【導讀】yanwubaojingqishidangqianjianzhuwudebiyaoshebei，keyitizaofaxianhuozai，jiangdishengmingyucaichandesunshi
，danshiyanwubaojingqidewubaoxianxiang，yechangzaochengshenghuoshangdekunrao，yincinenggoupanduanyanwushilaiziyuchufangpengtiaohuoshiyushiwuqideyanwubaojingqi
，jiangnenggoudafujiangdiyanwubaojingqidewubaoxianxiang。benwenjiangweininjieshaoyanwubaojingqideceshiyaoqiu，yijiyouADI公司推出的光學傳感器模塊將如何應用於煙霧報警器的設計。

煙霧報警器的誤報

降低使用率與提高消防成本

如今的樓宇建築配備了許多不同的傳感器，讓日常生活更加便捷，同時提供安全保護。除了環境傳感器和智能家居應用（例如電力和供暖調節）zhiwai
，yuanquanxiangguandechuanganqihaichengdanzhezhongyaodeanquanbaohuzuoyong
，qizhongbaokuoyanwubaojingqi。yanwubaojingqishibukehuoquedeshebei
，qiefalvguidingbixupeibei，danshimianshangdexuduoyanwubaojingqibingbushihezaichufanghuoyushishiyong，yinweipengrenyanqihuoqitazhengqihuizengjiaqiwubaofengxian。womenbunengdiguwubaoxianxiang，yinweizhehuiyoushiyonghuguanbiyanwubaojingqi，bingqieyinweiwubaozaochengbubiyaodexiaofangbushuerchanshenggaochengben。

但(dan)是(shi)，浴(yu)室(shi)和(he)廚(chu)房(fang)缺(que)少(shao)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)卻(que)是(shi)一(yi)個(ge)嚴(yan)重(zhong)問(wen)題(ti)，因(yin)為(wei)這(zhe)會(hui)增(zeng)加(jia)火(huo)災(zai)風(feng)險(xian)，尤(you)其(qi)是(shi)廚(chu)房(fang)。現(xian)代(dai)公(gong)寓(yu)中(zhong)的(de)廚(chu)房(fang)通(tong)常(chang)與(yu)起(qi)居(ju)室(shi)融(rong)為(wei)一(yi)體(ti)
，因(yin)此(ci)麵(mian)臨(lin)更(geng)大(da)的(de)風(feng)險(xian)。現(xian)代(dai)建(jian)築(zhu)采(cai)用(yong)大(da)量(liang)合(he)成(cheng)建(jian)築(zhu)材(cai)料(liao)，一(yi)旦(dan)起(qi)火(huo)會(hui)迅(xun)速(su)蔓(man)延(yan)，所(suo)以(yi)為(wei)了(le)準(zhun)確(que)實(shi)施(shi)防(fang)火(huo)檢(jian)測(ce)，必(bi)須(xu)精(jing)準(zhun)部(bu)署(shu)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)網(wang)絡(luo)。

全球許多標準都要求通過新測試檢測不同類型的煙霧，以滿足這些新要求。不同地區的標準略有不同，例如歐洲采用EN標準，北美采用UL標準，國際則采用ISO標準。在2021年6月發布的最新版本（UL 268：第7版和UL 217：第8版）中
，UL新(xin)增(zeng)一(yi)項(xiang)測(ce)試(shi)
，即(ji)漢(han)堡(bao)包(bao)煙(yan)霧(wu)幹(gan)擾(rao)報(bao)警(jing)測(ce)試(shi)。在(zai)該(gai)測(ce)試(shi)中(zhong)，必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)區(qu)分(fen)漢(han)堡(bao)包(bao)肉(rou)餅(bing)產(chan)生(sheng)的(de)煙(yan)霧(wu)濃(nong)度(du)和(he)易(yi)燃(ran)聚(ju)氨(an)酯(zhi)產(chan)生(sheng)的(de)煙(yan)霧(wu)度(du)
，這(zhe)項(xiang)測(ce)試(shi)有(you)助(zhu)於(yu)降(jiang)低(di)廚(chu)房(fang)的(de)誤(wu)報(bao)率(lv)。

