一种用于光电式烟雾探测器的自校准、补偿电路和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113990023A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111251117.3(22)申请日2021.10.26(71)申请人无锡商业职业技术学院地址214000江苏省无锡市滨湖区钱胡公路809号(72)发明人罗倩倩(74)专利代理机构无锡盛阳专利商标事务所(普通合伙)32227代理人顾朝瑞刘瑞平(51)Int.Cl.G08B17/103(2006.01)G08B29/04(2006.01)G08B29/24(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图3页(54)发明名称一种用于光电式烟雾探测器的自校准、补偿电路和方法(57)摘要本发明的目的在于提供一种用于光电式烟雾探测器的自校准、补偿电路和方法，通过硬件上的检测校准电路包括发光管的压降检测、发光管的电流检测以及针对接收管的跨导放大器的校准电路，以及结合软件补偿方法包括从检测发光管压降推算当前温度较工厂常温校准值的偏差、根据检测到的发光管电流来调整驱动电流至预期标称电流以及根据接收管跨导放大器增益误差来补偿接收信号，其能够主动监测，实现设备自校准和补偿，克服单独使用温度传感器带来的弊端，克服光学器件之间的误差以及温度和老化带来的误差，使光电式烟雾探测器稳定工作于不同的实际使用场景中，保证了产品的一致性。CN113990023ACN113990023A权利要求书1/2页1.一种用于光电式烟雾探测器的自校准、补偿电路，其包括发光管和接收管；其特征在于：所述发光管与电流传感电阻相串联，串联后的整体一端连接发光管电源，另一端连接发光管驱动模块，所述发光管的两端分别通过第一输入选择开关与第三放大器的两个输入端连接，所述电流传感电阻的两端分别通过第一输入选择开关与第四放大器的两个输入端连接，所述第三放大器和第四放大器的输出端均通过第二输入选择开关与模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与数字电路模块连接，所述数字电路模块与处理器连接，所述数字电路模块还与数模转换器的输入端连接，所述数模转换器的输出端与发光管驱动模块连接；当所述发光管的数量为M(M可取值为大于等于1的自然数)时，每个发光管均采用上述电路；所述接收管的正极端通过第一输入选择开关与第一放大器的负极输入端连接，所述接收管的负极端通过第一输入选择开关与第一放大器的正极输入端连接，所述第一放大器的负极输入端与输出端之间连接有跨导电阻，所述第一放大器与跨导电阻构成跨导放大器，所述第一放大器的正极输入端还连接至第一参考电压，所述第一放大器的输出端通过第二输入选择开关与模数转换器的输入端连接；所述电路还包括校准电阻，所述校准电阻的一端通过第一输入选择开关连接至第二参考电压，另一端通过第一输入选择开关与第一放大器的负极输入端连接；所述第一放大器、第三放大器、第四放大器可实际采用N(N可取值为1或2或3)个放大器结合第一输入选择开关通过通路选通来实现上述三个放大器的功能。所述数字电路模块还分别与第一输入选择开关、第二输入选择开关连接；所述处理器用于通过数字电路模块分别控制第一输入选择开关和第二输入选择开关的通路选通，还用于通过数字电路模块接收模数转换器的输出值、向数模转换器输出设置值。2.根据权利要求1所述的一种用于光电式烟雾探测器的自校准、补偿电路，其特征在于：所述电路还包括热敏电阻，所述热敏电阻一端通过上拉电阻连接至电源，并通过第一输入选择开关与第二放大器的正极输入端连接，另一端接地，并通过第一输入选择开关与第二放大器的负极输入端连接；所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器可实际采用N(N可取值为1或2或3或4)个放大器结合第一输入选择开关通过通路选通来实现上述四个放大器的功能。3.基于权利要求1‑2所述的电路的一种用于光电式烟雾探测器的自校准、补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.烟雾传感器上电、初始化后进入烟雾传感模式；步骤2.处理器读取检测数据，具体包括：读取接收管数据、检测发光管驱动电流、检测发光管压降；步骤3.处理器通过读取接收管数据，获取跨导放大器增益系数k3并补偿接收管数据；步骤4.处理器通过检测发光管压降，获取温度漂移值，用于后续的补偿系数计算；步骤5.处理器通过检测发光管驱动电流，将发光管驱动电流调整至标称电流；所述步骤3、步骤4、步骤5之间可按任意步骤顺序执行；步骤6.处理器对烟雾传感器进行校准，获取发光管亮度随温度的变化系数k6'以及接收管的效率变化系数k'1，计算补偿后的功率传输比PTR'；步骤7.处理器进行烟雾检测及判断流程。2CN113990023A权利要求书2/2页4.根据权利要求3所述的一种用于光电式烟雾探测器的自校准、补偿方法，其特征在于：所述步骤3中通过读取接收管数据，获取跨