[go: up one dir, main page]

RU2379760C1 - Optical smoke detector - Google Patents

Optical smoke detector Download PDF

Info

Publication number
RU2379760C1
RU2379760C1 RU2008130139/09A RU2008130139A RU2379760C1 RU 2379760 C1 RU2379760 C1 RU 2379760C1 RU 2008130139/09 A RU2008130139/09 A RU 2008130139/09A RU 2008130139 A RU2008130139 A RU 2008130139A RU 2379760 C1 RU2379760 C1 RU 2379760C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring chamber
radiation source
photodetector
optical
radiation
Prior art date
Application number
RU2008130139/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Дмитриевна Васильева (RU)
Елена Дмитриевна Васильева
Юрий Аркадьевич Рубашкин (RU)
Юрий Аркадьевич Рубашкин
Сергей Александрович Щеглов (RU)
Сергей Александрович Щеглов
Евгений Вячеславович Назаров (RU)
Евгений Вячеславович Назаров
Алексей Юрьевич Фадеев (RU)
Алексей Юрьевич Фадеев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника" filed Critical Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника"
Priority to RU2008130139/09A priority Critical patent/RU2379760C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2379760C1 publication Critical patent/RU2379760C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics; signaling.
SUBSTANCE: invention relates to fire detection devices, and specifically to optical smoke detectors with scattered optical radiation. The smoke detector has a measurement chamber with a cover, a bottom with openings for smoke penetration and a closed side guard. Inside the measurement chamber there is an optical radiation source and a photodetector in holders, lying at an angle to each other such that, the optical axis of the radiation source lies outside the field of vision of the photodetector. The measurement chamber also has peripheral elements which reflect optical radiation, lying on a section between holders of the optical radiation source and photodetector. The inner surface of the side guard on the section where there are peripheral reflecting elements is toothed and has the shape of adjacent triangular teeth radially directed relative the point of intersection of optical axes of the radiation source and photodetector in the horizontal cross sectional plane of the measurement chamber. The peripheral reflecting elements are made in form of laminated partitions radially directed relative the said point and the laminated partitions have in the horizontal cross-sectional plane of the measurement chamber a rectangular shape with a rhomb-shaped end, which adjoin peaks of the inner toothed surface of the side guard directed inside the working volume of the measurement chamber with formation of cells which absorb optical radiation, the inner surface of each of which is formed by the inner surface of the tooth of the side guard and oppositely lying surfaces of two neighbouring partitions. Mutual angular position and dimensions of faces of the multifaceted inner surface of the said cells are selected from the condition that, beams from the radiation source falling into their cavities undergo multiple reflection on their inner surfaces.
EFFECT: reduced background illumination signal of the smoke detector.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам обнаружения пожара, а именно, к оптическим датчикам дыма с рассеянным оптическим излучением.The invention relates to fire detection means, namely, to optical smoke sensors with scattered optical radiation.

Известны оптические датчики дыма, содержащие источник оптического излучения и фотоприемник, расположенные таким образом, что прямым путем от источника излучения к фотоприемнику испускаемые лучи попасть не могут, работа которых основана на том, что при наличии частиц дыма в области, где осуществляется контроль плотности оптического излучения задымленной среды, рассеянное частицами дыма излучение попадает в фотоприемник, при этом вырабатывается соответствующий электрический сигнал. В этой связи весьма существенным является то, чтобы в фотоприемник поступало излучение, рассеянное именно частицами дыма, и не поступал сигнал так называемой фоновой засветки, формируемый отраженным излучением от деталей датчика дыма или поступающим в него извне, поскольку вызываемый фоновой засветкой электрический сигнал снижает точность работы детектора и может привести к его ложному срабатыванию. Для уменьшения фоновой засветки рассматриваемые оптические датчики содержат детали, на поверхности которых происходит отражение и поглощение лучей от источника излучения, падающих на указанные поверхности.Optical smoke detectors are known that contain an optical radiation source and a photodetector, such that emitted rays cannot get directly from the radiation source to the photodetector, the operation of which is based on the fact that in the presence of smoke particles in the region where the optical density is controlled a smoky environment, the radiation scattered by smoke particles enters the photodetector, while the corresponding electrical signal is generated. In this regard, it is very important that the photodetector receives radiation scattered precisely by the smoke particles, and the signal of the so-called background illumination generated by the reflected radiation from the smoke detector parts or coming from outside is not received, since the electric signal caused by the background illumination reduces the accuracy detector and may lead to false alarms. To reduce background illumination, the considered optical sensors contain parts on the surface of which reflection and absorption of rays from a radiation source incident on these surfaces occurs.

