在發(fā)達國家，感煙火災探測器已成為住房保險必需品，指令性安裝在每個投保住宅單元的廳、房和廚房等處。在國內，目前這類產(chǎn)品尚少。為了滿足國內需求，我們剖析了一些進口產(chǎn)品，用國產(chǎn)的元器件研制成一種新型紅外光電感煙火災探測器。
　　1 外形結構
　　探測器的外形是一個扁圓形的塑膠盒子，170 mm×70 mm.如把放置電路板和傳感器暗室那部分看作盒身，另一部分看作盒蓋，則盒身為黑色，盒蓋為乳白色。在盒身底面，配備2個活動螺孔，以便將探測器嵌裝在天花板上。用手一使勁，就可把白蓋拉脫開。盒身里有1塊半圓形的電路板和一個暗室，2者各占一半。暗室是1個60 mm的空腔，周圍用欄柵狀的小條條圍著，外邊再圍上1塊多孔的金屬防蟲網(wǎng)，網(wǎng)孔徑1 mm.暗室頂部裝著1個長方形小盒子，其中分為2格，格與格之間互不直接連通。格子的開口面向著空腔。電路板上裝有一些電子元器件、1塊9 V堿性電池、1個微動開關和1個用壓電陶瓷片做的蜂鳴器。
　　當按下微動開關，或合上白盒蓋，再吹一口煙噴入暗室，稍息，蜂鳴器就發(fā)出刺耳的"嘟……"的響聲。
　　下面分述本探測器的電路原理。
　　2 發(fā)射電路
　　圖1為本探測器的發(fā)射電路原理圖。圖中，CC4047用作方波發(fā)生器。方波周期T≈4.4R1C1.如取C1=0.33 μF,R1=6.2 ΜΩ，則T=9 s.C2、R2組成微分電路。方波經(jīng)微分后，變?yōu)榍把囟盖偷募饷}沖波，再經(jīng)與非門1倒相整形，用負向脈沖推動三極管BG1的間歇導通，使與其串接的紅外發(fā)射二極管D1發(fā)射周期性的紅外光脈沖。門1輸出的負脈沖同時還作用于接收電路和電源欠壓報警電路
　　圖1 發(fā)射電路原理圖
　　3 接收電路
　　圖2為接收電路原理圖。圖中，D2為紅外接收二極管， 它與電阻R5組成檢測電路。無煙霧進入暗室時，D2接收不到紅外光，其反向電阻R,D2達上百兆歐姆，遠比R5大，故分壓得VD2為高電平。有煙霧進入暗室時，由于煙霧粒子（線長為μm級）對D1所發(fā)射的紅外光的折射和散射，使D2接收到紅外光，RD2呈指數(shù)律減小，故VD2也顯著減小。在正常接收情況下，VD2會小于或非門2的門檻電壓VT2,從而使門2開通，輸出由門1送來的與發(fā)射脈沖同步的正脈沖，這就是報警脈沖。在這里，或非門2同時起著比較作用和開關作用。比較電壓即其門檻電壓VT2;開關作用則由VD2來控制。三極管BG2、電容C3和或非門3等構成記憶電路，用以實現(xiàn)信號的轉換和控制。在報警脈沖的高電平期間，BG2飽和導通，電容C3通過BG2放電。當電容C3的電壓VC3小于門3的門檻電壓VT3時，門3輸出高電平。與非門4和5組成單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路，用門3輸出的報警高電平通過微動開關K來觸發(fā)，振蕩頻率f=1/2.2R9C4,這就是聲響頻率。門5輸出，驅動三極管BG4和BG5,使壓電陶瓷片HTD發(fā)聲，紅色發(fā)光二極管D3發(fā)紅色閃光。
　　圖2 接收電路原理圖
　　4 電源欠壓報警電路
　　當電源電壓下降到一定程度時，由于發(fā)射電流減小，靈敏度降低，會使電路不能正常報警。設置電源欠壓報警電路，將對此情況作出反應。圖3為電源欠壓報警電路。
　　圖3 電源欠壓報警電路
　　圖中，或非門6和或非門2相似，起著開關和比較作用。BG5是N溝道結型高阻場效應管，當電源電壓降低時，R15上的分壓隨之下降，BG5的VGS減小，溝道電阻呈指數(shù)律急劇減小，使VD5減小。當VD5<VT6時，門6開通，輸出由門1送來的與發(fā)射脈沖同步的正脈沖，這就是欠壓報警脈沖。欠壓報警為斷續(xù)聲響。
　　本探測器的整機電路如圖4所示。

圖1　發(fā)射電路原理圖

　　
圖2　接收電路原理圖

圖3　電源欠壓報警電路