專利名稱：取樣管型煙霧探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種取樣管型煙霧探測(cè)器，其從監(jiān)控區(qū)域?qū)⒖諝馕胍蝗庸苤?，并且用一激光光束光學(xué)地探測(cè)空氣中懸浮的煙霧粒子，尤其涉及一種取樣管型煙霧探測(cè)器，其中包括一個(gè)煙霧探測(cè)裝置和一個(gè)與之成直線安裝并緊湊排列的吸氣器。
背景技術(shù)：
按照慣例，探測(cè)微小煙霧的高靈敏度的煙霧探測(cè)器被用在潔凈的房間內(nèi)，例如電腦房，醫(yī)院，半導(dǎo)體制造廠房中等。本發(fā)明的高靈敏度煙霧探測(cè)器，從安裝在監(jiān)控區(qū)域中的取樣管(與導(dǎo)管同義)吸入空氣，并且用激光光束光學(xué)地探測(cè)懸浮在此空氣中的粒子數(shù)量。因此，具有取樣管的高靈敏度煙霧探測(cè)器在下文被叫作取樣管型煙霧探測(cè)器。如圖11所示，這種取樣管型煙霧探測(cè)器包括有從監(jiān)控區(qū)域吸入空氣的吸入口102的取樣管101，與取樣管101連接的探測(cè)被吸入空氣中含有的煙霧粒子的煙霧探測(cè)裝置103，以及一個(gè)設(shè)置在煙霧探測(cè)裝置103的下游的吸氣器108。
取樣管101被設(shè)置在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，并且包括在每1-2米(1-2米約等于相隔1-2碼)的指定間隔具有多個(gè)吸入口102的探測(cè)管路101a，以及引導(dǎo)空氣從探測(cè)管路101a進(jìn)入煙霧探測(cè)裝置103的連接管路101b。另外，與取樣管101連接的煙霧探測(cè)裝置103配備作為光發(fā)射器件的激光二極管104a，以及作為光電探測(cè)器的光電二極管104b?？涨?07設(shè)置在煙霧探測(cè)裝置103的下游，并且吸氣器108被安裝在空腔107的內(nèi)部。煙霧探測(cè)裝置103、空腔107和吸氣器108收容在箱體形狀的壁表面等組成的探測(cè)器主體100內(nèi)，設(shè)置在屋子的壁面等上。
激光二極管104a產(chǎn)生沿光軸方向發(fā)散的漫射光，發(fā)散光被位于光軸上的圖像形成透鏡聚焦，并且在煙霧探測(cè)裝置103的流動(dòng)路徑中執(zhí)行圖像形成功能。有時(shí)，當(dāng)漂浮在氣流中，并且空氣中的煙霧粒子被攜帶到圖像形成位置時(shí)，由于這些煙霧粒子，來自激光二極管104a的光產(chǎn)生散射光。所述散射光被位于與來自激光二極管104a的光的光軸成一個(gè)預(yù)定角度的位置的光電二極管104b接收，并產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。通過執(zhí)行信號(hào)處理，信號(hào)處理部件106檢測(cè)出由失火引起的煙霧粒子。同樣，穿過煙霧探測(cè)裝置103的空氣被排進(jìn)空腔107。接著該空氣被安裝在空腔107內(nèi)的吸氣器108排到外面。
這樣的取樣管型煙霧探測(cè)器，例如，在如圖12所示的第一傳統(tǒng)實(shí)施例中的系統(tǒng)已經(jīng)被采用。在第一傳統(tǒng)實(shí)施例中，煙霧探測(cè)裝置103和吸氣器108組成取樣管型煙霧探測(cè)器，其被放置在類似立方體形狀的探測(cè)器主體100中。煙霧探測(cè)裝置103包括一個(gè)與取樣管101連接的導(dǎo)入管103a。煙霧傳感器單元104位于導(dǎo)入管103a的中間部分，探測(cè)煙霧粒子，并且被設(shè)置在探測(cè)器主體100的一角。另外，在導(dǎo)入管103a的下游的煙霧傳感器單元104配備用來在導(dǎo)入管103a中執(zhí)行堵塞探測(cè)的氣流傳感器105。吸氣器108用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有離心型風(fēng)扇，并且以預(yù)定流速排出空氣到探測(cè)器主體100的外面。吸氣器108被安置在探測(cè)器主體100的相對(duì)側(cè)的煙霧探測(cè)裝置103的一角。
在第一傳統(tǒng)實(shí)施例的情況下，探測(cè)器主體100中的煙霧探測(cè)裝置103和吸氣器108以外的部分是中空的，并且形成一個(gè)空腔107。一旦被吸入取樣管101的空氣穿過煙霧探測(cè)裝置103并且被排到空腔107中，隨后吸氣器108將空氣排出到探測(cè)器主體100的外面。由于空腔107的形狀，在取樣管101中，通過在空氣被吸入時(shí)使空腔107內(nèi)部的壓力降低，空氣吸入狀態(tài)可以被穩(wěn)定。因此，在第一傳統(tǒng)實(shí)施例中，由于空腔107由整個(gè)探測(cè)器主體100形成，因此包含煙霧傳感器單元104的信號(hào)處理部件，吸氣器108的電源電路，來自煙霧傳感器單元104的探測(cè)信號(hào)的處理單元等都另外設(shè)置于探測(cè)器主體100的外部。