Так, известен оптический датчик дыма [US 5430307], содержащий измерительную камеру, имеющую боковое ограждение с щелями для прохода дыма, внутри которой установлены источник излучения и фотоприемник, размещенные под углом друг к другу таким образом, что точка пересечения их оптических осей расположена внутри рабочего объема измерительной камеры и оптическая ось источника излучения находится вне поля зрения фотоприемника. Измерительная камера также содержит помещенные на периферии ее рабочего объема лабиринтные элементы, выполненные в виде перегородок "Г"-образной формы, расположенных таким образом, что угол падения на них лучей от источника излучения остается постоянным. На поверхности указанных лабиринтных элементов происходит поглощение падающих от источника лучей, что способствует подавлению фонового излучения.Thus, an optical smoke detector is known [US 5430307], comprising a measuring chamber having a side fence with slots for smoke passage, inside which a radiation source and a photodetector are installed, arranged at an angle to each other so that the intersection point of their optical axes is located inside the working the volume of the measuring chamber and the optical axis of the radiation source is outside the field of view of the photodetector. The measuring chamber also contains labyrinth elements placed on the periphery of its working volume, made in the form of partitions of a "G" -shaped shape, arranged in such a way that the angle of incidence of the rays on them from the radiation source remains constant. On the surface of these labyrinth elements, the rays incident from the source are absorbed, which helps suppress background radiation.

Однако наличие дымозаборных щелей в боковом ограждении обуславливает необходимость установки в измерительной камере дополнительных перегородок, имеющих различную конфигурацию и размеры, предназначенных для предотвращения попадания внутрь рабочего объема измерительной камеры наружного излучения, что усложняет конструкцию датчика. Кроме того, за счет возможности попадания части непоглощенного отраженного лабиринтными элементами излучения в рабочий объем измерительной камеры, в рассматриваемом датчике дыма не удается добиться высокой степени подавления фоновой засветки.However, the presence of smoke gaps in the side railing necessitates the installation of additional baffles in the measuring chamber, having various configurations and sizes, designed to prevent external radiation from entering the working volume of the measuring chamber, which complicates the design of the sensor. In addition, due to the possibility of a part of the non-absorbed radiation reflected by the labyrinth elements entering the working volume of the measuring chamber, a high degree of suppression of background illumination cannot be achieved in the considered smoke sensor.

Известен оптический датчик дыма [RU 2189639], который выбран авторами в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.Known optical smoke sensor [RU 2189639], which is selected by the authors as the closest analogue of the claimed invention.

Рассматриваемый датчик дыма содержит измерительную камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, внутренняя поверхность которого ограничивает ее рабочий объем, а также крышку и дно, в котором выполнены отверстия для проникновения дыма. Внутри измерительной камеры установлены помещенные в держателях источник излучения и фотоприемник, расположенные под углом друг к другу таким образом, что оптическая ось источника излучения находится вне поля зрения фотоприемника, а точка пересечения оптических осей источника излучения и фотоприемника расположена внутри рабочего объема измерительной камеры. На периферии рабочего объема измерительной камеры на участке, расположенном между держателями источника излучения и фотоприемника, установлены отражающие излучение периферийные элементы, примыкающие к внутренней поверхности бокового ограждения. Указанные периферийные отражающие элементы (периферийные бленды) образованы двумя расположенными под углом друг к другу гранями и имеют на концевом участке заостренную кромку. Угловое положение указанных отражающих элементов относительно бокового ограждения выбрано таким, чтобы угол падения на них лучей, испускаемых источником, оставался постоянным.The considered smoke sensor contains a measuring chamber having a closed side fence, the inner surface of which limits its working volume, as well as a lid and a bottom in which openings for the penetration of smoke are made. Inside the measuring chamber, a radiation source and a photodetector placed in the holders are installed, located at an angle to each other so that the optical axis of the radiation source is outside the field of view of the photodetector, and the point of intersection of the optical axes of the radiation source and photodetector is located inside the working volume of the measuring chamber. On the periphery of the working volume of the measuring chamber in the area located between the holders of the radiation source and the photodetector, peripheral elements reflecting the radiation are installed adjacent to the inner surface of the side fence. The specified peripheral reflective elements (peripheral lens hoods) are formed by two faces located at an angle to each other and have a pointed edge at the end portion. The angular position of these reflective elements relative to the side rails is chosen so that the angle of incidence of the rays emitted by the source on them remains constant.

