本发明属于火灾烟雾探测技术领域，尤其涉及一种光电感烟烟雾探测光学暗室。
背景技术：
光电式感烟探测器由光源、光电元件、电子开关及迷宫般的型腔密室组成，利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。光电式感烟探测器根据其结构和原理分为遮光型和散射型两种，其中，散射型光电式感烟探测器的发光二极管和光敏元件设置的位置不是相对的，光敏元件设置在多孔的小暗室中，无烟雾时，光不能射到光敏元件上，电路维持正常状态，而发生火灾有烟雾存在时，光通过烟雾粒子的反射或散射达到光敏元件上，则光信号转换成电信号，由于光敏元件实际接收到的信号非常微弱，光敏元件和处理芯片之间需要对信号进行滤波和放大处理后才能识别，然后驱动报警装置，发出火灾报警信号。在信号的处理环节，微弱信号非常容易被干扰，而且干扰也会被放大处理，容易影响探测结果的灵敏度和稳定性。
而且，现有的光电式感烟探测器的暗室的四周设置有多孔结构，烟雾进入暗室后，容易发生湍流，烟雾中的固体颗粒反复经过光路被检测，严重干扰探测的灵敏度和准确度。此外，如果光源发出的光穿过烟雾直接照射在暗室的侧壁上，即使暗室侧壁经过磨砂等处理，也不可避免地产生光的发射和散射，反射和散射的光线若被光敏元件接收，就会影响探测结果的灵敏度和准确性。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种光电感烟烟雾探测暗室和烟雾探测方法，该暗室通过透镜把光源的散射光汇聚为平行光，通过暗室的特殊结构防止光源发出的光多次反射进入接收管。同时接收管正对一个聚焦球可以更有效的接收烟雾反射的光，提高接收管接收到的原始信号的强度，有效提高灵敏度和稳定性。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种光电感烟烟雾探测暗室，包括壳体、凸透镜、光源和光电接收管，其中，所述壳体围成暗室的腔室，壳体内部设置有挡板，挡板将暗室分隔成第一部分和第二部分，所述第一部分的壳体上设置圆锥面，第二部分的壳体上设置所述凸透镜和光源，光源设置于凸透镜的焦点上；
所述挡板上设置有通孔，凸透镜位于光源和挡板之间，且圆锥面和凸透镜共轴设置，所述通孔完全覆盖凸透镜的发射光路；
所述第一部分的侧壁上设置有第一格栅，第一格栅设置于圆锥面的侧面，第一格栅的靠近圆锥面的端部设置有倒角，倒角朝向圆锥面设置；
倒角朝向圆锥面设置，可以理解为倒角所在平面与距离最近的圆锥面的母线基本平行。
所述壳体设置有进口和出口，进口和出口设置于第二部分，且进口和出口分别位于圆锥面和凸透镜连线的两侧；
上述的圆锥面和凸透镜连线，该连线是圆锥面和凸透镜之间的连线部分，并不是圆锥面和凸透镜所在的直线。
所述光电接收管设置于壳体壁上，且位于进口和出口之间的烟雾通道和凸透镜的发射光路相交区域的侧面。
光电接收管设置于该相交区域的底面，可以接收固体颗粒散射的光线，并将该光信号转化成电信号，用于输出。
光源设置于凸透镜的焦点位置，光源发射出的光经凸透镜的聚光作用形成一束平行光。壳体的进口和出口设置在该束平行光的两侧，使得烟雾自进口进入，自出口流出，烟雾在第二部分内的烟雾通道与平行光相交，形成一相交区域，在该区域内，烟雾中的固体颗粒对光产生散射作用。
