本实用新型专利技术涉及一种单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置，在探测器中布置一个发射器和两个接收器，发射器能发射一种至多种不同波长的光，两个接收器用于收集两个不同角度的散射光功率，可以实现同时测量一定波长条件下两个不同角度的散射光功率，从而通过计算比值得到不对称比值及其随消光率值的变化率。本实用新型专利技术利用单波长条件的不对称比值及其随消光率值的变化率对电解液火灾烟雾与干扰气溶胶进行区分识别。本实用新型专利技术利用基于不对称比及其随消光率值变化率的气溶胶识别方式分析电解液火灾烟雾与正庚烷明火烟雾、棉绳阴燃烟雾以及非火灾气溶胶的区别，为锂离子电池火灾探测器的设计提供了理论参考和数据支持。支持。支持。
【技术实现步骤摘要】
单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置
[0001]本技术涉及消防报警
，具体涉及一种单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置。
技术介绍
[0002]锂离子电池作为一种可再生能源应运而生，因其具有高能量密度、轻质量和无污染等优点被广泛应用。然而，锂离子电池在生产、运输和使用过程中容易受温度、气压以及碰撞和挤压等多种因素的影响从而发生火灾和爆炸事故。目前，民用航空飞机货舱中采用的探测器类型主要是光电式感烟探测器，其具有灵敏度高、结构简单、成本低廉等优点，能够实现在火灾发展初期提供预警信息，为人员的疏散和灭火救援提供宝贵时间的目的。在最初的光电感烟探测器中只有一个光源和一个接收器，难以区分电解液火灾烟雾和干扰气溶胶，所以飞机货舱空气中的水蒸气、粉尘等干扰气溶胶很容易引起探测器的误报。为了满足所要求的检测性能，探测器需要对电解液火灾烟雾保持很高的灵敏度，然而高灵敏度往往意味着高误报率。因此，提高灵敏度同时降低误报率是设计者开发火灾烟雾探测器的主要目标。国内外的研究学者针对火灾的有效识别提出了一些改进方式和思路，使用包括不同波长、散射角度和偏振状态在内的多种光散射措施的探测器和报警器，或者利用烟雾浓度、温度、CO浓度等多参数开展协同探测，这可以在很大程度上区分火灾烟雾和干扰气溶胶。但目前市场上还未有一款专用于锂离子电池火灾场景的探测器，因此利用光散射原理的火灾烟雾探测方式能否对锂离子电池火灾进行有效识别，需要进一步探究。
[0003]本技术采用单波长光源和双散射角技术，选取能发射405nm～525nm波长的蓝光至绿光的LED光源，根据不同气溶胶对该波长所产生的散射光强空间分布特征，比较前向与后向散射角度收集到的光功率的比值及其随消光率值的变化趋势，即不对称比及其变化率，实现对电解液火灾烟雾的探测以及对干扰气溶胶的识别。
技术实现思路
[0004]本技术目的在于提供一种单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置，提高目前光电感烟探测器的探测和抗干扰性能。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0006]单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置，包括双光路感烟探测器1和信号采集系统，其中，该双光路感烟探测器1含有一个光源模块2和两个接收器模块即第一接收器模块3和第二接收器模块4，其中，光源模块2包括一个LED光源5、光源透镜6、光源圆柱套筒7和光源透镜安装座8，光源透镜6用于汇聚LED光源发出的光束，LED光源5利用螺纹组件安装在光源圆柱套筒7的内螺纹中，光源透镜6通过卡环安装在光源透镜安装座8的内螺纹中，组装好的光源圆柱套筒7和光源透镜安装座8利用各自的内、外螺纹相连接并且通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置，光源透镜6用于汇聚LED光源5发出的光束以提供探测器装置所需的稳定光束，第一接收器模块3包括一个第一接收器10、第一接收器透镜12、第
一接收器圆柱套筒14和第一接收器透镜安装座16，第一接收器10利用螺纹组件安装在第一接收器圆柱套筒14的内螺纹中，第一接收器透镜12通过卡环安装在第一接收器透镜安装座16的内螺纹中，组装好的第一接收器圆柱套筒14和第一接收器透镜安装座16利用各自的内、外螺纹相连接，然后通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置且与光源模块2的夹角为45
°
，第一接收器透镜12用于汇聚从圆盘中心处散射的光信号并且传输到第一接收器10上得到第一路光电流信号的散射光功率，第二接收器模块4包括一个第二接收器9、第二接收器透镜11、第二接收器圆柱套筒13和第二接收器透镜安装座15，第一接收器10和第二接收器9分别布置在散射角为45
°
和135
°