作為取樣管型煙霧探測(cè)器，在如圖13所示的第二傳統(tǒng)實(shí)施例中的系統(tǒng)也已經(jīng)被采用。在第二傳統(tǒng)實(shí)施例中，組成取樣管型煙霧探測(cè)器的煙霧探測(cè)裝置103和吸氣器108在被置于類似立方體形的探測(cè)器主體100中的方向與上述第一傳統(tǒng)實(shí)施例相同。另外，具有與第一傳統(tǒng)實(shí)施例相同的煙霧傳感器單元104的部分也被用來做煙霧粒子的探測(cè)。然而，不同與第一傳統(tǒng)實(shí)施例，在第二傳統(tǒng)實(shí)施例中，從取樣管101到與吸氣器108連接的煙霧探測(cè)裝置103的進(jìn)氣口的流動(dòng)路徑被形成為單一順序。尤其，煙霧探測(cè)裝置103是一個(gè)導(dǎo)入管103a。導(dǎo)入管103a位于與取樣管101連接的中間部分，并且包括探測(cè)煙霧粒子的煙霧傳感器單元104。煙霧探測(cè)裝置103的導(dǎo)入管103a與吸氣器108形成直接連接。與第一傳統(tǒng)實(shí)施例相似，氣流傳感器105被形成在煙霧傳感器單元104的下游。
吸氣器108由與第一傳統(tǒng)實(shí)施例類似的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有離心型風(fēng)扇，并且以預(yù)定的排出流速將空氣排出到煙霧探測(cè)裝置103的外面。風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸與導(dǎo)入管103a的上部成90度角。因而，來自煙霧傳感器單元104的導(dǎo)入管103a在下游部分彎成90度角。因此，不需要形成空腔，煙霧探測(cè)裝置103到吸氣器108的流路形成空氣輸送管道，并且煙霧探測(cè)裝置103可以更緊湊地形成。由于作為第一傳統(tǒng)實(shí)施例的探測(cè)器主體100的空腔的部分，在第二傳統(tǒng)實(shí)施例中可以被用來產(chǎn)生空間，執(zhí)行來自煙霧傳感器單元104的煙霧粒子探測(cè)信號(hào)等的處理的信號(hào)處理部件106也就可以被安裝在探測(cè)器主體100的內(nèi)部。
然而，這些傳統(tǒng)的取樣管型煙霧探測(cè)器具有如下所述的特殊的限制。上述第一傳統(tǒng)實(shí)施例通過使用作為空腔的整個(gè)探測(cè)器主體吸入空氣，并且穩(wěn)定取樣管的吸入狀態(tài)。然而，要獲得有效的穩(wěn)定性，大尺寸的空腔是必要的。因?yàn)檫@一原因，取樣管型煙霧探測(cè)器的大小受到約束，執(zhí)行目標(biāo)的穩(wěn)定性是很困難的。在空腔中，在內(nèi)部存在這樣的情況，部分氣流停滯，對(duì)于吸入穩(wěn)定性不起作用。
此外，在第一傳統(tǒng)實(shí)施例中，由于主體的大部分被用作空腔，因此小型化是很難的。因?yàn)閬碜詿熿F傳感器單元的信號(hào)處理部件，電源電路等位于探測(cè)器主體的外部，整個(gè)裝置就需要很多的空間。
此外，上述第二傳統(tǒng)實(shí)施例，沒有一個(gè)形成的空腔，流動(dòng)路徑直接將來自煙霧探測(cè)裝置的空氣引導(dǎo)到吸氣器，就可以獲得小型化。然而，由于探測(cè)器主體不能做得過于龐大，所以吸氣器的風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置成相對(duì)于煙霧探測(cè)裝置的導(dǎo)入管形成大約90度角。因此，流動(dòng)路徑必須彎曲90度。在流動(dòng)路徑彎曲的部分，在氣流中出現(xiàn)壓力損失，所以必須用相當(dāng)大尺寸的風(fēng)扇作為吸氣器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明介紹了一種新穎的解決上述局限的方法，該方法減少?gòu)臒熿F探測(cè)裝置到吸氣器的流動(dòng)路徑中的氣流壓力損失，并且其目的是提供一種具有緊湊的煙霧探測(cè)裝置以及可以被小尺寸風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)的取樣管型煙霧探測(cè)器。
本發(fā)明是考慮到上述情況而提出的。因此，本發(fā)明的目的是解決上述課題。根據(jù)本發(fā)明的取樣管型煙霧探測(cè)器包括煙霧探測(cè)裝置，用來探測(cè)通過取樣管從監(jiān)控區(qū)域中被吸入的空氣中含有的煙霧粒子；位于煙霧探測(cè)裝置下游的吸氣器；煙霧探測(cè)裝置與導(dǎo)入管基本形成直線，所述導(dǎo)入管提取通過取樣管被吸入的空氣；設(shè)有探測(cè)導(dǎo)入管的空氣中所含煙霧粒子的煙霧傳感器單元；設(shè)有排出空氣的旋轉(zhuǎn)部分和該旋轉(zhuǎn)部分驅(qū)動(dòng)部分；以及導(dǎo)入管和吸氣器被配置成使導(dǎo)入管的中心軸線和吸氣器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線幾乎是同一軸線。
根據(jù)本發(fā)明，這樣設(shè)置導(dǎo)入管和吸氣器，使得導(dǎo)入管被形成為其中心軸線幾乎是一條直線，導(dǎo)入管的中心軸線和吸氣器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線幾乎是在同一軸上。從煙霧探測(cè)裝置延伸到吸氣器的空氣管道可以被形成為幾乎一直線，并且氣流中壓力損失也可以被抑制到最小。由于煙霧探測(cè)裝置和吸氣器可以被緊湊地形成，煙霧探測(cè)裝置可以被小型化并被小尺寸風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明取樣管型煙霧探測(cè)器中，導(dǎo)入管通過一個(gè)膨脹部分與吸氣器連續(xù)地連接。所述膨脹部分的形成使流動(dòng)路徑沿空氣的行進(jìn)方向膨脹。
進(jìn)一步，考慮到當(dāng)煙霧探測(cè)裝置以從膨脹部分到吸氣器的順序形成時(shí)，流動(dòng)路徑寬度被擴(kuò)大，由此流動(dòng)路徑沿空氣的行進(jìn)方向延伸，氣流壓力損失可以被有效地抑制。