Благодаря наличию описанных выше периферийных элементов, установленных с возможностью отражения непоглощенного излучения в определенном выбранном направлении, в рассматриваемом датчике дыма осуществляется подавление фонового излучения, вызванного нежелательными рассеиваниями или отражениями. Однако из-за того, что периферийные отражающие элементы установлены последовательно один за другим с образованием относительно широких каналов между противолежащими поверхностями соседних элементов, существует возможность выхода непоглощенного отраженного излучения из пространства между двумя соседними отражающими элементами в рабочий объем измерительной камеры, что может привести к возникновению сигнала фоновой засветки.Due to the presence of the peripheral elements described above, which are capable of reflecting non-absorbed radiation in a certain selected direction, the background smoke caused by unwanted scattering or reflections is suppressed in the smoke detector in question. However, due to the fact that the peripheral reflective elements are installed sequentially one after the other with the formation of relatively wide channels between the opposite surfaces of adjacent elements, there is the possibility of the output of non-absorbed reflected radiation from the space between two adjacent reflective elements into the working volume of the measuring chamber, which can lead to background light signal.

Задачей заявляемого изобретения является снижение сигнала фоновой засветки оптического датчика дыма за счет минимизации возможности выхода непоглощенных отраженных лучей от источника излучения в рабочий объем измерительной камеры.The objective of the invention is to reduce the background signal of the optical smoke sensor by minimizing the possibility of the output of unabsorbed reflected rays from the radiation source into the working volume of the measuring chamber.

Сущность изобретения состоит в том, что в оптическом датчике дыма, содержащем измерительную камеру, имеющую крышку, дно с отверстиями для проникновения дыма и замкнутое боковое ограждение, внутренняя поверхность которого ограничивает рабочий объем измерительной камеры, а также установленные внутри измерительной камеры и помещенные в держателях источник оптического излучения и фотоприемник, расположенные под углом друг к другу таким образом, что оптическая ось источника излучения находится вне поля зрения фотоприемника, а точка пересечения оптических осей источника излучения и фотоприемника расположена внутри рабочего объема измерительной камеры, при этом измерительная камера содержит установленные на периферии рабочего объема измерительной камеры на участке, расположенном между держателями источника излучения и фотоприемника, и примыкающие к внутренней поверхности бокового ограждения периферийные отражающие оптическое излучение элементы, содержащие установленные под углом друг к другу грани, согласно изобретению внутренняя поверхность бокового ограждения на участке, где расположены периферийные отражающие элементы, выполнена зубчатой и имеет в горизонтальной плоскости сечения измерительной камеры форму примыкающих друг к другу радиально ориентированных относительно точки пересечения оптических осей источника излучения и фотоприемника треугольных зубцов, периферийные отражающие элементы выполнены в виде радиально ориентированных относительно точки пересечения указанных оптических осей пластинчатых перегородок, имеющих в плоскости горизонтального сечения измерительной камеры форму прямоугольника с ромбовидным окончанием, которые примыкают к направленным внутрь рабочего объема измерительной камеры вершинам внутренней зубчатой поверхности бокового ограждения с образованием поглощающих оптическое излучение ячеек, внутренняя поверхность каждой из которых образована внутренней поверхностью зубца бокового ограждения и противолежащими поверхностями двух соседних перегородок, при этом взаимное угловое положение и размеры граней многогранной внутренней поверхности указанных ячеек выбраны из условия, что лучи от источника излучения, попадающие в их полости, испытывают многократное переотражение на их внутренней поверхности.The essence of the invention lies in the fact that in an optical smoke detector comprising a measuring chamber having a cover, a bottom with smoke penetration openings and a closed side fence, the inner surface of which limits the working volume of the measuring chamber, as well as a source installed inside the measuring chamber and placed in the holders optical radiation and a photodetector, located at an angle to each other so that the optical axis of the radiation source is outside the field of view of the photodetector, and the point of the optical axes of the radiation source and the photodetector is located inside the working volume of the measuring chamber, while the measuring chamber contains installed on the periphery of the working volume of the measuring chamber in the area located between the holders of the radiation source and the photodetector, and peripheral elements reflecting optical radiation adjacent to the inner surface of the side fence, comprising faces set at an angle to each other, according to the invention, the inner surface of the side fence in the area where the peripheral reflective elements are located, it is made toothed and has the shape of triangular teeth adjacent to each other radially oriented relative to the point of intersection of the optical axes of the radiation source and the photodetector in the horizontal plane of the measuring chamber, the peripheral reflective elements are made in the form of radially oriented relative to the point of intersection of these optical axes of plate partitions having in the plane of horizontal section of the measuring chamber the shape of the rectangle with a rhomboid ending, which adjoins the vertices of the internal gear surface of the side fence directed into the working volume of the measuring chamber, with the formation of cells absorbing optical radiation, the inner surface of each of which is formed by the inner surface of the tooth of the side fence and the opposite surfaces of two adjacent partitions, while the mutual angular the position and size of the faces of the multifaceted inner surface of these cells are selected from the condition that the rays from the radiation source, falling into their cavity, experience multiple re-reflection on their inner surface.

