烟雾探测器腔边界表面制造技术

用于光学检测烟雾并实现其的装置。公开一种用于在小的、长效的烟雾探测器中检测烟雾的存在的设备和方法。具体地，本公开示出如何围绕烟雾探测器构建非常紧凑的壳体，同时将来自壳体结构的反射保持在非常低的值，同时满足快速响应烟雾和防止环境光的所有其他外围需求。这使得烟雾颗粒的光散射的非常小的测量结果在抵抗灰尘的负面影响的装置中是可靠的。特别地，公开几何光学元件，例如帽和光学缺陷元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烟雾探测器腔边界表面相关申请的交叉引用本申请与2018年11月30日提交的、名称为“烟雾探测器腔边界表面”的美国实用申请第16/206,268号相关，并要求其优先权，该申请是于2018年11月6日提交的、名称为“紧凑型光学烟雾探测器系统和设备”的美国实用申请第16/181,878号的部分延续，其要求于2017年12月15日提交的、名称为“紧凑型光学烟雾探测器系统和设备”的美国临时申请第62/599,474的权益，通过引用将其全部内容整体并入本文。
本公开涉及烟雾检测。更具体地，本公开描述了与紧凑型烟雾探测器内的光学边界表面有关的装置和技术。
技术介绍
烟雾探测器是一种感测烟雾的设备，通常作为火灾的指示器。商业安全设备向火灾报警控制面板发出信号，作为火灾报警系统的一部分，而家用烟雾探测器(也称为烟雾报警器)通常从探测器本身发出本地可听或可见的警报。烟雾探测器安装在塑料外壳中，通常形状类似于直径约150毫米(6英寸)、厚25毫米(1英寸)的磁盘，但形状和大小各不相同。可以通过光学(光电)或物理过程(电离)检测烟雾，检测器可以使用这两种方法中的一种或两种。灵敏的警报可用于检测并阻止在禁止吸烟的区域吸烟。大型商业，工业和住宅建筑物中的烟雾探测器通常由中央火灾报警系统供电，该系统由建筑物电源和备用电池供电。家用烟雾探测器的范围从单个电池供电的设备，到几个带有电池后备电源的互连主电源设备。对于这些相互连接的单元，即使有家庭用电中断，如果有任何单元检测到烟雾，也会全部触发。光学烟雾探测器的尺寸往往更大。因此，90％的家用烟雾探测器采用了电离技术。尽管电离烟雾报警器通常对火焰燃烧更敏感，而光电烟雾报警器通常对以长时间闷燃开始的火灾(称为“闷燃火灾”)更敏感。对于每种烟雾报警器，其提供的优势对于某些火灾情况下的生命安全可能至关重要。白天或晚上的家庭致命火灾包括大量阴燃性火灾和大量燃烧性火灾。人们无法预测房屋可能发生的火灾类型或发生时间。任何可以接受的烟雾报警技术，对于两种火灾都必须具有令人满意的性能，以便在白天或黑夜的任何时间以及睡眠或清醒状态下提供火警预警。电离烟雾探测器使用放射性同位素(通常是a241)使空气电离。检测到由于烟雾引起的差异，并生成警报。烟雾探测器具有两个电离腔，一个向空气开放，以及一个不允许粒子进入的参考腔。放射源将α粒子发射到两个腔中，从而使一些空气分子电离。腔中的成对电极之间存在电位差(电压)。离子上的电荷允许电流流动。两个腔中的电流应相同，因为它们受气压，温度和信号源老化的影响相等。如果有任何烟雾颗粒进入开放腔，则某些离子将附着在该颗粒上，并且无法在该腔中携带电流。电子电路检测到开口腔和密封腔之间已形成电流差，并发出警报。光电或光学烟雾探测器包含红外、可见或紫外线光源(通常是白炽灯泡或发光二极管)、透镜和光电接收器(通常是光电二极管)。在点型探测器中，所有这些组件都布置在腔体内，空气中可能含有附近火源产生的烟雾。在大面积的开放区域(例如，心房和礼堂)中，使用光束或投射光束烟雾探测器代替设备内的空腔：壁挂式设备会发出一束红外线或紫外线，该光束被单独的设备接收和处理，或者被反射器反射回接收器。在某些类型中，特别是在光束类型中，由光源发出的光穿过被测试的空气并到达光电传感器。烟、空气中的灰尘或其他物质会吸收吸收，从而降低接收到的光强度；电路会检测到光强度，如果光强度低于指定阈值(可能是由于烟雾)，则会生成警报。在其他类型(通常是腔体类型)中，光不会直接指向传感器，在没有粒子的情况下传感器不会被照亮。如果腔中的空气包含微粒(烟或灰尘)，则光会散射，并且其中一些会到达传感器，从而触发警报。