根據(jù)本發(fā)明的取樣管型煙霧探測(cè)器中，導(dǎo)入管的剖面形狀實(shí)質(zhì)上形成為大致圓形。導(dǎo)入管和膨脹部分由連接部分連接。連接部分內(nèi)壁表面與導(dǎo)入管內(nèi)壁表面和膨脹部分內(nèi)壁表面以相互連續(xù)的光滑的曲面連接。
進(jìn)一步，在本發(fā)明中，通過實(shí)質(zhì)上形成近似圓形，導(dǎo)入管抑制由吸氣器的旋轉(zhuǎn)部分產(chǎn)生的渦流引起的有效地氣流壓力損失。
另外，根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)入管由相鄰部分連續(xù)地共有的壁側(cè)面組成，所述相鄰部分分別由形成為幾乎是方形的部分和形成為幾乎是圓形的部分組成。為了使導(dǎo)入管的氣流以直線與連接部分相遇，它們被形成一整體。因?yàn)閷?dǎo)入管的流動(dòng)路徑被設(shè)計(jì)成不產(chǎn)生級(jí)別差，通過將導(dǎo)入管和連接部分形成互相連續(xù)的光滑的曲面，氣流壓力損失可以被抑制。
根據(jù)本發(fā)明的取樣管型煙霧探測(cè)器，經(jīng)連接部分連續(xù)形成到導(dǎo)入管的膨脹部分的內(nèi)壁表面近似于是半球形。膨脹部分和吸氣器形成連續(xù)地連接。
進(jìn)一步，因?yàn)榕蛎洸糠衷趦?nèi)壁表面被形成為幾乎是半球形并被順序安裝在吸氣器旁，所以有效地最優(yōu)化地減少了連接部分中的壓力損失。
根據(jù)本發(fā)明的取樣管型煙霧探測(cè)器，連接部分配備薄金屬類的孔板。該孔板具有一個(gè)小于導(dǎo)入管中心部分的內(nèi)徑的節(jié)流孔，并且節(jié)流孔被設(shè)置在導(dǎo)入管的中心線上。
根據(jù)本發(fā)明的取樣管型煙霧探測(cè)器中，與導(dǎo)入管的內(nèi)部直徑相比，孔板的節(jié)流孔的直徑大約是該內(nèi)徑的30％到70％。
進(jìn)一步，在本發(fā)明中，因?yàn)楣?jié)流孔的直徑小于導(dǎo)入管中心部分的內(nèi)徑，并且孔板被固定以致節(jié)流孔的中心被設(shè)置成幾乎在導(dǎo)入管的流動(dòng)路徑中心線上，流到導(dǎo)入管10的氣流以及空氣壓力的降低都可以被控制。同樣，因?yàn)楣?jié)流孔由一個(gè)尺寸大約為導(dǎo)入管內(nèi)徑的30％到70％的直徑組成，孔板被有效地優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明的取樣管型煙霧探測(cè)器中，所述吸氣器包括一個(gè)主體部分和一個(gè)排出部分。主體部分包括旋轉(zhuǎn)部分和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述排出部分將空氣從旋轉(zhuǎn)部分排出到外面，并且所述排出部分被設(shè)置在與旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)軸線大致垂直的方向。所述排出部分排出使其沿從導(dǎo)入管和膨脹部分到吸氣器的側(cè)面的直線流動(dòng)的空氣。用來從旋轉(zhuǎn)部分排出空氣的空氣管道被設(shè)置在主體部分的外圍。空氣排出口形成在排出部分，并且排出部分配備一個(gè)導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置使空氣管道和排出口形成相互連續(xù)的光滑的曲面。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，由于在吸氣器的排出部分通過存在導(dǎo)向裝置使得空氣管道和排出口形成互相連續(xù)的光滑曲面，不產(chǎn)生級(jí)別差，所以空氣壓力損失可以被有效地抑制。
本發(fā)明的上述的和進(jìn)一步的目的以及新穎特征，結(jié)合附圖，將從下述的詳細(xì)描述中被完全展現(xiàn)。然而可以被明確地理解，附圖只是被用于說明的目的并且不是想要作為對(duì)本發(fā)明的限制的定義。


圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施例中探測(cè)器主體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖；圖2是顯示本發(fā)明的實(shí)施例中所顯示的探測(cè)器主體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的右側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中煙霧探測(cè)裝置、連接部分和吸氣器的主視圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例中導(dǎo)入管和連接部分的橫截面圖；圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中導(dǎo)入管和連接部分的仰視圖；圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中導(dǎo)入管的橫截面圖；圖7是本發(fā)明的實(shí)施例中取樣管的示意圖；圖8是顯示本發(fā)明的實(shí)施例中導(dǎo)入管和吸氣器的裝配和順序結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖9是本發(fā)明的實(shí)施例中從導(dǎo)入管側(cè)面顯示吸氣器的側(cè)視圖；圖10是顯示煙霧傳感器單元中煙霧粒子的探測(cè)原理的模擬圖；圖11是顯示取樣管型煙霧探測(cè)器的概要的模擬圖；圖12是顯示第一傳統(tǒng)實(shí)施例的模擬圖；圖13是顯示第二傳統(tǒng)實(shí)施例的模擬圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖所示的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明將在下文中被詳細(xì)描述。