專利名稱：一種主動吸氣式點型光電感煙探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火災(zāi)探測領(lǐng)域，尤其涉及一種具有主動吸氣功能的點型光電感煙探測器。
背景技術(shù)：
點型光電感煙探測器是國內(nèi)外城市建筑中使用最為廣泛的火災(zāi)探測器，它可以在火災(zāi)發(fā)生初期進行報警，對于及時發(fā)現(xiàn)火情并進行有效控制具有十分重要的意義。點型光電感煙探測器，其設(shè)計原理是煙顆粒對入射光的散射作用，而在光電感煙探測器內(nèi)部，煙粒子是通過罩體進入探測器感測系統(tǒng)的敏感區(qū)中，所以，進入感測系統(tǒng)中的煙粒子方向、速度和濃度，決定了感測報警的靈敏度。而原有的光電感煙探測器是依靠氣體的對流擴散作用，煙顆粒粒子進入腔體內(nèi)部存在時間長、延遲大的問題，并且煙顆粒在探測器內(nèi)部駐留時間長，影響探測的靈敏性及實時性。所以，研制基于主動吸氣功能的新型光電感煙探測器，用以提高探測的響應(yīng)速度、減小響應(yīng)時間是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有點型光電感煙探測器外部火災(zāi)煙顆粒進出探測腔體速度慢、探測響應(yīng)時間長、實時性差等問題，提供一種主動吸氣式點型光電感煙探測器，具有高的響應(yīng)速度及實時性高。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種主動吸氣式點型光電感煙探測器，包括:光電感煙部分、風扇C、探測腔室D、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E、信號處理單元F、外殼G、報警喇叭H及指示燈I ;光電感煙部分、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E和信號處理單元F位于探測腔室D內(nèi)；探測腔室D由外殼G密封；風扇C安裝在探測器外殼G的頂部，通過向外吹風使得內(nèi)部氣體流速加快；帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E分布在探測腔室D的進氣口和出氣口，光學迷宮的存在，使得外界光線很難進入探測腔室D內(nèi)進而影響光路正常工作，同時又使得外界氣體順暢得進出探測腔室D，過濾網(wǎng)的作用主要是阻止小蟲及大顆粒物的進入探測腔室D ;光電感煙部分包括紅外發(fā)光管A和紅外接收管B，分別起到發(fā)射和接收紅外光的作用，紅外發(fā)光管A和紅外接收管B成角度Θ為140 150度，中心波長553nm;無煙顆粒進入時，紅外接收管B無法接收到紅外發(fā)光管A發(fā)射出的紅外光，當有煙顆粒進入時，由于煙顆粒的散射作用，紅外發(fā)光管A發(fā)出紅外散射光，紅外接收管B接收到所述散射光，即煙濃度信號，根據(jù)所述散射光強度，判別是否發(fā)生火災(zāi)；信號處理單元F包括功率放大器、AD轉(zhuǎn)換及處理器，紅外接收管B接收的散射光強度信號經(jīng)過功率放大器、AD轉(zhuǎn)換后進入處理器，處理器接煙濃度信號，得到當前多組煙濃度信號數(shù)據(jù)后進行保存，并與之前采集到的煙濃度信號數(shù)據(jù)整合，得出結(jié)論，判斷是否發(fā)生火災(zāi)，如未發(fā)生火災(zāi)則繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，如發(fā)生火災(zāi)則調(diào)用聲光報警程序進行報警，使報警喇叭H及指示燈I工作。所述風扇C的長30_寬30_高IOmm,功率0.35W。所述信號處理單元采用TMS320系列高性能低功耗的DSP芯片，正常工作時功耗0.1W。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:(I)本發(fā)明在探測器室頂部安裝風扇，采用主動吸氣的方式縮短了煙顆粒進入探測器腔體內(nèi)部的時間，使得探測器的響應(yīng)速度至少提高5倍，經(jīng)過試驗?zāi)M，在同等流場情況下，0.35W的風源作用，煙顆粒進入腔體內(nèi)部的時間較依靠氣體擴散進入的時間縮短了46%，同時，煙顆粒在腔體內(nèi)部的駐留時間也減少到原有的39%。由此可見，該項發(fā)明對探測器響應(yīng)速度以及實時性的提高是非常有幫助的。(2)本發(fā)明加快了腔體內(nèi)部氣流與外界的交換速率，探測器的實時性、準確性大為提高。本發(fā)明在火災(zāi)探測領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。(3)本發(fā)明的兩個紅外接收管基于不同火源煙顆粒散射的實驗數(shù)據(jù)，夾角Θ定為140 150度，在這個角度范圍內(nèi)，對不同火源煙顆粒，散射光強度隨煙顆粒濃度的變化均較敏感，經(jīng)過大量試驗，極大地提高了反應(yīng)速度和反應(yīng)時間，使得實時性和準確率大大提聞。


圖1為本發(fā)明的主動吸氣式點型光電感煙探測器結(jié)構(gòu)的左側(cè)剖面圖；圖2為本發(fā)明的主動吸氣式點型光電感煙探測器結(jié)構(gòu)頂部剖面圖；圖3為本發(fā)明的主動吸氣式點型光電感煙探測器硬件框圖；圖4為本發(fā)明的主動吸氣式點型光電感煙探測器軟件流程圖。
