【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微粒探测器方面。通过示例的形式，对涉及适于探测烟雾(smoke)的光束探测器的实施例进行描述。在一个方面，本专利技术更加广泛地涉及电池供电的设备，尽管例示的实施例将针对光束探测器进行描述。
技术介绍
人们已知探测空气中的微粒的多种方法。一种方法涉及将光束投射穿过受监控的区域并且测量光束的衰减。这样的探测器通常称为“减光探测器”，或者简单称为“光束探测器”。一些光束探测器采用位于一处的发射器和接收器以及远处的反射器，而其他光束探测器使用位于受监控的开放空间相对两侧的、分开的发射器单元和接收器单元。图1示出了典型的传统光束探测器。探测器10包括位于受监控区域16任一侧的光源和探测器12以及反射器14。来自光源和探测器12的入射光18朝向反射器14投射。反射器14将入射光18反射，反射光20返回光源和探测器12。如果微粒物质进入受监控的区域16，其将会使得入射光18和反射光20衰减并且引起在光源和探测器12处的光的接收量减少。另一可选择的光束探测器将光源与探测器分开，省略反射器，并且直接用光源穿过受监控的区域16照亮探测器。其他的几何结构也是可以的。尽管光束探测器所采用的烟雾探测机制是很好的，但是光束探测器通常会遇到一些问题。第一，光束探测器可能产生第I种类型(正误识)的错误，其中外来物体或其他微粒物质(例如灰尘)进入受监控的区域并且遮掩光束。光束探测器一般...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.01 AU 2009901925;2009.05.01 AU 2009901923;1.一种用于微粒探测系统的光源，所述光源适于发射：
第一波段中的第一光束；
第二波段中的第二光束；以及
第三波段中的第三光束，
其中所述第一波段和第二波段本质上是相同的并且与所述第三波段
不同。
2.根据权利要求1所述的光源，其中第一波段和第二波段处于电磁
波谱的紫外部分。
3.根据上述任意一项权利要求所述的光源，其中所述第三波段处于
电磁波谱的红外部分。
4.根据上述任意一项权利要求所述的光源，其中所述第一光束离开
所述光源发射的位置与所述第二光束离开所述光源发射的位置分开。
5.根据权利要求5中所述的光源，其中分开的间距是下列范围中的
任意一个：10至20mm、20至30mm、30至40mm、40至50mm。
6.根据上述任意一项权利要求所述的光源，其中所述光源进一步包
括用于发射所述第一光束和第二光束的第一发光体以及用于发射所述第
三光源的第二发光体。
7.根据权利要求6所述的光源，其中所述光源进一步包括用于将从
第一发光体发射的光束分裂为所述第一光束和第二光束的分束器。
8.根据上述任意一项权利要求所述的光源，所述光源包括用于发射
所述第一光束的第一发光体、用于发射所述第二光束的第二发光体和用
于发射所述第三光束的第三发光体。
9.根据权利要求6或8所述的光源，其中所述第一、第二和/或第三
发光体是发光二极管。
10.根据上述任意一项权利要求所述的光源，所述光源进一步包括控
制器，所述控制器设置为，使得光源以重复的顺序产生所述第一、第二
和第三光束。
11.根据权利要求10所述的光源，其中所述重复的顺序包括所述第
一、第二和/或第三发光体的轮流操作。
12.一种用于微粒探测系统的光源，所述光源包括：
用于发射第一光束的第一发光体；
用于发射第二光束的第二发光体；以及
光学系统，所述光学系统包括透射区域，来自所述第一和第二发光
体的光从所述透射区域从所述光源发射，其中光学系统布置为，使得对
透射区域的遮挡引起对于所述第一和第二光束本质上相同的遮挡。
13.根据权利要求12所述的光源，其中所述第一和第二发光体是半
导体裸片。
14.根据权利要求13所述的光源，其中所述半导体裸片容纳在单个
光学封装件内。
15.根据权利要求12至14中任意一项所述的光源，其中所述光学系
