所述烟感探测器进一步包括：一个第一导光罩(310)，其位于所述探测腔(110)内且具有一个第一透光窗(311)，所述第一导光罩(310)适于容纳一个第一发光元件(120)，以使得所述第一发光元件(120)的出射光线能够穿过所述第一透光窗(311)投向所述探测腔(110)内的颗粒；一个第二导光罩(320)，其位于所述探测腔(110)内且具有一个第二透光窗(321)，所述第二导光罩(320)适于容纳所述光接收元件(130)，以使得所述光接收元件(130)能够接收穿过所述第二透光窗(321)射入的光线；其中，所述第一透光窗(311)与所述第二透光窗(321)位于同一平面内，而且置于所述第一导光罩(310)内的所述发光元件(120)和置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的两光轴之间的夹角β小于90°，且所述两光轴所在平面垂直于所述第一透光窗(311)与所述第二透光窗(321)共同所在的平面。2.根据权利要求1所述的烟感探测器，其特征在于，置于所述第一导光罩(310)内的所述第一发光元件(120)和置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的两光轴交叉点(O1)到所述第一导光罩(310)内的所述发光元件(120)的发光表面的距离a，加上从所述光轴交叉点(O1)到置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的光接收面距离b之和小于36毫米，优选小于32毫米。3.根据权利要求1-2中任一所述的烟感探测器，其特征在于，置于所述第一导光罩(310)内的所述第一发光元件(120)和置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的光轴交叉点(O1)与所述探测腔(110)的几何中心点相比朝向所述第一导光罩(310)和第二导光罩(320)侧偏移，更为优选地，偏移距离h大于4毫米。4.根据权利要求1～3中任一所述的烟感探测器，其特征在于，所述置于所述第一导光罩(310)内的第一发光元件(120)和置于第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的两光轴夹角β＝50°～70°，更为优选地，置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)的光轴与所述第二透光窗(321)所在的平面之间的夹角ω＝55°～65°；所述第一发光元件(120)的光轴与所述第一透光窗(311)所在的平面之间的夹角θ＝180°-β-ω，其中β表示所述两光轴夹角，ω表示置于所述第二导光罩(320)内的所述光接收元件(130)和所述第二透光窗(321)所在平面的夹角。5.根据权利要求1-4所述的烟感探测器，其特征在于，所述烟感探测器还包括一个遮蔽罩(330)，其至少覆盖所述第二导光罩(320)的顶部，以防止光线从所述第二导光罩(320)的顶部进入到所述光接收元件(130)。6.根据权利要求1-5中任一所述的烟感探测器，其特征在于，所述第一导光罩(310)内对应所述第一发光元件(120)的发光通道(312)的侧面设置有第一消光结构(313)，和/或，所述第二导光罩(320)内对应所述光接收元件(130)的接收光通道(322)的侧面设置有第二消光结构(323)，优选地，所述消光结构(313、323)具有锯齿状表面。7.根据权利要求1-6中任一所述的烟感探测器，其特征在于，还包括腔内消光结构(390)，其设置在探测腔(110)内面向所述第一导光罩(310)和第二导光罩(320)的周向区域内；其中，所述腔内消光结构(390)包括沿径向延伸且沿周向排列的多个弯折筋板(391)，所述弯折筋板取向随位置变化。8.根据权利要求1-7中任一所述的烟感探测器，其特征在于，所述烟感探测器还具有一个迷宫盖(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋龙，徐奂，黄康，罗京宜，任利，
申请(专利权)人：西门子瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH