火的使用是人类进步的重要标志,但火灾也成为自然灾害中影响最为深刻的一种。随着人们生产和生活水平的不断提升,防火需求也日益凸显。科技的飞速发展为我们带来更先进的探测技术的同时也增加了火灾发生的多样性,如何有效地进行火情的早期探测便成为了一个倍受关注的焦点。包括主动吸气探测在内的多种新型探测方法已逐渐成为该领域新的发展方向,部分发达国家的技术积累较为雄厚,而在国内依旧是拥有广阔的市场前景的新兴领域。本文旨在对极早期火灾的烟雾特征进行有效地采集。全文基于光电探测原理对吸气式火灾探测器的核心探测腔体进行了关键技术分析,设计并改进了探测腔体的结构、硬件平台和软件流程,形成了针对极早期火灾信号采集的完整方法。1、文章根据火灾发生的情景特点和现有探测方法进行了调研和分析,确定了利用光电散射原理进行烟雾感知的办法对火灾进行监测。根据火灾不同阶段烟雾颗粒的特点选取合适的探测特征,进一步确定了将近红外光束作为探测媒介,利用颗粒对红外光束的散射作用进行烟雾状态判定,进而表征火灾的发生情况。2、针对核心探测平台的腔体结构进行了一体化设计,采用传感器垂直于发射光束的采集方法进行颗粒光散射信号的采集;优化消光隔离室,减少二次和多次散射对探测效果的干扰;优化了烟雾流道出入口和导流板结构,确保探测区域内烟雾成分的均匀和有效,同时分析了烟气流量对探测效果的影响,进一步确定了探测条件,为实验模拟以及未来探测系统的整体构建打下基础。3、提出了硬件探测平台的功能和要求,分析关键器件参数并确定选型,设计了平台原理图和PCB,并进行了优化和调试;针对传感器微弱信号的特点对放大电路进行了仿真和改进。4、设计了软件工作流程和模块子程序,进行了多组数据采集和分析实验,并对三种不同的实验材料和烟雾浓度进行了探测验证。根据仿真和实验结果,验证了探测器性能基本达到预期效果,并具有较好的稳定性和采集精度,为火灾早期烟雾的感知提供了可靠保障。