壳体围成的腔室被挡板分隔成第一部分和第二部分，第一部分的侧壁上设置圆锥面，且该圆锥面与凸透镜共轴，凸透镜发射出的平行光束穿过第二部分的空间并通过挡板上的通孔，照射在圆锥面上，平行光束在圆锥面的反射和散射作用下向第一部分的侧壁四周发射。圆锥面侧面的第一部分的侧壁上设置有第一格栅，第一格栅的靠近圆锥面的端面设置倒角，该倒角朝向圆锥面设置，圆锥面发射和散射的光线照射在第一格栅上，并经过倒角的反射作用，使光线在圆锥面和第一格栅之间反复反射、散射，进而被完全吸收。
挡板上的通孔可允许平行光束的通过，照射进入暗室第一部分的光线在圆锥面、第一格栅和挡板的共同作用下被限制在第一部分中，进而被完全吸收，防止光线重新进入第二部分的检测区域，使得光电接收管接收到的光信号仅为烟雾中的固体颗粒反射和散射的光线，以提高检测的灵敏度和准确性。
进一步的，所述挡板上设置的通孔的直径与通过凸透镜发出的平行光束的直径相等或稍大。该通孔仅允许平行光束通过，并防止第一部分的反射光线和散射光线通过。
进一步的，所述进口与出口的连线与凸透镜的发射光线垂直。
进一步的，所述相交区域与光电接收管之间设置有聚焦球，聚焦球的直径大于光电接收管的直径。聚焦球可以在较大范围内接收烟雾中固体颗粒散射的光线，并对该部分光线进行聚焦后发射到光电接收管中，大大提高了入射光线的信号强度。在无需进行信号放大的前提下，具有较好的探测灵敏度和准确度。聚焦球位于相交区域与光电接收管之间，即，聚焦球不在相交区域内，不会对光线和烟雾流动产生干扰。
更进一步的，所述壳体的与聚焦球相对的侧壁上设置有第二格栅。
再进一步的，所述第二格栅为同心圆结构，中心位置的格栅的端部设置有倒角。散射到第二格栅的光会被倒角的斜面反射后在的格栅内部多次反射减弱，或者反射到壳体的侧壁上，被吸收。
进一步的，所述壳体为方形结构。
更进一步的，所述进口内设置有进气通道，进气通道设置缓冲区和进气区，缓冲区位于进口与进气区之间，且所述缓冲区的横截面积大于进口的横截面积，所述进气区的烟气流动方向与平行光束垂直。
再进一步的，所述进气区与所述进口相错开，通道转向的位置采用弧形过渡结构。
进气通道内设置缓冲区，流入壳体内部的具有不同流速和流向烟气在缓冲区进行缓冲、均化，使烟气具有较为一致的流速和流向。进气区是对经过缓冲的烟气进行导流，进气区与进口相错开，一方面使烟气沿特定方向、较为平稳地流入壳体内部，避免在检测区域产生湍流，保证进入暗室的被测气体中的烟雾颗粒只会在聚焦球上方经过一次，保证探测到的烟雾颗粒浓度的准确性，另一方面可以防止外部的复杂环境对暗室内部的检测造成影响，提高暗室的独立性。
再进一步的，所述缓冲区的中部设置有导流板，导流板沿烟气流动方向设置。该导流板将进气通道分隔成两个通道，可以对烟气起到阻挡降速作用，以使进气通道内的烟气流速趋于一致。
更进一步的，所述出口设置有出气通道，出气通道的结构与进气通道的结构相同。
进一步的，壳体的内壁磨砂处理。以利于将散射到内壁的光吸收。
一种光电感烟烟雾探测系统，包括上述光电感烟烟雾探测暗室、处理器和报警装置，所述光电感烟烟雾探测暗室的光电接收管与处理器连接，处理器与报警装置连接。
处理器接收到光电接收管传递的光强信号，测算出烟雾颗粒的数量和浓度，若大于设定的上限值，处理器驱动报警装置报警。
本发明的有益效果为：
被测气体从暗室的一侧进入，另一侧排出，进气口和出气口都有整流的通道，用三个隔离片把通道分成两路，设计隔离片的圆角和倾斜角度保证气流在暗室内部流动平顺，在聚焦球上方不会有湍流，保证进入暗室的被测气体中的烟雾颗粒只会在聚焦球上方经过一次，保证探测到的烟雾颗粒浓度的准确性。
