一种光学迷宫结构的烟雾传感器的制作方法

本发明涉及烟雾报警技术领域，具体涉及一种光学迷宫结构的烟雾传感器。

背景技术：

在通风不畅或遇到明火的情况下容易引发火灾，除了加强火灾消防意识外，增加烟雾传感器可以有效检测火灾前期发生的轻微烟雾，从而及早提醒人员逃离及做出相应的预防应急措施，减少火灾发生机率，有效减少生命安全及其财产损失，光电型烟雾传感器广泛应用在城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、仓库、等众多领域。

烟雾传感器作为发现火灾并报警的装置被广泛应用于建筑物内，传统烟雾传感器的光学迷宫由一只红外发射管、一只红外接收管和烟室组成。在正常状态下，红外接收管不能接收到红外发射管发射的光信号。在烟雾进入烟室后，由于烟粒子的“漫反射”作用，红外接收管就会接收到红外发射管发射的光信号并产生光电流，实现由烟雾信号到电信号的转变。当信号强度超过预设的报警值时，实现对火灾的判断和报警。

但是，现有的烟雾传感器的光学传感器(俗称迷宫)，其发射管腔和接收管形成的光学平面与光学迷宫的上盖的端面垂直，底座有栈栏结构的光学迷宫，由于这样的结构的缺陷，不仅进烟效果差、腔内易反光，而且漏光比较大易造成误报警，并且遮光柱容易粘上粉尘造成误报；还存在进烟的底座栈栏结构不统一，导致传感器检测烟雾的方向性差的情况。另外，由于光学迷宫只有一只红外发射管、一只红外接收管，原理上决定只要有微小颗粒进入腔体就判断为烟雾，导致水蒸气等其他非烟雾颗粒误判为烟雾，从而导致了误报等现象。

技术实现要素：

本申请提供一种光学迷宫结构的烟雾传感器，旨在解决传统光学迷宫受自身设计原理和结构限制，烟雾进入迷宫后响应速度慢，灵敏度方向性差，重复性不佳的问题；亦可解决传统烟雾传感器易受外部环境干扰，产生非火灾的错误报警问题。

本申请提供一种光学迷宫结构的烟雾传感器，包括：下凹式塑胶上壳、“y”型光电收发二极管支架、隆起结构的迷宫底座和金属防虫网，“y”型支架的一端设置有两个发光二极管腔体，另一端设置有光敏接收管腔体。发光二极管腔体和光敏接收管腔体均向上倾斜设置，且两个发射管腔体向上倾斜的角度相同，发光二极管可为940nm或者850nm波长的红外光、蓝光、红光等发光二极管的随意组合；所述支架设置于迷宫底座，所述金属防虫网套设于所述“y”型光电收发二极管支架外侧，所述迷宫上壳与迷宫底座可拆卸连接。

在一些实施例，红外发光二极管腔体与红外发射管腔体之间的夹角c为31度，光敏接收管腔体与红外发光二极管腔体成夹角d为164.5度。

在一些实施例，红外发光二极管腔体向上倾斜的角度e或红外发射管腔体向上倾斜的角度e为20.7度；光敏接收管腔体向上倾斜的角度以角度f为20度

在一些实施例，所述迷宫上壳的顶盖外表面设置有y型指示标识。

在一些实施例，顶盖内表面中部设置有凹陷，凹陷外侧设置有多个第一环形锥面锤形齿状凸起，所述锥面锤形齿状凸起外侧环形设置有多个人字形栅栏构成进烟通道，所述进烟通道外侧设置有环形围骨；所述进烟通道内侧还设置有两处沉台。

在一些实施例，所述围骨与人字形栅栏之间放置金属防虫网。

在一些实施例，所述“y”型光电收发二极管支架的中部设置有用于遮光的凸起，所述凸起中间有凹槽，所述“y”型光电收发二极管支架的底部设置有两个定位销，便于在印制电路板上安装。