В частном случае выполнения изобретения боковое ограждение на участке, расположенном между держателем источника излучения и держателем фотоприемника, противолежащем тому, где расположены периферийные отражающие элементы, выполнено в виде двух граней, образующих клиновидную область, вершина которой ориентирована внутрь рабочего объема измерительной камеры, при этом на внутренней поверхности грани, расположенной вблизи держателя источника излучения, сформированы рассеивающие оптическое излучение зубчики, имеющие в горизонтальной плоскости сечения измерительной камеры треугольную форму.In the particular case of the invention, the lateral fence in the area located between the holder of the radiation source and the holder of the photodetector, opposite to where the peripheral reflecting elements are located, is made in the form of two faces forming a wedge-shaped region, the apex of which is oriented inside the working volume of the measuring chamber, while the inner surface of the face, located near the holder of the radiation source, are formed scattering optical radiation teeth having a horizontal oskosti of the measuring chamber triangular shape.

Принципиальной особенностью заявляемого датчика дыма является использование в нем поглощающих оптическое излучение ячеек особой конструкции, внутренняя поверхность каждой из которых образована внутренней поверхностью зубца бокового ограждения и противолежащими поверхностями граней двух соседних перегородок, имеющих в плоскости горизонтального сечения форму прямоугольника с ромбовидным окончанием. За счет выбранной формы ячеек попадающие в них лучи от источника излучения задерживаются в полости ячеек и практически не распространяются внутрь рабочего объема измерительной камеры и на другие элементы конструкции.A fundamental feature of the inventive smoke detector is the use of cells of a special design that absorb optical radiation, the inner surface of each of which is formed by the inner surface of the tooth of the side fence and the opposite surfaces of the faces of two adjacent partitions having a rectangular shape with a diamond-shaped end in the horizontal plane. Due to the selected shape of the cells, the rays entering them from the radiation source are delayed in the cavity of the cells and practically do not extend into the working volume of the measuring chamber and other structural elements.

Взаимное угловое положение и размеры граней многогранной внутренней поверхности ячеек были подобраны авторами экспериментально из условия, чтобы лучи от источника излучения, попадающие в полости ячеек, испытывали многократное переотражение на их внутренней поверхности. Выбор указанных параметров рассматриваемых ячеек осуществлялся, в частности, путем моделирования с помощью ЭВМ процесса отражения и переотражения лучей, излучаемых источником, гранями внутренней поверхности ячеек.The mutual angular position and sizes of the faces of the multifaceted inner surface of the cells were experimentally selected by the authors from the condition that the rays from the radiation source entering the cavity of the cells experience repeated re-reflection on their inner surface. The selection of the indicated parameters of the cells under consideration was carried out, in particular, by means of a computer simulation of the process of reflection and re-reflection of the rays emitted by the source by the faces of the inner surface of the cells.

Таким образом, полости ячеек, имеющих описанную выше форму и геометрические параметры граней их внутренней поверхности, представляют собой «черные ящики», попадающее внутрь которых излучение вследствие многократного переотражения (и соответственно, поглощения материалом ячеек) гасится практически полностью в их полостях, не распространяясь далее.Thus, the cavities of cells having the shape and geometric parameters of the faces of their inner surface described above are “black boxes”, the radiation that enters inside of them due to repeated re-reflection (and, accordingly, absorption by the material of the cells) is almost completely extinguished, not propagating further .

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является снижение сигнала фоновой засветки оптического датчика дыма за счет минимизации возможности выхода непоглощенных отраженных лучей от источника излучения в рабочий объем измерительной камеры. В результате в стационарном (бездымовом) режиме в заявляемом датчике дыма обеспечивается минимальный электрический сигнал фоновой засветки, что повышает точность его работы.The technical result achieved by using the claimed invention is to reduce the background signal of the optical smoke sensor by minimizing the possibility of the output of unabsorbed reflected rays from the radiation source into the working volume of the measuring chamber. As a result, in a stationary (smokeless) mode in the inventive smoke detector provides a minimal electrical signal background illumination, which increases the accuracy of its operation.

На чертеже представлен общий вид измерительной камеры заявляемого оптического датчика дыма (вид сверху).The drawing shows a General view of the measuring chamber of the inventive optical smoke sensor (top view).

