一种利用散光原理和减光原理的烟雾传感器的制作方法

本发明涉及消防火灾探测技术技术，尤其涉及一种利用散光原理和减光原理的烟雾传感器。

背景技术：

1、目前市场感烟火灾探测技术绝大多数是利用烟雾粒子对光线的散射原理，确切的说是利用米氏散射原理，采用波长为940nm的红外发射二极管，及可接收波长为840～1100nm的光电二极管，在正常无烟情况下，由于暗室的作用光电二极管接收不到红外发射二极管发出的光，不产生光电流。当烟雾粒子进入传感器的探测区时，由于烟颗粒的作用，使红外发射二极管发出的光束产生散射，光电二极管能接收到散射来的红外光，产生光电流，随着烟雾颗粒浓度的增大，光电二极管接受的散射光增强，产生的光电流增大，当光电流达到报警阈值时，探测器发出报警信号。这个技术方案对0.3～1μm粒径的白烟或灰烟所产生的散射光光强大。但是光线照射到颜色很深的黑色烟雾颗粒上，光因被吸收而减弱，被散射的光变弱，光电二极管产生的光电流小。针对这一问题，通常做法是减小报警阈值（缺点：容易误报）、一个利用前向散射一个利用后向散射共两个红外发射二极管（缺点：无论前向散射还是后向散射，黑烟对红外光的散射都不明显）、或针对产品标准中聚氨酯塑料明火及正庚烷明火在燃烧实验室内的升烟曲线做算法（缺点：实际应用场景和实验室并不相同，此方法只是用来过标准，实际现场并不实用）、或者增加ntc热敏电阻来辅助判断（缺点：增加成本）、采用多个不同波长的红外发射二极管，如一个红外光红外发射二极管，一个蓝光红外发射二极管（缺点：算法复杂，成本高）。以上方案要么是成本增加，要么是制造难度加大，要么是实际使用场景对黑烟判断的可靠性减小。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提出了一种利用散光原理和减光原理的烟雾传感器，利用散光原理探测白烟或灰烟等散射光较强的颗粒；利用减光原理主要用来探测黑烟等减光率大，散射率小的颗粒，从而解决现有技术方案对白烟敏感，对黑烟不敏感的缺陷。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种利用散光原理和减光原理的烟雾传感器，包括相互卡接的传感器基座和进气网罩、及位于传感器基座内部探测区的二极管结构，其特征在于，

4、所述二极管结构由一个光电二极管、两个红外发射二极管及传感器电路组成，两个红外发射二极管为减光红外发射二极管和散光红外发射二极管，所述减光红外发射二极管和散光红外发射二极管共同经光电二极管与传感器电路连接，光电二极管用于对减光红外发射二极管和散光红外发射二极管的传感器信号进行采样处理，其中，

5、当探测室没有烟颗粒进入时，散光红外发射二极管的传感器信号小，减光红外发射二极管的传感器信号大，且趋于饱和；

6、当探测室有白烟颗粒进入时，散光红外发射二极管的传感器信号随着烟颗粒浓度的增加而增加，减光红外发射二极管的传感器信号随着烟颗粒浓度的增加而减少；

7、当探测室有黑烟颗粒进入时，减光红外发射二极管的传感器信号随着烟颗粒浓度的增加而增加，散光红外发射二极管的传感器信号随着烟颗粒浓度的增加而减少。

8、在本发明中，所述红外发射二极管为发射波长为940nm的二极管，光电二极管为接收波长为840~1100nm的光电接收器件，其中，散光红外发射二极管的轴心线与光电二极管的轴心线成钝角，减光红外发射二极管的轴心线与光电二极管的轴心线重合。

9、在本发明中，所述进气网罩周向均匀布满若干小孔，烟颗粒从小孔进入进气网罩内部，且所述传感器基座内设置有气流导流结构，该气流导流结构用于将不同方向的烟雾颗粒均送入探测区。

10、在本发明中，所述气流导流结构包括第一气流导流栅，该第一气流导流栅呈周向等距离分布在传感器基座上，所述第一气流导流栅为长条型，用于将传感器基座分为若干个扇形导流区，其中，若干个扇形导流区均与探测区联通。

11、在本发明中，所述若干个扇形导流区远离传感器基座圆心的一端均设置有第二气流导流栅，第二气流导流栅呈v字型，用于将流经扇形导流区的烟颗粒导流探测区。

12、在本发明中，所述第一气流导流栅中部设置有第三气流导流栅、第四气流导流栅，其中，所述第三气流导流栅和第四气流导流栅位于第二气流导流栅内侧，将经第二气流导流栅导流的烟颗粒，导流至探测区。

13、在本发明中，所述传感器基座上设置有光电二极管固定托、减光红外发射二极管固定托和散光红外发射二极管固定托，所述进气网罩上设置有光电二极管固定槽、减光红外发射二极管固定槽和散光红外发射二极管固定槽，其中，传感器基座与进气网罩配合用于将光电二极管、减光红外发射二极管和散光红外发射二极管进行固定。

