專利名稱：立式雙向散射感煙探測器迷宮的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及火災(zāi)自動報警技術(shù)領(lǐng)域，確切地說是一種用于點型光電感煙火災(zāi)探測器的迷宮構(gòu)件。
背景技術(shù)：
在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中廣泛使用的感煙火災(zāi)探測器有離子感煙探測器、光電感煙探測器兩種。離子感煙探測器雖對各種顏色的煙霧響應(yīng)均衡，但含有低能量的α放射源，無法適應(yīng)對產(chǎn)品綠色環(huán)保的要求，基本已被光電感煙探測器取代。
目前光電感煙探測器一般采用立式或臥式的前向散射迷宮，由紅外發(fā)光管與接收管構(gòu)成光軸夾角大于90°的前向散射光路，正常無煙情況下發(fā)射管發(fā)出的紅外光被迷宮側(cè)壁吸收，接收管接收不到信號；當(dāng)煙霧顆粒進(jìn)入迷宮探測區(qū)時，煙霧對紅外光有散射作用，接收管能接收到與煙霧濃度成正比的散射光信號。
前向散射迷宮對木材、棉繩陰燃產(chǎn)生的灰白煙響應(yīng)靈敏，但因黑煙的前向散射強(qiáng)度只有灰白煙的1/4左右，對產(chǎn)生黑煙的固體、液體火響應(yīng)遲鈍。對產(chǎn)生粒徑小于0.4μm粒子的明火基本不響應(yīng)，同時對于水霧、灰塵等粒徑與煙霧顆粒類似的非火警干擾因素?zé)o法辨別，因此限制了其適用場所，在國標(biāo)GB50116-98《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中就明確列出“可能產(chǎn)生黑煙；可能產(chǎn)生蒸氣和油霧”的場所不宜選擇光電感煙探測器。
為了適用于日益增多的火災(zāi)時可能產(chǎn)生黑煙的場所，通常采用的兩種方法為一是提高探測器的靈敏度，二是采用臥式后向散射迷宮。提高探測器的靈敏度需要將探測器對灰白煙的響應(yīng)門限降低3-4倍，使探測器因灰塵、水霧等非火災(zāi)因素造成的誤報幾率大大提高，降低了產(chǎn)品的可靠性。采用臥式后向散射迷宮是利用黑煙粒子的后向散射強(qiáng)度是灰白煙的2-3倍的特點，提高對黑煙的響應(yīng)性能。但發(fā)射管與接收管靠近迷宮外側(cè)壁處形成較大實體，影響探測器的方位響應(yīng)性能；另外為加長光路、降低紅外光直接反射造成的靜態(tài)本底值過大，迷宮的徑向尺寸較大且多采用發(fā)射管、接收管前加裝透鏡，造成探測器體積較大、成本的增加、生產(chǎn)的不便，同時對煙霧的響應(yīng)范圍減小、對灰塵的積累敏感。
目前已提出設(shè)想的立式雙向散射迷宮是采用一發(fā)兩收的方式即一個發(fā)射管、兩個接收管，發(fā)射管中心光軸與印制板平面平行，發(fā)射管靠近迷宮外側(cè)壁處形成較大實體，影響探測器的方位響應(yīng)性能；另外需加裝透鏡、增加一套接收放大電路，同樣增加了生產(chǎn)成本、生產(chǎn)裝配復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種采用兩發(fā)一收方式的立式雙向散射感煙探測器迷宮，提高方位響應(yīng)性能、減小探測器體積、簡化模具設(shè)計、方便生產(chǎn)裝配；同時區(qū)分不同顏色、粒徑的煙霧及非火警干擾因素，采用不同的閾值設(shè)置，消除誤報。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種立式雙向散射感煙探測器迷宮，其主要包括迷宮蓋1、迷宮座2、發(fā)射管3和接收管6，發(fā)射管3與接收管6均固設(shè)在迷宮座2上，迷宮蓋1與迷宮座2組成探測室；發(fā)射管3與接收管6構(gòu)成前向散射光路，前向散射光路的發(fā)射管3中心光軸3a與接收管6中心光軸6a的夾角α為120°-150°，前向散射光路的發(fā)射管3中心光軸3a與接收管6中心光軸6a構(gòu)成的平面H與印制板4所在平面P構(gòu)成的夾角為90°；迷宮座2上還設(shè)有發(fā)射管5，發(fā)射管5與接收管6構(gòu)成后向散射光路，后向散射光路的發(fā)射管5中心光軸5a與接收管6中心光軸6a的夾角β小于90o，后向散射光路的發(fā)射管5中心光軸5a與接收管6中心光軸6a構(gòu)成的平面M與印制板4所在平面P成的夾角為50°-80°。
