专利名称：光电灰尘检测器及安装该光电灰尘检测器的空气调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测室内飘浮的灰尘和/或烟雾的存在、不存在和/或浓度的光电灰尘检测器，并且涉及其中安装这种光电灰尘检测器的空气调节装置。
这种光电灰尘检测器可以设置在如空气过滤器、空气洗涤器、空气冷却器以及其他空气调节装置上，其中利用它们来检测由空气调节装置循环的空气内所含的灰尘和/或烟雾的存在、不存在和/或浓度。
图6(a)、图6(b)、图6(c)和图6(d)是表示传统光电灰尘检测器(见日本专利申请出版物KoKai No.H8-62136(1996))的剖视图、前视图、底视图和背视图。在该检测器上，主体箱101的前面板102和后面板103上分别形成有灰尘通孔102a、103a；灰尘从背面的灰尘通孔103a引入，灰尘通过各个灰尘通孔102a、103a之间的灰尘通道，并且灰尘从前面的灰尘通孔102a被排放出。发光单元104装有发光元件104a、透镜104b和缝104c；发光元件104a发出的光由透镜104b校准然后入射到灰尘通道上。光接收单元105装有光接收元件105a、透镜105b和缝105c；来自灰尘通道的光通过透镜105b凝聚在光接收元件105a上。
这里，在没有灰尘或烟雾通过灰尘通道的情况下，由于几乎所有来自发光单元104的光都会通过灰尘通道并到达光隔离区106，因此光接收单元105接收到的光通量将会非常小。而且，在有灰尘和/或烟雾通过灰尘通道的情况下，由于来自发光单元104的部分光会被灰尘通道中的灰尘和/或烟雾反射并且会入射到光接收单元105上，因此光接收单元105接收到的光通量将会增加。因而，基于光接收单元105的光接收元件105a所接收到的光的输出变化可以检测出通过灰尘通道的灰尘和/或烟雾的存在和/或不存在；和/或基于光接收元件105a的接收光的输出电平可以检测出通过灰尘通道的灰尘和/或烟雾的浓度。
但是，利用上述传统的光电灰尘检测器，由于主体箱101内设置有灰尘通道(passage route)，灰尘和/或烟雾都通过灰尘通道，因此灰尘和/或烟雾有聚集在主体箱101内并且沉积积聚其中的趋势。如果积聚在主体箱101内的沉积物量太大，有时就会出现这种情况发光单元104发出的部分光被主体箱101内积聚的沉积物以散射的方式反射并入射到光接收单元105上，于是这将导致光接收单元105所接收到的光通量的增加并造成对灰尘和/或烟雾的错误检测。
然而，在上述传统光电检测器中，并没有考虑对积聚在主体箱101内的沉积物进行消除，消除沉积物也是困难的；实际中应用了真空吸尘器等来通过各个小灰尘通孔102a、103a吸走沉积物。
因此本发明的构想源于考虑到上述传统问题，本发明的一个目的是提供一种能容易地消除已经积聚在主体箱内的沉积物的光电灰尘检测器，以及其中安装了这种光电灰尘检测器的空气调节装置。
发明内容
为了解决上述和/或其他问题，根据本发明的一个或多个实施例的一种光电灰尘检测器，可以包括一个或多个发光单元、一个或多个光接收单元、一个或多个至少局部地包围光电灰尘检测器的主体箱、一个或多个通孔、以及一个或多个开孔；发光单元用光照射一个或多个灰尘通道，光接收单元接收由通过至少一个灰尘通道或多个通道的灰尘所反射的光，通孔设置在至少一个主体箱或多个主体箱上以便能将灰尘从外部引入至少一个灰尘通道或多个通道，开孔设置在至少一个主体箱或多个主体箱上以便能将灰尘从至少一个灰尘通道或多个通道排放到外部；其中基于从至少一个光接收单元或多个单元输出的接收光来检测灰尘的存在、不存在和/或浓度；并且至少一个开孔或多个开孔大于至少一个通孔或多个通孔。
