CN1237339C - 立式后向散射型光电感烟探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及立式后向散射型光电感烟探测器，主要包括：由遮光窗(1)和底座(3)组成的探测室，光发射器(2)和光发射透镜(4)组成的发射光路，光接收透镜(6)和光接收器(5)组成的接收光路，其特点在于：光发射器(2)发射的光的轴线和光接收透镜(6)与光接收器(5)接收光的中心轴线相交确定的平面与线路板(8)所在平面构成的角度为70°至110°范围。本发明的探测器独特的立式结构有效地利用探测室空间，缩减体积，减弱方向性，在探测室空间有限的情况下，实现较小的散射角，较好地响应各种类型的烟雾，并且产生足够的输出信号。

Description

立式后向散射型光电感烟探测器

技术领域

本发明涉及光电感烟探测器，更详细地说涉及用于需要防范火灾报警的立式后向散射型光电感烟探测器。

背景技术

光电感烟探测器按照光学反射原理可分为前向散射型、后向散射型以及前后向相结合的双向散射型。光发射器发出的光线的轴线和光接收器接收的光轴线之间的夹角α：90°＜α＜180°，称为前向散射型；光发射器发出的光线的轴线和光接收器接收光的轴线之间的夹角α：0°＜α＜90°，称之为后向散射型。

光发射器的发射光路与光接收器的接收光路相交部分称为探测区。探测器的体积大小很大程度上取决于探测区的最大尺寸。在后向散射型光电感烟探测器中这种影响很大，并且当散射角度越小，探测室的纵向空间就要求越大，如图3所示，其中图3(b)的散射角度相对于图3(a)而言要小，从而探测区的“D”方向的尺寸比较大，所需的探测室纵向空间就比较大。

现有技术中有关后向散射型光电感烟探测器，从结构上看都属于卧式结构。其特点是光发射器光路的中心轴线和光接收器光路的中心轴线所成的平面(A)与线路板所在的平面(B)所构成的角度通常为0°±20°。例如美国专利US4397557中所描述的结构，这种结构的后向散射型光电感烟探测器的体积很大。欲减小探测器的体积就需要增大散射角度，例如欧洲专利EP0880118ZAZ中描述的探测器就属于这种情况。对后向散射型光电感烟探测器来说，散射角度越小，对烟雾的响应输出越大，尤其对黑烟的响应特性好。对不同类型烟雾的敏感程度越好，为提高光探测器的响应性能，减小散射角度，就必然增大其体积；为缩小体积以增大散射角度，就必然减弱探测器的响应性能。卧式后向散射型光电感烟探测器还存在的一个缺点是方向性差。光发射器和光接收器所在的位置会阻挡烟雾的进入，并且两者之间距离很近，使它们之间的空间变得狭小，同样妨碍烟雾的进入，而其它方向上信道畅通，进烟很容易，这使得探测器在不同方向上对烟雾的敏感程度不一致，导致这种光电感烟探测器方向性差。

本发明的目的在于提供一种立式后向散射型光电感烟探测器，能够有效地充分地利用探测室的空间，使得较小的探测室可以容纳尺寸较长的探测区，从而提高本发明的探测性能。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

在本发明的立式后向散射型光电感烟探测器中，光发射器的发射光路的中心轴线和光接收器的接收光路的中心轴线所成的平面(A’)与线路板所在平面(B’)所成的角如图所示，为90°±20°。本发明的这种结构设计充分利用了探测室内的空间，从而较小的探测室可以容纳尺寸较长的探测区。本发明的探测室的纵向剖面呈矩形，而探测区的最长方向接近该矩形剖面的对角线方向，这样可以提高矩形剖面的空间利用率。探测区纵向剖面的最长尺寸在探测室纵向剖面的对角线上，这样充分利用了探测室内的空间。在散射角度较小的情况下，迷宫的尺寸也较小。也就是说，在探测室空间一定的情况下，可以将散射角度设计的更小，以提高探测器对烟雾的影响输出。本发明的散射角度最小可以做到40°，即后向散射角度范围可以做到40°～90°，可以根据需要选择需要的角度。

本发明立式后向散射型光电感烟探测器与现有的卧式后向散射型光电感烟探测器相比所具有的优越性是方向性好。进烟道只有光发射器对烟稍有阻挡；光接收部分在进烟道的下面，不妨碍烟雾进入探测室，同时也不存在光发射器和光接收器之间的狭窄缝隙，自然不会影响烟雾的进入，使探测器各个方向上对烟雾敏感程度一致。另外，在立式结构中，光接收器距线路板很近，所以可以采用平面贴片器件制造过程中减少了补焊器件的数量，减少焊接工作量，提高了生产效益。再者，光接收器表贴在线路板上，与接收电路在一起，很容易为接收电路和接收部分设计电磁屏蔽部分。

