CN102945586B

CN102945586B - 一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器

Info

Publication number: CN102945586B
Application number: CN201210520913.7A
Authority: CN
Inventors: 胡海兵; 张永明; 何豪
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: CN102945586A

Abstract

本发明提供一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，该探测器包括光电感烟部分（A和B）、CO传感器（C）、温度传感器（D）、带光学迷宫的出气孔（E）、流线型探测腔室（ζ）、带光学迷宫的过滤网（I）、通信芯片（F）、电路板（H）、报警喇叭（J）、指示灯（K）及外壳（G），该探测器采用流线型火灾探测腔，腔的内壁流体压强损失系数ζ控制在0.006左右，使烟气在探测腔内流动顺畅；采用流线型火灾探测腔使传统探测器的响应速度至少提高4倍；采用低功耗元件和控制算法相结合的方法将整个探测器功耗控制在50mW左右。

Description

一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器

技术领域

本发明涉及火灾探测领域，尤其涉及一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，其具有流线型火灾探测腔。

背景技术

随着科学技术的发展，按探测参量分，火灾探测器经历了从单一火灾参量探测到复合多火灾参量探测的发展过程；按通信方式分，火灾探测器经历了从二总线到传输的发展过程。复合火灾探测器包括烟温复合火灾探测器、烟温气复合火灾探测器等。复合火灾探测技术有效地消除了单一火灾参量探测技术造成的误报问题，具有先进性和很好的使用价值。但是烟温气复合火灾探测器还存在以下几个缺点：一、功耗大；二、由于没有采用主动吸气方式和一直沿用老式的光学迷宫设计探测腔室，烟气无法顺畅的进入和流出，导致信号响应慢，火灾探测器准确性低。

目前，流体力学理论、通信技术和微电子技术的迅猛发展为优化烟温气复合火灾探测器成为可能，其中功耗的控制和流体压强损失系数ζ的调整为开发的难点。

发明内容

本发明的目的是解决现有烟温气复合火灾探测器功耗大、信号响应时间慢等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，该探测器包括光电感烟部分、CO传感器、温度传感器、带光学迷宫的出气孔、流线型探测腔室、带光学迷宫的过滤网、通信芯片、电路板、报警喇叭、指示灯及外壳，所述的光电感烟部分包括红外发光管和红外接收管，两者之间的夹角θ为150～170度，中心波长532nm，功率为48mW；CO传感器采用4CO-500传感器，功率为1mW；温度传感器采用TMP104数字温度传感器，最大功率为10.8μW；通信芯片采用CC430系列带RF通信功能的低功耗传输芯片，最大发射功率约为0.6mW。

其中，所述的流线型探测腔室的内壁流体压强损失系数ζ控制在0.006左右，使烟气在探测腔内流动顺畅。

其中，采用流线型火灾探测腔使传统探测器的响应速度至少提高4倍。

其中，采用低功耗元件和控制算法相结合的方法将整个探测器功耗控制在50mW左右。

其中，首先对探测器的驱动程序进行初始化，然后驱动光电感烟部分、温度传感器和CO传感器分别采集烟浓度、温度和CO浓度信号，分别判断烟浓度、CO浓度和温度是否超过阈值，如没有超过阈值则返回继续采集数据，如超过阈值则调用复合算法判断是否发生火灾，如未发生火灾则继续采集数据，如发生火灾则调用数据发送程序和声光报警程序，直到程序结束。

由于采用了以上的技术特征，本发明相比于现有技术，采用低功耗元件和控制算法相结合的方法将整个探测器功耗控制在50mW左右；采用流线型火灾探测腔将传统探测器的响应速度至少提高4倍。

附图说明

图1为低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器结构示意图，其中图1（a）为侧面剖视图；图1（b）为顶部剖视图；图中：A和B为光电感烟部分、C为CO传感器、D为温度传感器、E为带光学迷宫的出气孔、ζ为流线型探测腔室、I为带光学迷宫的过滤网、F为通信芯片、H为电路板、J为报警喇叭、K为指示灯、G为外壳；

图2为低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器硬件框图；

图3为低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明做进一步详细描述：

本发明的技术核心在于采用流线型火灾探测腔，腔的内壁流体压强损失系数ζ控制在0.006左右；采用低功耗元件和控制算法相结合的方法将整个探测器功耗控制在50mW左右；采用流线型火灾探测腔将传统探测器的响应速度至少提高4倍。