统进一步包括导光器件，用于将来自所述第一和第二发光体的所述第一
和第二光束引导至所述透射区域。
16.根据权利要求15所述的光源，其中所述导光器件选自：凸透镜、
菲涅尔透镜和镜子，或者前述光学元件的任意两个或更多个的组合。
17.根据权利要求12至16中任意一项所述的光源，其中所述透射区
域形成所述光学系统的外部可接近的光学表面的至少一部分。
18.根据权利要求12至17中任意一项所述的光源，其中所述光学系
统包括光束成形光学器件，所述光束成形光学器件适于改变所述第一和
第二光束中的一条或两条的光束形状。
19.根据权利要求18所述的光源，其中所述光束成形光学器件向从
所述光源发射的光提供大约10度的发散角。
20.根据权利要求18或19所述的光源，其中所述光束成形光学器件
改变光束中的一条或两条的光束形状，使其在一个方向上比另一方向上
延伸得更远。
21.根据权利要求18至20中任意一项所述的光源，其中所述光束成
形光学器件改变所述第一和第二光束，使得它们具有彼此不同的光束形
状。
22.根据权利要求21所述的光源，其中所述光束成形光学器件改变
所述第一光束，以使其具有比所述第二光束更宽的光束形状。
23.根据权利要求18至22中任意一项所述的光源，其中所述光束成
形光学器件包括一个或多个光束强度调节元件，所述光束强度调节元件
设置为调节光束的空间强度。
24.根据权利要求23所述的光源，其中所述光束强度调节元件选自：
光学表面涂层，
毛玻璃扩散器，以及
刻蚀玻璃扩散器。
25.根据权利要求12至25中任意一项所述的光源，其中所述第一发
光体发射紫外光束，而所述第二发光体发射红外光束。
26.根据权利要求18至24中任意一项所述的光源，其中所述导光器
件和所述光束成形光学器件结合为单一光学元件。
27.一种用于微粒探测器的光源，包括：
一个或多个发光体，其适于产生至少一条光束，所述光束具有从远
处观察点观察的第一明显尺寸；
光学系统，其布置为接收所述至少一条光束并且发射所述至少一条
光束，并且适于使得发射的光束具有从所述远处的观察点观察的大于所
述第一明显尺寸的第二明显尺寸。
28.根据权利要求27所述的光源，其中所述光学系统包括光束扩散
器。
29.根据权利要求28所述的光源，其中所述扩散器是专用的光学器
件。
30.根据权利要求28所述的光源，其中所述扩散器与用于另一目的
的光学器件整体地形成。
31.根据权利要求28所述的光源，其中所述扩散器由在光学器件上
的表面处理而形成。
32.一种用于微粒探测器的光源，包括：一个或多个适于产生至少一
条光束的发光体，所述光束具有至少两个波段中的组分；及所述一条或
多条光束从中穿过的一可选的光学系统；所述发光体和/或光学系统设置
为，使得至少两个波段中的一个中的光具有与另一波段中的光不同的空
间强度分布。
33.根据权利要求32所述的光源，其中一个波段中的光的束宽比另
一波段中的光的束宽更宽。
34.根据权利要求32或33所述的光源，其中波长较长的波段中的光
具有比波长较短的波段中的光更窄的束宽。
35.根据权利要求34所述的光源，其中波长较长的波段包括电磁波
谱中的红外或红色部分。
36.根据权利要求34所述的光源，其中波长较短的波段包括电磁波
谱中的蓝色、紫色或紫外部分中的光。
37.一种微粒探测系统，包括：
根据权利要求1至36中任意一项所述的光源；以及
接收器，所述接收器用于接收光源发射的一束或多束光，并且根据
所接收的一束或多束光，确定微粒是否正侵入光束。
38.一种微粒探测器装置，包括：
适于发射一束或多束光的发射器，所述光在照明范围上具有预定特
性，以及
具有视场并且适于接收发射器所发射的光束的接收器；
所述光束探测器被安装以保护受监控的体积，所述受监控的体积包
括一个具有在发射器的照明区域和接收器的视场中的一个或多个反射面
的结构；其中光束探测器包括处理器，所述处理器适于确定接收器处接
收的光束是否具备一个或多个预定的光特性。
39.根据权利要求38所述的光束探测器，其中在具备所述一个或多
