专利名称：火警传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种火警传感器，尤其涉及一种带有用以保护热量探测元件的外罩的火警传感器，该热量探测元件探测由失火产生的热气流散发的热量。
背景技术：
作为一种探测由火灾引起的高温或者温度上升速度并发出警报的装置，有一种火警传感器，其使用一种热量探测元件，例如热敏电阻(日本专利公开号HEI9-259376和HEI10-188163)。
如
图14所示为在先技术的火警传感器101。火警传感器101包括一个传感器主体102，一个设置在传感器主体102上，用以探测由失火产生的热气流散发的热量的热量探测元件103，以及一个外罩104，用以保护热量探测元件103。
外罩104如图15所示，具有数个翼片105，目的是防止手接触热量探测元件103以及收集外罩104中的热气流。翼片105朝向外罩中心放置。
虽然在先技术中的火警传感器带有外罩104以保护热量探测元件103，但是热气流不能由朝向外罩中心放置的翼片105有效地被导入以及聚集于热量探测元件103周围。基于此，当外罩104被暴露于热气流时，热量探测元件103的温度上升的时间滞后变得很长，并且产生探测灵敏度降低的问题。
发明内容
本发明是考虑到上述情况而作出的。因此，本发明的主要的目的是提供一种火警传感器，其包括一个外罩，其构型能增强探测由失火产生的热气流的灵敏度。
为达到此目的，按照本发明，提供了一种火警传感器，包括(1)热量探测装置用以探测由失火产生的热气流散发的热量，(2)配备热量探测装置的传感器主体，以及(3)一个外罩，该外罩具有数个从传感器主体凸出的翼片，用以保护热量探测装置。翼片与穿过外罩中心的中心线成预先确定的偏向角，并被竖立成大致与传感器主体垂直。
根据本发明，如果外罩暴露于由失火产生的热气流中，通过翼片引起热气流像漩涡一样流向外罩中心，并聚集到热量传感装置周围。因此，探测热气流的灵敏度可被增强。
预先确定的与穿过外罩中心的中心线所成的角度大约为20-30度为最佳。
在本发明的火警传感器中，外罩可以进一步具有一个气流导入板，该板被设置在翼片的上端。气流导入板被设置成大致平行于传感器主体。借助气流导入板，由翼片导入外罩的热气流被有效地聚集于上述的热量传感装置的周围。因此，探测热气流的灵敏度能够被进一步增强。
结合附图，参阅下文的详尽叙述，本发明上述的以及进一步的目的和新颖的特征将充分地显示在下面的详细描述中。但是可以明确地理解的是，附图仅仅是为了说明而非用作限制本发明的定义。
附图简要说明图1A是依照本发明的第一实施例构造的火警传感器的平面图；图1B是图1A中所示的火警传感器的侧视图；图2是如图1A和1B所示的外罩的透视图；图3是用于解释失火产生的热气流怎样被导入外罩的平面图；图4A是依照本发明的第二实施例构造的火警传感器的平面图；图4B是图4A中所示的火警传感器的侧视图；图5是如图4A和4B所示的外罩的透视图；图6A是显示图1的第一实施例中热量探测元件的温度怎样上升的特性图表；图6B是显示图4的第二实施例中热量探测元件的温度怎样上升的特性图表；图7A是依照本发明的第三实施例构造的火警传感器的平面图；图7B是图7A中所示的火警传感器的侧视图；图8A是依照本发明的第四实施例构造的火警传感器的平面图；图8B是图8A中所示的火警传感器的侧视图；图9A是依照本发明的第五实施例构造的火警传感器的平面图；图9B是图9A中所示的火警传感器的侧视图；图10A是依照本发明的第六实施例构造的火警传感器的平面图；图10B是图10A中所示的火警传感器的侧视图；图11A是依照本发明的第七实施例构造的火警传感器的平面图；图11B是图11A中所示的火警传感器的侧视图；