图1所示，本发明低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，应用在火灾探测领域，该探测器包括光电感烟部分A和B、CO传感器C、温度传感器D、带光学迷宫的出气孔E、流线型探测腔室ζ、带光学迷宫的过滤网I、通信芯片F、电路板H、报警喇叭J、指示灯K及外壳G等，其中流线型探测腔室内壁流体压强损失系数ζ约为0.006。外壳G用于保护内部电子元器件，带光学迷宫的过滤网I用于防止蚊、虫等杂物进入火灾探测腔内，烟气经I进入流线型探测腔室ζ内，腔的内壁流体压强损失系数ζ控制在0.006左右，使烟气可以流畅的通过I进入腔内并由带光学迷宫的出气孔E流出，光学迷宫用于防止外界干扰光线进入探测腔内，腔内流动的烟气经光电感烟部分A和B采集烟浓度信号，经CO传感器C采集CO浓度信号，经温度传感器D采集温度信号，通信芯片F运行复合算法分析采集到烟浓度、CO浓度和温度信号判断是否有火灾发生，如有火灾则发送报警信号。

图2所示，本发明低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，光电感烟部分包括红外发光管A和红外接收管B，两者之间的夹角θ为150～170度，中心波长532nm，功率为48mW；CO传感器C采用4CO-500传感器，功率为1mW；温度传感器D采用TMP104数字温度传感器，最大功率为10.8μW；通信芯片F采用CC430系列带RF通信功能的低功耗传输芯片，最大发射功率约为0.6mW；探测器总功耗约为50mW。光电感烟部分A和B用于采集烟浓度信号，CO传感器C用于采集CO浓度信号，温度传感器D用于采集温度信号，通信芯片F采用内置的A/D采集烟浓度、CO浓度和温度信号并运行复合算法分析判断是否有火灾发生，如有火灾则发送报警信号使指示灯K闪烁并通过J发出报警声音。

图3所示，本发明低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，首先对探测器的驱动程序进行初始化，然后驱动光电感烟部分、温度传感器和CO传感器分别采集烟浓度、温度和CO浓度信号，分别判断烟浓度、CO浓度和温度是否超过阈值，如没有超过阈值则返回继续采集数据，如超过阈值则调用复合算法判断是否发生火灾，如未发生火灾则继续采集数据，如发生火灾则调用数据发送程序和声光报警程序，直到程序结束。

综上所述，由于采用了以上的设计方法，本发明相比于现有技术，整个探测器功耗控制在50mW左右；比传统探测器的响应速度至少提高4倍。

以上公开的仅仅是发明的较佳实施例，但并非用来限制其本身，任何熟悉本领域的技术人员，能思之变化，在不违背本发明精神的情况下，都应该落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，其特征在于，该探测器包括光电感烟部分、CO传感器(C)、温度传感器(D)、带光学迷宫的出气孔(E)、流线型探测腔室(ζ)、带光学迷宫的过滤网(I)、通信芯片(F)、电路板(H)、报警喇叭(J)、指示灯(K)及外壳(G)，所述的光电感烟部分包括红外发光管(A)和红外接收管(B)，两者之间的夹角θ为150～170度，中心波长532nm，功率为48mW；CO传感器(C)采用4CO-500传感器，功率为1mW；温度传感器(D)采用TMP104数字温度传感器，最大功率为10.8μW；通信芯片(F)采用CC430系列带RF通信功能的低功耗传输芯片，最大发射功率约为0.6mW；带光学迷宫的出气孔(E)下面为电路板(H)；电路板(H)下面为光电感烟部分、CO传感器(C)、温度传感器(D)；

所述的流线型探测腔室(ζ)的内壁流体压强损失系数ζ控制在0.006左右，使烟气在探测腔内流动顺畅。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，其特征在于，采用流线型火灾探测腔使传统探测器的响应速度至少提高4倍。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，其特征在于，采用低功耗元件和控制算法相结合的方法将整个探测器功耗控制在50mW左右。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器，其特征在于，首先对探测器的驱动程序进行初始化，然后驱动光电感烟部分、温度传感器和CO传感器分别采集烟浓度、温度和CO浓度信号，分别判断烟浓度、CO浓度和温度是否超过阈值，如没有超过阈值则返回继续采集数据，如超过阈值则调用复合算法判断是否发生火灾，如未发生火灾则继续采集数据，如发生火灾则调用数据发送程序和声光报警程序，直到程序结束。