感煙探測器的制作方法

專利名稱：感煙探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)地檢測漂浮在空氣中的煙等污染物的感煙探測器。
背景技術(shù)：
作為預(yù)防火災(zāi)或火災(zāi)發(fā)生時的檢測系統(tǒng)，或在需要一定環(huán)境保全的半導(dǎo)體制造工廠或食品工廠中，使用感煙探測器。作為感煙探測器過去也提出了各種各樣的方案，以下對作為其中一個例子的日本專利公開公報特開平11-23460號公開的“感煙探測裝置”的概要進(jìn)行說明。S卩，所述感煙探測裝置光學(xué)地檢測從監(jiān)視區(qū)域吸引的空氣中漂浮的煙粒子來判斷火災(zāi)，其具有激光二極管，向規(guī)定的方向射出具有電場成分的激光；成像透鏡，把所述激光二極管的射出面的光源像成像在吸入空氣通過的檢煙區(qū)域；以及受光元件，配置在光軸上，所述光軸設(shè)定在與通過所述檢煙區(qū)域的所述光源像的成像位置的所述激光的電場成分方向大致平行的面上，接受通過所述光源像的成像位置及其附近的煙粒子的散射光。根據(jù)該構(gòu)成，在空氣中存在煙粒子等漂浮物的情況下，激光碰到煙粒子后發(fā)生散射，通過受光元件接受所述激光的散射光來探測煙的發(fā)生。但是，根據(jù)本發(fā)明人的研究，對于煙的檢測發(fā)現(xiàn)了新的問題點(diǎn)。S卩，通過受光元件接受檢煙部的散射光來探測煙的發(fā)生。但是，如果所述散射光以外的光擴(kuò)散到光學(xué)外殼內(nèi)，則受光元件也接受該漫射光。設(shè)對應(yīng)所述散射光的受光元件的輸出信號為S，對應(yīng)所述漫射光的輸出信號為N，則從受光元件得到的輸出是在作為原來的探測信號的輸出信號S上疊加了作為干擾(noise)成分的輸出信號N。為了進(jìn)行高靈敏度的煙檢測，必須使輸出信號S、N的電平(level)差加大，提高S/ N比。為此，在提高通過檢煙部的光的強(qiáng)度的同時，必須降低雜散光的擴(kuò)散。另一方面，因感煙探測器作為防災(zāi)系統(tǒng)設(shè)置在樓房或工廠等，所以優(yōu)選小型輕量化。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于所述的問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種感煙探測時的S/N比高且構(gòu)造簡單、并可以實(shí)現(xiàn)小型輕量化的感煙探測器。另外的目的是提供一種吸引式感煙探測器，使進(jìn)入檢煙部內(nèi)的煙粒子以外的微粒子不滯留在受光元件的視野范圍內(nèi)。該第一發(fā)明提供的感煙探測器，其特征在于包括光學(xué)外殼，形成大致筒形；空氣通道，構(gòu)成檢煙部，使氣體流入所述光學(xué)外殼內(nèi)，；發(fā)光元件，設(shè)置在所述光學(xué)外殼內(nèi)；受光元件，接受從所述發(fā)光元件發(fā)出的光因所述檢煙部存在的煙粒子而產(chǎn)生的散射光；光收集器，與所述發(fā)光元件相對配置，使雜散光衰減；聚光透鏡，使從所述發(fā)光元件發(fā)出的光聚光到所述光收集器的附近；受光放大電路，放大所述受光元件的輸出信號；以及火災(zāi)判定部， 根據(jù)對放大后的所述輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到的檢測電平在閾值以上，來判定火災(zāi)發(fā)生；其中，所述光收集器具有大體圓錐形的曲面部，并且所述曲面部使光相對于曲面的切線的入射角為45度以下，使所述雜散光多次反射、并產(chǎn)生衰減。