Оптический датчик дыма содержит измерительную камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение 1, внутренняя поверхность которого ограничивает ее рабочий объем. Внутри измерительной камеры установлены полые держатели 2 и 3, предназначенные для размещения в них соответственно источника оптического излучения, в качестве которого использован, в частности, ИК - светодиод, и фотоприемника, в качестве которого использован фотодиод (на чертеже не показаны).The optical smoke detector contains a measuring chamber having a closed side fence 1, the inner surface of which limits its working volume. Hollow holders 2 and 3 are installed inside the measuring chamber, designed to accommodate an optical radiation source in them, which is used, in particular, an infrared LED, and a photodetector, which uses a photodiode (not shown in the drawing).

Источник излучения и фотоприемник установлены в держателях 2 и 3 под углом друг к другу таким образом, что их оптические оси лежат в плоскости горизонтального сечения измерительной камеры, оптическая ось источника излучения находится вне поля зрения фотоприемника, а точка О пересечения указанных оптических осей расположена внутри рабочего объема измерительной камеры. При этом взаимное положение источника излучения и фотоприемника, расстояние от источника излучения и фотоприемника до точки пересечения их оптических осей, а также характеристики, им соответствующие - диаграммы направленности излучения и приема - выбраны таким образом, чтобы при недопущении попадания прямого сигнала от источника излучения на приемник обеспечить максимально возможную область взаимного перекрытия указанных диаграмм. В таком случае достигается снижение мощности излучения источника при сохранении высокой чувствительности регистрирующей схемы оптического датчика дыма.The radiation source and the photodetector are mounted in the holders 2 and 3 at an angle to each other so that their optical axes lie in the plane of the horizontal section of the measuring chamber, the optical axis of the radiation source is outside the field of view of the photodetector, and the point of intersection of these optical axes is located inside the working volume of the measuring chamber. In this case, the relative position of the radiation source and the photodetector, the distance from the radiation source and the photodetector to the point of intersection of their optical axes, as well as the characteristics corresponding to them - radiation patterns and reception - are selected so that if a direct signal from the radiation source does not get on the receiver provide the maximum possible area of mutual overlap of these diagrams. In this case, a decrease in the radiation power of the source is achieved while maintaining the high sensitivity of the recording circuit of the optical smoke detector.

Внутренняя поверхность бокового ограждения 1 на периферии рабочего объема измерительной камеры на участке, расположенном между держателями 2 и 3 источника излучения и фотоприемника, выполнена зубчатой в виде примыкающих друг к другу зубцов 4. Зубцы 4 радиально ориентированы относительно точки О пересечения оптических осей источника излучения и фотоприемника и имеют в горизонтальной плоскости сечения измерительной камеры треугольную форму. На периферии рабочего объема измерительной камеры расположены примыкающие к боковому ограждению 1 периферийные отражающие оптическое излучение элементы 5. Указанные элементы 5 выполнены в виде радиально ориентированных относительно точки О пересечения оптических осей источника излучения и фотоприемника пластинчатых перегородок, которые примыкают к направленным внутрь рабочего объема измерительной камеры вершинам внутренней зубчатой поверхности бокового ограждения 1. Перегородки 5 имеют в плоскости горизонтального сечения измерительной камеры форму прямоугольника с ромбовидным окончанием на конце, обращенном внутрь рабочего объема измерительной камеры. Зубцы 4 и перегородки 5 образуют поглощающие оптическое излучение ячейки 6, внутренняя поверхность каждой из которых образована внутренней поверхностью зубца 4 бокового ограждения 1 и противолежащими поверхностями двух соседних перегородок 5. Взаимное угловое положение и размеры граней внутренней поверхности ячеек 6 выбраны из условия, что лучи от источника излучения, попадающие в полости указанных ячеек 6, испытывают многократное переотражение на их внутренней поверхности. При этом предпочтительным является, чтобы в качестве материала измерительной камеры был выбран материал с высокой поглощающей оптическое излучение способностью.The inner surface of the side fence 1 on the periphery of the working volume of the measuring chamber in the area located between the holders 2 and 3 of the radiation source and the photodetector is made serrated in the form of adjacent teeth 4. The teeth 4 are radially oriented relative to the point O of intersection of the optical axes of the radiation source and the photodetector and have a triangular shape in the horizontal sectional plane of the measuring chamber. On the periphery of the working volume of the measuring chamber, peripheral elements 5 reflecting the optical radiation adjacent to the side guard 1 are located. These elements 5 are made in the form of plate partitions radially oriented relative to the point O of the intersection of the optical axes of the radiation source and the photodetector, which are adjacent to the vertices directed inside the working volume of the measuring chamber internal gear surface of the side fence 1. Partitions 5 have in the plane of horizontal section will measure Flax chamber shape of a rectangle with a diamond-shaped end at the end facing the inside of the working volume of the measuring chamber. The teeth 4 and partitions 5 form absorbing optical radiation cells 6, the inner surface of each of which is formed by the inner surface of the tooth 4 of the side fence 1 and the opposite surfaces of two adjacent partitions 5. The mutual angular position and the sizes of the faces of the inner surface of the cells 6 are selected from the condition that the rays from radiation sources that fall into the cavity of these cells 6, experience repeated re-reflection on their inner surface. Moreover, it is preferable that a material with a high absorbing optical radiation ability be selected as the material of the measuring chamber.