圖1是顯示實(shí)施例中探測(cè)器主體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖。圖2是圖1的右側(cè)視圖。圖3是實(shí)施例中煙霧探測(cè)裝置的主視圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例中組成煙霧探測(cè)裝置和互相連接部分的導(dǎo)入管的橫截面圖。
本實(shí)施例中的取樣管型煙霧探測(cè)器包括具有形成在監(jiān)控區(qū)域的吸入口42的取樣管3。煙霧探測(cè)裝置1檢測(cè)通過取樣管3被吸入的空氣中含有的煙霧粒子。吸氣器2被形成在煙霧探測(cè)裝置1的下游。煙霧探測(cè)裝置1和吸氣器2通過互相連接部分15連接。在組成取樣管型煙霧探測(cè)器的部件中，煙霧探測(cè)裝置1，吸氣器2，以及互相連接部分15被置于探測(cè)器主體20中，組成如圖1所示的立方體結(jié)構(gòu)。另外，煙霧探測(cè)裝置1與取樣管3連接。從取樣管3中通過煙霧探測(cè)裝置1提取的空氣被從吸氣器2排到外面。從煙霧探測(cè)裝置1的流入口11到吸氣器2的進(jìn)口處止沒有彎曲的這個(gè)空氣管道形成幾乎為直線并且以壓力損失的形式表現(xiàn)的壓力降低被抑制。
煙霧探測(cè)裝置1和吸氣器2被設(shè)置在探測(cè)器主體20的一角。其余部分由控制裝置21和電源22形成的中空內(nèi)部組成。而且，在由煙霧探測(cè)部分1，互相連接部分15和吸氣器2形成的探測(cè)器主體的內(nèi)部，來自監(jiān)控區(qū)域的空氣除了空氣管道36外，不流入其他部分。
如圖7所示，取樣管3由在監(jiān)控區(qū)域形成的T形管路組成，并且有帶有二個(gè)以上吸入口42的探測(cè)管路40。探測(cè)管路40被形成得與連接到煙霧探測(cè)裝置1的連接管路41垂直。至于探測(cè)管路40和連接管路41，兩者的橫截面形狀都接近于幾乎是圓形。每1-2米(1-2米約等于相隔1-2碼)的指定間隔設(shè)置探測(cè)管路40的吸入口42，并且吸入口42被形成直徑為1-2毫米(1-2毫米約等于0.04-0.08英寸)的標(biāo)準(zhǔn)圓形。連接管路41被形成近似直線形，并且與煙霧探測(cè)裝置1的導(dǎo)入管10幾乎成直線地連接。因此，連接管路41的中心線與導(dǎo)入管10的中心線近似一直線，幾乎重合。
如圖3和圖4所示，煙霧探測(cè)裝置1配備探測(cè)導(dǎo)入管10中煙霧粒子的煙霧傳感器單元4，所述導(dǎo)入管10從與取樣管3連接的空氣流入口11到空氣流出口12被形成為幾乎一直線。另外，煙霧探測(cè)裝置1由用來執(zhí)行煙霧傳感器單元4的靈敏度測(cè)試的發(fā)光二極管5(下面簡(jiǎn)稱LED5)和測(cè)試流速的氣流傳感器6組成。因此，煙霧探測(cè)裝置1的導(dǎo)入管10被形成為幾乎一直線，從流入口11直到流出口12不彎曲空氣管道。因此，由于中心線形成為幾乎一直線，取樣管3的連接管路41和導(dǎo)入管10的流入口11直到流出口12連續(xù)地被形成為幾乎一直線。
導(dǎo)入管10的橫截面形狀基本上類似于圓形。然而，導(dǎo)入管10的流入口11周圍的部分類似于幾乎為正方形的橫截面形狀，其四個(gè)角成斜角。在該幾乎為正方形的部分中，煙霧傳感器單元4和氣流傳感器6從上部順序附接并且形成一個(gè)固定不變的部分14。圖6顯示導(dǎo)入管10的形成幾乎為正方形橫截面的煙霧傳感器單元4附接在其中的部分。導(dǎo)入管10在鄰近的流入口11和氣流傳感器6的安裝位置的下游部分形成幾乎為圓形橫截面部分。導(dǎo)入管10的下游部分(即，靠近吸氣器2的橫截面部分)也被形成幾乎為圓形。這對(duì)在吸氣器2的旋轉(zhuǎn)部分32的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的氣流有影響，其被限制在低級(jí)別上并且壓力損失盡可能被減少。
在這種方法中，因?yàn)榻孛嫘螤钛赝靖淖?，?dǎo)入管10在幾乎為正方形橫截面形狀部分和幾乎為圓形橫截面形狀部分的鄰近部分18a和18b分別引起級(jí)別差。正因?yàn)檫@些鄰近部分18a和18b形成了幾乎為正方形的橫截面部分和幾乎為圓形的橫截面部分的光滑曲面使它們能各自按順序連續(xù)下去，因此，才有鄰近部分18a和18b被形成為使不同橫截面形狀部分按順序連續(xù)下去，但它們并不引起導(dǎo)入管10中的氣流紊亂并且壓力損失被抑制在低級(jí)別。
用來探測(cè)在煙霧探測(cè)裝置1部分的導(dǎo)入管10內(nèi)部流動(dòng)的煙霧粒子的煙霧傳感器單元4的橫截面形狀近似于長(zhǎng)方形。煙霧傳感器單元4被形成在橫截面形狀幾乎為正方形部分的上部(即，靠近導(dǎo)入管10的流入口11的固定不變部分14)。由于煙霧傳感器單元4被形成在離吸氣器2有一段距離的位置上，這減輕了來自形成在導(dǎo)入管10的下游的吸氣器2的渦流(螺旋運(yùn)動(dòng))等對(duì)煙霧傳感器單元4的影響。
