烟雾探测器如何工作

经过:马歇尔大脑

你知道他们如何工作吗?Slobo / Getty图像

烟雾探测器是那些令人惊叹的发明之一,由于批量生产,几乎没有成本。您只需7美元即可获得烟雾探测器。尽管他们的成本很少,但烟雾探测器每年挽救了数千人的生命。实际上,建议每个房屋每层有一个烟雾探测器。

所有烟雾探测器均由两个基本部分组成:一个传感器,可以感觉到烟雾和一个非常响亮的电子号角,以唤醒人们。烟雾探测器可以从9伏电池或120伏房的电流。

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在本文中,我们将研究当今使用的两种最常见的烟雾探测器类型:光电检测器和电离探测器。而且,我们还会在电离检测器内看一下。

让我们从光电检测器开始。

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光电检测器

有时,您会走进一家商店,当您越过门槛时,铃铛会熄灭。如果您看,您经常会注意到照片梁探测器正在使用。在商店一侧的门附近是(要么白光和镜头或低功率激光),另一侧是一个可以“看到”光的光电探测器。

当您越过光束时,您就会阻止它。光电探测器感觉到缺乏光并触发铃铛。您可以想象,这种类型的传感器如何充当烟雾探测器。如果商店里的烟熏量足够烟熏以充分遮挡光束,铃铛就会熄灭。但是这里有两个问题:

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  1. 这是一个很大的烟雾探测器。
  2. 它不是很敏感。

在警报响起之前,必须有很多烟雾 - 烟雾必须足够厚才能完全挡住光线。这样做需要很多烟。

因此,光电烟雾探测器以不同的方式使用光。在烟雾探测器内部有一个光和一个传感器,但它们的位置为90度角,彼此:这样

在正常情况下,左侧的光源的光线直射并错过了传感器。然而,当烟雾进入腔室时,烟颗粒散布着光,一定量的光击中了传感器:

然后,传感器在烟雾探测器中启动喇叭。

光电探测器更好地感知烟熏烟熏,例如闷烧的床垫。

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电离检测器:电离辐射

电离烟雾探测器使用电离室和一个来源电离辐射检测烟。这种类型的烟雾探测器更为普遍,因为它便宜,并且更好地检测出燃烧火灾产生的烟雾较少。

电离探测器内部是少量(可能是1/5000的)Americium-241。这放射性Element Americum的半衰期为432年,是一个很好的来源α颗粒

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谈论探测器中美国数量的另一种方法是说典型的检测器包含0.9个Americuim-241的微库。一种居里是核材料的度量单位。如果您手里拿着一些东西,您将持有大量的材料,每秒进行37,000,000,000个核转换。通常,这意味着样品中的370亿原子每秒腐烂并发出核辐射的粒子(例如α粒子)。一克元素辐射产生了大约1个活动的居里(玛丽·库里(Marie Curie),以居里的名字命名的那位女性,使用了镭的大部分研究)。

(有关核材料和核辐射的广泛解释,请参见核辐射如何工作

让我们现在看一下电离室。

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电离检测器:电离室

电离室非常简单。它由两个盘子组成,上面有电压,以及像这样电离辐射的放射性来源:

美国产生的α粒子具有以下特性:它们电离腔室中空气的氧气和氮原子。“电离”是指“从电子上敲出电子”。当您将电子从一个原子,你最终得到了免费电子(负电荷)和一个原子缺少一个电子(带有正电荷)。负电子以正电压吸引到板上,正原子被负电压吸引到板上(对立面吸引,就像磁体一样)。烟雾探测器中的电子设备感觉很少电流这些电子和离子向板的移动表示。

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当烟雾进入电离室时,它会破坏这种电流 - 烟颗粒附着在离子上并中和它们。烟雾探测器会感觉到板之间的电流下降,并将其伸开。

说到警报,每当使用“核辐射”一词时,许多人的脑海就会发出警报。烟雾探测器中的辐射量极小。它也主要是α辐射。α辐射无法穿透一张纸,并被数厘米的空气阻塞。烟雾探测器中的美国人只有在您吸入它的情况下才会构成危险。因此,您不想在烟雾探测器中与Americium一起玩,戳戳或以任何方式打扰它,因为您不希望它成为空降。看核辐射如何工作有关更多详细信息。

现在,让我们看一下电离烟雾探测器。

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在电离烟雾探测器内部

这是典型烟雾探测器的外部。

当您脱下封面时,您会发现烟雾探测器非常简单。这是由印刷电路板组成的(请参阅文章在遥控器中为了解释印刷电路板)电离室(在下面的图片中,朝右上方的银色圆柱体)和一个电子号角(在下面的图片中,右下角的黄铜圆柱体):

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这是董事会的特写:

和董事会的底面:

电离室是铝制罐电离源。您可以看到罐子中有插槽以允许空气流动。罐子本身充当负面板电离室

罐子下方是一个陶瓷支架,其中包含电离室的正板。在该板下是电离源,您想确保不要打扰

有关烟雾探测器和相关主题的更多信息,请查看下一页上的链接。

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特色

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