根據(jù)以上所述的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其后向散射光路的發(fā)射管中心光軸5a與接收管中心光軸6a構(gòu)成的平面M與印制板4所在平面P構(gòu)成的夾角為65°±5°。
根據(jù)以上所述的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其后向散射光路的發(fā)射管中心光軸5a與接收管中心光軸6a的夾角β為80°±5°。
根據(jù)以上所述的立式雙向散射感煙探測器迷宮，迷宮座2上設(shè)置發(fā)射管與接收管的位置處設(shè)有三個長度為8-12mm的圓柱腔體燈孔，發(fā)射管3、發(fā)射管5和接收管6分別置于三個燈孔中。
根據(jù)以上所述的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其后向發(fā)射管中心光軸5a、接收管中心光軸6a在印制板4所在水平面上投影5b與6b間夾角為90°。
根據(jù)以上所述的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其前向發(fā)射管中心光軸3a、后向發(fā)射管中心光軸5a在印制板4所在水平面上投影3b與5b間夾角為90°。
根據(jù)以上所述的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其中后向發(fā)射管5采用460nm波長的藍(lán)光管或660nm波長的紅光管，提高探測器對明火的響應(yīng)性能。
本發(fā)明提供的立式雙向散射感煙探測器迷宮，采用兩發(fā)一收方式，其前向散射光路繼承結(jié)構(gòu)緊湊的立式迷宮設(shè)計，迷宮蓋1的外側(cè)壁設(shè)置進(jìn)煙通道，經(jīng)折流進(jìn)入探測室內(nèi)，由于兩個發(fā)射管和一個接收管均設(shè)置在迷宮座上，不占用迷宮的側(cè)壁，對進(jìn)煙通道無任何影響，迷宮蓋1各個方向無任何實體部分阻隔煙霧的進(jìn)入，具有很好的方位響應(yīng)性能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射管靠近迷宮外側(cè)壁形成較大實體影響探測器方位響應(yīng)性能的問題；發(fā)射管中心光軸5a、發(fā)射管中心光軸3a與接收管中心光軸6a相交于一點，即后向散射探測區(qū)(后向發(fā)射、接收光軸的交界區(qū)域)的構(gòu)成也利用迷宮座2的縱向空間，與前向散射探測區(qū)相同均處于迷宮座2與迷宮蓋1的內(nèi)層1b構(gòu)成空間的中心區(qū)域，且大部分區(qū)域重合，從而充分利用了有限的空間，而不需增大迷宮的徑向尺寸；后向發(fā)射管中心光軸5a、前向發(fā)射管中心光軸3a在印制板4所在水平面上投影3b與5b間夾角為90°，后向散射光路對進(jìn)煙通道無任何影響，不需加大迷宮的體積。
在模具的設(shè)計上，在現(xiàn)有立式前向散射迷宮的基礎(chǔ)上只需將迷宮座2對應(yīng)位置增設(shè)發(fā)射管5，對前向散射光路不產(chǎn)生任何影響。發(fā)射管、接收管的圓柱形腔體燈孔對發(fā)射光、散射光起匯聚導(dǎo)向作用，在成本上，不需增加一發(fā)兩收光路所需的另一套放大接收電路，不需增加發(fā)射、接收透鏡；簡化了模具的設(shè)計及生產(chǎn)安裝。
本發(fā)明所提供的立式雙向散射感煙探測器迷宮，采用兩發(fā)一收方式，包括光軸夾角120°-150°的前向散射光路和光軸夾角小于90°的后向散射光路；通過實時計算與發(fā)射管3、發(fā)射管5分別構(gòu)成前向散射光路和后向散射光路的接收管6響應(yīng)輸出值的比值，根據(jù)對各種顏色、粒徑的粒子的比值的不同，多次判斷確認(rèn)進(jìn)入探測室煙霧顆粒的顏色及水霧、灰塵等非火警因素，并根據(jù)煙霧顆粒的顏色調(diào)整探測器的響應(yīng)閾值，實現(xiàn)對各種顏色煙霧的均衡響應(yīng)。
本發(fā)明所提供的立式雙向散射感煙探測器迷宮，發(fā)射管3、發(fā)射管5分時進(jìn)行發(fā)光，將接收管6對發(fā)射管3、發(fā)射管5響應(yīng)輸出值以一定時間間隔進(jìn)行平均，根據(jù)兩個平均值判定迷宮內(nèi)灰塵的積累程度。對于緩慢變化的灰塵積累進(jìn)行補償，超出限定幅度的給出污染告警信號。
