[发明专利]一种散射型火灾烟雾探测器及其光吸收器

说明书

本发明公开了一种散射型火灾烟雾探测器及其光吸收器，包括聚光器外壳，空心圆筒和圆锥体，在聚光器外壳的前端是光束的入口，空心圆筒一端与聚光器外壳后端连接，圆锥体设置在空心圆筒的另一端底部，聚光器外壳的内部反射面为复合抛物面型反射面。该光吸收器对入射光线吸收分为两类，第一类：光束入射到聚光器外壳内表面，内表面对光束进行大部分地吸收以及小部分地反射汇聚，汇聚的部分进入空心圆筒和圆锥体构成的凹面体中，进行进一步的反射吸收，第二类：光束直接入射到空心圆筒和圆锥体组成的凹面体内进行多次反射和吸收。经过上述过程，入射光束可以得到高效吸收，从而显著降低探测器内部光源对背景信号的影响。

技术领域

本发明涉及火灾烟雾探测器技术领域，尤其涉及一种散射型火灾烟雾探测器及其光吸收器以及应用该光吸收器的散射型火灾烟雾探测器。

背景技术

散射型烟雾探测器是应用最为广泛的火灾探测方式，其基本设计原理是利用火灾过程中产生的烟雾颗粒对光束的散射作用，通过测量一定角度的散射光强来判断是否发生火灾。核心结构为一个迷宫腔室，可以有效阻挡外界环境光进入探测器，探测器的发光元件和接收元件布置在迷宫腔室内部。正常工作条件下，发光元件以脉冲形式发射光束，同时探测器采集信号。虽然腔室是黑色材质，但是不可避免地仍然会反射或漫反射部分光，反射的光会有部分被接收元件接收产生一定的背景信号。特别地，当探测器经过长时间使用后，内部会积累灰尘，相当于大大增加了腔室表面的反射率，于是造成背景信号的显著漂移，甚至会影响探测性能。

为了确保探测器稳定运行，无气溶胶入侵情况下应避免光束直射或反射到达接收元件的敏感区域上，为此，有必要设计一种高效的光吸收器，用于该探测器的腔室，对光源发出的光束进行基本完全吸收。这样设计的一个好处在于，即使探测器腔室内部被严重污染，由于没有光束到达污染表面，背景信号不会发生明显变化。这样设计的另一个好处在于，即使使用高能光源，探测器的背景信号也不会显著增加，相当于增大了信噪比。

已有的用于烟雾探测器的光吸收器是中国专利CN106574989A公开的圆锥形光吸收器，该光吸收器存在的问题是入射进去的光线会发生光路可以预测的几次反射，很可能会反射回来进入到腔室中，反射回来的光线仍然有较大光强度，会造成难以预测的背景信号。

另一方面，保证该光吸收器发挥有效作用是使用具有较小发散的窄光束的光源，如英国专利GB2404731公开的一种表面安装器件(SMD)，可以使LED产生窄光束。或者使用准直度非常高的激光光源，与光吸收器配合使用可以极大降低探测器的背景信号，以及减少气溶胶污染造成的影响。

综上所述，在现有的散射型火灾烟雾探测器中，由于不具备光吸收器结构或者光吸收器的吸光效果不理想，极大影响了探测器的稳定性和可靠性，这已经是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出一种散射型火灾烟雾探测器及其光吸收器，能够对入射的光束进行高效吸收，显著降低内部光源产生的背景信号。

本发明提出一种一种散射型火灾烟雾探测器的光吸收器，包括聚光器外壳，空心圆筒和圆锥体，在聚光器外壳的前端是光束的入口，空心圆筒一端与聚光器外壳后端连接，圆锥体设置在空心圆筒的另一端底部，聚光器外壳的内部反射面为复合抛物面型反射面。该光吸收器对入射光线吸收分为两类，第一类：光束入射到聚光器外壳内表面，内表面对光束进行大部分地吸收以及小部分地反射汇聚，汇聚的部分进入空心圆筒和圆锥体构成的凹面体中，进行进一步的反射吸收，第二类：光束直接入射到空心圆筒和圆锥体组成的凹面体内进行多次反射和吸收。经过上述过程，入射光束可以得到高效吸收，从而显著降低探测器内部光源对背景信号的影响。

在进一步的实施例中，该光吸收器，选用黑色塑料材质，并且内部表面光滑，尤其是保证聚光器外壳内表面光滑。

在进一步的实施例中，光吸收器入口尺寸要大于该位置入射光束的截面尺寸，确保所有光束能够进入该光吸收器。