Боковое ограждение 1 на участке, расположенном между держателем 2 источника излучения и держателем 3 фотоприемника, противолежащем тому, где расположены периферийные отражающие элементы 5, выполнено в виде двух граней 7 и 8, образующих клиновидную область, вершина которой ориентирована внутрь рабочего объема измерительной камеры. На внутренней поверхности грани 7, расположенной вблизи держателя 2 источника излучения, сформированы рассеивающие оптическое излучение зубчики 9, имеющие в горизонтальной плоскости сечения измерительной камеры треугольную форму.The lateral fence 1 in the area located between the holder 2 of the radiation source and the holder 3 of the photodetector, opposite to where the peripheral reflecting elements 5 are located, is made in the form of two faces 7 and 8, forming a wedge-shaped region, the apex of which is oriented inside the working volume of the measuring chamber. On the inner surface of the face 7, located near the holder 2 of the radiation source, scattering optical radiation cloves 9 are formed having a triangular shape in the horizontal plane of the section of the measuring chamber.

Держатели 2 и 3 снабжены соответственно диафрагмами 10 и 11, способствующими формированию рабочего пучка излучения от источника и отсечке паразитного излучения, принимаемого фотоприемником.The holders 2 and 3 are equipped with diaphragms 10 and 11, respectively, which contribute to the formation of a working radiation beam from the source and cut-off of spurious radiation received by the photodetector.

Использование диафрагм 10 и 11 и наличие рассеивающих зубчиков 9 на поверхности грани 7 приводит к уменьшению влияния разброса параметров диаграмм направленности и приема на стабильность работы датчика дыма. Кроме того, рассеивающие зубчики 9 препятствуют попаданию прямого излучения от источника на поверхность фотоприемника.The use of diaphragms 10 and 11 and the presence of scattering teeth 9 on the surface of the face 7 leads to a decrease in the influence of the spread of the parameters of the radiation patterns and reception on the stability of the smoke sensor. In addition, the scattering teeth 9 prevent direct radiation from the source from reaching the surface of the photodetector.

Измерительная камера также включает крышку (на чертеже не показана) и дно 12 с отверстиями для проникновения дыма, имеющее рифленую поверхность.The measuring chamber also includes a lid (not shown in the drawing) and a bottom 12 with smoke penetration openings having a corrugated surface.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включенном питании источник излучает лучи, которые за счет выбора местоположения источника излучения и фотоприемника, а также их оптических характеристик не попадают прямым путем в фотоприемник. При этом в отсутствии дымовых частиц сигнал, регистрируемый фотоприемником, размещенным в держателе 3, от источника излучения, размещенного в держателе 2, дает минимальный сигнал фоновой засветки. Это достигается в первую очередь за счет наличия ячеек 6, в полостях которых происходит многократное переотражение (и соответственно, поглощение) падающих на внутреннюю поверхность указанных ячеек 6 лучей от источника излучения. В результате излучение от источника практически полностью гасится, не распространяясь далее. Минимизации сигнала фоновой засветки также способствует наличие рассеивающих зубчиков 9 и диафрагм 10 и 11.When the power is on, the source emits rays that, due to the choice of the location of the radiation source and the photodetector, as well as their optical characteristics, do not directly enter the photodetector. In this case, in the absence of smoke particles, the signal recorded by the photodetector located in the holder 3 from the radiation source located in the holder 2 gives the minimum background illumination signal. This is achieved primarily due to the presence of cells 6, in the cavities of which there is repeated re-reflection (and, accordingly, absorption) of the rays incident on the inner surface of these cells 6 from the radiation source. As a result, the radiation from the source is almost completely extinguished, not propagating further. The presence of scattering teeth 9 and diaphragms 10 and 11 also contributes to minimizing the background illumination signal.

