專利名稱：一種后向散射型光學暗室的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光電感煙火災探測器的傳感部件，具體地說是用于煙霧探測的基于后向散射原理的光學暗室，屬于消防技術領域。
背景技術：
光電感煙火災探測器可分為前向散射型和后向散射型，通常根據探測器中光學暗室的入射光與散射光夾角來定義夾角大于90°者稱為前向散射型；夾角小于90°者稱為后向散射型。
目前廣泛應用的前向散射型光電感煙火災探測器對國家標準G4715規定的第1種試驗火SH1和第2種試驗火SH2能很好地響應，但對第3種和第4種試驗火SH3和SH4的響應靈敏度低，在適合于我國使用要求的探測器靈敏度下響應不了第3種和第4種試驗火。即將實施的新版國家標準GB4715要求火災探測器必須響應所有4種試驗火，這與剛實施不久的歐洲標準EN54-5-2000的規定是相同的。而現行1993年版本的國家標準GB4715沒有要求必須響應所有4種試驗火。
如果把目前廣泛應用的前向散射型光電感煙火災探測器的探測靈敏度提高，雖然可以做到響應所有4種試驗火(盡管響應靈敏度不夠均勻)，但由于受到我國使用習慣、運行環境等因素的影響和制約，勢必產生很多誤火警，因此不適合我國的實際使用要求。
發明內容
本實用新型的目的在于提出一種能在適合我國實際應用要求的探測靈敏度下，均勻地響應4種試驗火的后向散射型光學暗室，從而滿足新版國家標準GB4715對火災探測器的要求。
為了達到以上目的，本實用新型的后向散射型光學暗室由光室和迷宮組成，所述迷宮周邊分布有“V”型遮光葉片，所述光室內裝有發射管和接收管，其中所述發射管和接收管光軸的夾角小于90°(實驗表明以35°-70°為佳)，所述光室內發射管和接收管平行光束兩側固定有翼狀分布的新月形遮光葉片。
發射管發出的紅外光線聚焦后形成平行光束射出；而接收管則接收入射的平行光線。在發射管和接收管光軸相交處即光學中心的附近區域為光學敏感區。當有煙霧進入光學暗室到達該敏感區時，煙霧粒子在來自發射管的紅外光束作用下發生散射，散射光進入接收管，轉換成電信號，通過運算處理后即可對火災危險進行判斷。
后向散射能均勻地響應4種試驗火，這在理論和實踐上，都已被證實。但由于背景光線強度很難降低，制作工藝難度較大，因此多年來未得到充分的發展。本實用新型在“V”形葉片和新月形葉片的共同作用下，一方面使環境光不能直接進入光學暗室，另一方面也使發射管發出的光紅外光線經多次反射被衰減，從而大大降低了在無煙霧情況下進入接收管的背景紅外光線強度，保證了探測煙霧所需要的動態工作范圍，從而實現在適合我國實際應用要求的探測靈敏度下，均勻地響應新版國家標準GB4715規定的4種試驗火。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型一個實施例的結構示意圖。
圖2為圖1的剖視圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的后向散射型光學暗室如圖1和圖2所示，由光室1和迷宮2組成。迷宮2的周邊分布“V”型遮光葉片(通常為20-50個)，其作用是允許煙霧自由進出，同時防止外界環境光線直接射入光學暗室。光室1中含有發射管室3、接收管室4、發射透鏡12，接收透鏡5、新月形葉片6-11組成。除兩片透鏡12和5為透明塑料外，其余為黑色塑料。發射管室3和接收管室4中分別安裝紅外發射管和紅外光敏二極管，兩管前端分別固定發射透鏡12和接收透鏡5。
在理想情況下，發射管室3中的紅外發射管發出紅外光線經發射透鏡聚焦后形成平行光束射出。同時，接收管室4中的紅外光敏二極管接收入射的平行光線，通過接收透鏡的聚焦作用，平行光線聚焦在紅外光敏二極管的管芯上。發射管室3的光軸線PO和接收管室4的光軸線QO相交于O點，形成光學中心。兩光軸線PO和QO所夾的散射角為40°(小于90°)，故本實施例為后向散射型光學暗室。