如圖10所示，作為煙霧粒子的探測(cè)原理的模擬圖，煙霧傳感器單元4配備泛射激光光束的激光二極管60和接收激光光束的光電二極管61。激光二極管60配備激光二極管尖端60a，因此，電場(chǎng)將激光光束的漫射(散布)波變成沿預(yù)定方向恒定不變的單偏振振動(dòng)，并且進(jìn)行輸出輻射。來自激光二極管60的進(jìn)行輻射輸出的激光光束被圖像形成透鏡62聚焦。圖像形成透鏡62的設(shè)置使激光光束的圖像形成可以在氣流通過的煙霧探測(cè)裝置1的導(dǎo)入管10的中心線上進(jìn)行。而且，光電二極管61被設(shè)置在與電場(chǎng)E的方向平行的光探測(cè)光軸65上。橢圓圖案67顯示激光光束光軸64橫截面的光強(qiáng)分布方向，該光束穿過由箭頭66指出的圖像形成位置并從該位置發(fā)散。
在煙霧探測(cè)裝置1的導(dǎo)入管10內(nèi)部流動(dòng)的氣流穿過來自上述激光二極管60的激光光束的圖像形成位置63。來自激光二極管60的光源圖像的圖像形成被投影在激光光束圖像形成位置63上。這個(gè)圖像由大約1微米(1毫米的千分之一)的微點(diǎn)構(gòu)成。由于這個(gè)原因，氣流內(nèi)含有的煙霧粒子一個(gè)接一個(gè)穿過圖像形成位置63的光點(diǎn)部分。如果煙霧粒子經(jīng)過圖像形成位置63的光點(diǎn)部分，發(fā)散的光出現(xiàn)。這個(gè)發(fā)散的光將非常有效地被設(shè)置成平行于并朝向激光光束電場(chǎng)E的方向的光電二極管61接收，并且獲得光探測(cè)脈沖信號(hào)。
煙霧傳感器單元4的光探測(cè)脈沖信號(hào)的信號(hào)處理被用來判斷煙霧粒子存在的信號(hào)處理部件23傳送并處理。例如在信號(hào)處理部件23中，通過對(duì)單位時(shí)間內(nèi)超過預(yù)定閾值的光探測(cè)脈沖信號(hào)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)這個(gè)計(jì)數(shù)的數(shù)量，計(jì)算精微的煙霧密度。同樣，可以根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)獲得的光探測(cè)脈沖信號(hào)的脈沖寬度的總值計(jì)算煙霧密度。有時(shí)當(dāng)預(yù)定煙霧密度在信號(hào)處理部件23中被計(jì)算時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)警告信號(hào)，位于控制裝置21中的LED區(qū)域24的預(yù)定LED點(diǎn)燃，信號(hào)處理部件23報(bào)告發(fā)生失火。
另外，用來測(cè)試的LED5被形成在導(dǎo)入管10內(nèi)鄰近煙霧傳感器單元4的位置。用來測(cè)試的LED5被設(shè)置在光電二極管61的光軸上，所述光電二極管是煙霧傳感器單元4的光電探測(cè)器。同樣，在煙霧粒子穿過圖像成形位置63到光電二極管61的時(shí)候，LED5履行相應(yīng)于發(fā)散光的受測(cè)試脈沖光的入射工作。如果事先需要參考與煙霧密度對(duì)照的單位時(shí)間穿過的煙霧粒子數(shù)，來自用于測(cè)試的LED5的光發(fā)射可以容易地完成相應(yīng)于任意煙霧密度的靈敏度測(cè)試。
導(dǎo)入管10的幾乎為正方形橫截面形狀的部分中，氣流傳感器6被形成在煙霧傳感器單元4的下游部分。當(dāng)氣流傳感器6和煙霧傳感器單元4附接在位于導(dǎo)入管10的上部的固定不變的部分14時(shí)，幾乎不受來自吸氣器2的旋轉(zhuǎn)部分32的渦流等的影響。具有熱敏電阻元件的熱動(dòng)式部件被用于氣流傳感器6，并且不突出到導(dǎo)入管10的流動(dòng)路徑中。用這種方法，不需要中斷氣流，能防止壓力損失。
沒有圖示的過濾器位于取樣管3中，來自監(jiān)控區(qū)域的從取樣管3被吸入的灰塵等被阻止進(jìn)入煙霧探測(cè)裝置1。在過濾器被進(jìn)入的灰塵等堵塞的事件中，空氣的排出變壞并且變得不能探測(cè)煙霧探測(cè)器裝置1中的煙霧粒子。由于這個(gè)原因，氣流傳感器6測(cè)量煙霧探測(cè)裝置1中的流速。有時(shí)，當(dāng)流速降低到恒定值下時(shí)，氣流傳感器6產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信號(hào)被傳遞給控制裝置21，并且通過使LED區(qū)域24的預(yù)定LED打開(點(diǎn)亮)，產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于過濾器堵塞的報(bào)警報(bào)告。
如圖8和圖9所示，旋轉(zhuǎn)部件32的主體部件30中的排出部件31和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33構(gòu)成吸氣器2。主體部件30在中心形成旋轉(zhuǎn)部件32和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33?？諝夤艿?6位于被隔在旋轉(zhuǎn)部件32的外圍管路35和主體部件30之間。同樣，主體部件30的輪廓被形成幾乎為圓柱體形以致位于旋轉(zhuǎn)部件32的外圍的空氣氣管道36構(gòu)成一個(gè)幾乎固定的寬度。
