专利名称：一种光电感烟火灾探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种火灾探测器，它特别涉及一种采用光学感烟原理的火灾探测器。
背景技术：
现有的火灾探测器对传感器采集的各种信息，不能在时间上、变化上进行了分析，存在环境对探测器的各种影响，难以正确分析真假火灾情况，实现正确报警。另一方面，对系统网络故障及探测器自身的故障，探测器不能诊断，不能显示，使故障不能得到及时处理。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有故障自分析能力、能够发出维修信号以及黄色维修闪光信号、环境烟灵敏度自动调整、可设置探测器灵敏度、具有三种指示灯闪亮的光电感烟火灾探测器。
本实用新型的目的可以通过以下技术措施来实现这种光电感烟火灾探测器，它的固定底座通过中盘卡片同探测器壳体相连，探测器壳体内安装有电路板，光学系统结构组成的烟雾传感器安装在探测器壳体内，光学系统结构组成的烟雾传感器由发光管斜向安装在光具座下部，收光管斜向安装在光具座下部与发光管相对的位置，发光管与收光管形成一个夹角，收光管接受报警漫射光和背景漫射光。
光电感烟火灾探测器的烟雾传感器电路中的集成电路的输出端同放大电路的输入端相连，放大电路的输出端和微处理器的输入端相连，在微处理器的输出端上连接有双色灯闪烁电路。
光电感烟火灾探测器中的发光管与收光管形成一个α夹角的最佳角度为135°±1°。
光电感烟火灾探测器的烟雾传感器电路是由集成电路上连接的收光管、电阻构成。双色灯闪烁电路是微处理器的输出端通过电阻连接可以发出单色或混和光的双色发光二极管。放大电路的集成电路的输入端通过电容同烟雾传感器电路中的集成电路的输出端相连，放大电路连接有调节探测器灵敏度的电阻和调节背景光强弱的电阻。
集成电路上连接的收光管设计为零偏压工作，从而通过的电流全部是与光照度线性变化的光电流。与之相配置的前置放大器为输入阻抗很小的电流电压转换电路。考虑到单端输入的电流电压转换电路的抗干扰能力差，失调造成的输出偏差电压大，设计为差动输入电流电压转换电路。
放大器集成电路的输入采用简单的交流去耦合电容来抑制相对稳定的环境光或人工照明造成的波动。主放大器中电阻用来细调探测器的灵敏度；电阻R28*用来调整背景光的常态值。
光源驱动电路采用脉冲触发方式，增强发光二极管E的寿命，提高了驱动电流和光亮度。发光二极管亮度的稳定性依赖于通过它的电流。电路中稳压管Z3对输出电压起限幅使用，对开关三极管的基极电位牵制，以使流过发光二极管E的电流稳定。电路中串接的电阻可用于粗调探测器的灵敏度。
传感器信号经电流放大、滤波、输入微处理器A/D口，成为数字量信号。数字量信号经过数字滤波并作平滑处理，然后进行数值判断。将信号分别与火警阈值、故障限值进行数值比较。火警阈值和故障限值是经过算术处理的，等于各自的设定值加上修正值。这个修正值由二部分组成，其一为灵敏度自动调整值，由历程统计加权估测得出；其二为灵敏度的补偿值，它根据背景光的常态值变化量的比例得出。当数字量信号超过火警阈值后，再进行上升速率分析和时间积累处理。如果上升速率在规定的范围内，则确认为火警，否则软件做出适当的火警阈值提升。如果再超过提升后的阈值，则确认为火警。
本实用新型同现有技术相比具有如下优点1.具有故障自分析能力。根据常态值判断测量是否在跟踪补偿的范围之内。超出此范围则不予补偿，发出维修信号以及DELD黄色维修闪光信号。无故障时发出绿色闪光。火警时红色闪光。
2.环境烟灵敏度自动调整。对于灰尘、吸烟及环境等因素造成缓慢增加的环境烟，在较长的一段时间上连续观测，做出历程的统计加权平均值，根据估测取得灵敏度提升调整值。
3.升烟速率的分析。经过灵敏度补偿和灵敏度调整后，再进行升烟速率的火警判断。当上升速率在速率的限值时，延时一秒重复判断，连续三次，则确认为火警。否则探测器作适当阈值提升或作为预警发出报告主控制器。
4.可设置探测器灵敏度。借助于软件微处理器PIC16F676的E2PROM存储器设置探测器高、中、低三不种灵敏度级别。根据使用地区的环境情况设定探测器灵敏度，最大限度地发挥保护能力。
5.具有演示功能。借助于硬件插针，探测器设置为演示工作状态。能显示实测升烟历程(模拟量)、火警阈值、火警预警、背景光模拟量、环境变化值及其限值、故障检测情况和探测器的正常工作等，以及在调试及检验工作中有关的有用信息。
6.背景光技术。由于采用特殊的光学结构，减少了光学面的污染，使得光电二极管只能收到红外脉冲光在检烟室内多次反射所形成微弱的背景光。背景光信号控制在满量程的1/8左右。软件一直在跟踪正常环境下背景光的常态值，并根据这个常态值对探测器因老化、污染、温度、环境影响等引起灵敏度的变化作补偿。
图1本实用新型的剖视图。
图2本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
参见说明书附图1、图2。这种光电感烟火灾探测器，它包括有探测器光学系统结构组成的烟雾传感器及相关电路构成，固定底座5通过中盘卡片2同探测器壳体1相连，探测器壳体1内安装有电路板4，光学系统结构组成的烟雾传感器3安装在探测器壳体1内，光学系统结构组成的烟雾传感器的感应端与被探测对象相对；烟雾传感器电路的输出端同放大电路的输入端和微处理器的输入端相连，在微处理器的电路上还分别连接有放大电路、双色灯闪烁电路。