个特性的情况下，所述处理器适于确定来自发射器的光束被接收。
40.根据权利要求38或39所述的光束探测器，其中在接收的光束不
具备一个或多个所述特性的情况下，所述处理器能够确定来自发射器的
光束没有被接收。
41.根据权利要求38或39所述的光束探测器，其中在接收的光束不
具备一个或多个所述特性的情况下，所述处理器适于确定接收的光束是
发射的光束的反射光束。
42.根据权利要求38至41中任意一项所述的光束探测器，其中所述
光束探测器装置能够包括信号装置，在处理器确定来自发射器的光束没
有被接收和/或反射的光束被接收的情况下，所述信号装置适于发出故障
状况信号。
43.一种用于确定被光束探测器的接收器接收的一束光是径直发射
的光束还是反射的光束的方法，所述方法包括：
在接收器处接收光束并测量光束的一个或多个预定的特性，并且
根据预定的特性在光束中的存在程度，确定接收的光束是径直的发
射光束还是反射的光束。
44.根据权利要求43所述的方法，其中在接收的光束的一个或多个
特性与发射的光束的一个或多个预定特性基本上不匹配的情况下，该方
法能够包括，确定接收的光束是反射光束。
45.根据权利要求43或44所述的方法，其中光束的特性可以包括接
收的光束中的两个或更多波长组分的相对强度和/或所接收的光束的偏振
特性。
46.一种用于光束探测器的接收器，所述接收器包括：
多个图像传感器，每个图像传感器包括多个传感器元件，所述图像
传感器布置为具有至少部分重叠的视场；
适于在这两个传感器中的每一个上形成图像的光学装置；
图像分析装置，用以分析来自所述多个图像传感器中一个以上图像
传感器的图像，从而确定多个传感器的视场中的图像成分的角向位置。
47.根据权利要求46所述的接收器，其中所述图像成分是由光束探
测器的光源发射的一条或多条光束。
48.一种用于光束探测器的接收器，所述接收器包括：
包括多个传感器元件的一个或多个传感器，用以接收来自发射器的
光束；
与所述一个或多个传感器进行数据通信的处理装置，用以接收并处
理来自传感器的图像数据；以及
适于接收一个代表即将从光束探测器的一个或多个发射器接收的多
条光束的输入的输入装置。
49.根据权利要求48所述的接收器，其中所述输入装置包括以下内
容中的任意一个或多个；
一个或多个开关，
数据输入接口，数据通过所述数据输入接口提供给处理器装置或者
与所述处理器装置相关的存储器。
50.一种光束探测器，包括：
一个或多个光源，适于穿过受监控的区域发射所述光束；
一个或多个接收器，其相对于发射器和受监控的体积被布置，以使
得来自发射器的光在穿过受监控的体积的至少一部分后到达所述接收
器；
一个或多个挡光挡板，其相对于受监控的体积和发射器和/或接收器
被布置，使得没有来自光束探测器的光源的照明区域和光接收器的视场
内的表面的反射光到达接收器。
51.一种用于光束探测器的发射器，其包括一个或多个光源，所述光
源适于以空间不同的光束图样产生光。
52.根据权利要求51所述的发射器，其中空间上可分辨的光束图样
在至少一个平面上不是对称的。
53.根据权利要求51或52所述的发射器，其中空间上可分辨的光束
图样包括具有可分辨特性的单独的光束的图样。
54.根据权利要求53所述的发射器，其中可分辨特性是波长特性、
偏振特性或调制特性中的任意一个或多个。
55.根据权利要求53所述的发射器，其中可分辨图样包括一对可分
辨的光束。
56.根据权利要求51所述的发射器，其中发射器具有单个光源，所
述单个光源产生直接能够从光束的图像中分辨的光束。
57.一种在包括根据权利要求51至56中任意一项所述的发射器的光
束探测器中，确定接收器处接收的光束是否以径直的或反射的路径发射
的方法，所述方法包括：
布置光源和接收器，使得光源发射的光束在接收器处被接收；以及
将光源相对于光源的照明区域和接收器的视场内一个邻近的表面定
向，使得光源的径直的图像与来自所述表面的光源的反射的镜像在接收
器处是能分辨的。