图12A是依照本发明的第八实施例构造的火警传感器的平面图；图12B是图12A中所示的火警传感器的侧视图；图13是显示第七和第八实施例中热量探测元件的温度怎样上升的特性图表；图14A是传统火警传感器的平面图；图14B是如图14A所示的传统火警传感器的侧视图；以及图15是如图14A和14B所示的外罩的透视图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的最佳实施例进行详细描述。
现在参考图1，图中描述了一种依照本发明的第一实施例构造的火警传感器。第一实施例的火警传感器1包括一个热量探测元件3，其突出于传感器主体2的下部的中心，该传感器主体设置于如天花板等上面。热量探测元件3由热敏电阻组成。除热敏电阻之外，热量探测元件3可以由温度探测元件，如晶体管，二极管，热电偶等组成。
热量探测元件3被配备一个起保护作用的外罩4。外罩4具有数个翼片5，该翼片置于传感器主体2侧面上的托板7上，以围绕热量探测元件3。在第一实施例中，6个翼片5被配置成凸出于传感器主体2。
如图1所示，每一个翼片与穿过外罩4中心的中心线成预先确定的偏向角α被斜偏地放置，并被竖立成大致与传感器主体2垂直。翼片5的角度α是与穿过外罩4中心的中心线成大约20-30度的范围之内。
外罩4进一步具有一个气流导入板6，其在翼片5的上端。气流导入板6被配置成大致平行于传感器主体2。在第一实施例中，气流导入板6由以三点相互连接的两个环组成。
图2显示了如图1所示的外罩的透视图。在传感器主体2侧面上的托板7和气流导入板6之间，数个翼片5与外罩中心成预先确定的角度α配置，这样由失火产生的热气流可以被有效地导向置于外罩4中的热量探测元件3。
如图3所示为解释热气流怎样被导入第一实施例中的外罩4，为显示外罩4中的热气流的运动，气流导入板6已被移去。在图中，假设由失火产生的热气流如箭头所示而发生，热气流沿着位于热气流的方向上的翼片5进入外罩4。由于翼片5与外罩4的中心成20-30度的偏向角α，热气流由翼片5在稍微偏移外罩中心的方向上被导入。导入外罩4的热气流冲击每个翼片5的内侧边缘，并像漩涡一样流向外罩中心。由于被导入外罩4的热气流被聚集围绕在外罩中心，安装在外罩4的中心部分的热量探测元件3的灵敏度被增强。
参考图4，图中描述了依照本发明的第二实施例构造的火警传感器20。第二实施例与图1的第一实施例相似，但不同的是，它没有第一实施例中外罩4的气流导入板6。注意相同的参照数字表示和第一实施例中的相同部分，因此省略了详尽说明而可避免赘述。
第二实施例的火警传感器20包括一个热量探测元件3，其突出于传感器主体2的下部的中心，该传感器主体设置于如天花板等上面。火警传感器20进一步包括一个外罩4以保护探测元件3。外罩4具有数个翼片5，该翼片置于传感器主体2侧面上的托板7上，以围绕热量探测元件3。在第二实施例中，配置有6个翼片5。如第一实施例中一样，每一个翼片与穿过外罩4中心的中心线成预先确定的偏向角α，并被竖立成大致与传感器主体2垂直。
图5所示为第二实施例的外罩4的透视图。如第一实施例中一样，如果热气流由失火产生，热气流由翼片5以与热量探测单元3的中心成偏向角α被导入。因此，如图3所示的第一实施例中一样，被导入的热气流聚集在热量探测元件3的周围，热量探测元件3的灵敏度可以被增强。