如圖8所示，旋轉(zhuǎn)部件32支承離心風(fēng)扇葉片32a。離心風(fēng)扇葉片32a把來自旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中心部分的空氣提供給外圍。離心風(fēng)扇葉片32a由轉(zhuǎn)盤32b形成，所述轉(zhuǎn)盤32b連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33和離心風(fēng)扇葉片32a。離心風(fēng)扇葉片32a的外圍管路15組成一個(gè)幾乎為圓形的形狀，在離心風(fēng)扇葉片32a的外圍管路35和主體部分30之間形成空氣管道36。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33包括電動(dòng)機(jī)并且和旋轉(zhuǎn)部件32的轉(zhuǎn)盤32b連接。因?yàn)檫@個(gè)原因，考慮到作為同一軸的旋轉(zhuǎn)軸線34而構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)部件32和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33。
從導(dǎo)入管10的方向看的吸氣器2的剖面圖如圖9所示。當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33反時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心風(fēng)扇葉片32a也以反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，抽取導(dǎo)入管10的空氣，并且以離心風(fēng)扇葉片32a的外側(cè)的方向向空氣管道36排出這些空氣。被空氣管道36排出的空氣沿主體部件30的外圍內(nèi)壁表面流動(dòng)，并且連續(xù)地從排出部件31被排出到主體部件30的外面。
另外，根據(jù)位于探測(cè)器主體20中的排出部件31的實(shí)體關(guān)系的情況，在排出部件31中安裝一個(gè)蓋37是可取的。尤其，當(dāng)排出口31a被置于接近中心而不是吸氣器2的外圍時(shí)，在這個(gè)位置，會(huì)引起在主體部件30中的空氣管道36的外圍和排出口31a中的級(jí)別差。因此，為了使從主體部件30內(nèi)的空氣管道36的外圍到排出口31a設(shè)置的流動(dòng)路徑光滑，在吸氣器2中附接上蓋37。蓋37構(gòu)成作為排出口31a的部件和附接在吸氣器2中的部件。排出口31a的橫截面形狀近似于圓形，并且當(dāng)蓋37被附接在吸氣器2中時(shí)，排出口31a被設(shè)置在接近吸氣器2的外圍部分的中心。導(dǎo)向裝置37a被形成在蓋37內(nèi)。所述導(dǎo)向裝置37a被從位于主體部分30的外圍的空氣管道36設(shè)置到排出口31a，并且流動(dòng)路徑使連接成為光滑的曲線。在這樣的方法中，通過將吸氣器2的排出部件31中的空氣管道36形成光滑的曲線，由級(jí)別差產(chǎn)生的空氣壓力損失可以被減小，并且排出口31a可以被設(shè)置在探測(cè)器主體20的理想位置。
另外，如圖8所示，吸氣器2的旋轉(zhuǎn)部件32具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33突出到導(dǎo)入管10側(cè)的中心部分。如果導(dǎo)入管10要與吸氣器2直接相連，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33和導(dǎo)入管10之間會(huì)變得非常狹窄。因此，當(dāng)被構(gòu)造時(shí)，空氣管道在導(dǎo)入管10和吸氣器2的連接部分中將變窄，并且會(huì)在所述部分產(chǎn)生氣流壓力損失。因?yàn)檫@個(gè)原因，導(dǎo)入管10和在吸氣器2之間，設(shè)置一互相連接部件15，其將在下面被解釋。
如圖4所示，互相連接部件15具有一個(gè)膨脹部分17，那里流動(dòng)路徑沿空氣運(yùn)動(dòng)方向膨脹，并且所述互相連接部件15通過一個(gè)連接部分16連接煙霧探測(cè)裝置1的導(dǎo)入管10和膨脹部分17。所述膨脹部分17的內(nèi)壁表面近似于幾乎為半球形。連接部分16使形成幾乎為一直線的導(dǎo)入管10和膨脹部分17以一光滑的曲線連續(xù)。內(nèi)壁表面形成為幾乎是半球形狀的膨脹部分17被設(shè)置在幾乎是導(dǎo)入管10的中心線上。空氣在導(dǎo)入管10中沿直線流動(dòng)路徑向下流動(dòng)，并且在互相連接部件15中也不需要彎曲，這樣使空氣向下流到吸氣器2。
互相連接部件15可以被連接到煙霧探測(cè)裝置1和吸氣器2，不需要使從導(dǎo)入管10到吸氣器2的流動(dòng)路徑變窄。通過設(shè)有膨脹部分17達(dá)到目的，所述膨脹部分17的內(nèi)壁表面形成幾乎為半球形。至于膨脹部分17的輪廓，除了幾乎為半球形外，可以考慮連接與導(dǎo)入管10相比具有更大內(nèi)徑的圓柱部件或者形成為幾乎是錐形和喇叭形的部件。然而，在本發(fā)明中，形成為幾乎是半球形的部件是最優(yōu)的。
另外，導(dǎo)入管10和互相連接部件15被形成在一個(gè)圓柱體內(nèi)。因此，導(dǎo)入管10，連接部分16和膨脹部分17形成一個(gè)系列的流動(dòng)路徑。進(jìn)一步，該從導(dǎo)入管10到互相連接部件15的流動(dòng)路徑系列被制成盡可能消除表面不規(guī)則的形狀。
