[实用新型]紧凑型光学烟雾探测器系统和设备

说明书

本公开涉及紧凑型光学烟雾探测器系统和设备。公开了一种用于检测小型、持久的烟雾探测器中烟雾存在的设备。具体地，本公开示出了如何在烟雾探测器周围构建非常紧凑的外壳，同时将来自外壳结构的反射保持在非常低的值，同时满足快速响应烟雾和防止环境光的所有其他外围需求。这允许非常小的烟雾颗粒的光散射测量在抗灰尘负面影响的装置中是可靠的。特别地，公开了几何光学元件，例如帽和光学缺陷元件。

相关申请的交叉引用

本申请与2017年12月15日提交的题为“紧凑型光学烟雾探测器系统和设备”的美国临时申请No.62/599,474以及2018年11月6日提交的题为“紧凑型光学烟雾探测器系统和设备”的美国专利申请No.16/181,878相关并要求其优先权，两个申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及烟雾检测。更具体地，本公开描述了与紧凑且坚固的检测器内的烟雾的光学识别有关的设备和技术。

背景技术

烟雾探测器是一种感知烟雾的装置，通常作为火灾的指示器。商业安全装置向火警控制面板发出信号，作为火警系统的一部分，而家用烟雾探测器，也称为烟雾警报器，通常从探测器本身发出本地声音或视觉警报。

烟雾探测器安装在塑料外壳中，通常形状像直径约150毫米(6英寸)和厚度25毫米(1英寸)的圆盘，但形状和尺寸各不相同。可以通过光学(光电)或通过物理过程(电离)检测烟雾，检测器可以使用任一种方法或两种方法。敏感警报可用于检测并禁止在禁止吸烟的区域吸烟。大型商业、工业和住宅建筑中的烟雾探测器通常由中央火警系统供电，该系统由具有备用电池的建筑电源供电。

家用烟雾探测器的范围从单独的电池供电单元到几个带电池备用的互连主电源单元；使用这些相互连接的单元，如果任何单元检测到烟雾，即使家用电源熄灭也都会触发。光学烟雾探测器的尺寸往往较大。因此，900/0的家用烟雾探测器采用电离技术。

虽然电离烟雾报警器通常对火焰火灾更敏感，但光电烟雾报警器通常对长时间闷烧(称为“阴燃火灾”)的火灾更敏感。对于每种类型的烟雾报警器，其提供的优势对于某些火灾情况下的生命安全可能是至关重要的。无论白天还是黑夜，家庭致命火灾都包括大量闷烧火灾和大量火焰。人们无法预测家中可能发生的火灾类型或何时会发生火灾。任何可接受的烟雾报警技术必须对两种类型的火灾都有可接受的效果，以便在一天中的任何时候提供火灾预警。或者晚上，无论是睡着还是醒着。

电离烟雾探测器使用放射性同位素，通常是銤-241，来电离空气；检测到由烟雾引起的差异并产生警报。烟雾探测器有两个电离室，一个向空气开放，一个参考室不允许粒子进入。放射源将α粒子发射到两个腔室中，从而使一些空气分子电离。

腔室中的电极对之间存在电位差(电压)；离子上的电荷允许电流流动。两个腔室中的电流应该相同，因为它们受到气压，温度和源老化的同等影响。如果任何烟雾颗粒进入开放腔室，一些离子将附着在颗粒上，而不能用于携带该腔室中的电流。电子电路检测到开放腔室和密封腔室之间已形成电流差异，并发出警报声。

光电或光学烟雾探测器包含红外、可见或紫外光源(通常是白炽灯泡或发光二极管)、透镜和光电接收器(通常是光电二极管)。在点型探测器中，所有这些部件都布置在腔室内，其中可能含有来自附近火焰的烟雾的空气流动。在诸如中庭和礼堂等大型开放区域中，使用光束或投射光束烟雾探测器代替单元内的腔室：壁挂式单元发射红外或紫外光束，其由单独接收和处理装置，或通过反射器反射回接收器。

在某些类型中，特别是光束类型中，光源发出的光穿过被测试的空气并到达光电传感器。由于烟雾、空气中的灰尘或其他物质，吸收的光强会因吸收而减少；电路检测到光强度，如果低于指定的阈值，可能会因烟雾而产生警报。在其他类型中，通常是腔室类型，光不是指向传感器，其在没有颗粒的情况下不被照射。如果腔室内的空气中含有颗粒(烟雾或灰尘)，则光线会散射，其中一些会到达传感器，从而触发警报。