在一些实施例，三个腔体的表面均设置有防止反光的晒细哑纹。

在一些实施例，所述迷宫底座中部设置有多个第二环形锥面锤形齿状凸起，所述第二环形锥面锤形齿状凸起表面设置有晒细哑纹；所述迷宫底座设置有放置所述“y”型光电收发二极管支架的屋檐状结构。

在一些实施例，所述迷宫上壳与迷宫底座卡扣连接，迷宫上壳的外边缘设置有多个卡扣；迷宫底座外边缘设置有多个卡孔。

依据上述实施例，本申请的烟雾传感器，其上壳采用了独特的“人”字形栅栏构成进烟通道，烟雾进入迷宫后响应速度快，灵敏度方向方向性更佳；采用双发射一接收迷宫具有结构合理、探测灵敏度高、响应速度快，容易探测到微小颗粒，方向性好；另外，本光学迷宫使用两个不同波长的光源，由于不同直径大小的烟雾颗粒对不同波长的光源发射强度有差异，使得光敏接收管接收到的强度不一，因而可以区分进入迷宫中的微粒大小，间接的分辨出当前被检测到的颗粒是否属于烟雾颗粒，从而提高烟雾传感器排除干扰源和避免误报的能力。

附图说明

图1为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的爆炸图；

图2为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的剖视图；

图3为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的迷宫上壳反面示意图；

图4为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的迷宫上壳正面示意图；

图5为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的迷宫上壳的剖视图；

图6为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的迷宫上壳的仰视图、俯视图个局部放大图；

图7为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的“y”型光电收发二极管支架俯视示意图；

图8为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的“y”型光电收发二极管支架侧视示意图；

图9为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的“y”型光电收发二极管支架的角度标注图；

图10为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的“y”型光电收发二极管支架的剖视图；

图11为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的迷宫底座立体图；

图12为一种实施例的光学迷宫结构的烟雾传感器传感器的“y”型光电收发二极管支架的俯视图和剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参考图1-12，本申请提供一种光学迷宫结构的烟雾传感器，包括：迷宫上壳3、“y”型光电收发二极管支架1、迷宫底座2和金属防虫网4。该“y”型光电收发二极管支架1设置于迷宫底座2上，金属防虫网4套设于“y”型光电收发二极管支架1外侧，迷宫上壳3与迷宫底座2可拆卸连接。

该“y”型光电收发二极管支架1具有三个腔体：“y”型光电收发二极管支架1的一端设置的红光二极管腔体与红外发射管腔体，“y”型光电收发二极管支架的另一端设置的光敏接收管腔体，红光发光管腔体内设置有红光发光管53，红外发射管腔体内设置有红外发射管52，光敏接收管腔体腔体内设置有光敏接收管51。红光发光管腔体、红外发射管腔体和光敏接收管腔体均向上倾斜设置，其中，红光发光管腔体向上倾斜的角度与红外发射管腔体向上倾斜的角度相同，以角度e表示；光敏接收管腔体向上倾斜的角度以角度f表示。

参考图6或图10，在一些实施例，红外发光二极管腔体与红外发射管腔体之间的夹角c为31度，光敏接收管腔体与红外发光二极管腔体成夹角d为164.5度。实际生产时，允许±0.5度的误差。

参考图11，在一些实施例，红光发光管腔体向上倾斜的角度e或红外发射管腔体向上倾斜的角度e为20.7度；光敏接收管腔体向上倾斜的角度以角度f为20度。

参考图2-6，在一些实施例，迷宫上壳3的顶盖外表面设置有y型指示标识34。顶盖内表面中部设置有凹陷33，凹陷33利用细小颗粒对部分光造成散射、折射，避免了直接反射到光敏接收管，从而提高传感器本身的可靠性；凹陷33外侧设置有多个第一环形锥面锤形齿状凸起31，第一锥面锤形齿状凸起31外侧环形设置有多个人字形栅栏36构成进烟通道。人字形栅栏构成的进烟通道利于横向气流导向通道，而且栅栏设有多个，其沿圆周方向均匀设置且相互间隔开排布，还可达到遮光效果。

该进烟通道外侧设置有环形围骨32，围骨32与人字形栅栏36之间的缝隙38用于放置金属防虫网4。该进烟通道内侧还设置有两处沉台35，用于配合避空迷宫底座2的凸起结构。

