煙霧報警器的製作方法

2023-09-13 13:36:00

專利名稱：煙霧報警器的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有煙霧探測器的煙霧報警器。
背景技術：
在該領域有多種已知的煙霧探測器，如果探測到煙霧，該煙霧探測器能夠使報警器發出聲響。在該領域關於煙霧探測器的主要問題之一是它們體積非常龐大。由於為了獲得具有一定可靠性的廉價的結構而必須設置相當大的煙霧探測室這一事實，所以導致體積很龐大。對於依靠光學探測的那些類型的煙霧探測器，相當大的煙霧探測室需要光源強度很大，以便能夠傳送從光發射裝置發出的光束，煙霧粒子使光反射不到光探測器上。這繼而需要體積相當龐大的電池。因此，大多數這類煙霧探測器需要大約每年更換一次電池。通 常沒有執行電池更換，在煙霧報警器中的電路記錄低電壓，然後發出非常大的(和惱人的)聲音信號，指示電池達不到所需要的電力水平。為了避免惱人的聲音信號，許多使用者不是更換電池，而是將煙霧探測器整個卸下並取出電池。當然，目的是在將來某個時間點更換電池並重新安裝煙霧報警器，但是經驗清楚地顯示，在很多情況下，不再正確地重新安裝煙霧報警器。已知的煙霧報警器的相對龐大的尺寸還使它們在大多數家庭中不受歡迎，因為它們的設計很少添加到內部裝飾方案中。

發明內容
本發明的一個目的是，提供一種超緊湊的且可靠的煙霧探測器和報警器，該報警器具有非常長的有效使用壽命。另一個目的是，提供一種緊湊的並因此在內部裝飾方案中不易被注意到的煙霧探測器。該目的是通過根據權利要求I的煙霧探測器和報警器實現的。進一步的優點由從屬權利要求中公開的本發明的實施例提供。煙霧探測器是光學類型的，其中，光源向光敏二極體發射光，如果光強度發生變化，則表示在光發射器和光探測器之間的區域存在煙霧。這將導致煙霧報警器被致動。也可使用其它類型的煙霧探測器，例如放射性探測器。煙霧探測器將致動聲音報警器和/或例如頻閃燈形式的可視報警器，從而除了向裝置的使用者指示有煙霧危險並因此喚醒使用者外，它還將引導使用者到可攜式個人報警裝置位於房間內的位置。重要地是，例如如果在賓館內使用可攜式個人報警裝置，該裝置可安裝在門上，通過警告使用者存在煙霧且同時產生頻閃光，它將引導使用者向門並因此向可能的逃生路線逃跑。煙霧探測裝置還可包括光探測裝置，從而煙霧探測裝置可補償環境光的存在，這些環境光導致傳統的煙霧探測裝置在不方便的時間觸發。如果環境光突然變化，這可引起虛假的報警信號，這對使用者來說是非常不方便的。例如使用者停留在靠近霓虹燈或馬路的賓館房間內以及汽車前燈可能使使用者停留的房間突然閃光的類似地方，可能發生光突然變化。此外，因為個人報警裝置是可攜式的並因此可放在包或口袋中攜帶，因此可對該裝置進行編程，使得即使使用者沒有意識到此，也應配備煙霧探測器。當包被打開或使用者進入黑暗的房間或者從黑暗的房間離開進入具有非常強的光的房間時，這可觸發可攜式個人報警裝置，這對於使用者來講是可能非常不方便的。通過對控制電路進行編程，使得它通過除了具有煙霧探測裝置外還具有光探測裝置來補償環境光，所有這些不方便的情況都可避免。控制電路可包括電力監控電路，使得當電力水平在某預先確定的限值以下時，產生聲音報警或可視報警。通過LED閃爍或例如改變LED的顏色的報警或指示向使用者指示需要更換電源或給電源充電。在某些實施例中，可以預見的是，電源是可充電 的，因此電源設置有接口，從而可以使用例如與用於行動電話的充電器相同類型的充電器，以便給可攜式個人報警裝置的電源充電。