根据以这种方式构成的本发明的实施例，通孔和开孔可以形成在光电灰尘检测器的主体箱上，灰尘通道可以设置在通孔和开孔之间，并且开孔可以大于通孔。设置在排放灰尘的侧面的大开孔可以便于排放灰尘。而且，灰尘较小可能积聚在主体箱内。另外，可以是这种情况，即主体箱内的沉积物可以通过大开孔而容易地除去。此外，当上述一个或多个光电灰尘检测器例如安置在空气调节装置的一个或多个进气口附近时，则至少一个光电检测器或多个检测器的至少一个开孔或多个开孔可以朝向该空气调节装置的内部，并且至少一个光电检测器或多个检测器的至少一个通孔或多个通孔可以朝向该空气调节装置外部。也就是说，通过将光电灰尘检测器的主体箱安置得使小通孔朝向明侧而大开孔朝向暗侧，从而可以减少通过小通孔入射到主体箱的外部光的强度，从而降低了光接收单元检测灰尘时出错的可能性。
而且，在本发明的一个或多个实施例中，至少一个开孔或多个开孔可以配备至少一个可移动安装的盖。
这种盖可以设置在开孔上，并且当检测灰尘时可以开动该盖以露出开孔。
而且，在本发明的一个或多个实施例中，至少一个盖或多个盖可以设置得能移动距至少一个光路的至少一个距离，该光路从至少一个发光单元或多个单元、灰尘通过的至少一个灰尘通道或多个通道直到至少一个光接收单元或多个单元。
作为以这种方式布置盖的结果，来自发光单元的光可以由盖反射从而不入射到光接收单元上，因而消除了这个会导致光接收单元检测灰尘错误的因素。
另外，本发明的一个或多个实施例可以进一步包括一个或多个检测报告装置，用于检测并报告聚集在光电灰尘检测器的至少一个主体箱或多个机箱内部的一定量或更多的大量灰尘。
提供这种检测报告装置可以使得更容易得知什么时候应该除去沉积物。
图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)是表示根据本发明的光电灰尘检测器的一种实施例的剖视图、前视图、底视图和背视图。
图2是表示根据本实施例的光电灰尘检测器的构造的方块图。
图3是表示来自图2中检测器的发光元件的光脉冲的脉冲宽度和周期的示意图。
图4是表示图2中的检测器的光接收元件信号电平的曲线图。
图5是表示图1中的检测器的变更方案的视图。
图6(a)、图6(b)、图6(c)和图6(d)是表示传统光电灰尘检测器的剖视图、前视图、底视图和背视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)是表示根据本发明的光电灰尘检测器的一种实施例的剖视图、前视图、底视图和背视图。
在本实施例的光电灰尘检测器11上，开孔13a形成在主体箱12的前面板13上，通孔14a形成在主体箱12的后面板14上，允许灰尘和/或烟雾通过的灰尘通道设置在后面板14的通孔14a和前面板13的开孔13a之间。通孔14a用于将灰尘和/或烟雾引入灰尘通道。用于将灰尘和/或烟雾从灰尘通道中排放出去的开孔13a充分大于通孔14a。
而且，分别安置发光单元15和光接收单元16朝向灰尘通道。多个挡光板17以适当的分布方式安置，从而防止了来自发光单元15的光直接入射到光接收单元16上并且形成了光隔离区18。
发光单元15配备有发光元件15a、透镜15b和缝15c；来自发光元件15a的光由透镜15b校准，校准光束的横断面由于缝15c变窄和/或成形，其后由此存在从那里直接朝向灰尘通道。光接收单元16配备有光接收元件16a、透镜16b和缝16c；来自灰尘通道的光通过缝16c和透镜16b聚集在光接收元件16a上。
发光单元15的透镜15b和缝15c用于使来自发光元件15a的光集中在灰尘通道上因而避免了这种情况来自发光元件15a的光可能在主体箱12内被分散和反射，从而使不需要的光入射到光接收单元16上。另外，光接收单元16的透镜16b和缝16c用于使仅由灰尘通道里的灰尘和/或烟雾反射的光由光接收元件16a接收，从而避免了光接收元件16a接收到在主体箱12内反射的不需要的光的情况。
在这种光电灰尘检测器11中，如果没有灰尘或烟雾通过灰尘通道，由于来自发光单元15的光将通过灰尘通道并到达光隔离区18，因此光接收单元16接收到的光通量会非常小。而且，如果有灰尘和/或烟雾通过灰尘通道，由于来自发光单元15的一部分光会由灰尘通道里的灰尘和/或烟雾反射并入射到光接收单元16上，因此光接收单元16接收到的光通量将会增加。所以，基于光接收单元16的光接收元件16a的接收光的输出变化可以检测出通过灰尘通道的灰尘和/或烟雾的存在和/或不存在；和/或基于光接收元件16a的接收光输出电平可以检测出通过灰尘通道的灰尘和/或烟雾的浓度。