具體實施例方式如圖1、2所示，本發(fā)明主動吸氣式點型光電感煙探測器，包括:光電感煙部分、風扇C、探測腔室D、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E、信號處理單元F、外殼G、報警喇叭H及指示燈I。光電感煙部分、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E和信號處理單元F位于探測腔室D內(nèi)；探測腔室D由外殼G密封；風扇C安裝在探測器外殼G的頂部，通過向外吹風使得內(nèi)部氣體流速加快；帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E分布在探測腔室D的進氣口和出氣口，光學迷宮的存在，使得外界光線很難進入探測腔室D內(nèi)進而影響光路正常工作，同時又使得外界氣體順暢得進出探測腔室D，過濾網(wǎng)的作用主要是阻止小蟲及大顆粒物的進入探測腔室D。風扇C尺寸長30mm 寬 30mm 高 IOmm,功率 0.35W。如圖3所示，本發(fā)明主動吸氣式點型光電感煙探測器，光電感煙部分包括紅外發(fā)光管A和紅外接收管B，分別起到發(fā)射和接收紅外光的作用，兩者之間的夾角Θ為140 150度，中心波長553nm。信號處理單元采用TMS320系列高性能低功耗的DSP芯片，正常工作時功耗0.1ff ；探測器總功耗約為0.5W。信號處理單元F包括電源、功率放大器、AD轉(zhuǎn)換及處理器，紅外接收管B接收的散射光經(jīng)過功率放大器、AD轉(zhuǎn)換后進入處理器。如圖4所示，本發(fā)明主動吸氣式點型光電感煙探測器，首先對探測器的驅(qū)動程序進行初始化，然后驅(qū)動光電感煙部分采集煙濃度信號，采集多組數(shù)據(jù)后進入信號處理。處理器會保存當前數(shù)據(jù)，并與之前采集到的數(shù)據(jù)整合，綜合分析得出結(jié)論，判斷是否發(fā)生火災(zāi)。如未發(fā)生火災(zāi)則繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，如發(fā)生火災(zāi)則調(diào)用聲光報警程序進行報警，直到程序結(jié)束。
綜上所述，由于采用了以上的設(shè)計，本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，探測器的響應(yīng)速度至少提高5倍，探測數(shù)據(jù)的實時性也提高5倍以上。本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。以上公開的僅僅是發(fā)明的較佳實施例，但并非用來限制其本身，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，能思之變化，在不違背本發(fā)明精神的情況下，都應(yīng)該落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種主動吸氣式點型光電感煙探測器，其特征在于包括:光電感煙部分、風扇C、探測腔室D、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E、信號處理單元F、外殼G、報警喇叭H及指示燈I ;光電感煙部分、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E和信號處理單元F位于探測腔室D內(nèi)；探測腔室D由外殼G密封；風扇C安裝在探測器外殼G的頂部，通過向外吹風使得內(nèi)部氣體流速加快；帶光學迷宮的過濾網(wǎng)E分布在探測腔室D的進氣口和出氣口，光學迷宮的存在，使得外界光線很難進入探測腔室D內(nèi)進而影響光路正常工作，同時又使得外界氣體順暢得進出探測腔室D，過濾網(wǎng)的作用主要是阻止小蟲及大顆粒物的進入探測腔室D ;光電感煙部分包括紅外發(fā)光管A和紅外接收管B，分別起到發(fā)射和接收紅外光的作用，紅外發(fā)光管A和紅外接收管B成角度Θ為140 150度，兩者中心波長553nm;無煙顆粒進入時，紅外接收管B無法接收到紅外發(fā)光管A發(fā)射出的紅外光，當有煙顆粒進入時，由于煙顆粒的散射作用，紅外發(fā)光管A發(fā)出紅外散射光，紅外接收管B接收到所述散射光，即煙濃度信號，根據(jù)所述散射光強度，判別是否發(fā)生火災(zāi)；信號處理單元F包括功率放大器、AD轉(zhuǎn)換及處理器，紅外接收管B接收的散射光強度信號經(jīng)過功率放大器、AD轉(zhuǎn)換后進入處理器，處理器接煙濃度信號，得到當前多組煙濃度信號數(shù)據(jù)后進行保存，并與之前采集到的煙濃度信號數(shù)據(jù)整合，得出結(jié)論，判斷是否發(fā)生火災(zāi)，如未發(fā)生火災(zāi)則繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，如發(fā)生火災(zāi)則調(diào)用聲光報警程序進行報警，使報警喇叭H及指示燈I工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動吸氣式點型光電感煙探測器，其特征在于:所述風扇C的長30mm寬30mm高ICtam,功率0.35W。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動吸氣式點型光電感煙探測器，其特征在于:所述信號處理單元采用TMS320系列高性能低功耗的DSP芯片，正常工作時功耗0.1W。
全文摘要
一種主動吸氣式點型光電感煙探測器包括光電感煙部分、風扇、探測腔室、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)、信號處理單元、外殼、報警喇叭及指示燈；光電感煙部分、帶光學迷宮的過濾網(wǎng)、信號處理單元位于探測腔室內(nèi)，整個探測腔室由外殼密封，風扇C安裝在探測器外殼G的頂部；光電感煙部分包括紅外發(fā)光管組成，兩者之間的夾角θ為140～150度，中心波長553nm；接收光電感煙部分采集的煙濃度信號，得到當前多組數(shù)據(jù)后保存，并與之前采集到的數(shù)據(jù)整合，綜合分析得出結(jié)論，判斷是否發(fā)生火災(zāi)，如未發(fā)生火災(zāi)則繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，如發(fā)生火災(zāi)則調(diào)用聲光報警程序進行報警，使報警喇叭及指示燈工作。本發(fā)明具有高的響應(yīng)速度及好的實時性。
文檔編號G08B17/107GK103093574SQ20131000678
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者張永明, 何豪, 胡海兵 申請人:中國科學技術(shù)大學