[发明专利]双波长光源和双散射角的锂离子电池火灾烟雾探测装置及方法

权利要求书

1.双波长光源和双散射角的锂离子电池火灾烟雾探测装置，其特征在于：包括双光路感烟探测器(1)和信号采集系统，其中，该双光路感烟探测器(1)含有一个光源模块(2)和两个接收器模块即第一接收器模块(3)和第二接收器模块(4)，其中，光源模块(2)包括一个LED光源(5)、光源透镜(6)、光源圆柱套筒(7)和光源透镜安装座(8)，光源透镜(6)用于汇聚LED光源发出的光束，LED光源(5)利用螺纹组件安装在光源圆柱套筒(7)的内螺纹中，光源透镜(6)通过卡环安装在光源透镜安装座(8)的内螺纹中，组装好的光源圆柱套筒(7)和光源透镜安装座(8)利用各自的内、外螺纹相连接并且通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置，光源透镜(6)用于汇聚LED光源(5)发出的光束以提供探测器装置所需的稳定光束，第一接收器模块(3)包括一个第一接收器(10)、第一接收器透镜(12)、第一接收器圆柱套筒(14)和第一接收器透镜安装座(16)，第一接收器(10)利用螺纹组件安装在第一接收器圆柱套筒(14)的内螺纹中，第一接收器透镜(12)通过卡环安装在第一接收器透镜安装座(16)的内螺纹中，组装好的第一接收器圆柱套筒(14)和第一接收器透镜安装座(16)利用各自的内、外螺纹相连接，然后通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置且与光源模块(2)的夹角为45°，第一接收器透镜(12)用于汇聚从圆盘中心处散射的光信号并且传输到第一接收器(10)上得到第一路光电流信号的散射光功率，第二接收器模块(4)包括一个第二接收器(9)、第二接收器透镜(11)、第二接收器圆柱套筒(13)和第二接收器透镜安装座(15)，第一接收器(10)和第二接收器(9)分别布置在散射角为45°和135°的位置，接收相应角度的散射光功率，第二接收器(9)利用螺纹组件安装在第二接收器圆柱套筒(13)的内螺纹中，第二接收器透镜(11)通过卡环安装在第二接收器透镜安装座(15)的内螺纹中，组装好的第二接收器圆柱套筒(13)和第二接收器透镜安装座(15)利用各自的内、外螺纹相连接，然后通过螺丝固定在圆盘的半径为4cm位置且与光源模块(2)的夹角为135°，第二接收器透镜(11)用于汇聚从圆盘中心处散射的光信号并且传输到第二接收器(9)上得到第二路光电流信号的散射光功率；

信号采集系统包括LED光源驱动器(17)、第一信号放大器(18)和第二信号放大器(19)、数据采集仪(20)和计算机(21)，其中LED光源驱动器(17)可以为LED光源提供长期稳定的供电电压，第一信号放大器(18)和第二信号放大器(19)可以将第一接收器、第二接收器的光电流信号转换成模拟电压信号，数据采集仪(20)用于采集模拟电压信号到计算机(21)上；LED光源(5)采用的是405nm蓝光和850nm红外光结合的双波长LED光源。

2.双波长光源和双散射角的锂离子电池火灾烟雾探测方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的装置，所述方法包括如下步骤：

第一步：LED光源(5)发射某种波长光束，两个接收器同时接收前向散射和后向散射光功率P_F、P_B；

第二步：判断该波长条件下前向散射光功率P_F与背景光功率P_F0差值是否大于常值a，是则进行下一步，否则进行第一步；

第三步：计算该波长条件下前向散射光功率P_F与后向散射光功率P_B的比值，即不对称比，结合前N-1次的不对称比，计算不对称比的标准差，判断是否小于常值b，是则进行下一步，否则进行第一步；

第四步：判断当前不对称比是否大于常值c小于常值d，是则进行下一步，否则进行第一步；

第五步：根据c、d大小判断当前气溶胶粒子类型；

其中，在上述的五个步骤中，a，b，c，d的大小需要根据具体的实验测量得到，N的大小也需要根据实验结果确定；其中，a和b用于区分无气溶胶粒子或者只有极少量气溶胶粒子的情况，c，d用于区分锂离子电池火灾烟雾与其他类型气溶胶。

3.根据权利要求2所述的双波长光源和双散射角的锂离子电池火灾烟雾探测方法，其特征在于：通过上述五个步骤可以确定在双波长条件下可能探测到的气溶胶粒子类型。

4.根据权利要求2所述的双波长光源和双散射角的锂离子电池火灾烟雾探测方法，其特征在于：发射405nm的蓝光和850nm的红外光，可以实现锂离子电池火灾烟雾与其他类型气溶胶的准确区分。