圆锥面侧面的第一部分的侧壁上设置有第一格栅，第一格栅的靠近圆锥面的端面设置倒角，该倒角朝向圆锥面设置，圆锥面发射和散射的光线照射在第一格栅上，并经过倒角的反射作用，使光线在圆锥面和第一格栅之间反复反射、散射，进而被完全吸收。挡板上的通孔可允许平行光束的通过，照射进入暗室第一部分的光线在圆锥面、第一格栅和挡板的共同作用下被限制在第一部分中，进而被完全吸收，防止光线重新进入第二部分的检测区域，使得光电接收管接收到的光信号仅为烟雾中的固体颗粒反射和散射的光线，以提高检测的灵敏度和准确性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的一个实施例的光电感烟探测暗室结构的分解示意图；
图2为本发明的一个实施例的光电感烟探测暗室结构的剖视图；
图3为本发明的一个实施例的壳体的立体视图；
图4为本发明的一个实施例的壳体的俯视图；
图5为本发明的一个实施例的上盖的立体视图。
其中，1、壳体，1-1、进口，1-2、第一通道，1-3、通孔，1-4、第一格栅，1-5、出口，1-6、第二通道，2、上盖，2-1、圆锥面，2-2、第二格栅，2-3、卡槽，3、凸透镜，4、光源，5、聚焦球，6、线路板，6-1、光电接收管，6-2、处理器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1和图2所示，一种光电感烟烟雾探测暗室，包括壳体1、凸透镜3、光源4和光电接收管6-1，其中，所述壳体1围成暗室的腔室，壳体1内部设置有挡板，挡板将暗室分隔成第一部分和第二部分，所述第一部分的壳体上设置圆锥面2-1，第二部分的壳体上设置所述凸透镜3和光源4，光源4设置于凸透镜3的焦点上，光源4可以为led灯、激光等；
所述挡板上设置有通孔，凸透镜3位于光源4和挡板之间，且圆锥面2-1和凸透镜3共轴设置，所述通孔完全覆盖凸透镜3的发射光路，即，平行光束的直径小于或等于通孔的直径。光源4设置于凸透镜3的焦点位置，光源发射出的光经凸透镜3的聚光作用形成一束平行光。
所述第一部分的侧壁上设置有第一格栅1-4，第一格栅1-4设置于圆锥面2-1的侧面，第一格栅1-4的靠近圆锥面2-1的端部设置有倒角，倒角朝向圆锥面2-1设置；
所述壳体1上设置有进口1-1和出口1-5，进口1-1和出口1-5设置于第二部分，且进口1-1和出口1-5分别位于圆锥面2-1和凸透镜3连线的两侧；进一步的，进口1-1和出口1-5的连线与凸透镜3的发射光线垂直。
如图3和图4所示，进口1-1内设置有进气通道，进气通道设置缓冲区和进气区，缓冲区位于进口与进气区之间，且所述缓冲区的横截面积大于进口的横截面积，所述进气区的烟气流动方向与平行光束垂直。进气区与所述进口相错开，通道转向的位置采用弧形过渡结构。缓冲区的中部设置有导流板，导流板沿烟气流动方向设置。该导流板将进气通道分隔成两个通道，可以对烟气起到阻挡降速作用，以使进气通道内的烟气流速趋于一致。出口设置有出气通道，出气通道的结构与进气通道的结构相同。
所述光电接收管6-1设置于壳体壁上，且位于进口1-1和出口1-5之间的烟雾通道和凸透镜3的发射光路相交区域的侧面。烟雾通道与平行光束的相交区域与光电接收管之间设置有聚焦球5，聚焦球5的直径大于光电接收管的直径。聚焦球5为透明材质的球体。聚焦球5可以在较大范围内接收烟雾中固体颗粒散射的光线，并对该部分光线进行聚焦后折射到光电接收管6-1中，大大提高了入射光线的信号强度。在无需进行信号放大的前提下，具有较好的探测灵敏度和准确度。聚焦球位于相交区域与光电接收管之间，即，聚焦球不在相交区域内，不会对光线和烟雾流动产生干扰。