在某些情況下，由充電裝置提供的電力是不足的，在這些情況下，控制電路設置有轉換器，使得轉移到可充電電源的電力轉換成正確的電壓。尤其是，與煙霧探測裝置和聲音/可視報警指示裝置組合，閃光燈選項是非常便利的。例如，如果在住房內突然發生火災，可攜式個人報警裝置通過煙霧探測裝置探測到此。這將導致聲音和/或可視報警指示裝置發出大的聲響且可能同時產生頻閃光。對於使用者來說，這使得可以容易地探測到裝置所在之處，雖然煙霧可能使使用者不能辨別方向，頻閃光將使用者向該裝置處引導。一旦使用者重新找到該裝置，閃光燈選項將使得使用者更加容易地找到火災逃生路線。因此，對於這種可攜式個人報警裝置來講，將閃光燈嵌在該裝置內的功能是非常有用的選項。除了具有煙霧探測裝置外，該裝置還可具有氣體探測裝置。氣體探測裝置通常構造成它們需要含有該氣體的空氣經過傳感器，例如放射性同位素，當與某些氣體接觸時，該放射性同位素改變電特徵或類似性質。因為這些原因，根據本發明的裝置可設置有用在計算機中的那種類型的微型風扇。測試已顯示，當裝置放在基本上豎立的位置時，由電源產生的熱量可導致空氣以「類似煙 」的方式移動穿過該裝置，從而空氣和含有可能氣體的空氣在該裝置的底部被吸入、穿過電源並圍繞開關裝置從該裝置離開。該空氣流動是充分的，並可代替微型風扇。在另一實施例中，該裝置可包括熱傳感器，例如熱敏電阻形式的熱傳感器，從而該傳感器與儲存在控制電路中的預先編程的溫度間隔或溫度變化相結合可產生合適的報警信號。例如在使用者停留在住房中並已將可攜式個人報警裝置連接到住房的門上的情況下，這是非常有用的。如果火災發生在使用者停留的房間外，熱量將通過門或者通過門縫傳遞並從而向此裝置顯示出現了不規律的熱增加並因此致動報警器。在該方式中，個人報警裝置向使用者顯示，雖然煙霧沒有蔓延穿過門，但是不正常的某些東西是錯誤的，溫度升高顯示應產生報警。該裝置還可包括關掉可視和聲音報警的功能。這可以例如是通過按壓開關裝置一段時間例如兩秒實現。


圖I示出安裝在通常的報警裝置內的煙霧報警器。
圖2至圖5示出內腔室的細節。圖6示出煙霧報警器的優選實施例的緊湊尺寸。圖7a_c示出圖6的分解視圖以及尺寸。圖8至圖11示出另一實施例，其中，煙霧報警器集成在電源插座內。
具體實施方式
此外，圖I示出穿過煙霧傳感裝置的橫截面，其中，裝置I在一端設置有腔室2。該腔室是光阱(light trap)，且該腔室構造成使得光傳感器7不能探測從光源6發出的光。如果/當煙霧進入腔室2時，粒子將反射光，從而光傳感器7將記錄光且因此致動報警器。光傳感器可耦接到微處理器，使得來自環境光的光強度被補償，且僅記錄由於煙霧粒子反射導致的光強度的增加。在這個實施例中,腔室劃分成兩個半腔室3、4，其中,第一半腔室3設置有孔,從而未受妨礙的空氣可在該腔室3中穿過裝置。在腔室3和腔室4之間設置有連接腔室3和腔室4的孔5。在第一腔室3中還設置有光源，在該示例中，該光源是藍色二極體6的形式；在第二腔室4中設置有光傳感器7。光傳感器7在正常情況下將記錄通過孔5漏出的光，且由此產生參照光強度，該參照光強度儲存在微處理器上。如參考圖2所解釋的，當打開煙霧探測器時，藍色二極體5將照亮腔室3，且由此改變由傳感器7所記錄的光強度。當煙霧探測器致動時，將建立用於由光傳感器7記錄的光強度的新的參照值。在另一實施例中，煙霧探測器可以以相反的原理工作——即，記錄光的缺失。