光室1中以光學中心O為中心平行光束相交的菱形區域為光學敏感區，新月形葉片6-11呈翼狀分布，固定在此菱形區域兩側，并且，位于發射管室側的新月形遮光葉片9、10、11與發射管室光軸線的夾角在90°±20°范圍內，在接收管室側的新月形遮光葉片6、7、8與接收管室光軸線的夾角為90°±20°，當有煙霧進入光學暗室到達該敏感區時，煙霧粒子在由發射管室3來的紅外光束作用下發生散射，散射光進入接收管室4被紅外光敏二極管接收，轉換成電信號。該信號隨煙霧濃度的增加而增強。對該信號進行運算處理后即可對火災危險進行判斷。
理論上，迷宮2的MN區段為光學陷阱，為了只允許敏感區的煙霧散射信號進入接收管室4，而盡量減少發射管室3射出的紅外光束在迷宮內壁多次反射形成的光進入接收管室4，MN區段內的V字形遮光片的內表面都做成尖角，即RO與SW之間夾角為8°(可為0°-15°)，RO與TW之間夾角為45°(可為35°-50°)；換言之，“V”形遮光片兩個內表面與光室光學中心的夾角可以分別設定為在0°-15°和35°-50°之間。實際上，由于多次反射的作用，光學陷阱應該是M′MNN′區段。在此區段內的“V”形葉片和新月形葉片6-11共同作用下，紅外光束經多次反射被衰減，大大降低了在無煙霧情況下進入接收管室4的背景紅外光線強度。
實驗證明，本實施例的后向散射型光學暗室完全可以在適合我國實際應用要求的探測靈敏度下均勻地響應新版國家標準GB4715規定的4種試驗火，是一種比較理想的解決方案。
除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。例如，如果背景紅外光線強允許略強一些，新月形遮光葉片的數量可以減少。其中葉片6、7和11特別是葉片7的作用很明顯，因此至少應保留這幾片，即新月形遮光片的數量最少可以為3片，其中位于發射管室側的1片，位于接收管室側的2片。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內。
權利要求1.一種后向散射型光學暗室，由光室和迷宮組成，所述迷宮周邊分布有“V”型遮光葉片，所述光室內裝有發射管和接收管，其特征在于所述發射管和接收管光軸的夾角小于90°，所述光室內發射管和接收管平行光束兩側固定有翼狀分布的新月形遮光葉片。
2.根據權利要求1所述后向散射型光學暗室，其特征在于所述光室中含有發射管室、接收管室、發射透鏡和接收透鏡，所述發射管室和接收管室中分別安裝紅外發射管和紅外光敏二極管，兩管前端分別固定發射透鏡和接收透鏡。
3.根據權利要求2所述后向散射型光學暗室，其特征在于所述光室中除兩透鏡為透明塑料外，其余部分為黑色塑料制成。
4.根據權利要求1或2所述后向散射型光學暗室，其特征在于所述“V”形遮光片兩個內表面與光室光學中心的夾角分別為0°-15°和35°-50°之間。
5.根據權利要求2所述后向散射型光學暗室，其特征在于所述新月形葉片均位于光學敏感區外側，位于所述發射管室側的新月形遮光葉片與發射管室軸線的夾角在90°±20°范圍內，位于接收管室側的新月形遮光葉片與接收管室軸線的夾角在90°±20°范圍內。
6.根據權利要求1或2所述后向散射型光學暗室，其特征在于所述發射管和接收管光軸的夾角為35°-70°。
7.根據權利要求1或2所述后向散射型光學暗室，其特征在于所述新月形遮光片至少為3片，其中位于發射管室側1片，位于接收管室側2片。
專利摘要本實用新型涉及一種基于后向散射原理的光學暗室，屬于消防技術領域。該光學暗室由光室和迷宮組成，所述迷宮周邊分布有“V”型遮光葉片，所述光室內裝有發射管和接收管，其中所述發射管和接收管平行光束光軸的夾角小于90°，所述光室內發射管和接收管平行光束兩側固定有翼狀分布的新月形遮光葉片。本實用新型在“V”形葉片和新月形葉片的共同作用下，可以大大降低在無煙霧情況下進入接收管的背景紅外光線強度，保證探測煙霧所需的動態范圍，從而實現在適合我國實際應用要求的探測靈敏度下，均勻地響應新國家標準規定的4種試驗火。
文檔編號G08B17/107GK2615781SQ03221908
公開日2004年5月12日 申請日期2003年5月15日 優先權日2003年5月15日
發明者竇征, 王殊 申請人:竇征, 王殊