专利名称：一种主动吸气式点型光电感烟探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及火灾探测领域，尤其涉及一种具有主动吸气功能的点型光电感烟探测器。
背景技术：
点型光电感烟探测器是国内外城市建筑中使用最为广泛的火灾探测器，它可以在火灾发生初期进行报警，对于及时发现火情并进行有效控制具有十分重要的意义。点型光电感烟探测器，其设计原理是烟颗粒对入射光的散射作用，而在光电感烟探测器内部，烟粒子是通过罩体进入探测器感测系统的敏感区中，所以，进入感测系统中的烟粒子方向、速度和浓度，决定了感测报警的灵敏度。而原有的光电感烟探测器是依靠气体的对流扩散作用，烟颗粒粒子进入腔体内部存在时间长、延迟大的问题，并且烟颗粒在探测器内部驻留时间长，影响探测的灵敏性及实时性。所以，研制基于主动吸气功能的新型光电感烟探测器，用以提高探测的响应速度、减小响应时间是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是解决现有点型光电感烟探测器外部火灾烟颗粒进出探测腔体速度慢、探测响应时间长、实时性差等问题，提供一种主动吸气式点型光电感烟探测器，具有高的响应速度及实时性高。本发明采用如下技术方案:一种主动吸气式点型光电感烟探测器，包括:光电感烟部分、风扇C、探测腔室D、带光学迷宫的过滤网E、信号处理单元F、外壳G、报警喇叭H及指示灯I ;光电感烟部分、带光学迷宫的过滤网E和信号处理单元F位于探测腔室D内；探测腔室D由外壳G密封；风扇C安装在探测器外壳G的顶部，通过向外吹风使得内部气体流速加快；带光学迷宫的过滤网E分布在探测腔室D的进气口和出气口，光学迷宫的存在，使得外界光线很难进入探测腔室D内进而影响光路正常工作，同时又使得外界气体顺畅得进出探测腔室D，过滤网的作用主要是阻止小虫及大颗粒物的进入探测腔室D ;光电感烟部分包括红外发光管A和红外接收管B，分别起到发射和接收红外光的作用，红外发光管A和红外接收管B成角度Θ为140 150度，中心波长553nm;无烟颗粒进入时，红外接收管B无法接收到红外发光管A发射出的红外光，当有烟颗粒进入时，由于烟颗粒的散射作用，红外发光管A发出红外散射光，红外接收管B接收到所述散射光，即烟浓度信号，根据所述散射光强度，判别是否发生火灾；信号处理单元F包括功率放大器、AD转换及处理器，红外接收管B接收的散射光强度信号经过功率放大器、AD转换后进入处理器，处理器接烟浓度信号，得到当前多组烟浓度信号数据后进行保存，并与之前采集到的烟浓度信号数据整合，得出结论，判断是否发生火灾，如未发生火灾则继续采集数据，如发生火灾则调用声光报警程序进行报警，使报警喇叭H及指示灯I工作。所述风扇C的长30_宽30_高IOmm,功率0.35W。所述信号处理单元采用TMS320系列高性能低功耗的DSP芯片，正常工作时功耗0.1W。本发明与现有技术相比的优点在于:(I)本发明在探测器室顶部安装风扇，采用主动吸气的方式缩短了烟颗粒进入探测器腔体内部的时间，使得探测器的响应速度至少提高5倍，经过试验模拟，在同等流场情况下，0.35W的风源作用，烟颗粒进入腔体内部的时间较依靠气体扩散进入的时间缩短了46%，同时，烟颗粒在腔体内部的驻留时间也减少到原有的39%。由此可见，该项发明对探测器响应速度以及实时性的提高是非常有帮助的。(2)本发明加快了腔体内部气流与外界的交换速率，探测器的实时性、准确性大为提高。本发明在火灾探测领域具有广泛应用前景。(3)本发明的两个红外接收管基于不同火源烟颗粒散射的实验数据，夹角Θ定为140 150度，在这个角度范围内，对不同火源烟颗粒，散射光强度随烟颗粒浓度的变化均较敏感，经过大量试验，极大地提高了反应速度和反应时间，使得实时性和准确率大大提闻。
图1为本发明的主动吸气式点型光电感烟探测器结构的左侧剖面图；图2为本发明的主动吸气式点型光电感烟探测器结构顶部剖面图；图3为本发明的主动吸气式点型光电感烟探测器硬件框图；图4为本发明的主动吸气式点型光电感烟探测器软件流程图。
