【導讀】煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)是(shi)當(dang)前(qian)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)必(bi)要(yao)設(she)備(bei)
，可(ke)以(yi)提(ti)早(zao)發(fa)現(xian)火(huo)災(zai)
，降(jiang)低(di)生(sheng)命(ming)與(yu)財(cai)產(chan)的(de)損(sun)失(shi)
，但(dan)是(shi)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)的(de)誤(wu)報(bao)現(xian)象(xiang)
，也(ye)常(chang)造(zao)成(cheng)生(sheng)活(huo)上(shang)的(de)困(kun)擾(rao)
，因(yin)此(ci)能(neng)夠(gou)判(pan)斷(duan)煙(yan)霧(wu)是(shi)來(lai)自(zi)於(yu)廚(chu)房(fang)烹(peng)調(tiao)或(huo)是(shi)浴(yu)室(shi)霧(wu)氣(qi)的(de)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)
，將(jiang)能(neng)夠(gou)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)的(de)誤(wu)報(bao)現(xian)象(xiang)。本(ben)文(wen)將(jiang)為(wei)您(nin)介(jie)紹(shao)煙(yan)霧(wu)報(bao)警(jing)器(qi)的(de)測(ce)試(shi)要(yao)求(qiu)，以(yi)及(ji)由(you)ADI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）之zhi外wai，與yu安an全quan相xiang關guan的de傳chuan感gan器qi還hai承cheng擔dan著zhe重zhong要yao的de安an全quan保bao護hu作zuo用yong，其qi中zhong包bao括kuo煙yan霧wu報bao警jing器qi。煙yan霧wu報bao警jing器qi是shi不bu可ke或huo缺que的de設she備bei，且qie法fa律lv規gui定ding必bi須xu配pei備bei
，但dan市shi麵mian上shang的de許xu多duo煙yan霧wu報bao警jing器qi並bing不bu適shi合he在zai廚chu房fang或huo浴yu室shi使shi用yong
，因yin為wei烹peng飪ren煙yan氣qi或huo其qi他ta蒸zheng汽qi會hui增zeng加jia其qi誤wu報bao風feng險xian。我wo們men不bu能neng低di估gu誤wu報bao現xian象xiang
，因yin為wei這zhe會hui誘you使shi用yong戶hu關guan閉bi煙yan霧wu報bao警jing器qi，並bing且qie因yin為wei誤wu報bao造zao成cheng不bu必bi要yao的de消xiao防fang部bu署shu而er產chan生sheng高gao成cheng本ben。

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)。

jianguangshijianyeyubaojingchufamiqiexiangguan，genjugaibiaozhun，zaicankaoxitongzhongdadaoyidingdeshixian，huozhedadaozhebixianzhihoujiangchufabaojing。yinci

，hanbaobaoganraojingbaoceshiguiding，jiankaohanbaoroubingqijian
，zaijianguanglvdadaodayu1.5%/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(dao)5%/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

新(xin)推(tui)出(chu)的(de)漢(han)堡(bao)包(bao)煙(yan)霧(wu)幹(gan)擾(rao)測(ce)試(shi)很(hen)難(nan)通(tong)過(guo)

，因(yin)為(wei)煎(jian)烤(kao)漢(han)堡(bao)肉(rou)餅(bing)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)煙(yan)霧(wu)顆(ke)粒(li)與(yu)正(zheng)常(chang)的(de)煙(yan)霧(wu)顆(ke)粒(li)差(cha)別(bie)不(bu)大(da)。所(suo)以(yi)
，煙(yan)霧(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)需(xu)要(yao)具(ju)備(bei)高(gao)信(xin)噪(zao)比(bi)，以(yi)區(qu)分(fen)漢(han)堡(bao)肉(rou)餅(bing)產(chan)生(sheng)的(de)煙(yan)霧(wu)和(he)其(qi)他(ta)類(lei)型(xing)的(de)煙(yan)霧(wu)。在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)，傳(chuan)感(gan)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)低(di)差(cha)異(yi)具(ju)有(you)決(jue)定(ding)性(xing)的(de)作(zuo)用(yong)。隻(zhi)有(you)可(ke)靠(kao)地(di)完(wan)成(cheng)測(ce)量(liang)並(bing)通(tong)過(guo)測(ce)試(shi)
，才(cai)能(neng)減(jian)少(shao)最(zui)終(zhong)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)煙(yan)霧(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)誤(wu)報(bao)。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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