[发明专利]感烟探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸气型感烟探测器(smoke detector)。特别地，本发明涉及一 种包括了声波源的探测器，所述声波源可用于将空气中的微粒物质聚结成大的 粒子，然后流入感烟传感器。

背景技术

可用于感烟探测器的光学感测技术，可分为透射和光散射技术。早期火灾 探测中的透射测量需要不切实际的长的光路。散射信号的强度除了依赖于每单 位体积中的粒子数和入射光的强度之外还依赖于很多因素。可通过优化波长， 散射角，探测器灵敏度，入射光的强度和入射光的偏振状态来适度增强低烟尘 密度下的光散射信号。

气溶胶和胶体的声波聚结是一种在制药，环境以及其它工业应用中用于处 理极小的微粒物质的广为人知的技术。其基本概念基于在声波共振器中形成驻 波。声(通常为超声)压迫使小的和大的粒子与空气分子一起发生抖动。然而， 较大的粒子具有较大的滑动系数，不能随空气运动(在超声频率下尤其是这样)， 较小的粒子则能。结果，相比于仅由于热运动产生的碰撞，气溶胶粒子经历了 增大的碰撞频率。

每一次碰撞可能会造成粒子的凝聚，其中较小的粒子消失，较大的粒子出 现。随着较大的粒子形成，它们倾向于朝着声场中的一个或者多个节点位置移 动，在那里它们开始聚结(称为絮凝的现象)。如果场的能量足够，它们倾向于 漂浮在空中。总而言之，如果在含有小浓度气溶胶的空间中建立驻波共振声场， 那么在几秒钟内，那些粒子将会在声场的节点处凝结为更大的粒子。

光感烟探测器具有这样的优点，其可对闷燃型的火灾作出响应，因此可潜 在地提供对其的早期警报。通常这样的技术也已经在世界范围内得到广泛的认 可。

因此对光学类型的感烟探测器的性能的提高存在着持续的需求。优选地， 在不会提高错误警报的发生率的同时能够提高灵敏度。

附图说明

图1是包含该发明的装置的框图。

具体实施方式

虽然本发明的实施例可以采用很多不同的形式，但是附图中示出了具体的 实施例并将在此做详细描述。应当理解，这里的公开被认为是本发明的原理的 示例，同时也是实施其的最佳方式，不能将本发明限于所示的具体实施例。

根据本发明，烟尘的大小分布函数可通过利用高强度的共振声场来改变。 声场迫使粒子随着场运动，但是大的粒子不能像小的粒子那样容易地随着场运 动。粒子增大的碰撞频率最终形成悬浮在声场节点处的大的粒子，大的粒子可 使用传统的光散射技术更容易地探测。

有利地，在本发明的实施例中，如果在很低的密度下，所有的粒子塌陷 (collapse)成一个单独的粒子，则光散射信号可被放大数百倍。这种技术可应用 于所有类型的光电探测器。然而，优选的实施例可对吸气型探测器的流动路径 施加声场。

本发明的一方面，气流通过吸气系统控制而非通过环境条件控制，并且声 俘获可更好地加以控制。在这种情况下有可能改变悬浮周期的持续时间以及监 测所形成的可与火灾情况有关的所生成粒子的生长。吸气系统的另一个优点是 功耗通常不像点型光电探测器那样苛刻。而另一个优点是系统的空间限制不严 格，并且可能将声场限制在探测器外壳内。

最后，可组合使用附加的感测技术以提高系统的抗干扰性。这可包括使用 多色散射信号、附加的气体传感器或者监测在由高强度的光源，光热射束偏转 或者其它所有不限的合适的技术照射时的粒子的发热。

根据本发明的探测器10图示在图1中。探测器10包括与外罩16带有的流 管14耦合的流入端口12。管道14为带有大气的外界(ambient)微粒提供有限 的、内部的流动路径。

本发明的一方面，由管道14形成的流动路径中可包括滤尘器18。本领域技 术人员应当理解过滤元件18是可选的。

探测器10中包括超声压电换能器20，其可以生成高强度的声场，其可耦合 到由管道14形成的流动路径中的区域24。区域24可为一个有限的区域，如本 领域人员所理解的那样，其中可生成声场。

换能器20可在40KHz速率下，以选择的甚至若干个波长共振。本领域技 术人员应当理解，换能器，例如换能器20，可在区域24内生成大约140dB的 超声驻波。所述场能够悬浮选择的空气中微粒物质，例如烟尘粒子。