專利名稱：一種光電感煙火災(zāi)探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種火災(zāi)探測器，它特別涉及一種采用光學(xué)感煙原理的火災(zāi)探測器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的火災(zāi)探測器對傳感器采集的各種信息，不能在時間上、變化上進行了分析，存在環(huán)境對探測器的各種影響，難以正確分析真假火災(zāi)情況，實現(xiàn)正確報警。另一方面，對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障及探測器自身的故障，探測器不能診斷，不能顯示，使故障不能得到及時處理。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種具有故障自分析能力、能夠發(fā)出維修信號以及黃色維修閃光信號、環(huán)境煙靈敏度自動調(diào)整、可設(shè)置探測器靈敏度、具有三種指示燈閃亮的光電感煙火災(zāi)探測器。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)這種光電感煙火災(zāi)探測器，它的固定底座通過中盤卡片同探測器殼體相連，探測器殼體內(nèi)安裝有電路板，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器安裝在探測器殼體內(nèi)，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器由發(fā)光管斜向安裝在光具座下部，收光管斜向安裝在光具座下部與發(fā)光管相對的位置，發(fā)光管與收光管形成一個夾角，收光管接受報警漫射光和背景漫射光。
光電感煙火災(zāi)探測器的煙霧傳感器電路中的集成電路的輸出端同放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端和微處理器的輸入端相連，在微處理器的輸出端上連接有雙色燈閃爍電路。
光電感煙火災(zāi)探測器中的發(fā)光管與收光管形成一個α夾角的最佳角度為135°±1°。
光電感煙火災(zāi)探測器的煙霧傳感器電路是由集成電路上連接的收光管、電阻構(gòu)成。雙色燈閃爍電路是微處理器的輸出端通過電阻連接可以發(fā)出單色或混和光的雙色發(fā)光二極管。放大電路的集成電路的輸入端通過電容同煙霧傳感器電路中的集成電路的輸出端相連，放大電路連接有調(diào)節(jié)探測器靈敏度的電阻和調(diào)節(jié)背景光強弱的電阻。
集成電路上連接的收光管設(shè)計為零偏壓工作，從而通過的電流全部是與光照度線性變化的光電流。與之相配置的前置放大器為輸入阻抗很小的電流電壓轉(zhuǎn)換電路?？紤]到單端輸入的電流電壓轉(zhuǎn)換電路的抗干擾能力差，失調(diào)造成的輸出偏差電壓大，設(shè)計為差動輸入電流電壓轉(zhuǎn)換電路。
放大器集成電路的輸入采用簡單的交流去耦合電容來抑制相對穩(wěn)定的環(huán)境光或人工照明造成的波動。主放大器中電阻用來細調(diào)探測器的靈敏度；電阻R28*用來調(diào)整背景光的常態(tài)值。
光源驅(qū)動電路采用脈沖觸發(fā)方式，增強發(fā)光二極管E的壽命，提高了驅(qū)動電流和光亮度。發(fā)光二極管亮度的穩(wěn)定性依賴于通過它的電流。電路中穩(wěn)壓管Z3對輸出電壓起限幅使用，對開關(guān)三極管的基極電位牽制，以使流過發(fā)光二極管E的電流穩(wěn)定。電路中串接的電阻可用于粗調(diào)探測器的靈敏度。
傳感器信號經(jīng)電流放大、濾波、輸入微處理器A/D口，成為數(shù)字量信號。數(shù)字量信號經(jīng)過數(shù)字濾波并作平滑處理，然后進行數(shù)值判斷。將信號分別與火警閾值、故障限值進行數(shù)值比較。火警閾值和故障限值是經(jīng)過算術(shù)處理的，等于各自的設(shè)定值加上修正值。這個修正值由二部分組成，其一為靈敏度自動調(diào)整值，由歷程統(tǒng)計加權(quán)估測得出；其二為靈敏度的補償值，它根據(jù)背景光的常態(tài)值變化量的比例得出。當數(shù)字量信號超過火警閾值后，再進行上升速率分析和時間積累處理。如果上升速率在規(guī)定的范圍內(nèi)，則確認為火警，否則軟件做出適當?shù)幕鹁撝堤嵘Ｈ绻俪^提升后的閾值，則確認為火警。