参考图7-10，在一些实施例，“y”型光电收发二极管支架1的中部设置有用于遮光的凸起9；该凸起9中间有凹槽10；“y”型光电收发二极管支架1的底部设置有两个定位销12，便于在印制电路板上安装。

在一些实施例，上述三个腔体中一个、两个或全部的腔体表面可设置有防止反光的晒细哑纹。

参考图11-12，在一些实施例，迷宫底座2中部设置有多个第二环形锥面锤形齿状凸起25，该第二环形锥面锤形齿状凸起25表面还可设置有防止反光作用的晒细哑纹；迷宫底座2设置有用于放置“y”型光电收发二极管支架1的屋檐状结构26；迷宫底座2外边缘设置有多个朝下的卡扣14，用于安装烟雾传感器。

在一些实施例，迷宫上壳3与迷宫底座2卡扣连接，迷宫上壳3的外边缘设置有多个卡扣37；迷宫底座2外边缘设置有多个朝上的卡孔13。

迷宫底座2的外径表示为r1，内径表示为r2，多个第一环形锥面锤形齿状凸起31的中最大环的内径表示为r3，凹陷33的内径表示为r4。人字形栅栏的长腿长度表示为l1,长腿宽度表示为l2。迷宫底座2的内径表示为r5，三个腔体的宽度表示为l5。

两个发射管和接收管分别被安装在“y”型光电收发二极管支架腔体里；同一侧有一个红色发光二极管腔体，一个红外发射管腔体，两个发光管腔体形成夹角，在另一侧有一个接收管腔体，成“y”字型的夹角排布，在一个具体实施例，利用一只直径为φ3mm、峰值波长633nm的红色发光二极管和一只直径φ3mm、峰值波长945nm的红外发射管作为光源和发射器，一只峰值波长940n的光敏接收管作为接收器；r1＝48.8mm，r2＝45.8mm，r3＝34.5mm，r4＝10mm，r5＝49.3mm，l1＝6.9mm，l2＝1.1mm，l5＝6.8mm。经测试：

对于en14604以及gb20517标准对烟雾传感器的烟雾灵敏度方向性的要求：烟雾从烟雾传感器的8个方向(选择固定参考点，每45度进行测试)进入，烟雾传感器发出报警信号时记录其烟雾灵敏度，8个方向中最大和最小灵敏度比值不得超过1.60，比值越接近1性能越佳。

对于en14604以及gb20517标准对烟雾传感器的烟雾灵敏度重复性的要求，烟雾从烟雾传感器的固定一个方向进入6次，烟雾传感器发出报警信号时记录其烟雾灵敏度，6次测试中最大和最小灵敏度比值不得超过1.60，比值越接近1性能越佳。

测试数据表明，本烟雾迷宫的烟雾灵敏度方向性更佳，性能稳定、探测灵敏度优越。

对于本申请的传感器，其迷宫上壳3的采用了独特的人字形栅栏构成进烟通道。当传感器在正常的工作环境下，周围的空气中不含烟雾颗粒，接收管是接收不到烟雾颗粒的反馈的信号，传感器不会产生报警。当有烟雾颗粒进入迷宫时，由于红光管和红外发射管工作时，其会发出的红光和红外光照射到烟雾颗粒上，使得光线产生漫反射进入到光敏接收管并形成电流信号，且烟雾浓度越浓则电流信号越强，传感器通过将的信号放大后进行数字量化分析，当烟雾达到一定浓度后触发传感器报警，并发出声光报警信号发出警示。

本申请采用双发射一接收迷宫具有结构合理、探测灵敏度高、响应速度快，容易探测到如聚氨酯合成家具燃烧时产生的微小颗粒，方向性好。另外，由于本光学迷宫使用两个波长的光源，因而可以区分进入迷宫中的微粒大小，借助两个波长，烟雾传感器得以区分不同类型的烟雾和常见的干扰源，从而提高烟雾传感器排除干扰源和避免误报的能力。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。