該第二發(fā)明提供的感煙探測器，包括光學(xué)外殼以及橫穿該光學(xué)外殼的檢煙部的取樣用的空氣通道，在所述光學(xué)外殼的暗箱內(nèi)設(shè)置有發(fā)光元件；受光元件，與所述發(fā)光元件具有規(guī)定的光軸角度，接受由于所述檢煙部的煙粒子導(dǎo)致的發(fā)光元件的散射光；以及光收集器，與所述發(fā)光元件相對配置，使雜散光衰減；其特征在于，所述光學(xué)外殼的檢煙部的內(nèi)壁面之中，所述受光元件的視野范圍內(nèi)的部分形成為光滑面，所述視野范圍外的部分形成為凹凸面。該第三發(fā)明提供的感煙探測器，其特征在于包括光學(xué)外殼，內(nèi)部為暗箱；第一空氣通道，構(gòu)成檢煙部，使作為檢測對象的氣體流入所述光學(xué)外殼內(nèi)；第二空氣通道，用于使?jié)崈魵怏w在所述第一空氣通道的周圍流通；發(fā)光元件，設(shè)置在所述光學(xué)外殼內(nèi)；受光元件， 接受從所述發(fā)光元件發(fā)出的光因所述檢煙部存在的煙粒子導(dǎo)致產(chǎn)生的散射光；光收集器， 與所述發(fā)光元件相對配置，使雜散光衰減；受光放大電路，放大所述受光元件的輸出信號； 以及火災(zāi)判定部，根據(jù)對放大后的所述輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到的檢測電平在閾值以上，來判定火災(zāi)發(fā)生，所述檢煙部設(shè)置在取樣管與排氣管之間，所述取樣管用于通過風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動向檢煙部吸入取樣用空氣，所述排氣管與所述取樣管隔開通道間隔相對，所述通道由所述第一空氣通道和所述第二空氣通道形成。該第一發(fā)明因如上所述的構(gòu)成，具有下述的各種效果。S卩，用聚光透鏡把從發(fā)光元件發(fā)出的光聚光到光收集器的附近，使作為探測對象的煙與空氣一起通過流入的檢煙部。在氣體中含煙的情況下，由于煙粒子使光發(fā)生散射，散射光由受光元件接受，從受光元件得到作為探測信號的輸出信號S。此時，通過檢煙部的光入射到光收集器。因光收集器具有曲面的形狀，所以入射光碰到曲面被多次反射產(chǎn)生衰減。因此，其擴(kuò)散后不會被受光元件接受，幾乎不產(chǎn)生作為干擾成分的輸出信號N，可以進(jìn)行S/N比高的高靈敏度的感煙探測。此外，因光收集器的形狀簡單，所以可以使光學(xué)外殼小型化，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)感煙探測器整體的小型輕量化。該第二發(fā)明因具有上述的構(gòu)成，所以從發(fā)光元件照射的光束中，碰觸到受光元件的視野范圍內(nèi)的光滑面的光，被反射到所述視野范圍外，該反射光碰觸到視野范圍外的凹凸面而產(chǎn)生衰減。因此，在受光部幾乎沒有接受到干擾光(衍射光)，所以可以進(jìn)行準(zhǔn)確的火災(zāi)檢測。該第三發(fā)明因如上所述的構(gòu)成，具有下述的各種效果。S卩，用聚光透鏡把從發(fā)光元件發(fā)出的光聚光到光收集器附近，使作為探測對象的煙與空氣一起通過流入的檢煙部。使檢煙部中通過的是用第一過濾器得到的取樣空氣、以及包圍在其周圍的、用第二過濾器再過濾所述取樣空氣得到的潔凈空氣或用其它系統(tǒng)得到的潔凈空氣。在探測火災(zāi)時，使激光穿透所述檢煙部，因潔凈空氣相對于取樣空氣起到作為空氣幕的作用，所以在阻止含煙粒子的取樣空氣擴(kuò)散的同時，還可以阻止煙粒子以外的灰塵等混入。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，激光碰到煙粒子發(fā)生散射，該散射光由受光元件接受，探測到火災(zāi)， 但因沒有煙粒子以外的漂浮物混入光學(xué)外殼內(nèi)的取樣空氣中，所以可以進(jìn)行準(zhǔn)確且高靈敏度的火災(zāi)探測，提高感煙探測器的可信度。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的感煙探測器的構(gòu)成圖。
圖2是表示煙檢測單元構(gòu)成的剖面圖。
圖3是光收集器的立體圖。