如图5所示，壳体1的与聚焦球5相对的侧壁上设置有第二格栅2-2。第二格栅2-2为同心圆结构，中心位置的格栅的端部设置有倒角。散射到第二格栅的光会被倒角的斜面反射后在的格栅内部多次反射减弱，或者反射到壳体的侧壁上被吸收。壳体的内壁磨砂处理。以利于将散射到内壁的光吸收。
壳体1的进口1-1和出口1-5设置在该束平行光的两侧，使得烟雾自进口1-1进入，自出口1-5流出，烟雾在第二部分内的烟雾通道与平行光相交，形成一相交区域，在该区域内，烟雾中的固体颗粒对光产生散射作用。
壳体1的结构可以为球体、圆柱体、棱柱体或长方体结构，图1-图5中所示的是壳体为长方体结构的实施例，下面结合该种情形进行具体说明。
如图1所示，该实施例中，壳体1包括可分离的上盖2、中间区域和底部。上盖2上设置有卡钩，中间区域的壳体上设置有卡槽2-3，上盖2和壳体本体通过卡钩和卡槽2-3连接。光源4、凸透镜3、通孔1-3、圆锥面2-1的中心在同一条直线。
如图3和图4所示，该方形中间区域的相对的两侧分别设置相对独立的第一区域和第二区域，第一区域的侧壁上设置所述第一格栅1-4，第二区域中设置光源4和凸透镜3，光源4设置于凸透镜3的焦点上，光源4的其他方向均由挡板进行隔离，即光源4发射的光线仅通过凸透镜3向暗室中发射。凸透镜3可以将光源4发射的光线汇聚成平行光线发射。
壳体1底面的聚焦球5被两侧壁的半圆凹槽扣紧固定。线路板6通过四个螺钉固定在壳体1壁上，聚焦球5的中心和线路板6上的光电接收管6-1中心在同一竖直方向。光源4发出的光经过透镜3汇聚成平行光通过聚焦球5上方。
被测气体从暗室一侧的进口1-1进入，另一侧的出口1-5排出。进口1-1和出口1-5都有整流的第一通道1-2和第二通道1-6，第一通道1-2和第二通道1-6各有三个隔离片把通道分成两路。设计隔离片的圆角和倾斜角度保证气流在暗室内部流动平顺，在聚焦球5上方不会有湍流。保证进入暗室的被测气体中的烟雾颗粒只会在聚焦球5上方经过一次，保证探测到的烟雾颗粒浓度的准确性。
如图2和图5所示，上盖2上设置有盖体和侧向板体，侧向板体与盖体垂直，侧向板体上设置所述圆锥体，圆锥体的表面形成圆锥面。盖体上设置第二格栅2-2，第二格栅2-2为同心圆环结构。上盖2盖合时，侧向板体将中间区域的第一区域封闭，此时，第一区域中的第一格栅1-4恰好位于圆锥体的侧面，第二格栅2-2位于聚焦球5的相对侧，圆锥体反射的光线直接照射在第一格栅1-4上，光在第一格栅和圆锥面之间往复照射，逐渐被吸收。第二格栅2-2靠近中心的边倒角处理。散射到格栅的光会被倒角斜面反射后在格栅2-2内部多次反射减弱，或者反射到探测腔的侧壁。探测腔的侧壁磨砂处理，吸收和减弱反射的光。
如果被测气流中没有烟雾颗粒，光线直接通过，不会有散射光经聚焦球5进入光电接收管6-1。如果被测气流中有烟雾颗粒，会散射或者反射光源4经过凸透镜3汇聚的平行光，会有散射或反射光经聚焦球5汇聚到光电接收管6-1。根据接收到的光强，光电接收管6-1和处理器6-2会测算出烟雾颗粒的数量和浓度。
另外，具体的，一种光电感烟烟雾探测系统，包括上述光电感烟烟雾探测暗室、处理器和报警装置，所述光电感烟烟雾探测暗室的光电接收管与处理器连接，处理器与报警装置连接。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。