1、光電感煙火災探測器的電路設計電光電感煙火災探測器分為減光式和散射光式，分述如下:減光減光式光電感煙火災探測器探減光式測器的檢測室內裝有發光器件及受光器件。在正常情況下，受光器件接收到發光光器件的一定量的光；而在火災時，探測器的檢測室進入了大量煙霧，發光器件的發射光受到煙霧遮擋，使受光器接收的光量減少，光電流降低，探測器發出報警信號。原理示意圖見圖1,目1前這種形式的探測應用較少。散射減光式光電感煙火災探測器探減光探測器的檢測室內也裝有發光器件和受光器圖1減光式光電感煙火災探測器原理圖件。在正常情況下，受光器件是接收不到發光器件發出的光的，因而不產生光電流。在火災發生時，當煙霧進入檢測室時，由于

2、煙粒子的作用,使發光器件發射的光產生漫射，這種漫射光被受光器件接收，使受光器件的阻抗發生變化，產生光電流，從而實現了將煙霧信號轉變為電信號的功能，探測器發出報警信號。原理示意圖如圖2。作為發光器件，目前大多采用大電流發光效率高的紅外發光管，受光器件多采用半導體硅光電管。受光器件阻抗是隨煙霧濃度的增加而降低的，變化曲線如圖3所示。煙濃度以減光率表示，單位現即每米內光減少的百分數。2光電感煙火災探測器的電路設計光電感煙火災探測器的電路原理圖如圖4所示。圖2散射光式光電感煙火災探測器原理圖圖3受光器件阻抗隨煙濃度變化曲線圖4電路原理框圖對該探測器的設計除了符合國際要求外，我們還要求探測器在正常監視狀

3、態下工作電流不大于100iiA,探測器白電源為24V直流電壓,探測器的輸入阻抗為240kQ,呈高阻狀態。在報警時，工作電流不大于80mA,并等效于一個7V左右的穩壓管，呈低阻狀態。因此，探測器靜態功耗很小，同時也有利于區別探測器的兩種不同工作狀態，以便與座電路相匹配，實現頻率的遠距離傳輸2.1 倒相電路（圖5）圖5倒相電路按國標規定，探測器輸入24V直流電壓。橋式倒相電路的優點在于接入電源時不必分正負端，可以隨意接入電壓的兩根線，而輸出是有確定極性的+E電壓，給施工安裝帶來很大方便。2.2 穩壓、限流電路（圖6）圖6穩壓、限流電路上電后，Q1、Q2均處于導通狀態，形成I4電流對C2充電。由于R

4、1和R2阻值的選擇使I4電流較小，C2取值又較大，所以B點電位緩慢上升。此時，Z1處于不穩壓狀態，I2很小。由于Q2導通，A點電位隨B點電位上升而上升。當A點電位上升到Z1管的穩壓值附近時，Z1管的動態電阻增大，I2電流突然增大。在這瞬間，I1電流基本穩定，這樣I3電流相應減小，Q1、Q2相繼截止，C2開始放電。經過一段時間后，B點電位下降，當B點電位降到一定值時，QtQ2又重新導通，I3逐漸增大，I2減小，使Z1管又處于不穩壓狀態。如此周而復始，Z1管間隙工作在穩壓點附近。B點電位雖略有起伏，但還是較為穩定。B點電壓波形見圖7。圖7B點波形圖2.3 振蕩電路（圖8）圖8振蕩電路由NPN

5、74;Q3管，PNP®Q4管與阻容反饋支路C3R4構成一個無穩態振蕩電路。當B點電位達到某一值時，通過偏置電阻R3使Q3導通，從而在R4上建立偏置電壓，高速開關管Q4迅速導通，C點電位升高。從C點流出15、I6電流，I6用于驅動接收放大電路，I5則通過阻容正反饋回路C3R4流入Q3的基極，鞏固Q3的導通。當C3充電到一定值時，將D點電位下拉，Q3®止，Q4也相應截止。當B點電位又上升到某一值時，Q3Q4繼續導通，形成一個無穩態振蕩電路。C點電壓波形如圖9所示。圖9C點電壓波形圖從圖中可以看出，在3s低電平期間，電容C2在存儲能量，只在100ns內釋放能量，從而實現了探測器在

6、正常監視狀態下平均工作電流為100pA,呈高阻狀態。我們也曾嘗試，采用CMO時基電路7555取代振蕩電路，可以得到圖9的波形。但由于該芯片本身有一定靜態功耗，另外它沒有儲存能量的功能，總工作電流為幾個mA不附合技術條件的要求。2.4 接收放大電路（圖10）Axy1&ET圖10接收放大電路從圖中看出光電轉換是由紅外接收管PE完成。PE與紅外發光管LED相匹配，波長均為900nmPE由B點供電，一直處于導通狀態。LED由F點脈沖供電，所以為間斷的。當有煙霧時，PE應該接收到LED的發光信號。對LED采用脈沖供電方式，除省電外，還有抗瞬間尖峰脈沖干擾的作用。光電管PE接收到信號后送運放A1（

7、3140）的同相端，A1在此作比較器用，A1的反相端接的R10與可調電阻R11,可以根據探測器所需的不同靈敏度調節P點電位。A1輸出電壓UH直接送抗干擾電路。運放A1的電源也是由F點供給脈沖電壓，平均耗電極少，這就是為何nA級電流能驅動工作電流為mA級的器件的原因所在。2.5 抗干擾電路（圖11）A2、A3連成了計數器形式，當連續兩次收到接收放大電路輸出的正脈沖信號時，Q2輸出一個確定的火災信號，否則認為是干擾而不處理，所以，該電路對瞬時及短時易過性的干擾有較強的抑制作用。R14R15C7組成了一個積分電路，在第一個正脈沖到來后，若沒有連續收到第二個正脈沖，則將計數器復位。A2、A3的電源由B點電壓供電。2.6 報警接口電路（圖12）在抗干擾電路未輸出正脈沖的火警信號時，可控lit圖11抗干擾電路硅的控制端為低電平，可控硅不導通。當正脈沖到來時，可控硅的控制端為正脈沖觸發，可控硅導通，Z3穩壓管開始工作，電壓E被穩定在78V左右，報警電流增至幾十mA探測器呈低阻狀態，符合技術條件的要求。另外，Z4、R17組成的抗干擾電路，這樣，低于火警信號電壓幅值的干擾信號就不能使可控硅觸發。圖12報警接口電路光電感煙火災探測器總電路圖如圖13。1）光電感煙火災探測