检测粒子的传感器制造技术

从发光元件发出的光用透镜转换成为平行光，一个光接收元件检测由于在沿平行光的光路发散的扇形场图内存在粒子而出现的散射光。由于使用平行光，漫射光在有限的空间可以被处理掉。此外，因为可以利用扇形场图检测由于粒子存在而出现的平行光的散射光，所以可以以高信噪比完成对大量空气的粒子检测。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
检测粒子的传感器本专利技术涉及一种用于检测诸如含在由火灾产生的烟雾中或空气中的灰尘的粒子的检测粒子传感器。更具体地讲，本专利技术涉及一种用于通过检测由于粒子而产生的散射光来检测该粒子的存在的光电粒子检测传感器。一般说来，诸如高敏感度的烟雾传感器或灰尘监测器的粒子检测传感器由光源向一个检测区发出一束光，检测在该检测区由于粒子的存在而产生的散射光并因此检测这些粒子的存在。发光二极管(LED)，半导体激光器(LD)、氙灯或类似器件被用作光源。由于粒子的存在而产生的散射光非常之弱，弱得要可靠地检测粒子需要使用可以发出大量的光的光源。然而，许多可以发出大量光的光源通常具有产生大量的热并且出现高温这样的特征。当温度升高时就可能无法发挥理想的发射光的特性。由光源发射出的光束成锥形状发散开或汇聚到一点，而后投射到检测区。如果使用锥形发射光束，则可以设定一大范围的检测区。然而，因为光被辐射到一大范围内，所以光在检测区的内表面或类似部位被反射。即使在检测区不存在粒子时，被称为漫射光的、不是散射光的光也容易被光接收器检测到。为了构成一个具有高信噪比的光学系统，需要用于处理漫射光的大空间。这导致粒子检测-->传感器尺寸的增大。另一方面，当采用点汇聚时，尽管可以构成一种可以提供高信噪比的光学系统，检测区还是被缩小至最低限度。因此，这种技术对于其目标为大量空气的粒子检测是不适宜的。如上所述，就已知的粒子检测传感器而论，当使用锥形发射光束时，所出现的问题是除非将整个传感器尺寸作得很大，否则不能获得高信噪比。当使用汇聚到一点的光束时，所出现的问题是检测大量空气中的粒子变得困难。在已知的粒子检测传感器中，还存在另外的问题，这就是由于在光源被驱动时出现温度上升而使得不能获得理想的光发射特性，并且甚至不能可靠地对粒子进行检测。本专利技术致力于解决以上这些问题。本专利技术的任务就是提供一种虽然设计得结构紧凑仍然可以可靠地以高信噪比检测大量空气中的粒子。根据本专利技术的第一个方面的粒子检测传感器是一种用于检测诸如包含在由火灾产生的烟雾中或空气中的灰尘的粒子的光电粒子检测传感器，该传感器包括一个光发射装置，一个用于将由该光发射装置发出的光转换成为平行光或准直光的光学装置，以及一个具有沿被该光学装置转换的该平行光的光路发散的扇形场图并且检测由于在该场图在范围内存在的粒子而出现的该平行光的散射光的光接收装置。根据本专利技术的第二个方面的粒子检测传感器是一种用于检测诸如包含由在火灾产生的烟雾中或空气中的灰尘的粒子的光电粒子检测传感器，该传感器包括一个光发射装置，一个用于将由该光发射装置发出的光转换成平行光的光学装置，一个用于检测由于在-->由该光学装置转换的平行光的光路中存在粒子而出现的该平行光的散射光的光接收装置，以及一个具有一个包括一个该平行光从中穿过进入的孔的类似密封盒的结构的光捕获单元。    根据本专利技术的第三个方面的粒子检测传感器是一种用于检测烟雾或诸如被吸入的空气中的灰尘的粒子的粒子检测传感器，该传感器包括一个具有一个被限定在其内部的光学室，包括一个从其中通过将空气从该传感器外部送入该光学室的空气进口和一个从其中通过使空气从该光学室流出到该传感器之外的空气出口，并且形成一个被吸入该光学室的空气的通道的箱体，一个被设置在该光学室之内的空气通道的附加的光发射装置，以及一个用于检测由于在空气中存在粒子而出现的由该光发射装置发出的光的散射光的光接收装置。图1是显示根据本专利技术的第一个实施例的粒子检测传感器的侧面剖视图；图2是显示第一实施例的粒子检测装置的前视图；图3是显示用于第一实施例的光阑的前视图；图4显示了一个光路，说明在第一个实施例中光捕获单元的1作；图5是显示用于根据第二个实施例的粒子检测传感器的圆柱形透镜的透视图；图6是以图示方式显示应用于根据第三个实施例的粒子检测传感器的光捕获单元的剖视图；图7是显示应用于根据第四个实施例的光捕获单元的剖视图；图8是显示根据第五个实施例的粒子检测传感器的侧面剖视图；-->图9是显示根据第五个实施例的粒子检测传感器的光发射单元的横断面的平面剖视图；图10A和10B是分别显示应用于第六个实施例的粒子检测传感器的空气引入单元的正常状态及其引入热空气流所处的状态的侧面剖视图；以及图11是显示根据第七个实施例的粒子检测传感器的侧面剖视图。以下，将结合附图对本专利技术的一些实施例加以描述。第一个实施例图1和2分别是本专利技术的第一个实施例的粒子检测传感器的剖视图和前视图。光学室10a被限定在箱体10的内部。作为粒子检测对象的室内的空气或类似物被吸入所通过的进口8设置在箱体10的一端。光发射元件1被放在进口8之内，透镜2被固定在光发射元件1之前。可以使用半导体激光器(LD)、发光二极管(LED)或类似器件作为光发射元件1。透镜2用作将由光发射元件1发射的光转换成准直光或平行光3的光学元件。透镜2还可以是一个单片透镜(例如一片非球面透镜)。当使用一个透镜组件作为透镜2时，可以形成高精度的平行光3，通过将一个光阑(针孔)插在该透镜的前面，可以产生几乎不闪烁的光。例如，将光发射元件1和透镜2封装在一个带有一个平行光3从中穿过的孔的装有底的圆筒形支架11之中，所述孔形成在该支架的前侧。支架11由一系列支柱(未示出)支撑在整体伸出的一个圆筒形通道之内。为防止平行光3直接进入起见，将光接收元件4放置在一个远离平行光3的光路的一个位置上。光接收元件4的取向相对于平行光3-->的光路呈一给定的角度。多个光阑5被设置在光接收元件4的前面。如图3所示，每一个光阑5都具有一个细长矩形5a并且其位置被设置得使孔5a的纵向平行于载有图1的纸页。位置设置得距光接收元件4最远的光阑5的孔5a长度最大，而位置被设置得距光接收元件4最近的光阑5的孔5a的长度最小。所有光阑5的孔5a的宽度都被设置为某一个值。这样，光接收元件4就具有一种扇形场图(视界)6，这种场图6与已知的锥形场图不同，它沿平行光3的光路发散并具有与光阑5的孔5a相同的宽度。孔5a的宽度越小，阻止漫射光进入光接收元件4的作用就越强。根据由光发射元件1发出的平行光的尺寸将孔5a的宽度设置为一个适当的值。光捕集单元7形成于箱体10的另一端并且与光发射元件1和透镜2相对。光捕集单元7具有一个大体上密封的盒状结构，但具有一个位于平行光3的光路上的孔7a。孔7a的尺寸稍大于平行光3的横断面并被设置为一个不使平行光3射到孔7a的周边的值。在光捕集单元内部形成的反射率低的第一至第四反射面7b至7e。第一反射面7b与平行光3的光路倾斜，使得通过孔7a进入的平行光3将被朝向第二反射面7c反射。第二反射面7c和第三反射面7d彼此平行。第四反射面7e将第二和第三反射面7c和7d的端部彼此连接，以便阻断光路。在孔7a和第一反射面7b之间插置有若干鳍板7f，这些鳍板分布在通过孔7a进入的平行光3的光路的周边上。通过进口8吸入的空气的通道形成在被放在进口8内部的光发射元件1和透镜2的整个外周边在范围内。在光捕集单元7之中相毗邻的鳍板7f之间的壁上形成空气通道7g。与通道7g连通的出口9形成在箱体10的另一端。当使用一个抽吸单元或类似装置(未示出)-->将空气从房间抽取并使空气通过进口8流入时，空气沿着形成于光发射元件1和透镜2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测诸如含在由于火灾而生成的烟雾中或者含在空气中的灰尘的粒子的光电粒子检测传感器，该传感器包括： 一种发光装置； 一种用于将由所述发光装置发出的光转换为平行光的光学元件；以及 一种光接收装置，该装置具有一个沿被所述光学元件转换成的平行光的光路发散的扇形场图，并且可以检测由于在所述场图范围内存在粒子而出现的散射光。

