集成烟雾检测设备制造技术

集成烟雾检测设备包括：载体(1)；光源(2)，布置在载体上或上方；光接收器(3)，布置在载体上或上方，距光源一定距离；以及偏振件(7)，布置在载体上或上方。光源将辐射(a、b)发射到偏振件中。偏振件被配置为具有使由光源发射的辐射的反射部分(d)线性偏振的边界表面(11)，和允许反射部分(d)出射偏振件的出射表面(12)。

Integrated Smoke Detection Equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成烟雾检测设备烟雾检测器是一种感测烟雾的设备，烟雾通常标志着火灾。商用的安全设备向火灾警报控制面板(火灾警报系统的一部分)发出信号，而家用烟雾检测器通常从检测器本身发出本地听觉或视觉警报。许多烟雾检测器应用光散射进行烟雾检测。这具有快响应和低信号漂移，以及低成本和长使用寿命的优势。这种烟雾检测器的可靠性可能由于气溶胶(例如，水蒸气、香烟烟雾、灰尘或各种烟尘)的存在而受损，这可能导致错误警报。用于烟雾检测器中的光检测器可以被安装在烟雾室中，该烟雾室屏蔽环境光但允许烟雾进入并到达光检测器。烟雾室使设备增大，并且可能在烟雾到光检测器的通道被烟雾室的一部分或被入口的形状或布置阻碍时不适当地延迟对烟雾的检测。如果烟雾检测器暴露于环境，则灰尘或露水可能随时间粘附到烟雾室并且可能导致错误警报。US6218950B1公开了一种测量两个不同散射角的光信号的火警检测器。散射光的两条光学路径被布置成使得路径之一主要响应于亮的气溶胶，而另一条路径主要响应于暗的气溶胶。根据气溶胶的亮度确定警报阈值。将由水蒸气等产生的欺骗性测量值存储在存储器中用于进一步参考以避免错误警报。US6788197B1公开了具有电子评估器、光学模块、温度传感器和至少一个燃烧气体传感器的火灾警报设备。光源发射非偏振光，光源可以是LED。具有可转动偏振面的偏振器(其可以包括液晶)布置在光源和光学接收器之间。因此，能够以两个正交的偏振平面测量发射光的散射。US7746239B2公开了一种光散射式烟雾检测器，其包括传感器主体、光发射器和火灾判断单元，光发射器用于朝向开放的烟雾感测空间发射光并且根据接收的散射光的量输出信号。具有偏振滤光器的两个光源利用不同的偏振态、以不同的角度发射光，并且由光接收元件收集前向和后向散射光。CN200963473Y公开了一种基于消偏振的光电烟雾火灾检测设备。从光源发射的光束经由偏振器入射到烟雾颗粒，将由入射光束通过的平面作为散射基准面。垂直于散射基准面的接收平面的上侧和下侧设置有两个相同的光电接收器，这两个相同的光电接收器被设置成靠近散射基准面并且关于该散射基准面对称，其中一个具有偏振轴垂直于散射面的偏振器。在StefanodiStasio发表的“Experimentsondepolarizedopticalscatteringtosenseinsitutheonsetofearlyagglomerationbetweennano-sizesootparticles”(JournalofQuantitativeSpectroscopyandRadiativeTransfervol.73(2002),pages423-432)中，通过激光散射技术研究在烃火焰中产生的烟尘气溶胶颗粒。以可变的偏振角测量共偏振散射光和交叉偏振散射光对垂直和水平线性偏振态的贡献。相对于散射角测量的垂直消偏振率在较小的链状聚合的情况下非常低并且是平坦的，而在较大的支链聚合的情况下，其在约90°处显示出最大值。对入射光的垂直和水平偏振态中的每一个，测量到的两种消偏振贡献之间的比率适合建立在火焰中形成的纳米级烟尘颗粒之间的早期聚合机制的开始。当光线通过两个各向同性电介质之间的平面边界，从具有折射率n1的第一介质到具有不同折射率n2的第二介质时，入射光线被分成反射光线和折射光线。入射光线、反射光线和折射光线在同一平面内传播，该平面被称为入射平面。入射角θ1由入射线和正交于边界的直线形成，该直线与入射光线相交。折射角θ2由折射光线和正交于边界的直线形成，该直线与折射光线相交。折射率n1和n2以及角度θ1和θ2通过Snell定律关联：n1·sinθ1＝n2·sinθ2。如果n2<n1并且θ1大的使等式n1·sinθ1＝n2·sinθ2不能被满足，则折射光线消失。这种条件称为全内反射。限制发生在θ2＝90°，在这种情况下，入射角是临界角θ1＝arcsin(n2/n1)。正交于入射平面的偏振分量通常被称为s偏振，并且与平行于入射平面的偏振分量被称为p偏振。反射比是入射功率的由电介质之间的界面反射的分数。对于非吸收、非磁性材料，根据Fresnel等式，p偏振的反射率的值为[(n1·cosθ2-n2·cosθ1)/(n1·cosθ2+n2·cosθ1)]2。如果n1·cosθ2＝n2·cosθ1，则反射率的值为零，这相当于n1·sin(90°-θ2)＝n2·sin(90°-θ1)。根据Snell定律，如果θ1+θ2＝90°，则满足这个条件，并且这个条件在特殊入射角θB下出现，该角以苏格兰物理学家DavidBrewster命名，称为Brewster角。等式n1·sinθB＝n2·sinθ2＝n2·sin(90°-θB)＝n2·cosθB，在θB+θ2＝90°的情况下有效，得到关系θB＝arctan(n2/n1)。