如前所述，电离探测器对火的燃烧阶段比光学探测器更敏感，而光学探测器在闷烧初期对火更敏感。消防安全专家和国家消防局建议安装所谓的组合警报，该警报既可以检测热和烟，也可以同时使用电离和光电过程。可以将在两种设备中同时包含两种技术的组合警报器提供，有些甚至还具有一氧化碳检测功能。不幸的是，光学烟雾探测器的尺寸和/或占地面积使得它们在绝大多数家用以及大部分商业用途中都是不允许的。本公开的专利技术人已经发现了这些缺点，并且认识到需要更紧凑，坚固的光学烟雾探测器系统。就是说，光学烟雾探测器，其体积小到可以普遍使用，同时又足够坚固，可以长时间保持敏感状态。该概述旨在提供本专利申请的主题的概述。并不旨在提供本专利技术的排他性或穷举性的解释。通过将这样的系统与如在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本专利技术的某些方面进行比较，对于本领域的技术人员而言，传统和传统方法的进一步的限制和缺点将变得显而易见。
技术实现思路
用于光学检测烟雾并实现其的装置。公开一种用于在小的、长效的烟雾探测器中检测烟雾的存在的设备和方法。具体地，本公开示出如何围绕烟雾探测器构建非常紧凑的壳体，同时将来自壳体结构的反射保持在非常低的值，同时满足快速响应烟雾和防止环境光的所有其他外围需求。这使得烟雾颗粒的光散射的非常小的测量结果在抵抗灰尘的负面影响的装置中是可靠的。特别地，公开几何光学元件，例如帽和光学缺陷元件根据一个方面，本公开是一种使用在此描述的光学分析技术来识别烟雾的设备。具体地，该装置被布置在光学烟雾探测器中并且在其中执行识别。根据该装置的另一方面，光通过空气传播，烟雾通过该空气使光散射。根据另一方面，散射光入射到一个或多个检测器上，每个检测器相对于光源而言距离发射光的距离都不同。根据另一方面，检测到的光的比率用于确定烟雾的存在。根据又一方面，该装置利用逻辑，该逻辑在被执行时执行以下步骤：接收光信息并做出烟雾确定。根据本公开的另一方面，该设备还包括基本上垂直于所述第一光源设置的帽。根据本公开的另一方面，所述帽至少部分地基本上呈圆锥形。根据本公开的另一方面，所述帽的圆锥形部分至少部分是抛物线。根据本公开的另一方面，所述帽的圆锥形部分至少部分是椭圆。根据本公开的另一方面，该设备还包括具有围绕第一波长λ1为中心的光谱强度的第一发光二极管。根据本公开的另一方面，该设备还包括光学偏转元件的阵列，所述光学偏转元件的阵列基本上围绕所述帽的外半径以圆形布置。根据本公开的另一方面，该设备还包括设置在所述帽和所述光学偏转元件的阵列中的至少一个上的抗反射涂层。根据本公开的另一方面，所述涂层围绕所述第一波长λ1为中心。根据本公开的另一方面，该设备还包括基板，在该基板中所述帽机械地耦合到所述基板。根据本公开的另一方面，光学偏转元件的阵列基本上是翼形的。根据另一方面，本公开包括与一个或多个光电探测器电连通的模拟前端。根据本专利技术的又一方面，使用了不止一个光源，每个光源的波长都集中在不同的频率上。根据本专利技术的又一方面，每个波长都有助于确定烟雾的存在。根据本专利技术的又一方面，多个有损构件围绕检测器腔的中心。根据本专利技术的又一方面，多个有损构件基本上构造成圆柱状。根据本专利技术的又本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在紧凑型足迹探测器内探测烟雾的设备，该探测器基本上将光传播离开烟雾探测器腔，该设备包括：/n第一光源；/n第一光电探测器，基本上设置在所述第一光源的近端；/n用于执行以下操作的非易失性逻辑：/n从所述第一光电探测器接收第一信号；和，/n至少基于第一接收的信号确定烟雾的存在；和/n基本上垂直于所述第一光源设置的帽。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181130 US 16/206,2681.一种用于在紧凑型足迹探测器内探测烟雾的设备，该探测器基本上将光传播离开烟雾探测器腔，该设备包括：
第一光源；
第一光电探测器，基本上设置在所述第一光源的近端；
用于执行以下操作的非易失性逻辑：
从所述第一光电探测器接收第一信号；和，
至少基于第一接收的信号确定烟雾的存在；和
基本上垂直于所述第一光源设置的帽。


