专利名称：反射式光束感烟火灾探测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及火灾探测技术领域。
在火灾探测领域中，用于大空间早期火灾探测的技术设备主要有以下几种1.分离式光束感烟火灾探测器，2.吸气式烟雾火灾探测器，3.图象式火灾探测系统，4.火焰探测器。其中，1、2均为对火灾燃烧产物烟雾的探测，3.可探测火焰及烟雾，4.对早期火灾红外、紫外光辐射的探测。分离式光束感烟火灾探测器在这几种火灾探测器中具有控制面积大、成本造价低、反应灵敏的特点，一直受到用户的信赖，在国际上被普遍采用。但是，由于它的发射部分与接收部分分别安装于探测空间的两端，使得该探测器在火灾探测可靠性方面存在以下缺陷①当发射端由于器件或电路元件的原因引起发射强度发生变化时，无法在接收端对红外发射强度的变化进行补偿，容易引起误报；当接收端的电路参数发生变化时，也易引起误报现象。
②由于发射、接收分离供电，所以电源稳定性方面的原因对报警器稳定性会构成影响。
③没有补偿环境渐变的功能。当环境的背景光由于自然因素整体发生渐变时，容易引起连续性误报行为。
④对安装的要求比较苛刻。由于很小的震动或位移，会引起设备连续的火灾报警。
本实用新型的目的在于提供一种发射部分和接收部分位于探测空间同一端，探测报警可靠性高的反射式光束感烟火灾探测装置。
本实用新型采用以下方式实现。
本实用新型由发射源、接收器、反射直角棱镜和壳体构成。发射源和接收器位于同一线路板上，反射直角棱镜设置在火灾烟雾的另一端。接收器包括测量接收放大电路、补偿测量接收放大电路、判断电路、解码电路和光路。测量接收放大电路和补偿测量接收放大电路的输出端分别与判断电路相连接。解码电路的一端与判断电路相连接，另一端与控制器的信号端相连接。解码电路输出的信号经控制器识别后，送入报警器报警。发射源和测量接收放大电路同轴，构成发射、接收放大电路。发射、接收放大电路前设置有准直、聚焦棱镜，补偿测量接收放大电路的采样光敏接头伸入发射、接收放大电路和准直、聚焦棱镜之间。通过利用直角棱镜良好的原路反射特性，将发射、接收置于探测空间的同一端并一体化，构成单源双室的探测结构，使探测器具有良好的自动补偿、智能比较的探测报警功能，彻底消除由于发射、接收分离而造成的报警可靠性不高的问题。
本实用新型在提高光束感烟火灾探测稳定性方面具有以下优点与效果①由于发射与接收一体化，当发射部分由于元器件或电路元件的原因引起发射强度发生变化时，通过本实用新型的补偿电路对红外发射强度的变化进行补偿，消除误报警。
②由于发射与接收一体化，分离式光束感烟火灾探测器接收端电路参数发生变化引起的误报现象不复存在。
③由于发射端和接收端采用同一供电系统，由电源稳定性方面的原因对报警器稳定性构成的影响得到了消除。
④本实用新型具有补偿环境渐变的功能，当环境的背景光由于自然因素整体发生渐变时，判断电路自动进行环境补偿，消除了环境渐变因素的影响。
⑤本实用新型对安装要求比较宽松，因为1.由于发射与接收一体化，不存在由于时间关系而造成相对位置变化的可能；2.由于采用反射直角棱镜，反射与接收始终保持同一光路，其精度可达到几秒(如＜10秒)，很小的震动或位移，不会引起设备的火灾误报警。
⑥由于发射接收一体化，设备安装布线得到了极大的简化，给设备维修带来了方便。
本实用新型适用于大型宾馆、仓储、展览馆、影剧院等大空间公共场所的火灾监控。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
附
图1，本实用新型光路结构示意图。其中，1-补偿测量接收放大电路，2-发射、接收放大电路，3--光源发射头，4--光敏接收头，5-准直、聚焦棱镜，6-火灾烟雾，7-反射直角三棱镜，8-补偿采样光敏接收头。
附图2，本实用新型电路框图。其中，9-测量接收放大电路，10-判断电路，11-解码电路，12-发射源。
附图3，发射原理图。
附图4，接收、补偿和判断电路原理图。
附图5，解码电路原理图。
参见附图1、2，发射源与测量接收放大电路同轴，构成发射、接收放大电路2。发射、接收放大电路2、补偿测量接收放大电路1设置在同一线路板上。发射、接收放大电路2前设置有准直、聚焦棱镜5，补偿测量接收放大电路1的补偿采样光敏接头8伸入到发射、接收放大电路2与准直聚焦棱镜5之间。反射直角三棱镜7设置在火灾烟雾6的另一端。发射、接收放大电路2的光源发射头发出的光在准直、聚焦棱镜5处分成两路，一路经补偿采样光敏接收头8送入补偿测量接收放大电路1，以便补偿测量部分除了补偿由于分离发射、接收而造成的变化的同时，还可补偿由于大气环境缓慢变化而引起的测量误差。另一路光线通过准直、聚焦棱镜5穿过大气和火灾烟雾6，经反射直角三棱镜7反射后再次穿过火灾烟雾6到达准直、聚焦棱镜5，由5将反向光聚焦于发射、接收放大电路2的光敏接收头4上。测量接收放大电路9和补偿测量接收放大电路1分别对经过光电转换的电信号进行放大，然后送入判断电路10进行比较运算，得到只受外界烟雾浓度影响的电信号值X。通过对X值的分析，并引入趋势判据、模糊识别等智能识别功能，以确定火灾探测器处于三个工作状态(正常、火灾、故障)的哪一个工作状态，并输出相应的信号(正常信号、火灾信号、故障信号)。