根據(jù)上述的立式兩發(fā)一收雙向散射感煙探測器迷宮，發(fā)射管3選用波長880nm的紅外發(fā)光管，以實現(xiàn)前向散射對灰白煙的靈敏響應(yīng)。發(fā)射管5可選用460nm波長的藍(lán)光管或660nm波長的紅光管，根據(jù)瑞利散射系數(shù)與光波長四次方成反比的理論，提高對產(chǎn)生粒徑小于0.4μm粒子的明火的響應(yīng)性能。
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有方位響應(yīng)性能更加優(yōu)越、設(shè)計更加合理、實用的顯著優(yōu)點，在實現(xiàn)對不同顏色、粒徑煙霧均衡響應(yīng)的同時，簡化了設(shè)計、降低了生產(chǎn)成本、方便了生產(chǎn)裝配。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為散射光路平面與印制板平面的位置關(guān)系示意圖；圖4為發(fā)射管、接收管中心光軸在印制板平面上的投影示意圖；圖5為圖3的H面剖視圖；圖6為圖3的M面剖視圖。
具體實施例方式參見圖1、圖2所示，本發(fā)明由迷宮蓋1與迷宮座2扣合而成，迷宮蓋1分內(nèi)外兩層，呈同心圓。外層1a側(cè)壁設(shè)置進(jìn)煙網(wǎng)孔，內(nèi)層1b比外層1a高5-6mm、內(nèi)層1b內(nèi)側(cè)壁及頂面1c采用鋸齒型設(shè)計，有效吸收背景光、減小灰塵積累造成的反射。內(nèi)外兩層構(gòu)成折流進(jìn)煙通道及光學(xué)陷阱，使內(nèi)層1b與迷宮座2構(gòu)成的探測區(qū)形成暗室，防止環(huán)境光線的干擾，保證煙霧無阻隔進(jìn)入探測室，具有很好的方位響應(yīng)性能。
在迷宮座2上設(shè)置前向發(fā)射管3、后向發(fā)射管5與接收管6的位置處設(shè)有三個長度為10mm的圓柱形腔體燈孔2a、2b、2c，前向發(fā)射管3、后向發(fā)射管5和接收管6采用圓柱形透鏡封裝，分別裝入燈孔2a、2b、2c內(nèi)，燈孔設(shè)計有限位槽。發(fā)射管、接收管只能按限定的方向安裝，避免出現(xiàn)反向，發(fā)射、接收管管腳折彎后插入印制板4，安裝方便，對迷宮起固定作用。
參見圖3所示，本發(fā)明前向散射光路的前向發(fā)射管3的中心光軸3a與接收管6的中心光軸6a構(gòu)成的平面H與印制板4所在平面P構(gòu)成的夾角為90°，屬于立式散射迷宮。
由前向發(fā)射管3、后向發(fā)射管5與接收管6分別構(gòu)成前向散射光路和后向散射光路，后向散射光路的發(fā)射管5中心光軸5a與接收管6中心光軸6a構(gòu)成的平面M與印制板4所在平面P構(gòu)成的夾角為65°。采用兩發(fā)一收方式，不需增加另一套放大接收電路，不需增加發(fā)射、接收透鏡，簡化生產(chǎn)操作。
前向發(fā)射管3、后向發(fā)射管5分時進(jìn)行發(fā)光，實時計算接收管6對前向發(fā)射管3、后向發(fā)射管5響應(yīng)輸出值的比值，根據(jù)比值的不同，多次判斷后確認(rèn)進(jìn)入探測室煙霧顆粒的顏色及水霧、灰塵等非火警因素，并根據(jù)煙霧顆粒的顏色調(diào)整探測器的響應(yīng)閾值，對于黑煙提高響應(yīng)靈敏度，對于非火警因素濾除，消除誤報。
通過分時采樣接收管6在前向發(fā)射管3、后向發(fā)射管5發(fā)光時的前向散射響應(yīng)輸出值和后向散射響應(yīng)輸出值，并以一定時間間隔進(jìn)行平均，根據(jù)兩個平均值判定迷宮內(nèi)灰塵的積累程度，實現(xiàn)對污染的自動補償。
參見圖4所示，本發(fā)明前向發(fā)射管3中心光軸3a、后向發(fā)射管5中心光軸5a、接收管6中心光軸6a在印制板4所在水平面P投影3b與5b、5b與6b間夾角均為90°，即從迷宮座2頂視，3個燈孔2a、2b、2 c的開口在半圓內(nèi)均布。
參見圖5所示，本發(fā)明前向散射光路由前向發(fā)射管3、接收管6組成，前向發(fā)射管3中心光軸3a與接收管6中心光軸6a的夾角α為135°。
前向發(fā)射管3選用波長880nm的紅外發(fā)光管，以實現(xiàn)對灰白煙的靈敏響應(yīng)。
參見圖6所示，本發(fā)明后向散射光路由后向發(fā)射管5、接收管6組成，后向發(fā)射管5中心光軸5a與接收管6中心光軸6a的夾角β為82°。