如果煙霧進入腔室3，則由光傳感器7記錄的光強度將變弱，因為煙霧部分地遮住孔5，使得較少量的光進入第二腔室4並因此由光傳感器7記錄。這導致煙霧探測器致動報警器。在適於裝配到示出的裝置內的實施例的說明中，已選取壓電式擴音元件。這是由於壓電式元件能夠產生非常大的聲響，為了產生用於如上所述的目的的報警信號，需要這種非常大的聲響。另一個要求是，壓電式元件具有非常薄的高度尺寸，從而它可以集成在裝置的底部內，例如在由8示出的兩個腔室3、4的上面。最後，壓電式元件耗能不是很大，從而儘管在該裝置的電量較低時仍可產生持續很久的報警聲音。圖2-5示出內腔室2的細節。如上所述，腔室2可劃分成兩個半腔室3、4。圖2、圖3和圖4示出從各角度看到的第一半腔室3，圖5示出第二半腔室4。第一半腔室3包括盤元件10，在該盤元件10上設置有多個沿盤元件10的外周基本上均勻分布的翼片(air foils) 11。因為翼片11基本上具有與飛機機翼的橫截面形狀相應的橫截面形狀一即，翼片11在一側基本上是平的，而翼片在另一側具有曲率。當進行設計這類煙霧報警器時，即，希望提供具有最小的可能尺寸並同時獲得高的可靠度的煙霧腔室2，翼片的形狀是非常重要的。此外，翼片11相對於空氣腔室的半徑成一定角度，使得當空氣在翼片之間進入腔室2時，在腔室內進行基本上均勻的混合，從而光源和光傳感器將以非常高的可靠度探測由於在進入的空氣中的粒子所導致的變化。此外，第一半腔室3設置有兩個子殼體12、13，所述子殼體在如圖7a所示的裝置組裝階段與光源6和光傳感器7在它們的安裝位置(如圖5所示)重疊。設置在兩個殼體12、13之間的是壁14，該壁用於確保光源6不會直接照射到光傳感器7，而是僅由煙霧粒子反射到光傳感器內的光由所述光傳感器記錄。為了示出翼片11沿盤元件10的外周的布置，圖3示出第一半腔室3的透視圖。此外，在盤元件10中設置有多個開口 15。這些開口用於允許由壓電元件20 (見圖7a)的形式的報警器產生的聲音/聲響經由腔室2以及設置在翼片11和中間殼體19之間的開口傳播到周圍環境中，如下面參考圖7a更詳細闡述的。參見圖5，顯然，光源6和光傳感器7設置成一定的角度，而不是設置在一條直線上。當設置適當時一即，第二半腔室4以這樣的方式疊置在第一半腔室3上，即，光源疊置在子殼體12上並且光傳感器7疊置在子殼體13上,壁14將光源6與光傳感器7分離。此外，通過將第二半腔室4疊置在第一半腔室3的頂部上，翼片11的高度用於提供準確的距離並由此產生空氣腔室2。 圖6示出根據本發明的優選實施例的兩個組裝好的煙霧報警器，其中，僅能看到煙霧報警器I的殼體15。殼體15分成三個主要部分下殼體部分16、中間殼體部分17和上殼體部分18。在下殼體部分16上設置有按鈕/指示器，該按鈕用於測試報警器，從而通過按壓按鈕21可以致動壓電揚聲器形式的聲音元件，見圖7a。在該實施例中，中間殼體部分17是網狀結構，從而允許環境空氣容易地進入腔室2。頂部部分容納有壓電揚聲器/報警元件。在底部設置有保持器22，該保持器適於安裝/固定到例如天花板或牆壁上。此後煙霧報警器I可剛性地或者可移除地連接到保持器22。回到圖7a，圖7a示出裝置I的分解圖。如上所述，如何內部配置裝置的各部分以便將複雜的裝置容納在非常小的一體且緊湊的殼體內是清楚的。在下殼體部分16內設置有孔23，該孔23允許從外部接觸按鈕21，以便使用者無需拆開裝置就可以操作按鈕。此外，電源——在該例子中為電池24——位於殼體16的最下部分。為了控制煙霧報警器的各功能，需要各種電子線路，且該線路設置在印刷電路板(PCB) 25上，該PCB25插置在最下殼體16和腔室2之間。