与第二实施例中没有气流导入板的火警传感器20相比，第一实施例中的带有气流导入板6的火警传感器1将热气流聚集到外罩4的中心周围的作用是很优良的。也就是如图1B中的箭头所示，热气流沿着支架表面如天花板表面流动并且通过翼片5间的开口进入外罩4。如果外罩4具有气流导入板6，则热气流穿过外罩4的内部，而不会逃离外罩4的中心部分。因此，第一实施例1中的火警传感器1通过气流导入板6具有将热气流限制在外罩4中的作用。
另一方面，没有气流导入板的第二实施例的外罩4中，如图4B的箭头B所示，导入外罩4中的热气流逃离外罩4的中心部分。因此，由于限制热气流在外罩4中的作用和第一实施例相比较小，被聚集到外罩4的中心部分的热气流的量减少了。
图6所示为具有气流导入板6的第一实施例的热量探测元件3及没有气流导入板的第二实施例的热量探测元件3的温度特性。通过以一固定的速率增加热气流的温度，将温度特性与图14和15所示的传统的火警传感器的温度特性相比较。
图6A所示为配备气流导入板6的第一实施例的外罩4的情况。如果气流温度Ta线性增加，第一实施例的温度探测元件3探测的温度T11随着气流温度Ta而增加，如实线所标示。在如图14和15所示的具有气流导入板的传统结构中，传统结构探测的温度T2如点划线所示而增加。因此，与传统结构相比，第一实施例的外罩4显示出具有较高的跟随气流温度Ta的能力，而且具有较高的探测灵敏度。
图6B显示了没有气流导入板的第二实施例的外罩4的温度特性。如果气流温度Ta以一固定的速率线性增加，图4的第二实施例探测的温度T12随着气流温度Ta而增加。如图14和15所示的传统结构的温度特性与图6A显示的相同。
将图6A和6B相比较，传统结构中探测到的温度T2和第一实施例中探测到的温度T11之间的温度差在高温侧比传统结构中探测到的温度T2和第二实施例中探测到的温度T12之间的温度差更大。因此，这表明，带有气流导入板6的第一实施例具有更高的跟随气流温度Ta的能力，而且具有更高的探测灵敏度。
参考图7，图中描述了依照本发明的第三实施例构造的火警传感器30。第三实施例与图1的第一实施例相似，但不同的是，其中传感器主体具有一个热感测板。注意相同的参照数字表示和第一实施例中的相同部分，因此省略了详尽的说明而可避免赘述。
图7中，第三实施例的火警传感器30的主体2在其中心部分有一个热量感测板8，如斜线所示。热量感测板8由例如具有高热传导性的金属板组成并用作为关于热气流的热量收集板。热量感测板的内部固定于一个热量探测元件9例如一个热敏电阻。当热量感测板8被暴露于热气流时，热量感测板8的温度由热探测元件9探测到。
第三实施例的火警传感器30，如图1的第一实施例中一样，包括一个外罩4。外罩4具有数个翼片5(例如6个翼片)，该翼片被设置成围绕热量探测元件9。翼片5被竖立在托板7上以使它们与外罩中心具有预先确定的偏向角α(20-30度)。外罩4进一步具有一个气流导入板6，该板设置在翼片5的上端。气流导入板6被设置车成大致与传感器主体2平行。
如果使用图7的热量感测板8的第三实施例的火警传感器30暴露于由失火产生的热气流，如图3所示，热气流由与外罩中心成预先确定偏向角度α的翼片5被导入外罩4中。由于这个原因，在外罩4中产生了漩涡似的热气流，并流向外罩中心。在图7的第三实施例中，热量感测板8足够大以感测在外罩4中的漩涡似的热气流。由于这个原因，热量感测板8充分暴露于热气流，并且温度上升。因此，与热感测板8直接接触的热探测元件9能够获得有效地跟随热气流温度的上升的探测的高灵敏度。
参考图8，图中描述了依照本发明的第四实施例构造的火警传感器40。第四实施例与图7的第三实施例相似，但不同的是，其中第四实施例中不包括第三实施例的外罩4的气流导入板6。注意相同的参照数字表示和第三实施例中的相同部分，因此省略了详尽说明而可避免赘述。
