集效果的光学模拟示意图。
[0034]图6为图5的光学模拟比较结果。
[0035]图7为本发明实施例中一种散射型火灾烟雾探测器的结构示意图。
[0036]图8为通过光学模拟软件TracePr0对本发明实施例中散射型火灾烟雾探测器与现有技术中散射型火灾烟雾探测器对散射光线收集效果的光学模拟示意图。
【具体实施方式】
[0037]如图1所示，图1为本发明实施例中一种散射型火灾烟雾探测器用聚光器的结构示意图。
[0038]参照图1，本发明实施例提出的一种散射型火灾烟雾探测器用聚光器，包括聚光器外壳，聚光器外壳的内部反射面为复合抛物面型反射面，在聚光器外壳上设有光线入口 I和光线出口 2，其中，光线入口 I包括端面光线入口 IA和侧面光线入口 1B，端面光线入口 IA设在聚光器外壳的第一端，侧面光线入口 IB开设在聚光器外壳的侧面，并且侧面光线入口IB与端面光线入口 IA相交，光线出口 2设在聚光器外壳的第二端。
[0039]在本实施例中，聚光器外壳的内部反射面是根据复合抛物面聚光器CPC (CompoundParabolic Concentrator)的原理进行设计得到的复合抛物面型反射面。
[0040]参照图2，在复合抛物面聚光器CPC的设计过程中，抛物线A绕其焦点Fl沿逆时针方向旋转角度Θ max,抛物线B绕其焦点F2沿顺时针方向旋转角度Θ max,从而使得抛物线A的焦点Fl落在抛物线B的下端点，抛物线B的焦点F2落在抛物线A的下端点。轴I’和轴I分别是抛物线A旋转前后的对称轴，轴2’和2分别是抛物线B旋转前后的对称轴，抛物线段FlC和F2D关于Y轴对称并绕Y轴旋转一周形成三维的复合抛物面聚光器CPC，复合抛物面聚光器CPC的结构如图3所示，在CPC的两端分别设有光线入口 I’和光线出口 2’。[0041 ] 经过上述旋转得到的复合抛物面聚光器CPC中，⑶是CPC光线入口的直径，F1F2是CPC光线出口的直径，F1F2所在的圆平面为CPC的焦平面，Θ max是CPC的最大聚光角。把入射光线与Y轴的夹角Θ i定义为光线入射角，当Θ i > Θ max时，入射光线经过CPC反射后从光线入口射出，而当9i< Θ max时，入射光线经过一次反射全部汇聚在光线出口F1F2上，从而将Θ i < 0max的光能全部收集到光线出口上。
[0042]根据散射型火灾烟雾探测的基本原理，如果在照射光束的行进路径上存在烟雾颗粒，照射光束照在烟雾颗粒上进行散射产散射光线，并且散射光线会在照射光束行进方向上都存在散射现象。为了提高聚光器对散射光线的收集能力，可以在聚光器沿照射光束行进方向上增加光线入口，进而提高聚光器收集散射光线的能力。基于复合抛物面聚光器CPC，综合考虑散射光线的收集效果和聚光器的加工难度，在聚光器设计过程中选择一个平面与复合抛物面聚光器CPC的侧面相交，以该平面为基准切除聚光器的一部分侧面，从而在聚光器的侧面形成供散射光入射的入口部分，即用于收集散射光线的侧面光线入口。
[0043]为了方便表达在本段落进行了简化说明，在图2中，在聚光器Fl⑶F2中，原光线入口为⑶，选择平面EF与聚光器Fl⑶F2相交，EDF部分为切除的部分，经过切除之后的新光线入口为CEF ;与原光线入口⑶相比，新光线入口 CEF可以在照射光线行进方向上收集到更多的散射光束。在图2中经烟雾颗粒散射的前向散射光线L1、L2和L3，其中光线LI可以从复合抛物面型反射面上反射一次之后被引导至光线出口 F1F2上，而光线L2和L3则可以直接照射到光线出口 F1F2上，这样安装在光线出口 F1F2的光学接收元件就可以收集更多的散射光线，从而增强了聚光器的散射光线收集能力。