При попадании внутрь дымовой камеры дыма излучение, рассеянное от частичек дыма, засвечивает внутренний рабочий объем измерительной камерыWhen smoke enters the smoke chamber, the radiation scattered from the smoke particles illuminates the internal working volume of the measuring chamber

Фотоприемник (фотодиод), который регистрирует область рабочего объема, в которую попадает рассеянное от частичек дыма излучение, вырабатывает соответствующий электрический сигнал.A photodetector (photodiode), which registers the region of the working volume into which radiation scattered from smoke particles enters, produces a corresponding electrical signal.

Claims (2)

1. Оптический датчик дыма, содержащий измерительную камеру, имеющую крышку, дно с отверстиями для проникновения дыма и замкнутое боковое ограждение, внутренняя поверхность которого ограничивает рабочий объем измерительной камеры, а также установленные внутри измерительной камеры и помещенные в держателях источник оптического излучения и фотоприемник, расположенные под углом друг к другу таким образом, что оптическая ось источника излучения находится вне поля зрения фотоприемника, а точка пересечения оптических осей источника излучения и фотоприемника расположена внутри рабочего объема измерительной камеры, при этом измерительная камера содержит установленные на периферии рабочего объема измерительной камеры на участке, расположенном между держателями источника излучения и фотоприемника, и примыкающие к внутренней поверхности бокового ограждения периферийные отражающие оптическое излучение элементы, содержащие установленные под углом друг к другу грани, отличающийся тем, что внутренняя поверхность бокового ограждения на участке, где расположены периферийные отражающие элементы, выполнена зубчатой и имеет в горизонтальной плоскости сечения измерительной камеры форму примыкающих друг к другу радиально ориентированных относительно точки пересечения оптических осей источника излучения и фотоприемника треугольных зубцов, периферийные отражающие элементы выполнены в виде радиально ориентированных относительно точки пересечения указанных оптических осей пластинчатых перегородок, имеющих в плоскости горизонтального сечения измерительной камеры форму прямоугольника с ромбовидным окончанием, которые примыкают к направленным внутрь рабочего объема измерительной камеры вершинам внутренней зубчатой поверхности бокового ограждения с образованием поглощающих оптическое излучение ячеек, внутренняя поверхность каждой из которых образована внутренней поверхностью зубца бокового ограждения и противолежащими поверхностями двух соседних перегородок, при этом взаимное угловое положение и размеры граней многогранной внутренней поверхности указанных ячеек выбраны из условия, что лучи от источника излучения, попадающие в их полости, испытывают многократное переотражение на их внутренней поверхности.1. An optical smoke detector comprising a measuring chamber having a cover, a bottom with holes for smoke penetration and a closed side fence, the inner surface of which limits the working volume of the measuring chamber, as well as an optical radiation source and a photodetector located inside the measuring chamber and placed in the holders, located at an angle to each other so that the optical axis of the radiation source is outside the field of view of the photodetector, and the point of intersection of the optical axes of the source is emitted The detector and the photodetector are located inside the working volume of the measuring chamber, and the measuring chamber contains peripheral reflecting optical radiation elements that are mounted at an angle and are mounted on the periphery of the working volume of the measuring chamber in a section located between the holders of the radiation source and the photodetector. faces to each other, characterized in that the inner surface of the side railing in the area where the peripheral the reflective elements are gear and have in the horizontal plane of the measuring chamber section the shape of triangular teeth adjacent to each other radially oriented relative to the intersection point of the optical axes of the radiation source and the photodetector, peripheral reflective elements are made in the form of plate partitions radially oriented relative to the intersection point of the plate partitions having in the horizontal plane of the measuring chamber the shape of a rectangle with a diamond-shaped end which are adjacent to the vertices of the inner gear surface of the side fence directed towards the inside of the measuring chamber’s working volume with the formation of cells absorbing optical radiation, the inner surface of each of which is formed by the inner surface of the tooth of the side fence and the opposite surfaces of two adjacent partitions, with the relative angular position and dimensions of the faces the multifaceted inner surface of these cells are selected from the condition that the rays from the radiation source falling into their olosti experiencing multiple re-reflection on their inner surface. 2. Оптический датчик дыма по п.1, отличающийся тем, что боковое ограждение на участке, расположенном между держателем источника излучения и держателем фотоприемника, противолежащем тому, где расположены периферийные отражающие элементы, выполнено в виде двух граней, образующих клиновидную область, вершина которой ориентирована внутрь рабочего объема измерительной камеры, при этом на внутренней поверхности грани, расположенной вблизи держателя источника излучения, сформированы рассеивающие оптическое излучение зубчики, имеющие в горизонтальной плоскости сечения измерительной камеры треугольную форму. 2. The optical smoke detector according to claim 1, characterized in that the side fence in the area located between the holder of the radiation source and the holder of the photodetector, opposite to where the peripheral reflective elements are located, is made in the form of two faces forming a wedge-shaped region, the vertex of which is oriented inside the working volume of the measuring chamber, while on the inner surface of the face located near the holder of the radiation source, scattering optical radiation teeth are formed having horizontally ontal plane of the cross section of the measuring chamber is a triangular shape.
RU2008130139/09A 2008-07-10 2008-07-10 Optical smoke detector RU2379760C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130139/09A RU2379760C1 (en) 2008-07-10 2008-07-10 Optical smoke detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130139/09A RU2379760C1 (en) 2008-07-10 2008-07-10 Optical smoke detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2379760C1 true RU2379760C1 (en) 2010-01-20