圖4是表示光收集器的光反射形態(tài)的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的煙檢測單元的剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的縱斷面圖。
圖7是表示本發(fā)明第四實(shí)施例的縱斷面圖。
圖8是表示本發(fā)明第五實(shí)施例的縱斷面圖。
圖9是表示本發(fā)明第六實(shí)施例的縱斷面圖。
圖10是表示空氣通道的放大圖。
圖11是表示取樣空氣的吸氣和排氣的流道的構(gòu)成圖。
圖12是表示本發(fā)明第七實(shí)施例的感煙探測器的構(gòu)成圖。
圖13是表示過濾器構(gòu)成的斷面圖。
圖14是表示過濾器構(gòu)成的立體圖。
圖15是表示空氣流動的系統(tǒng)圖。
圖16是表示本發(fā)明第八實(shí)施例的系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人為了解決所述問題，通過反復(fù)進(jìn)行研究、實(shí)驗(yàn)，得到如下結(jié)果。即，為了改善S/N比，用聚光透鏡把從發(fā)光元件發(fā)出的光聚光到光收集器的曲面部。另一方面，光收集器做成使入射的光在曲面多次反射的曲面構(gòu)造。其結(jié)果，在感煙探測時由煙粒子導(dǎo)致的散射光的亮度增加，從受光元件得到的輸出信號S的電平變高。入射到光收集器的光，在經(jīng)過曲面多次反射的過程中發(fā)生衰減，不會被受光元件接受。因此，作為干擾成分的輸出信號N的電平下降，改善了 S/N比，可以進(jìn)行高靈敏度的感煙探測。實(shí)施方式1以下，參照圖1 圖4對本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。參照圖1說明感煙探測器1的整體結(jié)構(gòu)，所述感煙探測器1包括煙檢測單元2 ； 風(fēng)扇3，向該煙檢測單元輸送作為探測對象的空氣；配管4，作為空氣通道；過濾器5 ；發(fā)光元件11，配置在煙檢測單元2內(nèi)；電源部14，向光電二極管等受光元件12、所述風(fēng)扇3或測定空氣流量的空氣流量傳感器13供給電源；以及火災(zāi)判定部15等。此外，火災(zāi)判定部15具有放大電路，放大受光元件12的輸出信號S ;A/D轉(zhuǎn)換器， 把放大信號轉(zhuǎn)換成檢測電平；以及比較電路，當(dāng)檢測電平達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值以上時判定為火災(zāi)；利用CPU進(jìn)行綜合控制。
接著，參照圖2對煙檢測單元2進(jìn)行說明，在大致圓筒狀的光學(xué)外殼21內(nèi)，配置有例如發(fā)出紅外線的發(fā)光元件11，以及設(shè)置在與該發(fā)光元件11相對的位置處的雜散光部22， 并在兩者之間設(shè)置有聚光透鏡對，把發(fā)出的光聚光到設(shè)置在雜散光部22內(nèi)的光收集器23 的曲面部；檢煙部25，使空氣通過；以及受光元件12等。此外，以適宜的間隔設(shè)置有小孔 (aperture) 26，限制照射光。如圖3所示，本實(shí)施例的光收集器23形成大致圓錐狀。而且，入射到雜散光部22 的光L，入射到光收集器23的曲面上，如圖4所示經(jīng)過多次反射。而且，光L的反射光量在曲面的每次反射后都發(fā)生衰減，并且不作為漫射光擴(kuò)散到檢煙部25 —側(cè)，換句話說就是不擴(kuò)散到受光元件12的視野范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明人的研究，曲面可以是同心圓，也可以是橢圓形。并且，光L相對于曲面的切線的入射角θ越是銳角越有效果，在45度以下可以進(jìn)行多次的反射，且通過模擬解析，如圖4所示，特別是在30度以下可以進(jìn)行三次以上的反射。因此，不限定于圖4所示的形狀，只要是橢圓形就能得到更多的反射。