后向發(fā)射管5可選用波長880nm的紅外發(fā)光管，根據(jù)瑞利散射系數(shù)與光波長四次方成反比的理論，為提高對產(chǎn)生粒徑小于0.4μm粒子的明火的響應(yīng)性能，可以使用460nm波長的藍(lán)光管或660nm波長的紅光管。
權(quán)利要求
1.立式雙向散射感煙探測器迷宮，其主要包括迷宮蓋(1)、迷宮座(2)、發(fā)射管(3)和接收管(6)，發(fā)射管(3)與接收管(6)均固設(shè)在迷宮座(2)上，迷宮蓋(1)與迷宮座(2)組成探測室；發(fā)射管(3)與接收管(6)構(gòu)成前向散射光路，前向散射光路的發(fā)射管(3)中心光軸(3a)與接收管(6)中心光軸(6a)的夾角α為120°-150°，前向散射光路的發(fā)射管(3)中心光軸(3a)與接收管(6)中心光軸(6a)構(gòu)成的平面H與印制板(4)所在平面P構(gòu)成的夾角為90°；其特征在于迷宮座(2)上還設(shè)有發(fā)射管(5)，發(fā)射管(5)與接收管(6)構(gòu)成后向散射光路，后向散射光路的發(fā)射管(5)中心光軸(5a)與接收管(6)中心光軸(6a)的夾角β小于90°，后向散射光路的發(fā)射管(5)中心光軸(5a)與接收管(6)中心光軸(6a)構(gòu)成的平面M與印制板(4)所在平面P構(gòu)成的夾角為50°-80°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其特征在于后向散射光路的發(fā)射管中心光軸(5a)與接收管中心光軸(6a)構(gòu)成的平面M與印制板(4)所在平面P構(gòu)成的夾角為65°±5°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其特征在于后向散射光路的發(fā)射管(5)中心光軸(5a)與接收管(6)中心光軸(6a)的夾角β為80°±5°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其特征在于迷宮座2上設(shè)置發(fā)射管與接收管的位置處設(shè)有三個長度為8-12mm的圓柱形腔體燈孔，發(fā)射管(3)、發(fā)射管(5)和接收管(6)分別置于三個燈孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其特征在于發(fā)射管(5)中心光軸(5a)、接收管(6)中心光軸(6a)在印制板(4)所在水平面上投影5b與6b間夾角為90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其特征在于發(fā)射管(3)中心光軸(3a)、發(fā)射管(5)中心光軸(5a)在印制板(4)所在水平面上投影3b與5b間夾角為90°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的立式雙向散射感煙探測器迷宮，其特征在于發(fā)射管(5)采用460nm波長的藍(lán)光管或660nm波長的紅光管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立式雙向散射感煙探測器迷宮，主要包括由迷宮蓋(1)與迷宮座(2)組成的探測室、由發(fā)射管(3)、發(fā)射管(5)與接收管(6)分別構(gòu)成的前向散射光路和后向散射光路；本發(fā)明采用兩發(fā)一收雙光路散射光路，利用前后向散射對不同顏色的粒子響應(yīng)不同及短波長散射光路對小粒徑粒子響應(yīng)好的特點，實現(xiàn)對不同顏色、粒徑煙霧的識別，區(qū)分出水霧、灰塵等非火警因素，提高探測器的響應(yīng)性能，降低誤報率；本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有方位響應(yīng)性能更加優(yōu)越、設(shè)計更加合理、實用的顯著優(yōu)點，在實現(xiàn)對不同顏色、粒徑煙霧均衡響應(yīng)的同時，簡化了設(shè)計、降低了生產(chǎn)成本、方便了生產(chǎn)裝配；本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的點型光電感煙火災(zāi)探測器。
文檔編號G08B17/103GK1987426SQ20051010460
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者孫峻嶺, 李鵬, 艾紅斌 申請人:蚌埠依愛消防電子有限責(zé)任公司