因此，從導(dǎo)入管10直到互相連接部件15的流動(dòng)路徑被形成一個(gè)沒有級(jí)別差的連續(xù)表面。由級(jí)別差引起的渦流等產(chǎn)生的壓力損失和由流動(dòng)路徑表面不規(guī)則形狀產(chǎn)生的摩擦引起的壓力損失可以被減少。因此，因?yàn)閷?dǎo)入管10和互相連接部件15被形成一整體，空氣可以用吸氣器2被有效地吸入，不會(huì)在流動(dòng)路徑中產(chǎn)生裂隙(缺口)。導(dǎo)入管10和互相連接部件15由ABS樹脂(熱塑性)等樹脂材料制成，并且用注塑模具模制成一整體。
如圖4和圖5所示，具有節(jié)流孔51的孔板50被形成在連接部件16的中心部分?？装?0由圓形薄金屬制成。節(jié)流孔51的直徑小于導(dǎo)入管10中心部分的內(nèi)徑。節(jié)流孔51的直徑在尺寸上大約是導(dǎo)入管內(nèi)徑的30％到70％。另外，孔板50被固定以致節(jié)流孔51的中心被設(shè)置成幾乎在導(dǎo)入管10和互相連接部件15的流動(dòng)路徑的中心線上。
氣流沿導(dǎo)入管10向下流動(dòng)并且包括在壁表面邊界層附近的低流速和在中心線主流部分附近的高流速。通過在互相連接部件15的輸入口中形成孔板50在沿導(dǎo)入管10向下流動(dòng)的氣流中，只有主流部分的流動(dòng)可以被導(dǎo)引到互相連接部件15或吸氣器2，并且空氣壓力的減少可以被控制。另外，伴隨吸氣器2的旋轉(zhuǎn)部件32的旋轉(zhuǎn)的氣流紊亂對(duì)煙霧傳感器單元4或氣流傳感器6的影響可以被孔板50的節(jié)流孔51減少。
連接法蘭19被形成在作為互相連接部件15的出口的連接開口13中。連接法蘭和吸氣器2用螺絲連接。這樣，如圖8所示，吸氣器2被安裝在煙霧探測(cè)裝置1中，可以和導(dǎo)入管10的流動(dòng)路徑相面對(duì)。因此，吸氣器2的旋轉(zhuǎn)部件32和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33的旋轉(zhuǎn)軸34被設(shè)置成直線并且形成在幾乎是導(dǎo)入管10的中心軸線上。從而，從導(dǎo)入管10到互相連接部件15和吸氣器2的流入口，流動(dòng)路徑被形成為幾乎一直線。
因此，通過在探測(cè)器主體20中以幾乎直線的方式形成空氣管道，煙霧探測(cè)裝置1或互相連接部件15中的空氣壓力損失可以被抑制到最小。盡管吸氣器2構(gòu)成的離心風(fēng)扇的尺寸比以前的小，但是仍可以獲得預(yù)定的氣流速率。因此，探測(cè)器主體20中的煙霧探測(cè)裝置1，吸氣器2，和互相連接部件15可以被緊湊地形成。因?yàn)榕c傳統(tǒng)的取樣管型探測(cè)器相比，在探測(cè)器主體20中可以獲得更大的空間，控制裝置21，電源22等就可以被設(shè)置在探測(cè)器主體20內(nèi)并且可以獲得整個(gè)裝置的小型化。
電源22向控制裝置21提供電源，所述控制裝置21處理來自煙霧傳感器單元4的信號(hào)，并且產(chǎn)生警報(bào)，所述電源22被形成在探測(cè)器主體20的煙霧探測(cè)裝置1，吸氣器2和互相連接部件15以外的空間中?？刂蒲b置21包含信號(hào)處理部件23。信號(hào)處理部件23接收來自煙霧傳感器單元4的光探測(cè)部件的光探測(cè)脈沖信號(hào)，并且探測(cè)煙霧粒子的存在。如果煙霧密度超過一個(gè)固定值，位于控制裝置21中的LED區(qū)域24的LED點(diǎn)亮并且報(bào)告失火發(fā)生。配備有多個(gè)LED，可以使每個(gè)LED根據(jù)煙霧密度發(fā)出光。
另外，信號(hào)處理部件23接收來自形成在煙霧探測(cè)裝置1中的氣流傳感器6的信號(hào)。當(dāng)導(dǎo)入管10的流動(dòng)路徑中的流速變得小于一個(gè)固定值以及發(fā)生管道阻塞時(shí)，位于控制裝置21中的LED區(qū)域24的不同于報(bào)告失火發(fā)生的LED發(fā)出光線(點(diǎn)亮)。同樣，電源22包括AC電源輸入，電源開關(guān)和將交流電流轉(zhuǎn)變成直流電流的轉(zhuǎn)換電路。電源22被形成在和控制裝置21同一基板上，并且提供電源給煙霧傳感器單元4，氣流傳感器6和控制裝置21。
盡管到現(xiàn)在只介紹了一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，但是，可以以在技術(shù)概念的范圍中的各種不同的形式實(shí)現(xiàn)。例如，在這個(gè)實(shí)施例中，關(guān)于整體形成的導(dǎo)入管10和互相連接部件15，通過將它們重新制作成各自分開的部件，它們也可以很好地被定向在膨脹部分17的中心線上和幾乎是導(dǎo)入管的中心線上。在這個(gè)實(shí)施例中，孔板50被形成在互相連接部件15的輸入口，然而，即使孔板50沒有被必然提供，導(dǎo)入管10，互相連接部件15和吸氣器2仍應(yīng)該被設(shè)置成直線，這樣能促進(jìn)空氣壓力損失的減少。
在本實(shí)施例中，盡管控制裝置21和電源22被設(shè)置在探測(cè)器主體20的內(nèi)部，但也可以作為單獨(dú)部件位于探測(cè)器主體20的外部。而且，通過控制裝置21的煙霧密度的探測(cè)方法可以用常規(guī)知道的通過煙霧粒子探測(cè)發(fā)散光等所有方法。此外，在本實(shí)施例中，當(dāng)控制裝置21探測(cè)到煙霧粒子時(shí)，不是使位于控制裝置21中的LED區(qū)域24的LED點(diǎn)亮，控制裝置21也可以通過外部災(zāi)難防止接收板等將報(bào)警信號(hào)傳遞到通信線。