参见附图3，电源+24V由D1、R1、C1、R2、C2、Z1、N1组成的稳压电路对工作电路供电。利用稳压电源的开关性，形成点脉冲，驱动发射管，这样可以有效地减低三极管的功耗，延长发射管的使用寿命。
参见附图4，运放IC2的05、06及外部电路构成了测量接收放大电路单元，反射镜返回的信号经过红外线接收管P5，将光信号转换为电信号，送入05的正相输入端，经05、06两级放大，，由C6输出至除法器B531的脚7，作为除法的一个因子。
运放IC2的07、08及外部电路构成了补偿测量接收放大电路单元，红外发射管发射的红外光束未经衰减在室内直接被接收管P6接收，获得的电信号输入到08的正相输入端，经07、08两级放大，由C7输出，通过电位器P10，调节输入到除法器B531的脚4。
此两路输入信号在除法器B531内进行除法运算，消除了由于发射管老化而产生的非线性的老化系数，得到的值只受外界烟雾浓度的影响，记此值为X。
运放IC1的01～04构成电压比较窗口，其输入状态由X的大小决定，电位器P1、P4可以调节基准电压值，以形成合适的电压检测范围。01输出高电平为正常状态，02、03输出均为高电平时，是火警状态，04高电平为故障报警。三种输出状态经三极管N1、P2、P3转换成输出电压(20V、10V、0V)。信号从D7负端输出。
B531是一个14管脚采用DIP封装形式的模拟乘/除法器(精度为±0.5％)。电路中它的脚7接接收放大电路的输出，脚8接低电平，脚13接高电平，脚4接补偿电路的输出，脚5、6接低电平，脚3、9、11、12、14接三个调零电位器，脚2输出V0＝接收输出/补偿端输出，两者中都含有的老化系数就可消除，其输出仅是一个关于外界烟雾浓度的单一函数。
集成稳压块LM317T作为主电源，提供稳定的直流电压。
参见附图5，集成块VD5027是一个解码模块，它的脚18是电源端，脚9是地端，脚14输入，脚17输出，脚1～8是地址码，脚10～13是数据码。
SW-DIP8是一个多路控制开关，用来控制VD5027的地址编码。
控制器从T+输入地址码到集成块VD5027的14脚，当该集成块响应地址码时，17脚输出高电平，相当于一个开关值，N3导通，使YELLOW-S的值经N11、N9、N8、N10、P6、P7、N1、P2及附属元件可以从T+输出。当T+为高时，表示YELLOW-S＝20V(火灾)；当T+为低时，表示另两种状态(故障、正常)。控制器得到T+的状态，保存。
集成块VD5027的12脚数据变为高电平，经过N4、P5及附属元件，使得YELLOW-S端的电平值上升大约6V，从T+的输出就可以区分正常和故障。当T+为高时，表示YELLOW-S＝10V(故障)；当T+仍为低时，表示YELLOW-S＝2V(正常)。
控制器通过两次采样值比较，可以分辨出三种状态。
权利要求1.一种反射式光束感烟火灾探测装置，包括发射源、接收器和壳体，接收器包括解码电路，其特征在于该装置还包括反射直角棱镜[7]，发射源和接收器位于同一线路板上，反射直角棱镜[7]设置在火灾烟雾[6]的另一端，接收器还包括补偿测量接收放大电路[1]、测量接收放大电路[9]、判断电路[10]和光路，补偿测量接收放大电路[1]和测量接收放大电路[9]的输出端分别与判断电路[10]相连接，解码电路[11]的一端与判断电路[10]相连接，发射源和测量接收放大电路同轴，构成发射、接收放大电路[2]，发射、接收放大电路[2]前设置有准直、聚焦棱镜[5]，补偿接收放大电路[1]的采样光敏接头[8]伸入发射、接收放大电路[2]和准直、聚焦棱镜[5]之间。
专利摘要本实用新型提供了一种反射式光束感烟火灾探测装置。它由发射源、接收器和反射直角棱镜构成。发射源和接收器位于同一线路板上,反射直角棱镜设置在火灾烟雾的另一端。本实用新型通过利用直角棱镜良好的原路反射特性,将发射、接收置于同一端并一体化,使探测装置具有良好的自动补偿、智能比较的探测报警功能,彻底消除由于发射、接收分离而造成的报警可靠性不高的问题。
文档编号G08B17/103GK2362166SQ9824937
公开日2000年2月2日 申请日期1998年12月1日 优先权日1998年12月1日
发明者袁宏永, 范维澄, 刘炳海, 苏国锋 申请人:中国科学技术大学