以下，說明本實(shí)施例的煙檢測動作。在正常狀態(tài)下，通過風(fēng)扇3從監(jiān)視空間吸引的空氣，在如圖2所示的檢煙部25從上向下流動。如果是潔凈的空氣，光L在檢煙部25不發(fā)生散射，光L在聚光狀態(tài)下、且以焦點(diǎn)對準(zhǔn)光收集器23的曲面的狀態(tài)入射到雜散光部22內(nèi)。在光收集器23中，如圖4所示進(jìn)行多次反射，對應(yīng)反射次數(shù)，光L衰減。因此，雜散光不會被受光元件12接受，輸出信號為低電平，不會判定為火災(zāi)。在發(fā)生火災(zāi)的情況下，煙粒子漂浮在被吸引的空氣中，在用光L照射被吸引的空氣的情況下，在檢煙部25產(chǎn)生散射光。散射光由受光元件12接受，并導(dǎo)出對應(yīng)該受光量的輸出信號S。把輸出信號S提供給火災(zāi)判定部25，進(jìn)行所述信號處理，通過顯示或聲音報告發(fā)生火災(zāi)。對于通過檢煙部25的光L，因?yàn)橥ㄟ^光收集器23進(jìn)行與上述相同的反射，所以衰減后不會作為雜散光被接受。因此，即使在發(fā)生火災(zāi)時，輸出信號的S/N比也高，能以高靈敏度和高精度準(zhǔn)確地進(jìn)行火災(zāi)判定。接著，參照圖5對本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。此外，本實(shí)施例與所述第一實(shí)施例的不同點(diǎn)是，改變了光收集器的形狀。因此，與第一實(shí)施例相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，避免重復(fù)說明。在本實(shí)施例中，作為光收集器31使用了形成曲面的板狀體。即使是該結(jié)構(gòu)，如圖所示，光L經(jīng)過多次反射，可以減少所述雜散光。因此，如上所述，從受光元件12導(dǎo)出S/N比優(yōu)異的輸出信號S，可以準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行火災(zāi)檢測。此外，在本實(shí)施例中，光收集器31的傾斜方向不限定于實(shí)線表示的方向，也可以變更為用雙點(diǎn)劃線表示的方向。因此，提高了設(shè)計的自由度。此外，在所述第一或第二實(shí)施例中，因?yàn)槭峭ㄟ^在距光收集器23、31較遠(yuǎn)設(shè)置的聚光透鏡M進(jìn)行聚光，所以可以使向光收集器23、31的入射位置對準(zhǔn)焦點(diǎn)、并可以使入射角度均勻，可以可靠地進(jìn)行多次光反射。因此，可以可靠地實(shí)現(xiàn)雜散光衰減，提高S/N比。此外，因光收集器23、31可以在光軸上移動，所以即使聚光透鏡M和發(fā)光元件存在個體的偏差，也可以容易地對準(zhǔn)焦點(diǎn)。而且，因可以使構(gòu)造簡單，所以可以實(shí)現(xiàn)煙檢測單
6元2的小型化。本發(fā)明人認(rèn)為，干擾光被受光部接受是受到檢煙部的壁面的光滑度程度的影響。 因此，對以下幾種情況進(jìn)行了研究即，如圖6所示的檢煙部的內(nèi)壁面全部是光滑面的情況 (第三實(shí)施例)；如圖7所示的僅把與檢煙部的受光部相對的內(nèi)壁面全部做成凹凸面(第四實(shí)施例)；如圖8所示的在檢煙部的壁面之中，把受光部的視野范圍內(nèi)的部分做成光滑面， 把其它部分做成凹凸面的情況(第五實(shí)施例)。所述光滑面并不一定僅是具有光澤的鏡面， 只要是具有大體上正反射入射光的平滑表面即可。另一方面，所述凹凸面只要是把入射光漫反射的粗糙面即可。以下，對各實(shí)施例進(jìn)行說明。第三實(shí)施例的感煙探測器在大致圓筒狀的光學(xué)外殼101的一個端部設(shè)置有發(fā)光部103，在另一個端部設(shè)置有雜散光部105。在所述發(fā)光部103中設(shè)置有具有聚光透鏡的發(fā)光元件103a，此外，在所述雜散光部105設(shè)置有使雜散光衰減的光收集器10fe。