UL標準的漢堡包煙霧幹擾報警測試

zhezhonghanbaobaoyanwuganraoceshizhizaifuzhizhenzhengdepengrenyanwu。hanbaobaoyanwuganraobaojingceshidegainianhenjiandan
，danjishishixiandaiyanwubaojingqiyemianlinzheyigetiaozhan
，yinweihanbaoroubingxuyaojiankaoyidingdeshijian。zaizhegeguochengzhong，huijianzhaquerenyanwubaojingqishifouyoushangshengdeyanwu（在一定的時限內開始上升）觸chu發fa。這zhe也ye是shi一yi項xiang標biao準zhun化hua測ce試shi，所suo以yi可ke以yi在zai相xiang同tong的de條tiao件jian下xia對dui煙yan霧wu報bao警jing器qi進jin行xing測ce試shi。以yi減jian光guang率lv測ce量liang值zhi為wei參can考kao基ji準zhun。在zai這zhe項xiang測ce試shi中zhong，會hui在zai距ju離li大da約yue2米的地方放置一個光源，其光束直徑在10到15厘米之間。使用波長為589 nm的蒸汽燈作為光源

，蒸汽燈和檢測器之間的煙霧會遮蔽光線。

將(jiang)光(guang)束(shu)受(shou)煙(yan)霧(wu)遮(zhe)蔽(bi)的(de)程(cheng)度(du)與(yu)無(wu)煙(yan)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)參(can)考(kao)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)，可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)減(jian)光(guang)率(lv)
，得(de)出(chu)煙(yan)霧(wu)密(mi)度(du)和(he)煙(yan)霧(wu)濃(nong)度(du)。對(dui)於(yu)同(tong)樣(yang)的(de)粒(li)子(zi)，減(jian)光(guang)率(lv)越(yue)高(gao)

，濃(nong)度(du)越(yue)高(gao)。當(dang)然(ran)
，減(jian)光(guang)率(lv)不(bu)僅(jin)隨(sui)濃(nong)度(du)變(bian)化(hua)，也(ye)隨(sui)粒(li)子(zi)類(lei)型(xing)變(bian)化(hua)。根(gen)據(ju)散(san)射(she)截(jie)麵(mian)，不(bu)同(tong)的(de)粒(li)子(zi)類(lei)型(xing)存(cun)在(zai)明(ming)顯(xian)差(cha)異(yi)。

減jian光guang時shi間jian也ye與yu報bao警jing觸chu發fa密mi切qie相xiang關guan
，根gen據ju該gai標biao準zhun，在zai參can考kao係xi統tong中zhong達da到dao一yi定ding的de時shi限xian
，或huo者zhe達da到dao遮zhe蔽bi限xian製zhi後hou將jiang觸chu發fa報bao警jing。因yin此ci，漢han堡bao包bao幹gan擾rao警jing報bao測ce試shi規gui定ding，煎jian烤kao漢han堡bao肉rou餅bing期qi間jian，在zai減jian光guang率lv達da到dao大da於yu1.5%/ft之zhi前qian，不bu得de發fa出chu警jing報bao。在zai測ce試shi的de第di二er階jie段duan，會hui點dian燃ran聚ju氨an酯zhi，用yong於yu模mo擬ni扶fu手shou椅yi之zhi類lei的de真zhen實shi物wu體ti。煙yan霧wu報bao警jing器qi必bi須xu區qu分fen兩liang者zhe之zhi間jian的de差cha異yi
，在zai減jian光guang率lv達da到dao5%/ft時觸發報警。

由於真正的火災煙霧和烹飪煙霧很難區分
，因此這項測試非常具有挑戰性。然而，這項測試隻是UL 217和UL 268中zhong定ding義yi的de眾zhong多duo測ce試shi之zhi一yi。還hai必bi須xu使shi用yong多duo個ge完wan全quan相xiang同tong的de煙yan霧wu報bao警jing器qi來lai通tong過guo此ci項xiang測ce試shi

