烟雾探测器的原理：使用核辐射和光

20世纪30年代，瑞士物理学家沃尔特·耶格试图发明一种可以探测气体的东西，但失败了可是，他的设备对他点燃的香烟发出的烟雾颗粒有反应第一批商用烟雾报警器使用的传感器的工作原理与Jaeger的实验设备相同

烟雾探测器由一对穿过空气间隙的电极组成在其中一个电极孔的下面是一小块镅—241，它会通过衰变放出α粒子当镅衰变并抛出这些粒子时，它们与组成空气的氮和氧原子碰撞，并撞掉它们的一些电子这导致在两个电极板之间产生一些带电气体分子在电源的帮助下保持极板之间的电势，这些带电分子将被吸引到电极上一旦它们移动到电极，最终结果是一个微小的电流，大约100微微安

可是，当某种东西燃烧并向空气中释放烟雾粒子时，这些烟雾粒子一旦进入两个电极之间，就会开始吸收或阻挡镅的α粒子这将阻止大多数氮和氧的电离，从而阻止电流在板之间流动一个相对简单的电子电路可以监测电流，并在电流停止时发出警报

你可能会觉得用放射性同位素探测烟雾对人体似乎有点危险但实际上，α粒子很容易被阻挡，它甚至无法穿过报警器的塑料外壳但是，很多人还是没有安全感毕竟，我们可以用眼睛看到烟雾颗粒，所以可能有一种方法可以使用光传感器来检测烟雾

1972年，唐纳德·斯蒂尔和罗伯特·b·埃内马克设计了一种光学感烟探测器，其工作原理与现代光电感烟探测器基本相同他们的想法是在检测室内放置一个光源和两个光敏传感器，设计一系列的光阱，防止环境光进入传感器被布置成只有其中一个能够看见光源，并且在第二个传感器和光源之间有一系列挡光叶片可是，当烟雾颗粒进入室内时，光源发出的光会被这些颗粒散射然后，第二个传感器可以看到光源发出的光，并发出警报

那么，第一个传感器有什么用呢如果第一个传感器没有检测到光，则表明光源有故障早期设计使用的光源是白炽灯，不是电池供电，安装位置选择较少这可能是早期电离感烟探测器比光学感烟探测器更受欢迎的原因

现在，我们使用红外LED和单个光电传感器的更简单和更低功耗的布置光电传感器位于检测室内，中间有东西挡住，所以看不到LED的闪烁光此外，外部可视LED将闪烁，表示它已通电并正常工作如果在光电传感器里看不到光点，那空气一定是干净的但如果室内有烟雾，烟雾颗粒会散射光，其中一部分会被光电传感器接收到

但是，这通常不会立即触发警报，它会启动一系列额外的更频繁的检测以防止误报例如，如果一团灰尘碰巧飘进了房间，我们当然不希望警报响起因此，它将执行一个例行程序，快速连续地检查几次散射光

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