【技术特征摘要】
JP 1995-2-27 38604/951.一种用于检测诸如含在由于火灾而生成的烟雾中或者含在空气中的灰尘的粒子的光电粒子检测传感器，该传感器包括：一种发光装置；一种用于将由所述发光装置发出的光转换为平行光的光学元件；以及一种光接收装置，该装置具有一个沿被所述光学元件转换成的平行光的光路发散的扇形场图，并且可以检测由于在所述场图范围内存在粒子而出现的散射光。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于该传感器还包括一个用于容纳安装所述发光装置、所述发光元件和所述光接收装置的箱体，该箱体加工有一个空气入口和一个空气出口，形成了一条从所述空气入口穿过所述箱体到所述空气出口的空气通道，以便检测空气流中粒子的存在。3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于所述发光装置被放置在从所述空气进口到所述空气出口的空气通道附近。4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于所述发光装置被放置在由所述空气进口凸出进入所述箱体内部的空气引入圆柱筒内。5.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于所述空气入口和所述空气出口之一被设置在所述发光装置附近，而其中另一个被设置在由所述发光装置发出的光的光路的延伸部分附近，所述发光装置将光发射到空气通道。6.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于该传感器还包括一个被设置在空气通道内并且形状类似一个前端开口的圆柱筒以及将发光装置保持在其内部的支架。7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于所述支架在其外周边带有若干冷却鳍板。8.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于该传感器还包括一个用于在热空气流通过所述空气进口流入时切断流向所述发光装置附近的空气流的截止装置。9.根据权利要求8所述的传感器，其特征在于当有热气流流入时，所述截止装置将空气流通过旁路管引导至所述发光装置的前方。10.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于所述空气进口和所述空气出口每一个的形状都类似于一条窄缝，形成于所述空气进口和所述空气出口之间的空气通路与由所述发光装置发出的光的光路相交汇。11.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于该传感器还包括一个光捕集单元，该单元被放置在所述发光装置前面，被设计用于防止已通过所述光接收装置的场图区域的平行光进入所述光接收装置。12.根据权利要求11所述的传感器，其特征在于所述空气进口和所述空气出口的之一形成于所述光捕集单元之内。13.根据权利要求11所...

【专利技术属性】
技术研发人员：市川信行，
申请(专利权)人：能美防灾株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]