跟着美国保险商实验室(UL)出台新规则，烟雾报警器规范有了很大的进步。例如，烟雾报警器现在有必要可以识别出官方汉堡包焚烧测验和以聚氨酯等烟雾方法存在的实践要挟之间的细微不同。运用单色光源的传统烟雾报警器无法做到这一点，因而开发了新的解决方案ADPD188BI。
典型烟雾报警器包含勘探器、具有算法的微控制器，以及扬声器、LED指示灯或一氧化碳传感器等其他元件。烟雾报警器中的基准丈量遵从所谓的减光原理，如图1的原理图所示。丈量光源(L)和勘探器(D)之间因存在颗粒而导致的暗光或消光，然后运用新的UL法规进行评价。
图1.基准丈量。
经典烟雾报警器以离散方法规划，并经过向前散射发挥作用，其间特定波长的LED光（通常在红外规模内）被粒子散射到光电二极管上。如图2所示，LED和光电二极管之间的间隔通常是几厘米。
图2.具有红外LED的向前散射体系。
可是，不管是烟雾报警器的离散式规划，仍是丈量方法，都有缺点。首要缺点是单色LED会导致更高的误报率，因为它会使区别不同的粒子变得更困难。此外，离散施行规模很大，功耗高。许多校准作业也是必要的。光学元件的技能一日千里，现在可以将LED和光电二极管以及光学前端集成到一个小外壳
图3.ADPD188BI的功用框图。
ADI公司创建了这样一种技能：ADPD188BI。它有两个LED（蓝色和红外）、一个光电二极管，以及直接集成到单个单元中的模仿前端。运用波长不同的二极管意味着有两个不同的折射角，因而丈量值更牢靠。I2C或SPI上的数字输出支撑与微控制器衔接。相关框图如图3所示。有了集成LED、光电二极管和模仿前端，因为条件固定，就可以更轻松地校准体系。校准通常是单点校准，可归入客户的下线测验。图4显现了左边具有严密集成的LED、模仿前端有光电二极管的ADPD188BI的原理图。如图中所示，完好信号链在单个5 mm × 3.8 mm芯片上完成。
图4.ADPD188BI的原理图。
ADPD188BI的作业原理是发射几微秒的LED短脉冲，然后被粒子散射回光电二极管。跨阻放大器将发生的电流转换为电压，带通滤波器滤除直流重量，积分器滤除来自高达80 dB的灯或太阳辐射的环境光的直流重量。之后，模数转换器将电压转换为数字信号。
这一原理有许多优势。运用两个LED可取得高动态规模和高SNR，然后削减误报；此外，LED短脉冲导致低功耗。两个二极管的双线丈量也使勘探更准确；也就是说，不只正常烟雾和焚烧汉堡包之间有不同，正常烟雾和蒸汽之间也有不同。因而，也可在厨房和澡堂装置并运用烟雾报警器。此外，因为条件预订以及物理尺度减小，体系集成也意味着校准更简单。该体系不只契合UL的前瞻性法令，并且使较小的无烟室规划可以更轻松地集成到任何房间。在此基础上，ADPD188BI经过新的丈量体系，满意未来对安全性、本钱和牢靠性的一切要求。
作者简介
自2015年2月至今，Christoph Kämmerer一直在德国ADI公司任职。他于2014年结业于埃尔朗根-纽伦堡大学，取得物理学硕士学位。然后在利默里克市ADI公司担任工艺开发实习生。2016年12月培训生项目完毕后，Christoph正式成为ADI公司的现场使用工程师，专门针对新式使用领域。联系方法：christoph.kaemmerer@analog.com。