，以yi排pai除chu隨sui機ji結jie果guo，確que保bao檢jian測ce器qi具ju備bei廣guang泛fan的de高gao質zhi量liang密mi度du。

煙霧報警器如何通過漢堡包煙霧幹擾測試

大多數現代煙霧報警器都采用光電工作原理。在漢堡包煙霧幹擾測試中，光束發射之後會被粒子反射。散射情況取決於粒子類型、粒(li)子(zi)濃(nong)度(du)和(he)散(san)射(she)角(jiao)度(du)。煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)根(gen)據(ju)散(san)射(she)信(xin)號(hao)決(jue)定(ding)是(shi)否(fou)觸(chu)發(fa)報(bao)警(jing)器(qi)。為(wei)了(le)通(tong)過(guo)漢(han)堡(bao)包(bao)煙(yan)霧(wu)幹(gan)擾(rao)報(bao)警(jing)測(ce)試(shi)

，檢(jian)測(ce)器(qi)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)較(jiao)高(gao)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)，以(yi)區(qu)分(fen)漢(han)堡(bao)煙(yan)霧(wu)和(he)其(qi)他(ta)類(lei)型(xing)的(de)煙(yan)霧(wu)。

ADI公司的ADPD188BI集成光學傳感器模塊，有助於煙霧報警器製造商的產品通過這項嚴苛測試。這種新型煙霧檢測集成模塊殼體中包含兩個發射器LED
，包括一個波長470 nm的藍色LED，一個波長850 nm的紅外LED，兩個發射器都位於左側的腔室內

，殼體右側是一個光電二極管和模擬前端。LED發射光束，煙霧粒子將光束反射回光電二極管。此外還集成了LED驅動器，由內部時隙切換。通過這些時隙，用戶能夠調節整個前端的時序
，而不必不斷地重寫寄存器。

模擬前端包含一個電流-電壓轉換器和一個環境光模擬濾波器。後者由檢測恒定環境光的帶通濾波器和檢測可變環境光（例如熒光燈發出的光線）的積分器組成。之後，集成的模數轉換器將電壓轉換為數字信號。

ADPD188BI煙yan霧wu傳chuan感gan器qi模mo塊kuai具ju備bei高gao集ji成cheng密mi度du，具ju有you多duo項xiang優you勢shi。由you於yu隻zhi需xu要yao少shao量liang外wai部bu組zu件jian，所suo以yi整zheng個ge係xi統tong更geng容rong易yi校xiao準zhun。通tong過guo雙shuang色se光guang波bo長chang檢jian測ce
，不bu僅jin支zhi持chi單dan獨du測ce量liang單dan個ge波bo長chang，還hai支zhi持chi分fen析xi比bi率lv構gou成cheng，從cong而er進jin一yi步bu降jiang低di了le誤wu報bao率lv。此ci外wai，此ci模mo塊kuai比bi傳chuan統tong檢jian測ce器qi體ti積ji小xiao，功gong耗hao低di。紅hong外waiLED的工作功耗為~5 μW/Hz。將LED和光電二極管完全集成到模擬前端，煙霧報警器製造商就可以提供整體模塊解決方案。

ADPD188BI模塊的高度集成關係到漢堡包煙霧幹擾測試的“成與敗”。在固定電流下，不同LED的發光強度通常有很大的差異
，因此過去都是由煙霧報警器製造商執行煙霧報警器校準。校準LED發光強度與電流之間的斜率和偏移，可以確保LED保持具有相同的性能表現。因為LED和整個信號路徑都集成到ADPD188BI中，所以ADI公(gong)司(si)會(hui)預(yu)先(xian)校(xiao)準(zhun)傳(chuan)感(gan)器(qi)模(mo)塊(kuai)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)。由(you)於(yu)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)預(yu)先(xian)校(xiao)準(zhun)的(de)模(mo)塊(kuai)

，因(yin)此(ci)簡(jian)化(hua)了(le)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)。