2.权利要求1所述的设备，其中所述帽至少部分地基本上呈圆锥形。


3.权利要求2所述的设备，其中所述帽的圆锥形部分至少部分是抛物线。


4.权利要求2所述的设备，其中所述帽的圆锥形部分至少部分是椭圆。


5.根据权利要求1-4中的任一项所述的设备，还包括具有围绕第一波长为中心的光谱强度的第一发光二极管。


6.根据权利要求1-4中的任一项所述的设备，还包括光学偏转元件的阵列，所述光学偏转元件的阵列基本上围绕所述帽的外半径以圆形布置。


7.权利要求6所述的设备，其中所述光学偏转元件的阵列中的每一个基本上是翼形的。


8.权利要求6所述的设备，还包括设置在所述帽和所述光学偏转元件的阵列中的至少一个上的抗反射涂层。


9.权利要求8所述的设备，其中所述涂层围绕所述第一波长为中心。


10.根据权利要求1-4和6-9中的任一项所述的设备，还包括基板，在该基板中所述帽机械地耦合到所述基板。


11.一种用于在紧凑型足迹探测器中探测烟雾的方法，该探测器基本上将光传播离开烟雾探测器腔，该设备包括：
从第一光源提供光；
在设置在所述第一光源的近端的第一光电探测器上探测光；
从所述第一光电探测器接收第一信号；
至少基于第一接收的信号确定烟雾的存在，所述信号至少部分基于散射的颗粒物；和
使用帽来反射光，该帽以几何方式将光反射离开所述第一光电探测器。


12.权利要求11所述的方法，其中所述帽至少部分地基本上呈圆锥形。


13.权利要求12所述的方法，其中所述帽的圆锥形部分至少部分是抛物线。


14.权利要求12所述的方法，其中所述帽的圆锥形部分至少部分是椭圆。


15.根据权利要求11-14中的任一项所述的方法，其中所述第一光源是具有围绕第一波长为中心的光谱强度的第一发光二极管。


16.根据权利要求11-14中的任一项所述的方法，还包括围绕所述帽的外半径以大体上圆形布置光学偏转元件的阵列。


17.权利要求16所述的方法，其中所述光学偏转元件的阵列中的每一个基本上是翼形的。


18.权利要求16所述的方法，还包括在所述帽和所述光学偏转元件的阵列中的至少一个上沉积抗反射涂层。


19.权利要求18所述的方法，其中所述涂层围绕所述第一波长为中心。


20.根据权利要求11-14和17-19中的任一项所述的方法，还包括将所述帽机械地耦合到所述基板。


21.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·德立瓦拉，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US