图2是表示根据本实施例的光电灰尘检测器11的构造的方块图。在该光电灰尘检测器11中，微型计算机21通过晶体管22和驱动电路23控制发光元件15a的驱动从而使发光元件15a以图3所示的脉冲方式循环地发光。发光元件15a发出的朝向灰尘通道的光脉冲具有Pw的脉冲宽度并以T的周期发出。当灰尘通道里没有灰尘或烟雾时，光接收元件16a不接收光；但是当灰尘通道里有灰尘和/或烟雾时，光接收元件16a接收由该灰尘和/或烟雾反射的光并输出与接收到的光强度相应的信号。由于来自光接收元件16a的信号很微弱，因此在输入微型计算机21的A/D转换器25之前用三级放大器24将其放大。
注意，没有异议地提供峰值保持电路以保持从各级任何放大器24的下游位置的放大输出。
在微型计算机21中，A/D转换器25对光接收元件16a的信号电平(接收光强度)执行A/D转换，并将该信号电平与以前存储在EEPROM(未示出)中的阈值进行比较。如果该信号电平小于阈值，则确定没有灰尘或烟雾在灰尘通道里。但是如果该信号电平大于或等于阈值，则确定有灰尘和/或烟雾在灰尘通道里。而且，如果确定有灰尘和/或烟雾在灰尘通道里时，输出检测信号指示存在灰尘和/或烟雾。替代地或附加地，对应于光接收元件16a的信号电平可以确定灰尘和/或烟雾的浓度，并可以输出检测信号指示灰尘和/或烟雾的浓度。
即使碰巧当光电灰尘检测器11的灰尘通道中没有灰尘或烟雾时，来自发光单元15的光仍然会在主体箱12内以散射的方式反射并且光接收单元16仍会接收到少量的光，因此当没有检测到灰尘时光接收元件16a的信号电平(接收光强度)将是恒定值S0，如图4所示。
另外，光接收元件16a的信号电平可能会随着与通过灰尘通道的灰尘和/或烟雾的浓度相应的曲线S1所示的那样变化。
此外，当没有检测到灰尘时信号电平的值S0表示主体箱12内绝对没有沉积灰尘或烟雾的状况，而当没有检测到灰尘时信号电平随着积聚在主体箱12内的沉积物的量的增加而增加。例如，当没有检测到灰尘时信号电平可能增加到值S2的量级上。此时，由于较高的电平S2加到了对应于灰尘和/或烟雾的浓度的曲线S1上，从而导致达到了饱和输出电压，因此不再可以基于信号电平而确定灰尘和/或烟雾的存在、不存在和/或浓度。
因此微型计算机21留下来自光接收元件16a的信号电平延续到维持在值S2附近的这段时间的径迹，并且如果到了该时间例如几十分钟，即如果高信号电平保持了很长一段时间，则这个解释的含义为大量沉积物已经积聚在了主体箱12内，并将输出指示该事实的报告信号，启动蜂鸣器，和/或让LED闪烁。这可以报告已经有大量沉积物积聚在了主体箱12内。
如果来自光接收元件16a的信号电平持续几十分钟小于近似值S2，则这个解释的含义为来自光接收元件16a的信号电平随着灰尘和/或烟雾的浓度的变化而变化。
这里，由于当报告出主体箱12内已经聚集了大量的沉积物时将不能确定灰尘和/或烟雾的存在、不存在和/或浓度，因此必须将沉积物从主体箱12内移走。主体箱12上的开孔13a充分大于通孔14a。这将可以利用例如尖头棉花的棉拭等来通过开孔13a而容易地拭去和消除主体箱12内的沉积物。而且，由于开孔13a足够大以允许进入对应于发光单元15的透镜15b和光接收单元16的透镜16b的部分，因此可以容易地擦去并消除积聚在各个透镜15b、16b上的沉积物。
另外，由于侧面提供了排放灰尘和/或烟雾的大开孔13a，因此便于排放灰尘和/或烟雾。而且，还具有减少灰尘和/或烟雾积聚在主体箱12内的趋势的优点。
而且，通过安置光电灰尘检测器11的主体箱12以使小通孔14a朝向明面并使大开孔13a朝向暗面，可以减少通过小通孔14a入射到主体箱12的外部光的量，从而减少了光接收单元16发生错误检测灰尘和/或烟雾的可能性。