在光學(xué)外殼101內(nèi)，設(shè)置有檢煙部107，該檢煙部107的兩端部通過小孔109a、 109b隔開。在所述檢煙部107的側(cè)壁上，設(shè)置有橫穿檢煙部107的取樣用的空氣通道(省略圖示)、接受散射光的受光部110以及用于不使發(fā)光元件103a的光直接進(jìn)入受光部110 的遮光板(省略圖示)。受光部110具有受光元件110a，該受光元件1 IOa的光軸1 IOc與發(fā)光元件103a的光軸103c(主光束)正交。所述檢煙部107的內(nèi)壁面整個面形成沒有凹凸的所謂光滑面。接著，對該感煙探測器的動作進(jìn)行說明。從發(fā)光元件103a照射的光，通過小孔109a的通孔進(jìn)入檢煙部107，在該檢煙部 107內(nèi)直線傳播。該直線傳播的光通過小孔109b到達(dá)雜散光部105后，利用光收集器10 衰減。此時，所述光通過小孔109a的通孔被收攏成主光束B，但從所述通孔的附近產(chǎn)生衍射光(干擾光)N。該衍射光N碰觸到受光部110的視野范圍(監(jiān)視范圍)F內(nèi)的內(nèi)壁面被反射，其反射光N碰觸到位于視野范圍F外的小孔109b又被反射。該反射光N碰觸到受光部110的入口附近的內(nèi)壁面被反射，該反射光又碰觸到受光部110的內(nèi)壁面后，由受光元件IlOa接受。此外，所述衍射光N的一部分，碰觸到所述視野范圍F外的內(nèi)壁面后被反射，其反射光也有直接進(jìn)入受光部110的。這樣，衍射光(干擾光)N碰觸到內(nèi)壁面，反復(fù)進(jìn)行多次反射到達(dá)受光部110，但因所述內(nèi)壁面是入射角與反射角大體相等的光滑面，所以不能充分地使干擾光衰減。第四實(shí)施例的感煙探測器在圖7中，與圖6相同附圖標(biāo)記的部件，名稱和功能也相同。該感煙探測器與所述外殼101的感煙探測器的不同點(diǎn)是，在檢煙部107的內(nèi)壁面之中，與受光部110相對的部分(視野范圍F內(nèi)的部分以及視野范圍F附近的部分)形成凹凸面，其它部分形成光滑面。在該感煙探測器中，衍射光N碰觸到受光部110的視野范圍(監(jiān)視范圍)F內(nèi)的內(nèi)壁面107a被反射，其反射光N碰觸到位于視野范圍F外的小孔109b又被反射。此時，因所述內(nèi)壁面107a是凹凸面，所以光吸收率高，反射能量的總和少，但是因反射光擴(kuò)散，所以該擴(kuò)散的干擾光的一部分m直接到達(dá)受光部110。因此，不能使衍射光Ν充分衰減。第五實(shí)施例的感煙探測器在圖8中，與圖6相同附圖標(biāo)記的部件，名稱和功能也相同。該感煙探測器與所述外殼101的感煙探測器的不同點(diǎn)是，在檢煙部107的內(nèi)壁面之中，使受光部110的視野范圍F內(nèi)的內(nèi)壁面107b形成光滑面，其它的部分形成凹凸面。在該感煙探測器中，衍射光N碰觸到受光部110的視野范圍(監(jiān)視范圍)F內(nèi)的內(nèi)壁面107b被反射，其反射光N碰觸到位于視野范圍外的小孔109b又被反射。此時，因小孔 109b是凹凸面，所以光的吸收率高，反射能量的總和小。因?yàn)樗鲅苌涔釴進(jìn)一步通過凹凸面被吸收并被反復(fù)反射，所以衰減很大。此外，在小孔109a的通孔附近產(chǎn)生的所述衍射光的一部分，也碰觸到視野范圍F 的內(nèi)壁面107b以外的部分，即受光部110的視野范圍外的內(nèi)壁面，但是因該部分是凹凸面， 所以被高效地吸收，并且即使干擾光擴(kuò)散，在到達(dá)受光部110之前也被充分地衰減。根據(jù)以上可知，第五實(shí)施例與第三實(shí)施例和第四實(shí)施例相比，因衍射光的衰減大， 并且進(jìn)入受光部的受光量也少，所以能準(zhǔn)確地檢測火災(zāi)等。本發(fā)明正是基于上述認(rèn)識完成的，其特征在于，在光學(xué)外殼的檢煙部的內(nèi)壁面之中，所述受光元件的視野范圍內(nèi)的部分形成為光滑面，所述視野范圍外的部分形成為凹凸實(shí)施方式2根據(jù)圖9 圖11說明本發(fā)明的第六實(shí)施例。