电路是由集成电路U2B上连接的收光管D、电阻R22、R23构成。双色灯闪烁电路是集成电路U1的输出端通过电阻R13、R14连接可以发出单色或混和光的双色发光二极管DLED。放大电路的集成电路U2A的输入端通过电容C14同烟雾传感器电路中的集成电路U2B的输出端相连，放大电路连接有调节探测器灵敏度的电阻R24和调节背景光强弱的电阻R28、R27。
光源驱动电路采用脉冲触发方式，增强发光二极管E的寿命，提高了驱动电流和光亮度。发光二极管亮度的稳定性依赖于通过它的电流。电路中稳压管Z3对输出电压起限幅使用，对开关三极管的基极电位牵制，以使流过发光二极管E的电流稳定。电路中串接的电阻R20可用于粗调探测器的灵敏度。
传感器信号经电流放大、滤波、输入微处理器A/D口，成为数字量信号。数字量信号经过数字滤波并作平滑处理，然后进行数值判断。将信号分别与火警阈值、故障限值进行数值比较。火警阈值和故障限值是经过算术处理的，等于各自的设定值加上修正值。这个修正值由二部分组成，其一为灵敏度自动调整值，由历程统计加权估测得出；其二为灵敏度的补偿值，它根据背景光的常态值变化量的比例得出。当数字量信号超过火警阈值后，再进行上升速率分析和时间积累处理。如果上升速率在规定的范围内，则确认为火警，否则软件做出适当的火警阈值提升。如果再超过提升后的阈值，则确认为火警。
电路中的电子元器件可以采用以下参数电阻R21＝100；R13＝2K；R18＝3K；R14＝3.9K；R1＝5.1K；R25＝5.6K；R8＝10K；R6＝33K；R12、R19＝51K；R2＝62k；R3＝100K；R16＝130；R10、R26、R4＝200K；R22、R23＝10M；R9＝20Ω；R11、R20＝1K；R7＝2K；R17＝51K；R5＝62K；R15＝1M。
电容C2C4C10＝103/63V；C7、C8＝82P/63V；C14＝474/63V；C12＝5.6P/50V；C6＝104/25V；C5＝CD11/10U/25V；C1、C9＝CD11/22U/50V；C3＝CD11/47U/16V；C11＝CD11/220U/16V。
晶体管及集成电路D1-D6＝4007；T1T3-T6＝5551；T2＝9015；Z3＝6.2V；Z1＝6.8V；Z2＝11V；U1＝PIC16F676；U2＝MCP6002；E＝GL5S；D＝PN5S；DLED＝5。
晶振CR＝480K。
权利要求1.一种光电感烟火灾探测器，它的固定底座(5)通过中盘卡片(2)同探测器壳体(1)相连，探测器壳体(1)内安装有电路板(4)，光学系统结构组成的烟雾传感器(3)安装在探测器壳体(1)内，其特征在于A.光学系统结构组成的烟雾传感器的具体构成为发光管(6)斜向安装在光具座(7)下部，收光管(8)斜向安装在光具座(7)下部与发光管(6)相对的位置，发光管(6)与收光管(8)形成一个夹角(α)，收光管(8)接受报警漫射光和背景漫射光；B.烟雾传感器电路中的集成电路(U2B)的输出端同放大电路的输入端相连，放大电路的输出端和微处理器(U1)的输入端相连，在微处理器(U1)的输出端上连接有双色灯闪烁电路。
2.根据权利要求1所述的一种光电感烟火灾探测器，其特征在于所述的发光管(6)与收光管(8)形成的夹角(α)的最佳角度为135°±1°。
3.根据权利要求1所述的一种光电感烟火灾探测器，其特征在于所述的烟雾传感器电路是由集成电路(U2B)上连接的收光管(D)、电阻(R22、R23)构成。
4.根据权利要求1所述的一种光电感烟火灾探测器，其特征在于所述的双色灯闪烁电路是微处理器(U1)的输出端通过电阻(R13、R14)连接可以发出单色或混和光的双色发光二极管(DLED)。
5.根据权利要求1所述的一种光电感烟火灾探测器，其特征在于所述的放大电路的集成电路(U2A)的输入端通过电容(C14)同烟雾传感器电路中的集成电路(U2B)的输出端相连，放大电路连接有调节探测器灵敏度的电阻(R24)和调节背景光强弱的电阻(R28、R27)。
专利摘要本实用新型涉及一种光电感烟火灾探测器，它的固定底座通过中盘卡片同探测器壳体相连，探测器壳体内安装有电路板，光学系统结构组成的烟雾传感器安装在探测器壳体，光学系统结构组成的烟雾传感器有发光管斜向安装在光具座下部，收光管斜向安装在光具座下部与发光管相对的位置，发光管与收光管形成一个夹角，收光管接受报警漫射光和背景漫射光。雾传感器电路中的集成电路的输出端同放大电路的输入端相连，放大电路的输出端和微处理器的输入端相连，在微处理器的输出端上连接有双色灯闪烁电路。它具有低成本、抗干扰能力强、振荡电路、报警时闪红灯、巡检时闪绿灯、探测器探到故障时闪黄灯、同时具有一只双色灯发出三种不同颜色的光的优点。
文档编号G01N21/53GK2752757SQ20042006075
公开日2006年1月18日 申请日期2004年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者袁大奎, 陆瑞龄 申请人:袁大奎, 陆瑞龄