例如，当光电灰尘检测器11布置在空气过滤器、空气洗涤器、空气冷却器和/或其他空气调节装置的进气口附近时，可以安置主体箱12使主体箱12的开孔13a朝向空气调节装置的进气口侧(即里面)，并使主体箱12的通孔14a朝向空气调节装置的外面。这样，灰尘和/或烟雾会从主体箱12的通孔14a与空气一起输送并通过开孔13a出去，于是减少了灰尘和/或烟雾积聚在主体箱12内的趋势。另外，小通孔14a朝向空气调节装置明亮的外面，而大开孔13a朝向空气调节装置黑暗的进气口侧(即里面)，因此通过小通孔14a入射到主体箱12的外部的光的量减少，这降低了光接收单元16发生错误检测灰尘和/或烟雾的可能性。
而且，本发明可以进行许多改变，本发明并不局限于上述实施例。例如，如图5所示，毫无异议，可提供可移动安装在主体箱12的开孔13a上的可滑动的盖31。假如提供它，则开孔13a可以用合适的滑动盖31来适当地揭开。此外，当从主体箱12内消除灰尘和/或烟雾时，盖31可以完全从开孔13a上卸下。
另外，毫无异议，可对主体箱12上的开孔13a和/或通孔14a的形状、位置、尺寸等等进行适当的修改。
如上所述，在本发明的实施例中，通孔和开孔可以形成在光电灰尘检测器的主体箱上，灰尘通道可以设置在通孔和开孔之间，且开孔可以大于通孔。侧面上设置的排放灰尘的大开孔可以便于排放灰尘。而且，灰尘可以有较小的积聚在主体箱内的可能性。此外，可以通过大开孔来容易地消除主体箱内的沉积物。另外，通过安置光电灰尘检测器的主体箱使小通孔朝向明面而大开孔朝向暗面，可以减少通过小通孔入射到主体箱的外部光的量，从而降低了光接收单元发生错误检测灰尘的可能性。
注意本发明的光电灰尘检测器不仅对灰尘检测有效而且对检测诸如烟雾等物的存在、不存在和/或浓度同样有效。
在不脱离本发明的精神或基本特征的前提下，本发明可以除了这里所述的形式之外的许多种形式具体。因此，上述实施例和工作实例全都仅仅是说明性的并且不以限制的方式解释。本发明的范围由权利要求指明，它并不局限于说明书中的任何具体实例表达。所有的在权利要求等价范围内的改动和变化都属于本发明的范围内。
权利要求
1.一种光电灰尘检测器，包括一个或多个发光单元，用于光照射一个或多个灰尘通道；一个或多个光接收单元，用于接收由通过至少一个灰尘通道或多个通道的灰尘所反射的光；一个或多个至少局部地包围光电灰尘检测器的主体箱；一个或多个通孔，设置在至少一个主体箱或多个主体箱上以便能将灰尘从外部引入至少一个灰尘通道或多个通道；以及一个或多个开孔，设置在至少一个主体箱或多个主体箱上以便能将灰尘从至少一个灰尘通道或多个通道排放到外部；其中基于从至少一个光接收单元或多个单元输出的接收光检测灰尘的存在、不存在和/或浓度；并且至少一个开孔或多个开孔要大于至少一个通孔或多个通孔。
2.根据权利要求1的光电灰尘检测器，其中至少一个开孔或多个开孔配备有至少一个可移动安装的盖。
3.根据权利要求2的光电灰尘检测器，其中安置至少一个盖或多个盖使得能移动距至少一个光路的至少一个距离，该光路从至少一个发光单元或多个单元灰尘通过的至少一个灰尘通道或多个通道中直到至少一个光接收单元或多个单元。
4.根据权利要求1的光电灰尘检测器，还包括一个或多个检测报告装置，用于检测并报告聚集在光电灰尘检测器的至少一个主体箱或多个机箱内部的一定量或更多的大量灰尘。
5.一种空气调节装置，其中当根据权利要求1至4的任何一个权利要求的一个或多个光电灰尘检测器布置在该空气调节装置的一个或多个进气口附近时，至少一个光电检测器或多个检测器的至少一个开孔或多个开孔朝向该空气调节装置里面，而至少一个光电检测器或多个检测器的至少一个通孔或多个通孔朝向该空气调节装置外面。
全文摘要
一种光电灰尘检测器，开孔形成在主体箱的前面板上，通孔形成在主体箱的后面板上。在该后面板通孔和前面板开孔之间设置灰尘通道以使灰尘和/或烟雾能通过。通孔用于将灰尘和/或烟雾引进灰尘通道。用于将灰尘和/或烟雾从灰尘通道中排放出来，开孔充分大于通孔。
文档编号G08B29/18GK1542435SQ20041003156
公开日2004年11月3日 申请日期2004年3月25日 优先权日2003年3月25日
发明者川合升 申请人:夏普株式会社