本實用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1.具有故障自分析能力。根據(jù)常態(tài)值判斷測量是否在跟蹤補償?shù)姆秶畠?nèi)。超出此范圍則不予補償，發(fā)出維修信號以及DELD黃色維修閃光信號。無故障時發(fā)出綠色閃光?；鹁瘯r紅色閃光。
2.環(huán)境煙靈敏度自動調(diào)整。對于灰塵、吸煙及環(huán)境等因素造成緩慢增加的環(huán)境煙，在較長的一段時間上連續(xù)觀測，做出歷程的統(tǒng)計加權(quán)平均值，根據(jù)估測取得靈敏度提升調(diào)整值。
3.升煙速率的分析。經(jīng)過靈敏度補償和靈敏度調(diào)整后，再進行升煙速率的火警判斷。當上升速率在速率的限值時，延時一秒重復(fù)判斷，連續(xù)三次，則確認為火警。否則探測器作適當閾值提升或作為預(yù)警發(fā)出報告主控制器。
4.可設(shè)置探測器靈敏度。借助于軟件微處理器PIC16F676的E2PROM存儲器設(shè)置探測器高、中、低三不種靈敏度級別。根據(jù)使用地區(qū)的環(huán)境情況設(shè)定探測器靈敏度，最大限度地發(fā)揮保護能力。
5.具有演示功能。借助于硬件插針，探測器設(shè)置為演示工作狀態(tài)。能顯示實測升煙歷程(模擬量)、火警閾值、火警預(yù)警、背景光模擬量、環(huán)境變化值及其限值、故障檢測情況和探測器的正常工作等，以及在調(diào)試及檢驗工作中有關(guān)的有用信息。
6.背景光技術(shù)。由于采用特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)，減少了光學(xué)面的污染，使得光電二極管只能收到紅外脈沖光在檢煙室內(nèi)多次反射所形成微弱的背景光。背景光信號控制在滿量程的1/8左右。軟件一直在跟蹤正常環(huán)境下背景光的常態(tài)值，并根據(jù)這個常態(tài)值對探測器因老化、污染、溫度、環(huán)境影響等引起靈敏度的變化作補償。


圖1本實用新型的剖視圖。
圖2本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
參見說明書附圖1、圖2。這種光電感煙火災(zāi)探測器，它包括有探測器光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器及相關(guān)電路構(gòu)成，固定底座5通過中盤卡片2同探測器殼體1相連，探測器殼體1內(nèi)安裝有電路板4，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器3安裝在探測器殼體1內(nèi)，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器的感應(yīng)端與被探測對象相對；煙霧傳感器電路的輸出端同放大電路的輸入端和微處理器的輸入端相連，在微處理器的電路上還分別連接有放大電路、雙色燈閃爍電路。
電路是由集成電路U2B上連接的收光管D、電阻R22、R23構(gòu)成。雙色燈閃爍電路是集成電路U1的輸出端通過電阻R13、R14連接可以發(fā)出單色或混和光的雙色發(fā)光二極管DLED。放大電路的集成電路U2A的輸入端通過電容C14同煙霧傳感器電路中的集成電路U2B的輸出端相連，放大電路連接有調(diào)節(jié)探測器靈敏度的電阻R24和調(diào)節(jié)背景光強弱的電阻R28、R27。
光源驅(qū)動電路采用脈沖觸發(fā)方式，增強發(fā)光二極管E的壽命，提高了驅(qū)動電流和光亮度。發(fā)光二極管亮度的穩(wěn)定性依賴于通過它的電流。電路中穩(wěn)壓管Z3對輸出電壓起限幅使用，對開關(guān)三極管的基極電位牽制，以使流過發(fā)光二極管E的電流穩(wěn)定。電路中串接的電阻R20可用于粗調(diào)探測器的靈敏度。
傳感器信號經(jīng)電流放大、濾波、輸入微處理器A/D口，成為數(shù)字量信號。數(shù)字量信號經(jīng)過數(shù)字濾波并作平滑處理，然后進行數(shù)值判斷。將信號分別與火警閾值、故障限值進行數(shù)值比較。火警閾值和故障限值是經(jīng)過算術(shù)處理的，等于各自的設(shè)定值加上修正值。這個修正值由二部分組成，其一為靈敏度自動調(diào)整值，由歷程統(tǒng)計加權(quán)估測得出；其二為靈敏度的補償值，它根據(jù)背景光的常態(tài)值變化量的比例得出。當數(shù)字量信號超過火警閾值后，再進行上升速率分析和時間積累處理。如果上升速率在規(guī)定的范圍內(nèi)，則確認為火警，否則軟件做出適當?shù)幕鹁撝堤嵘Ｈ绻俪^提升后的閾值，則確認為火警。