為了清楚起見，未示出配線和其它必需的電子構件，但是，顯然，這些是不重要的項目並通過弓I用結合在該裝置中。圖7b和7c示出裝置具有較小的尺寸，以便強調由於內腔室2的創造性設計通過本發明可以提供非常緊湊的裝置，由於翼片和內腔室2的設計，該裝置還提供了高的可靠性。圖8至圖11示出本發明的實施例，其中，使用了腔室2的緊湊設計，以便將煙霧報警器集成在電子照明配件——例如設置在天花板上以便懸掛燈或其它電子裝置的照明配件——內。如圖9所示，照明器具通常設置在電纜安裝盒30中。盒30包括引入線31，該引入線31可通過合適的管道系統或電纜布線連接到能源。為了使周圍環境不受電氣連接的影響，在安裝盒的頂部通常設置有帽，使得只有一條電線(在任何實施例中都未示出)可穿過中心孔。通過將帽稍微地加大，就可以將煙霧報警器集成在該帽中，從而可以將煙霧報警器很難察覺地與普通的照明器具連接設置。如圖8-11所示，照明器具包括帽32。在該帽32中設置有開口 33，該開口 33允許連接到燈或其它懸掛物體的電線穿過煙霧報警器。帽32還設置有多個孔34，從而可允許空氣進入煙霧報警裝置的煙霧腔室2。此外，在帽中設置有測試按鈕35。在圖10和圖11示出的實施例中，懸掛的電氣裝置例如燈和類似物藉助插頭連接到電網，該插頭配合在設置在帽中的插座36中。此外，插座36還用於減輕懸掛在照明器具上的裝置的重量。顯然，安裝盒30和引入線31將隱藏在天花板後面，從而在天花板本身只看得見帽和帽的側面38。在圖10和圖11示出的實施例中，設置有狹縫40。該狹縫用於允許裝置的機械懸掛，以便減輕插座34的載荷，如果需要的話。包括集成的煙霧報警器的照明器具可利用在電纜安裝盒中存在的電能，或者設置有單獨的電池。此外，煙霧探測器和報警器可以是照明器具的集成部分，或者製成類似於照明器具的形狀並像夾式裝置一樣設置在已有的照明器具上。
現在已參考各實施例對本發明進行了解釋，但是，顯然，本發明的保護範圍僅通過所附的權利要求限定。本說明書旨在描述在項目的階段4的過程中進行的工作，從而有助於用於旅行安全的新的煙霧報警器設計。這將(如果可能的話)是市場上可獲得的最小的煙霧報警器。在該階段，設計和開發了電子裝置和軟體，並試製了正確尺寸的全功能的PCB。它與SLA機械部件結合能夠生產出完整的試樣。對煙霧傳感器和發聲器性能進行了測試。該說明書包括設計工作的概要、一些測試結果的細節以及對機械設計問題的一些註解。I. 2測試方法大多數煙霧傳感器測試都在用於售賣展示和R&D工作的AW技術1400煙霧/熱量探測器測試煙道內實施。該煙道滿足用於測試達到用於煙霧報警器的歐洲標準化委員會(CEN)的EN14604標準的要求。該標準要求使用由液體石蠟產生的測試浮質，對於光學探測器，該標準要求使用近紅外線遮蔽測試儀測量濃度。在測試中，浮質濃度傾斜上升，且報警的濃度以dB/m的單位標註。2電子裝置和軟體的設計2. I電子裝置的設計已對初始的PCB進行了設計和測試。它總體上工作良好。需要改變一些構件值，主要是為了光學傳感器增益和發聲器反饋。對於預先生產的版本需要進行下列改進 用於結構匹配的定位槽。 到光電二極體的正確連接。 修改用於安裝電池連接器所需要的孔。需要對發聲器變壓器進行抽樣並檢查用於在PCB上的功能。2. 2電池容量計算在非報警情況下總的電流消耗由以下部分計算得出
權利要求
