硬件設(shè)計(jì)升級(jí)增強(qiáng)煙霧探測(cè)能力

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）煙霧探測(cè)器，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在各種場(chǎng)合的一種基礎(chǔ)傳感器。尤其是室內(nèi)場(chǎng)所、樓宇場(chǎng)所，煙霧探測(cè)器可以說是安防標(biāo)配，是將探測(cè)部位煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)報(bào)警目的的一種傳感器件。

全球各個(gè)地區(qū)都對(duì)煙霧探測(cè)的重視程度很高，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)能在火災(zāi)早期就迅速做出響應(yīng)。因?yàn)殡S著現(xiàn)在各種建筑材料的發(fā)展，很多材料在火災(zāi)初期，由于溫度較低多處于陰燃階段，對(duì)煙霧的迅速識(shí)別能夠大大降低室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生率，提高場(chǎng)所安全性。

煙霧探測(cè)的多種技術(shù)原理

從基礎(chǔ)檢測(cè)原理來說，可以將目前市面上主流的煙霧探測(cè)器分為電離探測(cè)型和光電探測(cè)型。氣敏型煙霧傳感嚴(yán)格來說和上面二者差別有些大，所以不列入其中。而且電離探測(cè)型和光電探測(cè)型比氣敏型探測(cè)會(huì)可靠很多。

電離探測(cè)型通過在電離室內(nèi)摻加進(jìn)少量放射性物質(zhì)，對(duì)空氣進(jìn)行離子化，使得電離室成為一個(gè)導(dǎo)電的空間。當(dāng)在煙霧進(jìn)入電離室后，會(huì)降低室內(nèi)氣體的導(dǎo)電性，由此觸發(fā)警報(bào)。光電探測(cè)型則有一個(gè)光感室，檢測(cè)到煙霧時(shí)LED光會(huì)折射到光電探測(cè)器中，由此觸發(fā)警報(bào)。

如果把光電探測(cè)型分得更細(xì)一些，有分為遮光型和散光型的點(diǎn)型探測(cè)器以及分為對(duì)射型和反射型的紅外光束線型探測(cè)器。前者利用煙粒子對(duì)光線的吸收和散射，后者利用紅外光束的對(duì)射和反射。另外一點(diǎn)不同在于，線型感煙探測(cè)器的光束發(fā)射器和光電接受器是兩個(gè)獨(dú)立的部分。

在部分歐美國家，電離探測(cè)型器件是不被允許的，因?yàn)殡婋x探測(cè)在火災(zāi)發(fā)生初期可能無法精準(zhǔn)探測(cè)到煙霧引起的電離室導(dǎo)電性能變化。在相關(guān)法規(guī)越來越嚴(yán)格的要求下，煙霧探測(cè)對(duì)相關(guān)傳感器組件的設(shè)計(jì)也更為嚴(yán)格。

如何增強(qiáng)煙霧探測(cè)能力

任何傳感器都會(huì)朝著更高的探測(cè)精度更好的靈敏度發(fā)展，煙霧探測(cè)也不例外。作為一種在安防領(lǐng)域廣泛被應(yīng)用的傳感器，煙霧探測(cè)器需要有更高探測(cè)性能，并盡可能減少誤報(bào)頻率。煙霧探測(cè)器任何一次誤報(bào)都會(huì)造成極大的恐慌，因此增強(qiáng)傳感精度減少誤報(bào)頻率是非常有必要的，這和煙霧探測(cè)器模擬前端的高環(huán)境光抑制和寬動(dòng)態(tài)范圍息息相關(guān)。

雙波長(zhǎng)探測(cè)是一個(gè)能夠有效解決傳感器誤報(bào)的技術(shù)手段，雙波長(zhǎng)LED的光電檢測(cè)能夠更為準(zhǔn)確地識(shí)別出煙霧的變化，避免誤報(bào)。這種集成式設(shè)計(jì)使用雙色來區(qū)分不同大小的顆粒，提高了煙霧檢測(cè)和分類的能力，能排除干擾源。

這同時(shí)也要求其模擬前端有較高的動(dòng)態(tài)范圍和較高的信噪比。尤其是要能在低信號(hào)范圍內(nèi)維持高信噪比和高動(dòng)態(tài)范圍，否則傳感器對(duì)細(xì)微的煙霧變化會(huì)敏感度不夠。

另一個(gè)發(fā)展方向是低功耗，這一點(diǎn)很好理解，頻繁更換電池非常影響使用體驗(yàn)，而使用線纜供電也并不是適應(yīng)每種場(chǎng)景。所以盡可能將功耗做低很有必要，這也很吃模擬前端的電源管理設(shè)計(jì)。

當(dāng)然目前也有無線充電的方式，不過技術(shù)成熟度還有提升空間，在市場(chǎng)的普及度不高，而且組建一個(gè)煙霧探測(cè)器無線充電區(qū)域從成本上看起碼現(xiàn)在是不一定劃算的。

小型化也是煙霧探測(cè)器正在經(jīng)歷的改變，煙霧探測(cè)器的尺寸主要看其光學(xué)硬件設(shè)計(jì)部分的尺寸，模擬前端和光學(xué)硬件的組合能夠以更小的封裝集成，就能大大減少整個(gè)設(shè)備的尺寸，契合現(xiàn)在小型化的發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)在也有一些無腔室的設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒊叽绱蠓s小，不過這就很需要模塊前端有著極強(qiáng)的光抑制能力，技術(shù)難度頗高。

小結(jié)

提高探測(cè)準(zhǔn)確度后的煙霧傳感，能夠在更多場(chǎng)合里準(zhǔn)確分辨煙霧，減少誤報(bào)，有了更多應(yīng)用方向。未來各種樓宇、室內(nèi)場(chǎng)合都會(huì)將煙霧探測(cè)作為基礎(chǔ)的組件集成進(jìn)控制系統(tǒng)中，為場(chǎng)景安全提供保障。