具体实施例方式如图1、2所示，本发明主动吸气式点型光电感烟探测器，包括:光电感烟部分、风扇C、探测腔室D、带光学迷宫的过滤网E、信号处理单元F、外壳G、报警喇叭H及指示灯I。光电感烟部分、带光学迷宫的过滤网E和信号处理单元F位于探测腔室D内；探测腔室D由外壳G密封；风扇C安装在探测器外壳G的顶部，通过向外吹风使得内部气体流速加快；带光学迷宫的过滤网E分布在探测腔室D的进气口和出气口，光学迷宫的存在，使得外界光线很难进入探测腔室D内进而影响光路正常工作，同时又使得外界气体顺畅得进出探测腔室D，过滤网的作用主要是阻止小虫及大颗粒物的进入探测腔室D。风扇C尺寸长30mm 宽 30mm 高 IOmm,功率 0.35W。如图3所示，本发明主动吸气式点型光电感烟探测器，光电感烟部分包括红外发光管A和红外接收管B，分别起到发射和接收红外光的作用，两者之间的夹角Θ为140 150度，中心波长553nm。信号处理单元采用TMS320系列高性能低功耗的DSP芯片，正常工作时功耗0.1ff ；探测器总功耗约为0.5W。信号处理单元F包括电源、功率放大器、AD转换及处理器，红外接收管B接收的散射光经过功率放大器、AD转换后进入处理器。如图4所示，本发明主动吸气式点型光电感烟探测器，首先对探测器的驱动程序进行初始化，然后驱动光电感烟部分采集烟浓度信号，采集多组数据后进入信号处理。处理器会保存当前数据，并与之前采集到的数据整合，综合分析得出结论，判断是否发生火灾。如未发生火灾则继续采集数据，如发生火灾则调用声光报警程序进行报警，直到程序结束。
综上所述，由于采用了以上的设计，本发明相比于现有技术，探测器的响应速度至少提高5倍，探测数据的实时性也提高5倍以上。本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。以上公开的仅仅是发明的较佳实施例，但并非用来限制其本身，任何熟悉本领域的技术人员，能思之变化，在不违背本发明精神的情况下，都应该落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种主动吸气式点型光电感烟探测器，其特征在于包括:光电感烟部分、风扇C、探测腔室D、带光学迷宫的过滤网E、信号处理单元F、外壳G、报警喇叭H及指示灯I ;光电感烟部分、带光学迷宫的过滤网E和信号处理单元F位于探测腔室D内；探测腔室D由外壳G密封；风扇C安装在探测器外壳G的顶部，通过向外吹风使得内部气体流速加快；带光学迷宫的过滤网E分布在探测腔室D的进气口和出气口，光学迷宫的存在，使得外界光线很难进入探测腔室D内进而影响光路正常工作，同时又使得外界气体顺畅得进出探测腔室D，过滤网的作用主要是阻止小虫及大颗粒物的进入探测腔室D ;光电感烟部分包括红外发光管A和红外接收管B，分别起到发射和接收红外光的作用，红外发光管A和红外接收管B成角度Θ为140 150度，两者中心波长553nm;无烟颗粒进入时，红外接收管B无法接收到红外发光管A发射出的红外光，当有烟颗粒进入时，由于烟颗粒的散射作用，红外发光管A发出红外散射光，红外接收管B接收到所述散射光，即烟浓度信号，根据所述散射光强度，判别是否发生火灾；信号处理单元F包括功率放大器、AD转换及处理器，红外接收管B接收的散射光强度信号经过功率放大器、AD转换后进入处理器，处理器接烟浓度信号，得到当前多组烟浓度信号数据后进行保存，并与之前采集到的烟浓度信号数据整合，得出结论，判断是否发生火灾，如未发生火灾则继续采集数据，如发生火灾则调用声光报警程序进行报警，使报警喇叭H及指示灯I工作。
2.根据权利要求1所述的一种主动吸气式点型光电感烟探测器，其特征在于:所述风扇C的长30mm宽30mm高ICtam,功率0.35W。
3.根据权利要求1所述的一种主动吸气式点型光电感烟探测器，其特征在于:所述信号处理单元采用TMS320系列高性能低功耗的DSP芯片，正常工作时功耗0.1W。
全文摘要
一种主动吸气式点型光电感烟探测器包括光电感烟部分、风扇、探测腔室、带光学迷宫的过滤网、信号处理单元、外壳、报警喇叭及指示灯；光电感烟部分、带光学迷宫的过滤网、信号处理单元位于探测腔室内，整个探测腔室由外壳密封，风扇C安装在探测器外壳G的顶部；光电感烟部分包括红外发光管组成，两者之间的夹角θ为140～150度，中心波长553nm；接收光电感烟部分采集的烟浓度信号，得到当前多组数据后保存，并与之前采集到的数据整合，综合分析得出结论，判断是否发生火灾，如未发生火灾则继续采集数据，如发生火灾则调用声光报警程序进行报警，使报警喇叭及指示灯工作。本发明具有高的响应速度及好的实时性。
文档编号G08B17/107GK103093574SQ20131000678
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者张永明, 何豪, 胡海兵 申请人:中国科学技术大学