Family

ID=42120969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008130139/09A RU2379760C1 (en) 2008-07-10 2008-07-10 Optical smoke detector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2379760C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510532C1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед" Smoke detector
RU2571581C2 (en) * 2011-08-29 2015-12-20 Фенвал Контролз Оф Джэпэн, Лтд. Photoelectric smoke sensor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4661320A (en) * 1983-08-12 1987-04-28 Hochiki Corporation Gas sensor
EP0360126A2 (en) * 1988-09-17 1990-03-28 Hartwig Dipl.-Ing. Beyersdorf Operation method for an optical smoke detector and smoke detector for carrying out the method
US5430307A (en) * 1993-04-09 1995-07-04 Hochiki Corporation Light scattering smoke detector with smoke-entrance ladyrinth designed to prevent false signals due to reflection
RU2138856C1 (en) * 1997-03-20 1999-09-27 Соколов Александр Сергеевич Warning unit indicating fire and explosion hazard in flying vehicle
RU2189080C2 (en) * 1996-07-22 2002-09-10 Сименс Билдинг Технолоджиз, Аг Smoke alarm
RU61883U1 (en) * 2006-11-13 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО" DEVICE FOR MEASURING DUST CONCENTRATION

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4661320A (en) * 1983-08-12 1987-04-28 Hochiki Corporation Gas sensor
EP0360126A2 (en) * 1988-09-17 1990-03-28 Hartwig Dipl.-Ing. Beyersdorf Operation method for an optical smoke detector and smoke detector for carrying out the method
US5430307A (en) * 1993-04-09 1995-07-04 Hochiki Corporation Light scattering smoke detector with smoke-entrance ladyrinth designed to prevent false signals due to reflection
RU2189080C2 (en) * 1996-07-22 2002-09-10 Сименс Билдинг Технолоджиз, Аг Smoke alarm
RU2138856C1 (en) * 1997-03-20 1999-09-27 Соколов Александр Сергеевич Warning unit indicating fire and explosion hazard in flying vehicle
RU61883U1 (en) * 2006-11-13 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО" DEVICE FOR MEASURING DUST CONCENTRATION

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571581C2 (en) * 2011-08-29 2015-12-20 Фенвал Контролз Оф Джэпэн, Лтд. Photoelectric smoke sensor
RU2510532C1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед" Smoke detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4652716B2 (en) smoke detector
EP3155602B1 (en) Conical light absorber for smoke detector
JP5834374B2 (en) Photoelectric smoke detector
EP4036884B1 (en) Compact optical smoke detector system and apparatus
JP6145041B2 (en) Scattered light smoke detector
JP5721069B2 (en) LED rider device
CN113519017B (en) Smoke detector
KR20170030603A (en) Particle detection sensor, dust sensor, smoke detector, air purifier, ventilation fan, and air conditioner
JP3731338B2 (en) Light scattering particle detection sensor
RU2189080C2 (en) Smoke alarm
CN110235184B (en) Integrated smoke detection equipment
RU179257U1 (en) OPTICAL SMOKE SENSOR
RU2379760C1 (en) Optical smoke detector
KR102522728B1 (en) Optical sensor with deposition sensor
CN211044476U (en) Smoke-sensitive labyrinth and smoke-sensitive detector
CA2946921C (en) Assembly for attenuating impinging light of a beam of radiation
RU2189639C2 (en) Smoke alarm device
RU2141133C1 (en) Smoke detector
KR20160114445A (en) Lidar system
JP2004219131A (en) Oil mist detector
CN215833209U (en) Dual-wavelength aerosol particle scattering light sensing structure
JP2006098372A (en) Flame detector
RU128754U1 (en) FIRE DETECTOR
RU47547U1 (en) SMOKE DETECTOR
JP7033777B2 (en) Optical sensor chip and optical gas sensor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180711