在大致圓筒形的光學(xué)外殼101的一個端部設(shè)置有發(fā)光部103，在另一個端部設(shè)置有雜散光部105。在所述發(fā)光部103中設(shè)置有具有聚光透鏡的發(fā)光元件103a，此外，在所述雜散光部105中設(shè)置有使雜散光衰減的光收集器10fe。在所述光學(xué)外殼101內(nèi)設(shè)置有檢煙部107，該檢煙部107的兩個端部被小孔109a、 109b隔開。在所述檢煙部107的側(cè)壁上，設(shè)置有橫穿檢煙部107的取樣用的空氣通道114、 接受散射光的受光部110以及用于不使發(fā)光元件103a的光直接進(jìn)入受光部110的遮光板 (圖中省略)。所述取樣用的空氣通道114具有取樣管116，通過風(fēng)扇115的轉(zhuǎn)動向檢煙部吸入取樣用空氣SA ；以及排氣管117，與所述取樣管116隔開通道間隔相對。在所述取樣管116 的前端，設(shè)置有粗過濾器118，在該粗過濾器118的外周部，設(shè)置有網(wǎng)眼較細(xì)的圓筒狀微過濾器119。在所述微過濾器119與所述排氣管117之間，形成包圍取樣通道(第一空氣通道)120的潔凈空氣通道(第二空氣通道)121。受光部110具有受光元件110a，該受光元件1 IOa的光軸1 IOc與發(fā)光元件103a的光軸103c (主光束)以規(guī)定的角度交叉。在所述檢煙部107的內(nèi)壁面之中，受光部110的視野范圍(監(jiān)視范圍)F內(nèi)的內(nèi)壁面107b形成為光滑面，其它的部分形成為凹凸面。接著，對本實(shí)施例的動作進(jìn)行說明。使風(fēng)扇115轉(zhuǎn)動，取樣空氣SA從取樣管116被吸引到檢煙部107，該被吸引的取樣空氣SA通過粗過濾器118除去灰塵等大的異物，作為取樣空氣SA1。該取樣空氣SAl通過取樣空氣通道(第一空氣通道)120被吸引到排氣管117內(nèi)，但一部分的取樣空氣SAl通過微過濾器119被過濾成為潔凈空氣SA2。該潔凈空氣SA2，通過潔凈空氣通道121，以包圍所述取樣空氣SAl的方式行進(jìn)，被吸引到排氣管117。從發(fā)光部103的發(fā)光元件103a照射的光，通過小孔109a的通孔進(jìn)入檢煙部107， 在該檢煙部107內(nèi)直線傳播后，通過小孔109b到達(dá)雜散光部105，用光收集器10 進(jìn)行衰減。所述光(主光束)在通過檢煙部107時，如果在從空氣通道114導(dǎo)入的取樣空氣 SAl中存在煙粒子，則產(chǎn)生散射光，并且該散射光被受光部110接受。當(dāng)所述散射光被受光部110接受時，受光元件IlOa的輸出信號，經(jīng)受光放大電路(圖中省略)放大后，進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，并向火災(zāi)判定部輸出。當(dāng)所述輸出電平在閾值以上的情況下，該火災(zāi)判定部判定為火災(zāi)并發(fā)出警報等。當(dāng)所述發(fā)光元件103a的光通過小孔109a時，產(chǎn)生衍射光(干擾光)N,該衍射光N 碰觸到位于受光部Iio的視野范圍F內(nèi)的內(nèi)壁面107b被反射，其反射光N碰觸到位于視野范圍F外的小孔109b又被反射。此時，因所述小孔109b是凹凸面，所以光吸收率高，反射能量的總和少。所述衍射光N通過凹凸面進(jìn)一步被吸收同時被反復(fù)反射，所以衰減很大。此外，在小孔109a的通孔附近產(chǎn)生的所述衍射光N的一部分，也碰觸到視野范圍F 的內(nèi)壁面107b以外的部分，即受光部110的視野范圍外的內(nèi)壁面，但因這些部分是凹凸面， 所以光被高效吸收，并且即使干擾光擴(kuò)散，也可以在到達(dá)受光部110之前充分地衰減。接著，對本發(fā)明第七實(shí)施例的檢煙部206進(jìn)行說明。