附图说明

下面结合附图详细介绍本发明。

图1(a)是前向散射型光电感烟探测器的光发射器发出的光线的轴线和光接器接收光轴线的夹角α的示意图；

图1(b)是后向散射型光电感烟探测器的光发射器发出的光线的轴线和光接收器光轴线的夹角α的示意图；

图2(a)是卧式后向散射型光电感烟探测器的光发射器光路的中心轴线和光接收器光路的中心轴线所构成的平面(A)与线路所在的平面(B)所成的角度示意图；

图2(b)是立式结构后向散射型光电感烟探测器的光发射器发射光路的中心轴线和光接收器的接收光路的中心轴线所成的平面(A’)与线路板所在的平面(B’)所成的角度示意图；

图3a和图3b分别示出不同散射角度散射型光电传感器的探测区的“d”方向的尺寸；

图4示出立式后向散射型光电传感器的探测区(图中划阴影的部分)和包含探测区的探测室的关系图；

图5是立式后向散射型光电感烟探测器的结构剖面图。

图6示出以插件接收器代替平面接收管和透镜构成的光接收部分的剖面图；

图7示出贴片发射管和导光柱代替由插件接收管和透镜构成的光发射部分。

具体实施方式

下面以图5-7所示的后向散射角为45°的立式后向散射型光电感烟探测器为例，详细说明本发明的实施例；

如图5所示，遮光窗1和底座3构成一个暗室，称作探测室。遮光窗1上的叶片构成光学陷阱，它既不妨碍烟雾的进入，又遮挡了外部的环境光线，使内部成为暗室，防止环境光的干扰遮光窗的内部的顶部呈锯齿形，用来更有效的吸收背景光。底座3构成一个支架，支撑发射器和遮光窗，它同时起固定作用，固定线路板；另外它上面的结构构成接收信道，接收的光线通过这个信道照射到接收器上。

发射器2设置在底座3的上端部分，它发出的光线经过透镜4折射，通过遮光窗1和底座3构成的一个充满锯齿的发射腔，射入到探测室内。发射器2发出的光线的中心轴线与线路板所在平面构成的角度为0°±5°。为了简化安装，发射部分也可由贴片发射器11和导光柱10代替，从导光柱射出的光线的通路为发射光路，它的中心轴线与原轴线重合。发射光路的中心轴线也可有其它指向，例如斜向上。

接收器5选择平面表贴封装在线路板8上，通过接收透镜6接收外界的光线，接收的光线先射到接收透镜6上，经过透镜6聚焦到接收器5上。透镜6所在平面垂直于接收光路。接收光路的光轴中心与发射光路的光轴中心相交且成45°±5°，并在同一平面内，该平面与线路板所在平面所成的角为90°±5°。对后散射型光电感烟探测器而言，散射角越小，对烟雾的响应输出值越大，这个角度属于较小的后向散射角，对烟雾的响应值较大。对于烟雾的颜色不敏感，对不同颜色的烟雾有相近的输出量。在次，接收部分在遮光窗进烟道的下方，不会像卧式迷宫一样阻挡烟雾的进入，改善了探测器的方向性。可以根据需要设计成0°±90°范围内的任何角度。本发明的接收器5采用的是平面表贴接收器件，减少了补焊的器件数，提高了生产效率。本发明的平面表贴接收器5也由插件接收器9代替，它的中心轴线与原轴线重合。

本发明的立式后向散射型光电感烟探测器的发射通路和接收通路相交构成的探测区的最长尺寸“d”与探测室剖面的对角线方向接近，充分利用了探测室有限的空间，节约了25％的空间。在探测室空间有限的情况下，能够实现将散射角做得较小。另外，为了防止灰尘影响，防止背景光过高，探测区与探测室的侧壁和顶壁留有一定的间隙。挡板7有效地遮挡了其它杂光射入接射器中，降低了背景光。

Claims (4)

1.立式后向散射型光电感烟探测器，其包括遮光窗(1)和底座(3)组成的探测室、光发射器(2)和光发射透镜(4)组成的发射光路，光接收透镜(6)和光接收器(5)组成的接收光路，其特征在于：光发射器(2)发射的光的中心轴线和光接收透镜(6)和光接收器(5)接收光的中心轴线相交确定的平面与线路板(8)的板体所在的平面构成的角度在70°-110°范围，发射光路光线的中心轴线与接收光路的光线中心轴线所构成的角度为后向散射角。

2.按照权利要求1的立式后向散射型光电感烟探测器，其特征在于：发射光路和接收光路相交形成的探测区位于探测室内，并且所构成的散射角在40°～90°范围。

3.按照权利要求1的立式后向散射型光电感烟探测器，其特征在于：光发射器(2)和光发射透镜(4)所组成的光发射部分可由贴片发射器(11)和导光柱(10)代替。

4.按照权利要求1的立式后向散射型光电感烟探测器，其特征在于：由光接收器(5)和光接收透镜(6)构成的接收部分可由插件接收器(9)代替。

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