電路中的電子元器件可以采用以下參數(shù)電阻R21＝100；R13＝2K；R18＝3K；R14＝3.9K；R1＝5.1K；R25＝5.6K；R8＝10K；R6＝33K；R12、R19＝51K；R2＝62k；R3＝100K；R16＝130；R10、R26、R4＝200K；R22、R23＝10M；R9＝20Ω；R11、R20＝1K；R7＝2K；R17＝51K；R5＝62K；R15＝1M。
電容C2C4C10＝103/63V；C7、C8＝82P/63V；C14＝474/63V；C12＝5.6P/50V；C6＝104/25V；C5＝CD11/10U/25V；C1、C9＝CD11/22U/50V；C3＝CD11/47U/16V；C11＝CD11/220U/16V。
晶體管及集成電路D1-D6＝4007；T1T3-T6＝5551；T2＝9015；Z3＝6.2V；Z1＝6.8V；Z2＝11V；U1＝PIC16F676；U2＝MCP6002；E＝GL5S；D＝PN5S；DLED＝5。
晶振CR＝480K。
權(quán)利要求1.一種光電感煙火災(zāi)探測器，它的固定底座(5)通過中盤卡片(2)同探測器殼體(1)相連，探測器殼體(1)內(nèi)安裝有電路板(4)，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器(3)安裝在探測器殼體(1)內(nèi)，其特征在于A.光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器的具體構(gòu)成為發(fā)光管(6)斜向安裝在光具座(7)下部，收光管(8)斜向安裝在光具座(7)下部與發(fā)光管(6)相對的位置，發(fā)光管(6)與收光管(8)形成一個夾角(α)，收光管(8)接受報警漫射光和背景漫射光；B.煙霧傳感器電路中的集成電路(U2B)的輸出端同放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端和微處理器(U1)的輸入端相連，在微處理器(U1)的輸出端上連接有雙色燈閃爍電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電感煙火災(zāi)探測器，其特征在于所述的發(fā)光管(6)與收光管(8)形成的夾角(α)的最佳角度為135°±1°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電感煙火災(zāi)探測器，其特征在于所述的煙霧傳感器電路是由集成電路(U2B)上連接的收光管(D)、電阻(R22、R23)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電感煙火災(zāi)探測器，其特征在于所述的雙色燈閃爍電路是微處理器(U1)的輸出端通過電阻(R13、R14)連接可以發(fā)出單色或混和光的雙色發(fā)光二極管(DLED)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電感煙火災(zāi)探測器，其特征在于所述的放大電路的集成電路(U2A)的輸入端通過電容(C14)同煙霧傳感器電路中的集成電路(U2B)的輸出端相連，放大電路連接有調(diào)節(jié)探測器靈敏度的電阻(R24)和調(diào)節(jié)背景光強弱的電阻(R28、R27)。
專利摘要本實用新型涉及一種光電感煙火災(zāi)探測器，它的固定底座通過中盤卡片同探測器殼體相連，探測器殼體內(nèi)安裝有電路板，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器安裝在探測器殼體，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的煙霧傳感器有發(fā)光管斜向安裝在光具座下部，收光管斜向安裝在光具座下部與發(fā)光管相對的位置，發(fā)光管與收光管形成一個夾角，收光管接受報警漫射光和背景漫射光。霧傳感器電路中的集成電路的輸出端同放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端和微處理器的輸入端相連，在微處理器的輸出端上連接有雙色燈閃爍電路。它具有低成本、抗干擾能力強、振蕩電路、報警時閃紅燈、巡檢時閃綠燈、探測器探到故障時閃黃燈、同時具有一只雙色燈發(fā)出三種不同顏色的光的優(yōu)點。
文檔編號G01N21/53GK2752757SQ20042006075
公開日2006年1月18日 申請日期2004年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者袁大奎, 陸瑞齡 申請人:袁大奎, 陸瑞齡