对于透明模制化合物和环境空气之间的边界，Brewster角通常可以是θB＝33.85°。本专利技术的目的是提供一种小尺寸的烟雾检测器，容易制造并且可靠性高。该目的通过根据权利要求1的集成烟雾检测设备来实现。实施例源自从属权利要求。集成烟雾检测设备包括：载体；光源，其布置在载体上或上方；光接收器，其布置在载体上或上方，与光源相隔一定距离；以及偏振件，其布置在载体上或上方，光源将辐射发射到偏振件中。偏振件被配置为具有使由光源发射的辐射的反射部分线性偏振的边界表面，和允许反射部分离开偏振件的出射表面。光源和偏振件被配置成使得由光源发射的辐射通过发射光线的全内反射被重定向成内部反射光线，并且内部反射光线被定向到边界表面。集成烟雾检测设备的实施例包括与偏振件邻接的检测区域。检测区域和偏振件包括折射率，偏振件的折射率高于检测区域的折射率。另一实施例包括限制检测区域的侧壁，该侧壁由暗的模制化合物形成。在另一实施例中，偏振件包括透明或半透明的模制化合物。在另一实施例中，光源直接向偏振件中发射。在另一实施例中，光源被嵌入偏振件中。在另一实施例中，光源、光接收器和偏振件被布置在载体的平坦上表面上，并且光源在垂直于上表面的远离载体的方向上发射。在另一个实施例中，偏振件具有三棱柱或截三棱柱的形状。在另一实施例中，边界表面布置成生成由光源发射的辐射的折射部分和反射部分，折射部分的光线和反射部分的光线包围成90°的角度。在另一实施例中，光源和偏振件被配置成使得由光源发射的辐射通过发射光线的全内反射被重定向成内部反射光线。在另一实施例中，内部反射光线被定向到边界表面。另一实施例包括光接收器的上层，上层包括偏振滤光器。上层还可以包括带通滤光器。另一实施例包括集成在光接收器中的光电二极管和另一光电二极管，偏振滤光器被布置成使得通过偏振滤光器的辐射仅由光电二极管接收到。另一实施例包括布置在光源和光接收器之间的屏蔽件，屏蔽件由暗的模制化合物形成。以下是结合附图对集成烟雾检测设备的示例和实施例的更详细描述。图1是集成烟雾检测设备的实施例的横截面。图2是根据图1的实施例的透明立体图。图1是集成烟雾检测设备的实施例的横截面。光源2布置在载体1的上表面10上或上方，载体1特别可以是例如硅衬底的半导体衬底。光接收器3布置在载体1的上表面10上或上方、距光源2一定距离处。使用半导体衬底作为载体1有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成烟雾检测设备，包括：‑载体(1)，‑光源(2)，其布置在载体(1)上或上方，‑光接收器(3)，其布置在载体(1)上或上方，与光源(2)相隔一定距离，和‑偏振件(7)，其布置在载体(1)上或上方，所述光源(2)将辐射(a、b)发射到偏振件(7)中，其特征在于，‑所述偏振件(7)被配置为具有使由所述光源(2)发射的辐射(a、b)的反射部分(d)线性偏振的边界表面(11)，和允许所述反射部分(d)离开偏振件(7)的出射表面(12)，‑所述光源(2)和偏振件(7)被配置成使得由光源(2)发射的辐射(a、b)通过发射光线(a)的全内反射被重定向成内部反射光线(b)，并且‑所述内部反射光线(b)被定向到所述边界表面(11)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.02 EP 16196873.01.一种集成烟雾检测设备，包括：-载体(1)，-光源(2)，其布置在载体(1)上或上方，-光接收器(3)，其布置在载体(1)上或上方，与光源(2)相隔一定距离，和-偏振件(7)，其布置在载体(1)上或上方，所述光源(2)将辐射(a、b)发射到偏振件(7)中，其特征在于，-所述偏振件(7)被配置为具有使由所述光源(2)发射的辐射(a、b)的反射部分(d)线性偏振的边界表面(11)，和允许所述反射部分(d)离开偏振件(7)的出射表面(12)，-所述光源(2)和偏振件(7)被配置成使得由光源(2)发射的辐射(a、b)通过发射光线(a)的全内反射被重定向成内部反射光线(b)，并且-所述内部反射光线(b)被定向到所述边界表面(11)。2.根据权利要求1所述的集成烟雾检测设备，还包括：与所述偏振件(7)邻接的检测区域(4)，所述检测区域(4)和偏振件(7)具有折射率，偏振件(7)的折射率高于检测区域(4)的折射率。3.根据权利要求2所述的集成烟雾检测设备，还包括：限制所述检测区域(4)的侧壁(6)，所述侧壁(6)由暗的模制化合物形成。4.根据权利要求1至3之一所述的集成烟雾检测设备，其中，所述偏振件(7)包括透明或半透明的模制化合物。5.根据权利要求1至4之一所述的集成烟雾检测设备，其中，所述光源(2)直接向所述偏振件(7)中发射。6.根据权利要求1至5之一所述的集成烟雾检测设备，其中，所述光源(2)被嵌入在所述偏振件(7)中。7.根据权利要求1至6之一所述的集成烟雾检测设备，还包括：所述载体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·埃齐梅尔，平松信义，奥莱西亚·辛努卡，
申请(专利权)人：AMS有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT