硬件設計升級增強煙霧探測能力

電子發燒友網報道（文/李寧遠）煙霧探測器，現在廣泛應用在各種場合的一種基礎傳感器。尤其是室內場所、樓宇場所，煙霧探測器可以說是安防標配，是將探測部位煙霧濃度的變化轉換為電信號實現報警目的的一種傳感器件。

全球各個地區都對煙霧探測的重視程度很高，因為這項技術能在火災早期就迅速做出響應。因為隨著現在各種建筑材料的發展，很多材料在火災初期，由于溫度較低多處于陰燃階段，對煙霧的迅速識別能夠大大降低室內火災發生率，提高場所安全性。

煙霧探測的多種技術原理

從基礎檢測原理來說，可以將目前市面上主流的煙霧探測器分為電離探測型和光電探測型。氣敏型煙霧傳感嚴格來說和上面二者差別有些大，所以不列入其中。而且電離探測型和光電探測型比氣敏型探測會可靠很多。

電離探測型通過在電離室內摻加進少量放射性物質，對空氣進行離子化，使得電離室成為一個導電的空間。當在煙霧進入電離室后，會降低室內氣體的導電性，由此觸發警報。光電探測型則有一個光感室，檢測到煙霧時LED光會折射到光電探測器中，由此觸發警報。

如果把光電探測型分得更細一些，有分為遮光型和散光型的點型探測器以及分為對射型和反射型的紅外光束線型探測器。前者利用煙粒子對光線的吸收和散射，后者利用紅外光束的對射和反射。另外一點不同在于，線型感煙探測器的光束發射器和光電接受器是兩個獨立的部分。

在部分歐美國家，電離探測型器件是不被允許的，因為電離探測在火災發生初期可能無法精準探測到煙霧引起的電離室導電性能變化。在相關法規越來越嚴格的要求下，煙霧探測對相關傳感器組件的設計也更為嚴格。

如何增強煙霧探測能力

任何傳感器都會朝著更高的探測精度更好的靈敏度發展，煙霧探測也不例外。作為一種在安防領域廣泛被應用的傳感器，煙霧探測器需要有更高探測性能，并盡可能減少誤報頻率。煙霧探測器任何一次誤報都會造成極大的恐慌，因此增強傳感精度減少誤報頻率是非常有必要的，這和煙霧探測器模擬前端的高環境光抑制和寬動態范圍息息相關。

雙波長探測是一個能夠有效解決傳感器誤報的技術手段，雙波長LED的光電檢測能夠更為準確地識別出煙霧的變化，避免誤報。這種集成式設計使用雙色來區分不同大小的顆粒，提高了煙霧檢測和分類的能力，能排除干擾源。

這同時也要求其模擬前端有較高的動態范圍和較高的信噪比。尤其是要能在低信號范圍內維持高信噪比和高動態范圍，否則傳感器對細微的煙霧變化會敏感度不夠。

另一個發展方向是低功耗，這一點很好理解，頻繁更換電池非常影響使用體驗，而使用線纜供電也并不是適應每種場景。所以盡可能將功耗做低很有必要，這也很吃模擬前端的電源管理設計。

當然目前也有無線充電的方式，不過技術成熟度還有提升空間，在市場的普及度不高，而且組建一個煙霧探測器無線充電區域從成本上看起碼現在是不一定劃算的。

小型化也是煙霧探測器正在經歷的改變，煙霧探測器的尺寸主要看其光學硬件設計部分的尺寸，模擬前端和光學硬件的組合能夠以更小的封裝集成，就能大大減少整個設備的尺寸，契合現在小型化的發展趨勢。

現在也有一些無腔室的設計，能夠將尺寸大幅縮小，不過這就很需要模塊前端有著極強的光抑制能力，技術難度頗高。

小結

提高探測準確度后的煙霧傳感，能夠在更多場合里準確分辨煙霧，減少誤報，有了更多應用方向。未來各種樓宇、室內場合都會將煙霧探測作為基礎的組件集成進控制系統中，為場景安全提供保障。