檢煙部206的構(gòu)成為不僅僅是使作為檢測對象的空氣(取樣空氣)a、即火災(zāi)時含煙的氣體流通，而且在使取樣空氣a在中心部流通的同時，以圓環(huán)狀地包圍其周圍的方式使?jié)崈艨諝饬魍ā＿M(jìn)一步詳細(xì)地說明該構(gòu)成，如圖13所示，把從監(jiān)視空間吸引的空氣A供給到第一過濾器221，并將粗過濾的空氣的一部分作為取樣空氣a在檢煙部206流通。而且，將用第一過濾器221過濾的空氣的一部分向第二過濾器222供給，進(jìn)行雙重過濾，得到相對于取樣空氣a比較潔凈的空氣b。并且，使?jié)崈舻目諝鈈在取樣空氣a的周圍環(huán)狀地流通。此外， 作為第一以及第二過濾器221、222，可以使用HEPA過濾器等。作為第一以及第二過濾器221、222，如圖13所示，也可以是把形成圓環(huán)狀的第二過濾器222層疊在形成圓板狀的第一過濾器221上的構(gòu)成。在第一過濾器221的外側(cè)面與第二過濾器222的內(nèi)側(cè)面之間，形成有圓環(huán)狀的間隙g。根據(jù)該構(gòu)成，在檢煙部206的取樣空氣a與經(jīng)雙重過濾的潔凈空氣b之間，產(chǎn)生如圖14所示的圓環(huán)狀間隙G。而且，取樣空氣a是經(jīng)粗過濾的空氣，但因潔凈空氣b是經(jīng)雙重過濾的空氣，所以二者產(chǎn)生流速差。即，在本實(shí)施例中，相對于取樣空氣a的流速，潔凈空氣 b的流速慢。因此，潔凈空氣b不會擾亂取樣空氣a的流動。此外，取樣空氣a或潔凈空氣b，通過檢煙部206后，都由吸引部223吸出到光學(xué)外殼202之外。在此對火災(zāi)監(jiān)視空間的空氣A的循環(huán)進(jìn)行說明，如圖15所示，所述空氣A通過風(fēng)扇231被吸引，通過配管232送到排氣一側(cè)，但其一部分如箭頭Al所示，被吸引到第一過濾器221 —側(cè)。而且，經(jīng)第一過濾器221過濾，得到取樣空氣a，與此同時從第二過濾器222得到潔凈的空氣b，并如上所述那樣供給到檢煙部206。
在進(jìn)行感煙探測的情況下，如圖12 圖14的箭頭L所示，使從發(fā)光元件203發(fā)出的光、例如激光L通過。在正常狀態(tài)下，因在取樣空氣a內(nèi)不含煙粒子，所以在檢煙部206 激光L不發(fā)生散射。因此，從受光元件207得不到輸出信號S，火災(zāi)判定部211也不進(jìn)行火災(zāi)報告。另一方面，在火災(zāi)監(jiān)視區(qū)域內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的情況下，在取樣空氣a內(nèi)含煙粒子。此時，激光L與所述煙粒子相碰發(fā)生散射，該散射光的一部分由受光元件207接受。因此，從受光元件207得到輸出信號S，火災(zāi)判定部211動作，報告發(fā)生火災(zāi)。在火災(zāi)判定部211檢測到光學(xué)外殼202內(nèi)的煙濃度上升的情況下，如果使取樣空氣a的供給量多，則檢測電平很快達(dá)到閾值以上。另一方面，在火災(zāi)判定部211檢測到光學(xué)外殼202內(nèi)的污染時，停止供給取樣空氣a，在使?jié)崈艨諝鈈的供給量多的情況下，可以吹除滯留在光學(xué)外殼202內(nèi)的灰塵等。這些都由火災(zāi)判定部211進(jìn)行控制。所述第七實(shí)施例具有下述的各種效果。潔凈空氣b相對于取樣空氣a起空氣幕的作用，所以取樣空氣a不擴(kuò)散，可以準(zhǔn)確地進(jìn)行火災(zāi)探測。此外，可以減少光學(xué)外殼202內(nèi)的污染。此外，即使附著在光學(xué)外殼202內(nèi)的壁面上的灰塵等在空氣中漂浮，也不會混入取樣空氣a中，所以可以提高火災(zāi)探測的S/N比。接著，參照圖16說明本發(fā)明的第八實(shí)施例。本實(shí)施例用與所述取樣空氣a不同的系統(tǒng)得到潔凈空氣b。