ADI公司使用的校準方法是直接校準LED的斜率和偏移。所以

，將ADPD188BI放置在反射器下方，然後由集成的光電二極管測量反射光。可以針對每個ADPD188BI分別確定斜率和偏移量

，校準係數則存儲在芯片的非易失性存儲器（即eFUSE寄存器）中zhong。通tong過guo讀du取qu這zhe些xie係xi數shu，可ke以yi盡jin可ke能neng地di減jian小xiao芯xin片pian之zhi間jian的de差cha異yi。這zhe意yi味wei著zhe可ke以yi在zai算suan法fa中zhong更geng精jing確que地di設she置zhi報bao警jing閾yu值zhi，從cong而er降jiang低di誤wu報bao率lv，最zui終zhong通tong過guoUL測試。

適用於煙霧探測的集成光學模塊

ADI公司推出的ADPD188BI是一套利用光學雙波長技術進行煙霧探測的完整測光係統。該模塊集成了高效亮度學前端、兩個發光二極管（LED）和兩個光電二極管（PD）。這些器件密封在自定義封裝中，可防止LED發出的光線在進入煙霧探測腔之前直接照射到光電二極管。

ADPD188BI應用特定集成電路（ASIC）的前端包含一個控製塊、一個配備20位脈衝蓄能器的14位模數轉換器（ADC）和三個可獨立控製的靈活LED驅動器。控製電路包括靈活的LED信號傳遞和同步檢測功能
，模擬前端（AFE）具有抑製調製幹擾導致信號失調和破壞（通常由環境光所致）的一流特性。數據輸出和功能配置通過1.8 V I2C接口或串行外設接口（SPI）端口進行。

ADPD188BI支持UL-217版本8/UL-568版本7、EN-54、GB、ISO，使用具有更高SNR和動態範圍的雙波長檢測器件減少幹擾警報，具備3倍低功耗支持更小尺寸／更便宜的電池
，集成光學模塊（3.8mm x 5mm x 0.9mm
，帶1個藍色LED、1個紅外LED和2個光電二極管）

，可簡化EMC設計，支持更廣泛的工業設計選項並提供少於75%的分立組件
，最終測試時的環路校準可減少與煙霧探測器產品相關的校準挑戰。

ADI公司也推出EVAL-ADPD188BIZ-S2評估板，可向用戶提供一種評估ADPD188BI光學模塊以及EVAL-CHAMBER煙室的簡單方法
，適合煙霧和氣霧劑檢測應用。該評估係統由EVAL-ADPD188BIZ-S2評估板
、EVAL-ADPDUCZ微控製器板
、可選EVAL-CHAMBER煙室和Wavetool評估軟件圖形用戶界麵（GUI）組成。該軟件向用戶提供低級和高級可配置性、實時頻率和時域分析
，以及用戶數據報協議（UDP）傳輸特性，這樣評估板可輕鬆與用戶開發係統連接。

結語

xintuichudehanbaobaoyanwuganraoceshihennantongguo，yinweijiankaohanbaoroubingshichanshengdeyanwukeliyuzhengchangdeyanwukelichabiebuda。suoyi
，yanwuchuanganqixuyaojubeigaoxinzaobi
，yiqufenhanbaoroubingchanshengdeyanwuheqitaleixingdeyanwu。zaizhegeguochengzhong，chuanganqizhijiandedichayijuyoujuedingxingdezuoyong。zhiyoukekaodiwanchengceliangbingtongguoceshi，cainengjianshaozuizhongyingyongzhongdeyanwuchuanganqiwubao。ADI公司的新型集成光學煙霧檢測模塊ADPD188BI是(shi)一(yi)款(kuan)高(gao)度(du)靈(ling)敏(min)的(de)集(ji)成(cheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)模(mo)塊(kuai)，不(bu)僅(jin)具(ju)備(bei)高(gao)信(xin)噪(zao)比(bi)
，支(zhi)持(chi)雙(shuang)色(se)檢(jian)測(ce)，還(hai)能(neng)充(chong)分(fen)減(jian)少(shao)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)
，從(cong)而(er)簡(jian)化(hua)了(le)設(she)計(ji)和(he)算(suan)法(fa)開(kai)發(fa)，將(jiang)會(hui)是(shi)開(kai)發(fa)新(xin)型(xing)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)的(de)理(li)想(xiang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

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