58.根据权利要求57所述的方法，其中对准的步骤包括：将光源对
准，使得其图像在径直的和反射的图像中不是对称的。
59.一种在光束探测器系统中将径直接收的光束与反射的光束分辨
开的方法，所述方法包括接收包含两个图像片段的图像，这两个图像片
段潜在地对应微粒探测器发射的光束；
确定接收的每条光束的亮度；以及
确定接收的光束中最亮的一条是径直接收的光束。
60.一种确定多条接收的光束中的哪一条是来自光源径直接收的，而
哪些是通过表面反射接收的方法，所述方法包括：
确定所接收的光束中哪一条是由垂直离开反射面最远的光束探测器
的接收器的光传感器的传感器元件所接收的；以及
将所确定的所述光束的图像指定为径直的光束图像。
61.一种光束探测器，包括：
光源，适于发射带有第一偏振态的光束；
光接收器，适于接收第二偏振态的光并且输出所接收的亮度级；以
及
控制器，适于分析所接收的亮度级并且应用报警和/或故障逻辑，并
且如果存在预定的故障状况，采取行动。
62.一种光束探测器系统的组件，包括：
至少一个电光器件，设置为以第一空间分布发射光或接收光；以及
光学子系统，其相对于所述电光器件被布置，以使得所述第一空间
分布被调整以形成第二空间分布，其中
所述第一空间分布沿两条不平行的轴线的相对延伸程度与所述第二
空间分布沿相同轴线的相对延伸程度不同。
63.根据权利要求62所述的组件，其中所述光学子系统包括畸变透
镜，或者其他“宽屏”光学系统。
64.一种用于微粒探测器的光源，包括：
至少一产生光束的发光体；以及
用于控制光束的角向色散的光学子系统，其中所述光学子系统适于
成形光束，使其具有沿一条轴线比另一轴线更大的角向色散。
65.一种用于光束探测器的接收器，所述接收器包括：
光传感器，所述光传感器能够提供代表在传感器的多个位置上检测
到的亮度级的输出；以及
光学子系统，所述光学子系统适于接收视场中具有第一形状的光，
并且以第二不同形状的图像将其引导到光传感器上。
66.根据权利要求65所述的用于光束探测器的接收器，其中所述光
学子系统包括畸变透镜。
67.一种烟雾探测器的组件，包括：
光学模块，所述光学模块包括一个或多个光源和/或一个或多个光接
收器；
安装装置，所述安装装置用于将所述光学模块安装至支撑面；
活节连接，所述活节连接位于所述安装装置和所述光学模块之间；
以及
目视对准设备，所述目视对准设备固定为与所述光学模块一起移动，
用于帮助将所述光源和/或所述接收器相对于目标对准。
68.根据权利要求67所述的烟雾探测器的组件，其中目视对准设备
包括光学模块中的、对准光束发生器能够插入其内的一个或多个插口。
69.根据权利要求67或68所述的烟雾探测器的组件，其中所述活节
连接包括一个或多个锁定装置，用于锁定所述光学模块相对于所述安装
装置的定向。
70.根据权利要求67至69中任意一项所述的烟雾探测器的组件，其
中所述活节连接包括球窝关节，能够允许光学模块相对于安装装置在相
对大的倾斜弧度内倾斜，所述锁定装置适于将所述球在所选的方向与所
述窝锁定。
71.根据权利要求70所述的烟雾探测器的组件，其中所述锁定装置
包括螺钉部件，所述螺钉部件啮合在窝内的带螺纹的膛口中并且与所述
球的表面接触，以便将所述球与所述窝锁定在一起。
72.根据权利要求71所述的烟雾探测器的组件，其中所述螺钉能够
经由所述目视对准设备接近。
73.一种烟雾探测器的组件，包括：
光学模块，所述光学模块包括一个或多个光源和/或一个或多个光接
收器；
固定安装装置，所述固定安装装置用于将所述光学模块安装至支撑
面；
活节安装装置，所述活节安装装置位于所述光学模块和一个或多个
光源或光接收器之间；以及
目视对准设备，所述目视对准设备固定为与所述光源和/或所述接收
器一起移动，用于帮助将所述光源和/或所述接收器相对于目标对准。
74.根据权利要求73所述的烟雾探测器的组件，其中所述目视对准
设备包括活节安装装置中的、对准光束发生器能够插入其内的一个或多
个插口。
