[发明专利]微粒检测传感器

说明书

本发明涉及光电式微粒检测传感器，所述微粒例如是火焰产生的烟或空气中的灰尘。具体而论，本发明涉及的微粒检测传感器能够延长用作光源的激光二极管(LD)的寿命。此外，本发明涉及的微粒检测传感器还能够在宽的动态范围内工作，并且在报警值为低灵敏感度时，能够减小光源的驱动电流，以减少发射的光，这样就降低了电能损耗并延长了光源的寿命。

通常，在诸如高灵敏度的烟雾传感器或灰尘监视器等微粒检测传感器中，将光从光源发射到检测区域，并检测由检测区域内的微粒散射的光，由此来检测微粒。通常使用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、氙气灯、或类似物作为光源。

在使用诸如LD作为高敏感度微粒检测的光源的微粒检测传感器中，通常必须使用具有高S/N率的光学系统，以获得高分辩率(即：微粒浓度——传感器输出特征曲线的斜率很陡峭)。为了实现高灵敏度检测，LD必须发射大量的光以增加散射光，或者必须使用大增益的放大器以增加传感器的输出(电压)。

然而，报警值(即：在例如出现火焰时，微粒增量的设定点值)通常随着传感器安装地点不同而有所变化，于是与环境因素有关。这也就是说，在非常干净的地方应把报警值设置成高灵敏度，而在微粒在一定程度上一直存在的地方应把警报值设置成较低灵敏度(相对于上述高灵敏度而言)。

通常，当在传感器内改变灵敏度时，将由接收到的经过放大的散射光获得的值与报警值进行比较，以进行报警决策，并且随后改变报警值以改变灵敏度。这也就是说，通过改变比较器的基准值来改变灵敏度。当借助控制单元(例如，与检测微粒的微粒传感器相连的火焰控制盘)来改变灵敏度时，由比较器根据接收的传感器输出进行报警决策。

一般来说，LD发射出的光的多少与温度有关，即：即使供给同样的驱动电流，发射的光的多少也会随温度的增加而减少。于是，在温度较低的情况下，为了发射出同样多的光，则必须增加驱动电流。但是，如果供给的驱动电流等于或大于预定值就会导致LD损坏。即使没有达到预定值，大的驱动电流也会使一般的半导体元件产生热量等，在高温条件下使用这样的器件会在相当大的程度上影响其寿命。此外，如前所述，传统的微粒检测传感器已被设计成能在维持高灵敏度情况下检测微粒。所以，即使将灵敏值改变成较低值，LD也发射出消耗大量驱动电流的光，这会缩短LD寿命。

本发明旨在解决上述问题，其目的在于提供一种能够延长光源(如LD)寿命的微粒检测传感器。

本发明的另一目的在于提供一种微粒检测传感器，该传感器在灵敏度为较低值时，能在不改变报警值的情况下减少供给光源的驱动电流，从而减少发射光，这样就降低了电能的损耗并延长光源的寿命。

本发明的再一目的是扩宽传感器的工作动态范围。

根据本发明，提供一种微粒检测传感器，它包括：光源；发光装置，与光源电连接以使其发射光；光接收装置，在检测到的由所述光源发射出的并由微粒散射光时产生传感器的输出；控制装置，与所述发光装置电连接以控制所述光源的受控量。

根据本发明，提供的微粒传感器进一步还包括：设在光源附近用于测量温度的温度测量装置。

在本发明的微粒检测传感器中，微粒(例如火焰产生的烟雾或空气中的灰尘)使从光源中发射出的光产生散射，并且由光接收装置接收所述散射光，以检测微粒的存在。光源附近的温度测量装置对温度进行测量，控制装置根据测量值控制光源的受控发光量。

图1是根据本发明实施例的微粒检测传感器的方框图；

图2是描述图1方框图所示的LD发光电路的示意图；

图3是用于替代图2中模拟多路转换器和多个电阻的电子体电阻(electron volume)器件的示意图；

图4是LD的特性曲线；

图5是描述另一个LD发光电路的示意图；

图6是描述图5所示LD发光电路的LD发光状态的示意图；

图7是解释本发明实施例1的工作的流程图；

图8是表示一个转换数据表的曲线图；

图9是表示另一转换数据表的曲线图；

图10是描述另一个LD发光电路的示意图；以及

图11是解释本发明实施倒2的工作的流程图。

实施例1

下面参照附图进一步描述本发明的实施例。