14、在本发明中，述传感器基座周向设置有若干个第一卡扣，进气网罩周向设置有与第一卡口相配合的第二卡口，其中，在安装传感器基座与进气网罩时，将第一卡扣与第二卡扣对齐，再将第二卡扣推入第一卡扣内。

15、实施本发明的这种利用散光原理和减光原理的烟雾传感器，具有以下有益效果：

16、本发明采用前向散射原理，兼顾颗粒大和颗粒小的烟雾粒子，使光电二极管均能接收到足够强的光，采用减光原理，使传感器对黑烟敏感，解决了现有技术方案对白烟敏感，对黑烟不敏感的缺陷。

17、散射原理的传感器和减光原理的传感器被集成在同一个烟雾探测器上，且这两个传感器共用一个光电二极管，分别使用两个红外发射二极管；分时对散射原理的传感器和减光原理的传感器信号进行采样处理。当探测室没有烟雾进入时，散射原理的传感器的信号非常小、减光原理的传感器的信号很大，趋于饱和。当探测室有烟进入时，散射原理的传感器的信号随着烟浓度的增加而增加，且对白烟或灰烟敏感，随着烟浓度的增加，信号增长率会大；减光原理的传感器的信号随着烟浓度的增加而减少，且对黑烟敏感，随着烟浓度的增加，信号降低率会大。

18、传感器基座内设置有气流导向结构，使不同方向过来的烟雾颗粒都能同时到达探测区，保证不同方位对烟雾探测器灵敏度的无差异性。

19、通过一个光电二极管，分时驱动两种原理的光电传感器，得到两组光电信号趋势相反的信号，更容易判断不同颗粒、不同颜色的烟雾，更精准的判别火灾，甚至可区分燃烧物。

技术特征：

1.一种利用散光原理和减光原理的烟雾传感器，包括相互卡接的传感器基座和进气网罩、及位于传感器基座内部探测区的二极管结构，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的烟雾传感器，其特征在于，所述红外发射二极管为发射波长为940nm的二极管，光电二极管为接收波长为840~1100nm的光电接收器件，其中，散光红外发射二极管的轴心线与光电二极管的轴心线成钝角，减光红外发射二极管的轴心线与光电二极管的轴心线重合。

3.根据权利要求1或2所述的烟雾传感器，其特征在于，所述进气网罩周向均匀布满若干小孔，烟颗粒从小孔进入进气网罩内部，且所述传感器基座内设置有气流导流结构，该气流导流结构用于将不同方向的烟雾颗粒均送入探测区。

4.根据权利要求3所述的烟雾传感器，其特征在于，所述气流导流结构包括第一气流导流栅，该第一气流导流栅呈周向等距离分布在传感器基座上，所述第一气流导流栅为长条型，用于将传感器基座分为若干个扇形导流区，其中，若干个扇形导流区均与探测区联通。

5.根据权利要求4所述的烟雾传感器，其特征在于，所述若干个扇形导流区远离传感器基座圆心的一端均设置有第二气流导流栅，第二气流导流栅呈v字型，用于将流经扇形导流区的烟颗粒导流探测区。

6.根据权利要求5所述的烟雾传感器，其特征在于，所述第一气流导流栅中部设置有第三气流导流栅、第四气流导流栅，其中，所述第三气流导流栅和第四气流导流栅位于第二气流导流栅内侧，将经第二气流导流栅导流的烟颗粒，导流至探测区。

7.根据权利要求1、2或6所述的烟雾传感器，其特征在于，所述传感器基座上设置有光电二极管固定托、减光红外发射二极管固定托和散光红外发射二极管固定托，所述进气网罩上设置有光电二极管固定槽、减光红外发射二极管固定槽和散光红外发射二极管固定槽，其中，传感器基座与进气网罩配合用于将光电二极管、减光红外发射二极管和散光红外发射二极管进行固定。

8.根据权利要求7所述的烟雾传感器，其特征在于，所述传感器基座周向设置有若干个第一卡扣，进气网罩周向设置有与第一卡口相配合的第二卡口，其中，在安装传感器基座与进气网罩时，将第一卡扣与第二卡扣对齐，再将第二卡扣推入第一卡扣内。

技术总结
本发明公开了一种利用散光原理和减光原理的烟雾传感器，包括相互卡接的传感器基座和进气网罩、及位于传感器基座内部探测区的二极管结构。二极管结构由一个光电二极管、两个红外发射二极管及传感器电路组成，两个红外发射二极管为减光红外发射二极管和散光红外发射二极管，所述减光红外发射二极管和散光红外发射二极管共同经光电二极管与传感器电路连接，光电二极管用于对减光红外发射二极管和散光红外发射二极管的传感器信号进行采样处理。通过一个光电二极管，分时驱动两种原理的光电传感器，得到两组光电信号趋势相反的信号，更容易判断不同颗粒、不同颜色的烟雾，更精准的判别火灾，甚至可区分燃烧物。

技术研发人员：赵亚男
受保护的技术使用者：九江珀伽索斯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15