[发明专利]烟感探测器

说明书

技术领域

本发明总体涉及消防系统中的烟感探测器(Smoke Detector)，尤其涉及消防系统中的一种散射式光电感烟探测器。

背景技术

散射式光电感烟探测器是消防领域普遍使用的探测设备。散射式光电感烟探测器利用气体中的颗粒对探测光的散射作用探测火情。市场上还有结合了温度传感器的烟温复合式的散射式光电感烟探测器及其他类型的基于散射式光电感烟探测器的符合式探测器。

通常希望烟感探测器具有较高的灵敏度，以便能够尽早地报告火警，提示现场人员及时撤离。现有的国家标准GB4715-2005中规定，光电烟感探测器的最小响应阈值Th不小于0.05dB/m。该阈值是在测试光电烟感探测器性能时，在测试烟箱中以一定的浓度增长速率加入测试烟雾，在探测器报警时测得的当时的烟雾对一个标准光源发出光的衰减度数值。该阈值Th反应了在探测器报警时刻烟的浓度大小，报警阈值越小，说明报警时的烟的浓度越低，也就是烟感探测器的灵敏度越高。

图1示例性地示出了一个典型的光电感烟探测器的示意图。光电感烟探测器通常安装在室内的屋顶上，成倒置位置安装。图1为一个安装在屋顶的光电感烟探测器100的内部结构的仰视图。该光电感烟探测器100为一个从探测腔侧面进烟的前向散射式光电感烟探测器。如图1所示，光电感烟探测器100包括一个探测腔110、一个发光元件120、一个光接收元件130。发光元件120例如为红外线发光二极管或其他波段的发光二极管。光接收元件130例如为光敏二极管或其他感光元件。环绕围成该探测腔110的侧壁上设有开口。光电感烟探测器所在位置及其附近漂浮的颗粒10可通过该开口进入到探测腔110内。这里，在有火灾发生时，颗粒10包括燃烧产生的由多相物质组成的气溶胶(aerosol)，其通常包括可燃物热解或燃烧产生的气相燃烧产物、卷吸进去的大量空气、未完全燃烧的液、固相分解物和微小颗粒。在有火灾发生时的这种气体和颗粒也可以统称为火灾烟雾或火灾烟气，其中火灾烟雾中的颗粒对光线的散射效果明显。

在图1中，发光元件120和光接收元件130之间的夹角α大于90°且小于180°。发光元件120发出的出射光20被探测腔110内的颗粒散射，其中的散射光30会入射到光接收元件130上。如图可见，散射光30与出射光20之间的夹角大体上也是α>90°，这种结构称作前向散射结构。

目前中国市场上的散射式光电感烟探测器因其灵敏度设置较高，而易于在较小的扰动下产生误报火警。为此，中国的消防领域管理机构近期提出：需要适度提高最小响应阈值，例如提高大体上一个数量级。若最小响应阈值提高到大约0.2～0.4dB/m，则如图1所示的这种单纯前向散射式光电感烟探测器就难以满足国标的所有试验要求。

为了解决上述问题，本领域中还提出了一种后向散射式光电感烟探测器，如图2所示。与图1的光电感烟探测器不同，在图2所示的光电感烟探测器200中，发光元件120和光接收元件130之间的夹角β小于90°。发光元件120发出的出射光20被探测腔110内的颗粒散射，其中的散射光40会入射到光接收元件130。散射光40大体上是沿与出射光20相反的方向行进且与出射光20之间的夹角亦为β小于90°。是故，散射光40称作后向(反向)散射光。图2所示结构也称作后向散射结构。后向散射相对于前向散射对某些烟雾具有较高的灵敏度，但是总体来说后向散射光的信号强度相对较弱，对信噪比的要求更高，为此，后向散射式烟感探测器中需要配备有消光效果好的光学结构(也称作迷宫结构)，来吸收或消除杂散光并同时将气体和颗粒滞留在探测腔内。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种消防系统中的烟感探测器，其采用光电原理且对于烟雾检测具有相对较高的最小响应阈值。本发明的另一个目的在于提供一种烟感探测器，其能够以较小的成本实现该较高的最小响应阈值。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种烟感探测器，其包括：一个探测腔，其配置成能够使得所述烟感探测器附近漂浮的颗粒进入所述探测腔；一个发光元件，其置于所述探测腔内，以向所述探测腔内的颗粒投射光线；一个光接收元件，其置于所述探测腔内，以接收由所述探测腔内的所述颗粒散射的光线；至少一个反射体，其置于所述探测腔内且与所述发光元件和所述光接收元件位于同一水平面内，以将由所述颗粒散射的光线向所述光接收元件引导，和/或将所述发光元件发出的光线朝向所述发光元件的方向反射回去。

优选地，所述至少一个反射体中至少之一设置成大体上正对所述光接收元件。或者，所述至少一个反射体中至少之一设置成大体上正对所述发光元件。