雖然參考優(yōu)選實(shí)施例講述了本發(fā)明，本發(fā)明并不限于任何上述的細(xì)節(jié)。
本發(fā)明可以以不背離本發(fā)明的基本特征的精神的不同的形式實(shí)施，本實(shí)施例因此是說明性的而不是限制性的，由于本發(fā)明的范圍由附合的權(quán)利要求限定而不是被前面的描述所定義，所有落在權(quán)利要求的要求和范圍內(nèi)或這樣的要求和范圍的等效物中改變都被認(rèn)為是包含在這些權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種取樣管型煙霧探測(cè)器，該探測(cè)器包括一個(gè)煙霧探測(cè)裝置，用來探測(cè)通過一個(gè)取樣管從監(jiān)控區(qū)域中吸入的空氣中含有的煙霧粒子；以及一個(gè)位于所述煙霧探測(cè)裝置下游的吸氣器；其特征在于，所述煙霧探測(cè)裝置與導(dǎo)入管基本形成直線；其中所述導(dǎo)入管通過所述取樣管吸入空氣；設(shè)有探測(cè)所述導(dǎo)入管的空氣中所含煙霧粒子的煙霧傳感器單元；設(shè)有排出空氣的旋轉(zhuǎn)部分和該旋轉(zhuǎn)部分的驅(qū)動(dòng)部分；以及所述導(dǎo)入管和所述吸氣器被配置成所述導(dǎo)入管的中心軸線和所述吸氣器的所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線幾乎同軸。
2.如權(quán)利要求1所述的取樣管型煙霧探測(cè)器，其特征在于，所述導(dǎo)入管通過一個(gè)膨脹部分連續(xù)地連接到所述吸氣器；所述膨脹部分被形成使得流動(dòng)路徑沿空氣的行進(jìn)方向膨脹。
3.如權(quán)利要求2所述的取樣管型煙霧探測(cè)器，其特征在于，所述導(dǎo)入管的剖面形狀實(shí)質(zhì)上形成為大致圓形；所述導(dǎo)入管和所述膨脹部分由連接部分連接；并且所述連接部分內(nèi)壁表面與所述導(dǎo)入管內(nèi)壁表面和所述膨脹部分內(nèi)壁表面以互相連續(xù)的光滑的曲面連接。
4.如權(quán)利要求2所述的取樣管型煙霧探測(cè)器，其特征在于，其中經(jīng)過所述連接部分被連續(xù)地形成到所述導(dǎo)入管的所述膨脹部分的內(nèi)壁表面近似于半球形；并且所述膨脹部分按順序形成在吸氣器旁。
5.如權(quán)利要求1所述的取樣管型煙霧探測(cè)器，其特征在于，所述連接部分配備一個(gè)薄金屬類的孔板；并且所述孔板具有一個(gè)小于所述導(dǎo)入管中心部分的內(nèi)徑的節(jié)流孔，其中所述節(jié)流孔的中心被設(shè)置在幾乎是所述導(dǎo)入管的中心線上。
6.如權(quán)利要求5所述的取樣管型煙霧探測(cè)器，其特征在于，所述所述孔板的所述節(jié)流孔的直徑和所述導(dǎo)入管的內(nèi)徑相比大約是該內(nèi)徑的30％到70％。
7.如權(quán)利要求1所述的取樣管型煙霧探測(cè)器，所述吸氣器包括一個(gè)主體部分和一個(gè)排出部分；所述主體部分包括所述旋轉(zhuǎn)部分和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述排出部分將從所述旋轉(zhuǎn)部分排出的空氣排出到外面，其特征在于，所述排出部分被設(shè)置在與所述旋轉(zhuǎn)部分的所述旋轉(zhuǎn)軸線大致垂直的方向；所述排出部分排出使其沿從所述導(dǎo)入管和所述膨脹部分到所述吸氣器側(cè)的直線流動(dòng)的空氣；用來從所述旋轉(zhuǎn)部分排出空氣的空氣管道被設(shè)置在所述主體部分的外圍；一個(gè)空氣排出口形成在所述排出部分；并且所述排出部分配備一個(gè)導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置使所述空氣管道和所述排出口形成相互連續(xù)的光滑的曲面。
全文摘要
一種配備有煙霧探測(cè)裝置的取樣管型煙霧探測(cè)器，探測(cè)由位于下游的吸氣器，從監(jiān)控區(qū)域中經(jīng)過取樣管被吸入的空氣中含有的煙霧粒子。煙霧探測(cè)裝置形成一個(gè)導(dǎo)入管，并且以幾乎直線的方式通過取樣管吸入空氣。導(dǎo)入管中形成用來探測(cè)空氣中含有的煙霧粒子的煙霧傳感器單元。吸氣器包括形成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部分，用于排出空氣。導(dǎo)入管的中心軸線和吸氣器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸幾乎是同一軸。取樣管型煙霧探測(cè)器被提供來減少氣流從煙霧探測(cè)裝置行進(jìn)到吸氣器的壓力損失，并且提供一種通過一個(gè)由小尺寸風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)的低成本的緊湊的煙霧探測(cè)裝置。
文檔編號(hào)G08B17/107GK1485609SQ0315514
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者山野直人, 江川仁隆, 隆 申請(qǐng)人:報(bào)知機(jī)株式會(huì)社