如在第一实施例中一样，当暴露于由失火产生的热气流中时，不具有气流导入板的第四实施例的外罩4产生聚集在外罩中心的漩涡流，如图3所示。热量感测板8能够接收来自广范围内漩涡热气流的热能。因此，热气流的温度能被热量探测元件9有效地探测到。
在上述的实施例中，每一个火警传感器被配备单个的热量探测元件3或者9。由热量探测元件3或9探测到的温度与用以判断火势的阈值温度相比较。当探测到的温度超过阈值温度，便输出火警探测信号以报警。
除了上述的类型，有一种配备一对热量传感元件的火警传感器，从两个元件探测到的温度间的差异来判断火势。两个元件中的一个具有探测热气流的高灵敏度，而另一个则具有较低的灵敏度。
参考图9，图中描述了依照本发明的第五实施例构造的火警传感器。第五实施例与图1的第一实施例相似，但不同的是，其中第五实施例进行上述差动的热量感测。注意相同的参照数字表示和第一实施例中的相同部分，因此省略了详尽说明而可避免赘述。
第五实施例的火警传感器50包括了一个高温探测元件3a和一个低温探测元件3b。高温探测元件3a凸出于传感器主体2并配置在直接暴露于热气流的一个位置上。低温探测元件3b配置在不直接暴露于热气流的一个位置，例如在传感器主体2内的位置上。
第五实施例的火警传感器50进一步包括一个外罩4，它被用于保护凸出于传感器主体2的高温探测元件3a。当火警传感器50被暴露于如图3所示的热气流，流向外罩中心的漩涡热气流由具有上述偏向角α的数个翼片及一个气流导入板6产生。因此，热气流的温度能够有效地被高温探测元件3a探测到。在安装在传感器主体2中的低温探测元件3b中，当由火产生的热气流的温度急剧上升时，会发生较大的时间延迟。
因此，在上述差动的热量感测中，高温探测元件3a探测到的温度Th和低温探测元件3b探测到的温度Tc之间的温差(ΔT＝Th-Tc)被探测到了。当温差ΔT超过被判断为发生火警的预先确定的阈值，便输出火警探测信号以报警。
当由失火产生的热气流的温度急剧上升时，获得的温差ΔT是个很大的值。但是，当温度慢慢上升时，温差ΔT缓慢上升并在某一定值饱和。因此，可以实现一种差动热量传感器用以区别一般的温度变化引起的温差和由失火引起的温差。
参考图10，图中描述了依照本发明的第六实施例构造的火警传感器60。第六实施例与图9的第五实施例相似，但不同的是，其中第六实施例中不包括第五实施例的外罩4的气流导入板6。注意相同的参照数字表示和第三实施例中的相同部分，因此省略详尽说明而可避免赘述。
如图9的第五实施例中一样，由失火产生的热气流被导入并被聚集到高温探测元件3a的周围。因此，热气流的温度被高温探测元件3a有效地探测到。另外，以高温探测元件3a探测到的温度和低温探测元件3b探测到的温度之间的温差ΔT为基础，可以判断火势。
参考图11，图中描述了依照本发明的第七实施例构造的火警传感器70。第七实施例与图9的进行差动热量感测的第五实施例相似，但不同的是，其中传感器主体2配备一个热量感测板8。注意相同的参照数字表示和第五实施例中的相同部分，因此省略详尽说明而可避免赘述。
热量感测板8的底面被固定到一个高温探测元件9a例如热敏电阻。低温探测元件9b被置于传感器主体2中，以与热量感测板8热隔离。如图9的第五实施例一样，外罩4被配备数个翼片5以及一个气流导入板6。
参考图12，图中描述了依照本发明的第八实施例构造的火警传感器。第八实施例与图11的第七实施例相似，但不同的是，其中不包括第七实施例的外罩4的气流导入板6。其他的结构都和图11的第七实施例相同。