即，用泵或風(fēng)扇232吸引排到風(fēng)扇231 二次一側(cè)(secondary side)的監(jiān)視區(qū)域的空氣A的一部分Al和其它的外部空氣C，并且對它們進(jìn)行混合，供給到第二過濾器222。此外，也可以僅從監(jiān)視區(qū)域的空氣A的一部分Al或外部空氣C供給潔凈空氣b。從第二過濾器222得到的潔凈空氣b，與上述相同，在光學(xué)外殼202內(nèi)，排到取樣空氣a的外圍。即使是這種結(jié)構(gòu)，也與以上所述相同，可以可靠地探測火災(zāi)發(fā)生，并且還可以得到防止光學(xué)外殼202內(nèi)的污染等效果。而且，因可以自如地變更潔凈空氣b相對于取樣空氣a的流速，所以可以實(shí)現(xiàn)多目的的利用，例如作為清掃模式暫時使流速加快，吹除滯留在光學(xué)外殼202內(nèi)的灰塵等。在這種情況下也采取防止取樣空氣a擴(kuò)散的措施，所以不會發(fā)生感煙探測的誤動作。以上說明了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明不限定于所述的各個實(shí)施例。例如，取樣空氣a和潔凈空氣b的流動形狀，不限定于圓柱或圓環(huán)狀，也可以是橢圓形、長方形。而且，通過使激光L沿著長的方向，增加光的散射區(qū)域，所以可以增加用受光元件207接受的散射光的量，能更快更準(zhǔn)確地進(jìn)行火災(zāi)探測。本發(fā)明的各個實(shí)施例可以把必要的部分進(jìn)行組合來實(shí)施。
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權(quán)利要求
1.一種感煙探測器，包括光學(xué)外殼以及橫穿該光學(xué)外殼的檢煙部的取樣用的空氣通道，在所述光學(xué)外殼的暗箱內(nèi)設(shè)置有發(fā)光元件；受光元件，與所述發(fā)光元件具有規(guī)定的光軸角度，接受由于所述檢煙部的煙粒子導(dǎo)致的發(fā)光元件的散射光；以及光收集器，與所述發(fā)光元件相對配置，使雜散光衰減；其特征在于，所述光學(xué)外殼的檢煙部的內(nèi)壁面之中，所述受光元件的視野范圍內(nèi)的部分形成為光滑面，所述視野范圍外的部分形成為凹凸面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感煙探測器，其特征在于，所述檢煙部通過限制所述發(fā)光元件的光的小孔隔開，并且，所述發(fā)光元件的光，在通過小孔時產(chǎn)生衍射光，所述衍射光碰觸到所述光滑面后被反射到受光部的視野范圍外，該被反射的光在碰觸到所述凹凸面后衰減。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感煙探測器，在進(jìn)行感煙探測時，改善受光元件輸出信號的S/N比，以準(zhǔn)確地探測火災(zāi)發(fā)生。所述感煙探測器，在大致圓筒形的光學(xué)外殼(21)內(nèi)的兩個端部，設(shè)置有發(fā)光元件(11)和雜散光部(22)，在雜散光部(22)內(nèi)設(shè)置有具有曲面的光收集器(23)。此外，在發(fā)光元件(11)的附近設(shè)有聚光透鏡(24)，使光L入射到光收集器(23)的曲面上。在進(jìn)行感煙探測時，用受光元件(12)接受在檢煙部(25)由于煙粒子而產(chǎn)生散射的光，但由于向光收集器(23)入射的光在曲面上進(jìn)行多次反射，且每次反射都產(chǎn)生衰減，所以不會被受光元件(12)接受。因此，可以提高從受光元件(12)得到的輸出信號S的S/N比，在初期階段準(zhǔn)確地進(jìn)行感煙探測。
文檔編號G08B17/107GK102221536SQ20111006556
公開日2011年10月19日 申請日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者加藤健一 申請人:能美防災(zāi)株式會社