75.根据权利要求73或74所述的烟雾探测器的组件，其中所述活节
连接可以包括一个或多个锁定装置，用于锁定所述光学模块相对于所述
活节安装装置的定向。
76.根据权利要求73至75中任意一项所述的系统，其中所述活节连
接包括球窝关节，能够允许光学模块相对于安装装置在相对大的倾斜弧
度内倾斜，所述锁定装置适于将所述球在所选的方向与所述窝锁定。
77.根据权利要求76所述的烟雾探测器的组件，其中所述锁定装置
包括螺钉部件，所述螺钉部件啮合在窝内的带螺纹的膛口中并且与所述
球的表面接触，以便将所述球与所述窝锁定在一起。
78.根据权利要求77所述的烟雾探测器的组件，其中所述螺钉能够
经由所述目视对准设备接近。
79.根据权利要求67至78中任意一项所述的烟雾探测器的组件，其
中所述目视对准设备可以包括容纳在圆柱形的管或轴中或者安装在圆柱
形的管或轴上的激光器，所述管或轴的尺寸设计为与光束对准设备滑动
配合。
80.根据权利要求79所述的烟雾探测器的组件，其中所述激光器形
成用于锁定所述活节连接的工具的一部分。
81.根据权利要求78或79所述的烟雾探测器的组件，其中所述激光
器闪烁以帮助视觉识别。
82.根据权利要求67至79中任意一项所述的烟雾探测器的组件，其
中所述目视对准设备包括视频照相机，所述视频照相机安装为与壳体一
起移动，并且能够产生目标的图像。
83.根据权利要求82所述的烟雾探测器的组件，其中所述图像包括
瞄准装置，当与目标对准时，所述瞄准装置将指示光学器件被操作性地
对准。
84.根据权利要求82所述的烟雾探测器的组件，其中所述壳体可以
包括视频照相机座架，当照相机安装至照相机座架时，照相机座架将照
相机与壳体对准，从而照相机具有在相对于光源的已知方向上对准的视
场。
85.根据权利要求84所述的烟雾探测器的组件，其中所述已知方向
与从光源发射的光在轴向上对准。
86.根据权利要求67至85中任意一项所述的烟雾探测器的组件，其
中组件是用于微粒探测器的发射器、接收器或目标中的任意一个。
87.一种将烟雾探测器的组件对准的方法，包括：
将组件以初始定向安装至支撑面，所述组件包括目视对准设备；
通过视觉观察目视对准设备的输出，确定所述组件的所述定向；
通过监控目视对准设备，调节所述组件的定向，直到该组件处于所
选的工作定向；以及
将该组件固定在所述工作定向上。
88.根据权利要求87所述的方法，进一步包括：将所述目视对准设
备从组件中移除。
89.根据权利要求87所述的方法，其中通过观察从位于支撑面远处
的目视对准设备发射的对准光束的位置，或者观察由目视对准设备的照
相机产生的远处表面的图像，可以确定组件的定向。
90.一种对准工具，包括：
具有手柄的轴；
能够通过所述手柄启动的驱动装置；
在相对于所述驱动装置的处于固定或已知方向上的目视对准设备。
91.根据权利要求90所述的对准工具，其中所述目视对准设备包括
激光器。
92.根据权利要求91所述的对准工具，其中工具的手柄内包括凹部，
所述凹部定形为容纳所述激光器。
93.根据权利要求90至92中任意一项所述的对准工具，其中所述轴
是直的。
94.根据权利要求90至92中任意一项所述的对准工具，其中所述轴
内具有肘部。
95.根据权利要求90至92中任意一项所述的对准工具，其中所述目
视对准设备包括视频照相机。
96.一种目视对准工具，具有：
啮合装置，用于与所述目视对准工具啮合并且将所述目视对准工具
相对于微粒探测器组件对准；以及
视觉瞄准装置，用于在所述啮合后提供微粒探测器组件对准的视觉
指示。
97.根据权利要求96所述的目视对准工具，其中所述视觉瞄准装置
是照相机。
98.根据权利要求96所述的目视对准工具，其中所述视觉瞄准装置
是用于投射可见光的装置。
99.根据权利要求98所述的目视对准工具，其中所述可见光是一光
束。
100.根据权利要求96至99中任意一项所述的工具，其中所述啮合
装置是伸长的突出物，能够容纳在微粒探测器组件内的凹部中。
101.根据权利要求96至100中任意一项所述的工具，其中所述视觉