[0044]根据上述分析可知，在本实施例的散射型火灾烟雾探测器用聚光器中，聚光器外壳的内部反射面为复合抛物面型反射面，光线入口包括端面光线入口和侧面光线入口，侧面光线入口开设在聚光器外壳的侧面并与端面光线入口相交，这样，在散射光线的收集过程中，通过在聚光器外壳的侧面开设侧面光线入口可以收集到更多的散射光线，从而提高了聚光器对散射光线的收集能力。
[0045]在图1中，为了便于表达和说明，在聚光器外壳中以复合抛物面型反射面为参照，将靠近抛物线焦点的一端定义为聚光器的后端，将远离抛物线焦点的一端定义为聚光器的前端；根据上述设置，光线入口设在聚光器外壳的前端，光线出口设在聚光器外壳的后端，侧面光线入口开设在聚光器外壳的侧面并与端面光线入口相交；聚光器外壳的内部反射面与外壁面在侧面光线入口的结合位置，通过外壁面向内部反射面靠近，以在光线入口形成从外向内逐渐变薄的光线入口前缘。
[0046]在具体设计过程中，聚光器外壳的内部反射面为复合抛物面型反射面，为了收集更多的散射光线以提高聚光器对散射光线的收集能力，通过合理设计聚光器的最大聚光角、光线入口半径，光线出口半径、侧面光线入口在聚光器外壳上的具体位置等参数，可以显著提高聚光器对散射光线的收集能力。
[0047]在进一步实施例中，参照图1，端面光线入口 IA为圆弧入口，光线出口为圆形出口2，端面光线入口 IA所在圆与光线出口 2的圆为同心圆，并且该同心圆垂直于聚光器外壳的中心轴线Y。
[0048]在具体实施例中，可以设置两端抛物线的焦点Fl、F2落在聚光器外壳的光线出口上，即光线出口处于复合抛物面反射面的焦平面上，光线出口的直径为F1F2，当然，在实际应用过程中，光线出口可以设在焦平面的前端或后端，其需要根据实际应用的工艺参数和光学参数进行设计。
[0049]在进一步实施例中，参照图1，聚光器外壳上的侧面光线入口处于同一个平面上，并且，侧面光线入口所在平面与聚光器外壳的中心轴线之间具有预定夹角Θ，该夹角Θ小于或等于聚光器的最大聚光角Θ max ;例如，设计聚光器的最大聚光角Qmax = 35°，上述夹角Θ可以设置在30°至35°之间为宜。
[0050]在进一步实施例中，基于侧面光线入口所在平面与聚光器外壳的中心轴线之间具有预定夹角Θ，也就是说侧面光线入口所在平面与聚光器外壳的中心轴线相交，在具体位置设计时，如图1所示，可以将两者的交点设在聚光器外壳的前后两端之间，即两者的交点落在聚光器外壳的内部，或者，还可以设置两者的交点处于聚光器外壳的外部处于端面光线出口的前方。
[0051 ] 在进一步实施例中，在聚光器外壳上侧面光线入口与端面光线入口相交，当侧面光线入口所在平面与聚光器外壳的中心轴线的交点处于聚光器外壳的前后两端之间时，端面光线入口所在圆弧的圆心角大于0°并小于180°。
[0052]在进一步实施例中，参照图1，侧面光线入口距离光线出口最近的光线入口位置与光线出口之间具有预定距离，侧面光线入口所在平面与光线出口不相交。
[0053]在上述实施例中，聚光器外壳可以采用反光金属制成，或者，聚光器外壳可以采用涂覆反射涂层的塑料制成，在反射涂层的设计过程中，可以根据散射光的波长来设计反射涂层的反射特性，以提高反射涂层对于该波长散射光束的反射率。
[0054]在