的位置，接收相应角度的散射光功率，第二接收器9利用螺纹组件安装在第二接收器圆柱套筒13的内螺纹中，第二接收器透镜11通过卡环安装在第二接收器透镜安装座15的内螺纹中，组装好的第二接收器圆柱套筒13和第二接收器透镜安装座15利用各自的内、外螺纹相连接，然后通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置且与光源模块2的夹角为135
°
，第二接收器透镜11用于汇聚从圆盘中心处散射的光信号并且传输到第二接收器9上得到第二路光电流信号的散射光功率；
[0007]信号采集系统包括LED光源驱动器17、第一信号放大器18和第二信号放大器19、数据采集仪20和计算机21，其中LED光源驱动器17可以为LED光源提供长期稳定的供电电压，第一信号放大器18和第二信号放大器19可以将第一接收器、第二接收器的光电流信号转换成模拟电压信号，数据采集仪20用于采集模拟电压信号到计算机21上。
[0008]LED光源5采用的是单波长LED光源。
[0009]通过采用上面技术方案所产生的有益效果在于：本技术的一种单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置，与现有光学烟雾探测器相比更能有效探测电解液火灾烟雾，具体体现在：
[0010](1)利用单波长光源和双散射角测量的不对称比值及其变化率对电解液火灾烟雾与干扰气溶胶进行区分识别。
[0011](2)在探测器中布置一个发射器和两个接收器，发射器能发射一种至多种不同波长的光，两个接收器用于收集两个不同角度的散射光功率，可以实现同时测量一定波长条件下两个不同角度的散射光功率，从而通过计算比值得到不对称比值及其随消光率值的变化率，可以实现对早期电解液火灾烟雾的探测。
[0012](3)本技术提出的探测方式未采用信号强度阈值来判断是否应当报警，因此该探测方式可以准确区分电解液火灾烟雾与干扰气溶胶。
附图说明
[0013]图1为实现本技术依托的单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置的双光路感烟探测器示意图。
[0014]图2为单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置的双光路感烟探测器的信号采集系统示意图。
[0015]图3为该单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置得到的不对称比与消光率之间的关系。
[0016]图4为电解液火灾烟雾在不同波长作用下的散射不对称比AR。
[0017]图5为不同复折射率颗粒的不对称因子。
[0018]其中，1
‑
双光路感烟探测器，2
‑
光源模块，3
‑
第一接收器模块，4
‑
第二接收器模块，5
‑
LED光源，6
‑
光源透镜，7
‑
光源圆柱套筒，8
‑
光源透镜安装座，9
‑
第二接收器，10
‑
第一接收器，11
‑
第二接收器透镜，12
‑
第一接收器透镜，13
‑
第二接收器圆柱套筒，14
‑
第一接收器圆柱套筒，15
‑
第二接收器透镜安装座，16
‑
第一接收器透镜安装座，17
‑
LED本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置，其特征在于：包括双光路感烟探测器(1)和信号采集系统，其中，该双光路感烟探测器(1)含有一个光源模块(2)和两个接收器模块即第一接收器模块(3)和第二接收器模块(4)，其中，光源模块(2)包括一个LED光源(5)、光源透镜(6)、光源圆柱套筒(7)和光源透镜安装座(8)，光源透镜(6)用于汇聚LED光源发出的光束，LED光源(5)利用螺纹组件安装在光源圆柱套筒(7)的内螺纹中，光源透镜(6)通过卡环安装在光源透镜安装座(8)的内螺纹中，组装好的光源圆柱套筒(7)和光源透镜安装座(8)利用各自的内、外螺纹相连接并且通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置，光源透镜(6)用于汇聚LED光源(5)发出的光束以提供探测器装置所需的稳定光束，第一接收器模块(3)包括一个第一接收器(10)、第一接收器透镜(12)、第一接收器圆柱套筒(14)和第一接收器透镜安装座(16)，第一接收器(10)利用螺纹组件安装在第一接收器圆柱套筒(14)的内螺纹中，第一接收器透镜(12)通过卡环安装在第一接收器透镜安装座(16)的内螺纹中，组装好的第一接收器圆柱套筒(14)和第一接收器透镜安装座(16)利用各自的内、外螺纹相连接，然后通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置且与光源模块(2)的夹角为45
°
，第一接收器透镜(12)用于汇聚从圆盘中心处散射的光信号并且传输到第一接收器(10)上得到第一路光电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：张和平，李聪，周勇，施志成，程旭东，陆松，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。