瞄准装置与所述啮合装置同轴对准。
102.根据权利要求96至101中任意一项所述的工具，其中目视对准
工具包括一伸长的手柄及一轴，所述轴从所述手柄的一端伸出并且与其
同轴对准，其中所述轴的至少一部分形成所述啮合装置。
103.根据权利要求96至102中任意一项所述的工具，其中所述视觉
瞄准装置优选地布置在所述轴的与所述手柄相对的一端。
104.根据权利要求96至103中任意一项所述的工具，其中所述目视
对准工具包括驱动装置，用于与微粒探测器组件的锁定装置啮合并且对
微粒探测器组件的锁定装置进行启动。
105.根据权利要求96至104中任意一项所述的工具，其中所述驱动
装置在所述轴的远离手柄的一端形成，并且能够围绕所述轴的轴线旋转
以启动锁定装置。
106.根据权利要求96至105中任意一项所述的工具，其中所述驱动
装置选自：
艾伦扳手(六角)；
菲利普头；
其他适当形状的驱动装置。
107.根据权利要求96至106中任意一项所述的工具，其中所述驱动
装置的形状设计为，用于与锁定装置仅在单一的相对旋转方向上啮合，
从而所述目视对准工具的旋转方向指示锁定装置的状态。
108.根据权利要求107所述的工具，其中在所述工具上设置可见的
标记，以协助所述指示。
109.一种微粒探测器组件，
所述组件包括安装部分、光学模块和锁定装置；
所述安装部分能够固定地附接至安装表面；
所述光学模块相对于所述安装部分活节连接，用于相对于目标对准，
并且所述光学模块包括用于产生对所述对准的视觉指示的装置；并且
所述锁定装置能启动用以将所述光学模块相对于所述安装部分锁定
在所选的对准状态。
110.根据权利要求109所述的微粒探测器组件，其中用于产生视觉
指示的装置是视觉瞄准装置，包括电光器件。
111.根据权利要求109所述的微粒探测器组件，其中用于产生视觉
指示的装置是用于与包含视觉瞄准装置的目视对准工具协作的啮合部
件。
112.根据权利要求109至111中任意一项所述的微粒探测器组件，
其中所述光学模块包括形成啮合部件的伸长的凹部。
113.根据权利要求112所述的微粒探测器组件，其中所述凹部具有
至少一个开口端并且布置为，使得所述凹部的轴线在所述光学部件与目
标对准时朝向目标投射。
114.根据权利要求112或113所述的微粒探测器组件，其中所述凹
部以与光学模块的操作区域的边界平行的方向延伸；或者以与光学模块
的空间光学特性处于某些其他已知的物理关系的方式延伸。
115.根据权利要求109至114中任意一项所述的微粒探测器组件，
其中所述锁定装置能够由目视对准工具启动。
116.根据权利要求109至115中任意一项所述的微粒探测器组件，
其中所述锁定装置包括位于凹部内的被驱动部件，并且能够与目视对准
工具的驱动装置啮合，以启动锁定装置。
117.根据权利要求116所述的微粒探测器组件，其中所述锁定装置
适于围绕所述凹部的轴线被旋转驱动到所选的方向，以驱动锁定装置。
118.根据权利要求117所述的微粒探测器组件，其中所述被驱动部
件的形状优选地设计为，用于与目视对准工具的驱动装置仅在单一的相
对旋转方向上啮合，使得目视对准工具指示锁定装置的状态。
119.根据权利要求118所述的微粒探测器组件，进一步包括设置在
组件上的标记，以协助所述指示。
120.根据权利要求109至119中任意一项所述的微粒探测器组件，
其中所述光学模块和所述安装部分的其中之一被俘获在另一部分中，所
述活节连接通过光学模块和安装部分之间的球形滑动...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗恩·诺克司，卡尔·波特格，凯末尔·阿贾伊，
申请(专利权)人：爱克斯崔里斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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