图13所示为图11、12中的第7、8实施例中的高温探测元件9a和低温探测元件9b在气流温度Ta线性上升的情况下的温度特性。
在图13中，气流温度Ta以一固定的速率从一个确定的时间点线性上升。在图11具有气流导入板6的第七实施例中，当气流温度Ta如图13所示上升，由高温探测元件9a探测的温度为Th1。由低温探测元件9b探测的温度为Tc1。
在图12的没有气流导入板的第八实施例中，当气流Ta以相同的状态线性上升，由高温探测元件9a探测到的温度为Th2。低温探测元件9b探测到的温度为Tc2。
图11的第七实施例中探测到的温度Th1与Tc1和图12的没有气流导入板的第八实施例中探测到的温度Th2与Tc2相比较，有气流导入板6的第七实施例具有更高的能力跟随气流温度Ta。因此，可以确认，热气流能够由具有气流导入板6的外罩4被有效地导入并聚集到中心部分，并且探测的灵敏度能充分增强。
甚至在图12没有气流导入板的第八实施例中，与通过图14和图15的翼片被置于向中心的方向的传统结构获得的探测温度T2(图6)相比，仍可获得跟随气流温度Ta的高能力。
在上述具有热量感测板8的实施例中，热量感测板8被配置在大致是暴露于热气流中的传感器主体2表面的中心。热量感测板8的底面直接与热探测元件9或高温探测元件9a接触。但是，不使用热量感测板8，取而代之热量探测元件如板状的热敏电阻可以被直接配置在暴露于热气流中的传感器主体2的平面部分上。
如上详细所述，本发明具有下述优点(1)如果外罩暴露于由失火产生的热气流中，则产生流向中心的漩涡气流并由与外罩中心成预先确定的偏向角设置的数个翼片将其聚集于中心传感部分。因此，可增强探测热气流的灵敏度。
(2)通过在翼片的上端设置气流导入板，使之大致平行于传感器主体，由翼片导入的热气流被有效地聚集在中心传感部分。因此，探测热气流的灵敏度能够被进一步增强。
然而本发明参照最佳实施例描述时，并不被本文中给出的细节所限制。因为本发明可以在不脱离其实质性特征的精神的情况下以数种形式实施，这些实施例因此是用于说明而非限制。由于本发明的范围由所附的权利要求确定而不是由前述描述决定，所有落入权利要求的界限和范围或这样的界限和范围的等同方面内的变化均被权利要求包括在内。
权利要求
1.一种火警传感器，其特征在于，包括热量探测装置，供探测由失火引起的热气流产生的热量；配置所述的热量探测装置的一个传感器主体；以及一个具有数个凸出于所述的传感器主体的翼片，用以保护所述热量探测装置的外罩；其中，所述的数个翼片具有与穿过所述外罩中心的中心线成预先确定的偏向角，并被竖立成大致和所述传感器主体垂直。
2.如权利要求1所述的火警传感器，其特征在于，其中所述外罩进一步具有一个气流导入板，所述气流导入板被设置于所述翼片的上端，以及所述气流导入板被设置为大致平行于所述传感器主体。
3.如权利要求1所述的火警传感器，其特征在于，其中所述的预先确定的角度是与穿过外罩中心的中心线成大约20-30度。
全文摘要
一种火警传感器包括一个供探测由失火引起的热气流产生的热量的热量探测元件；一个传感器主体；以及一个具有数个凸出于该传感器主体的翼片以保护热量探测元件的外罩。这些翼片具有与穿过外罩中心的中心线成预先确定的偏向角，并被竖立成大致和传感器主体垂直。
文档编号G08B17/06GK1492385SQ0214322
公开日2004年4月28日 申请日期2002年9月20日 优先权日2001年9月27日
发明者黛佳里, 山内幸雄, 岛裕史, 雄 申请人:报知机株式会社