1.一種包括至少一個內腔室的煙霧報警器，該腔室具有至少一個朝向周圍環境的開口，從而空氣能夠穿過所述腔室，在所述腔室內或圍繞所述腔室設置有用於發出光的光發射裝置和用於探測所述光的光探測裝置，由所述裝置記錄的光強度的變化通過聲響和/或光產生裝置產生煙霧報警。
2.根據權利要求I所述的煙霧報警器，其特徵在於，所述內腔室是基本上圓形的，所述光發射裝置與所述光探測裝置成一定角度設置，沿所述腔室的外周設置有多個翼片，其中，所述翼片基本上具有與飛機機翼相應的橫截面形狀，所述翼片相對於所述內腔室的虛擬半徑成一定角度設置。
3.根據權利要求2所述的煙霧報警器，其特徵在於，在所述內腔室中設置有內壁，其中，所述壁的至少一部分遮擋所述光發射裝置和所述光探測裝置之間的直達路線。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的煙霧報警器，其特徵在於，所述煙霧報警器包括外殼體，該外殼體包括下殼體、中間殼體和上殼體部分，所述下殼體限定電池室，在該電池室內儲存有能量源，所述中間殼體的壁包括多個允許空氣和煙霧進入所述內腔室的開口，將所述電池室和所述內腔室分開的一個或更多個PCB設置成包含需要的電子線路，光發射裝置和光探測裝置伸到所述內腔室內，所述內腔室被盤元件限制朝向所述上殼體部分，翼片從該盤元件向所述PCB伸出，在所述盤元件上遠離所述內腔室設置有壓電式聲音元件，在所述盤元件上設置有孔，所述孔允許來自所述壓電式聲音元件的聲音通過所述內腔室和所述中間殼體的所述壁傳播到周圍環境中。
5.根據權利要求I所述的煙霧報警器，其特徵在於，殼體是圓柱形的，所述殼體的外尺寸/圓直徑約為40mm,圓柱的高度在38mm至45mm之間。
6.根據權利要求I至3中任一項所述的煙霧報警器，其特徵在於，所述煙霧報警器集成在照明器具、尤其是適於安裝在天花板或其它表面上的照明器具的電源插座內，電氣裝置、尤其是燈及類似物懸掛在該天花板或其它表面上，其中，所述內腔室、所述聲響和/或光產生裝置以及任何需要的電子線路圍繞將所述電源插座連接到電氣裝置上的電線設置。
7.根據權利要求6所述的煙霧報警器，其特徵在於，設置有用於將電氣裝置機械地連接到所述煙霧報警器上的連接裝置，其中，所述連接裝置是鉤、環、夾或任何其它合適的裝置。
8.根據權利要求6或7所述的煙霧報警器，其特徵在於，所述煙霧報警器集成並容納在所述電插座的蓋內，其中，所述蓋設置有一個或更多個允許氣體和煙霧通過所述蓋並進入所述內腔室的開口。
9.根據權利要求I至3中任一項所述的煙霧報警器，其特徵在於，所述煙霧報警器設置在殼體內，其中，所述殼體具有與天花板電子照明器具相應的外部形狀，其中，所述殼體設置有貫通孔，從而允許電線基本上穿過所述殼體的中心。
全文摘要
一種包括至少一個內腔室的煙霧報警器，該腔室具有至少一個朝向周圍環境的開口，從而空氣可穿過腔室，其中，在所述腔室內或圍繞所述腔室設置有用於發出光的光發射裝置和用於探測所述光的光探測裝置，由該裝置記錄的光強度的變化產生煙霧報警。沿腔室的外周設置有多個翼片，其中，翼片基本上具有與飛機機翼相應的橫截面形狀，所述翼片相對於內腔室的虛擬半徑成一定角度設置，煙霧報警器可集成在照明器具、尤其是適於安裝在天花板或其它表面上的照明器具的電源插座中，電氣裝置、尤其是燈以及類似物懸掛在該天花板或其它表面上。
文檔編號F21V33/00GK102754136SQ201080054945
公開日2012年10月24日 申請日期2010年8月10日 優先權日2009年10月5日
發明者G·霍伊莫澤 申請人:佳衛士有限公司