阅读说明：本技术 火灾探测装置及光传感器组件 (Fire detection device and optical sensor assembly ) 是由 林永贤 王昕� 张�杰 马启龙 于 2020-04-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种火灾探测装置及光传感器组件,火灾探测装置包括：第一可旋转底座、第一外壳、第一视窗、设置在第一视窗内侧的光传感器组件及与控制模块,光传感器组件包括曲面基板和设置于曲面基板上的多个光传感器,光传感器呈阵列排布,每个光传感器表面设有滤光片；滤光片用于对入射光信号进行滤波处理,获取待测光源的光谱信号；光传感器用于将光谱信号转换为电信号；控制模块用于对电信号进行解析,获取待测光源的时间信号参数和空间信号参数,并根据光谱信号、时间信号参数和空间信号参数确定待测光源是否为火焰,及确定待测光源的位置。本发明实施例通过设置曲面基板提高了时间信号参数和空间信号参数的检测能力,降低了火灾误报率。(The invention discloses a fire detection device and a light sensor component, wherein the fire detection device comprises: the optical sensor assembly comprises a curved substrate and a plurality of optical sensors arranged on the curved substrate, the optical sensors are arranged in an array, and the surface of each optical sensor is provided with an optical filter; the optical filter is used for filtering incident light signals to obtain spectral signals of a light source to be detected; the optical sensor is used for converting the spectrum signal into an electric signal; the control module is used for analyzing the electric signal, acquiring a time signal parameter and a space signal parameter of the light source to be detected, determining whether the light source to be detected is flame or not according to the spectrum signal, the time signal parameter and the space signal parameter, and determining the position of the light source to be detected. The embodiment of the invention improves the detection capability of the time signal parameter and the space signal parameter by arranging the curved surface substrate, and reduces the false alarm rate of fire.)

火灾探测装置及光传感器组件

技术领域

本发明实施例涉及火灾检测技术领域，尤其涉及一种火灾探测装置及光传感器组件。

背景技术

目前，识别火灾的技术有很多，应用比较广泛的火灾探测器包括红外紫外线火灾探测器和图像型可见光火灾探测器。

其中，红外紫外线火灾探测器是通过探测物质燃烧所产生的紫外线来识别火灾的。图像型可见光火灾探测器是通过摄像头实时采集可见光图像，基于计算机软件分析识别火焰。但是，现有的火灾探测器在实际使用中存在以下问题：

其一，紫外线火灾探测器和图像型可见光火焰探测器的探测角度窄，可以采集图像的区域较小，覆盖范围窄；其二，现有的图像型可见光火焰探测器需要安装摄像头和视频图像分析软件，使用成本较高，视频图像分析软件的识别算法复杂、识别耗时较长，并且受摄像头技术和软件识别技术的限制，在强光下，容易出现漏报或者误报，在特定场景下，例如，电视画面或者强太阳光下，现有的火灾探测器的误报率更高。

发明内容

本发明提供一种火灾探测装置，利用火焰的光谱、波长变化和形态变化特征识别火灾，解决火灾探测器误报率高、探测范围窄的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种火灾探测装置，包括：第一可旋转底座、第一外壳、设置在所述第一外壳上的第一视窗、设置在所述第一视窗内侧的光传感器组件及与所述光传感器组件电连接的控制模块，其中，所述光传感器组件包括曲面基板和设置于所述曲面基板上的多个光传感器，所述光传感器呈阵列排布，每个所述光传感器表面设有滤光片；所述滤光片用于接收入射光信号，并对所述入射光信号进行滤波处理，获取所述待测光源的光谱信号；所述光传感器用于将所述光谱信号转换为电信号；所述控制模块用于对所述电信号进行解析，获取所述待测光源的时间信号和空间信号，并根据所述光谱信号、所述时间信号和所述空间信号确定所述待测光源是否为火焰，及确定所述待测光源的位置和光强度。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光传感器组件，包括：曲面基板和设置于所述曲面基板上的多个光传感器，所述光传感器呈阵列排布，每个所述光传感器表面设有滤光片。

本发明实施例提出的火灾探测装置及光传感器组件，采用设置在曲面基板上的传感器阵列结构优化对光源的光谱信号、时间信号和空间信号的检测能力，并通过将光源的光谱信号、时间信号和空间信号与火焰的光谱信号、时间信号和空间信号特征进行比对，可识别火灾，解决火灾探测器误报率高、探测范围窄的问题，识别准确性高，产品成本低，降低了火灾误报率。

附图说明

图1是本发明实施例一的火灾探测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一的一种光传感器组件的结构示意图；

图3是图2所示的光传感器组件的剖面结构示意图；

图4是本发明实施例一的另一种光传感器组件的结构示意图；

图5是图4所示的光传感器组件的剖面结构示意图；

图6是本发明实施例一的又一种光传感器组件的结构示意图；

图7是本发明实施例一的又一种光传感器组件的结构示意图；

图8是本发明实施例二的火灾探测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

由于所有的燃料在燃烧时，燃烧的火焰均会发生形态变化和颜色变化，同时对外散发热量，人们可以结合火焰的跳动和火焰的颜色对火焰进行准确地识别，在此，定义火焰的标准光谱信号、标准时间信号参数和标准空间信号参数，火焰的标准光谱信号、标准时间信号参数和标准空间信号参数构成火焰的特征信号，其具体含义如下：

(1)火焰的标准光谱信号

光谱是指复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后，被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。火焰的光谱范围涉及近红外线、中红外线、长红外线、紫外线及可见光，由此，可对火焰发出的光进行滤波处理，获取特定波长(或频率)的光信号，并将滤波处理后的光信号作为火焰的标准光谱信号。

(2)火焰的标准时间信号参数

燃料在空气中燃烧，产生火焰，火焰的闪烁频率为3Hz至8Hz。在发生火灾时，空气中的氧气浓度随着燃烧时间而发生变化，火灾发生的时间越长空气中的氧气浓度越低。火焰的颜色受空气中氧气浓度的影响而发生变化，在富氧的状态下，火焰的颜色接近蓝色；随着时间推移，火焰发出的不同波长的光谱信号的强度发生变化，在缺氧的状态下，火焰的颜色接近红色；由此，可将火焰的不同波长的光谱信号的强度随时间变化的规律作为火焰的标准时间信号参数。

(3)火焰的标准空间信号参数

在发生火灾时，火焰会呈现无规则的运动，火焰的形态会发生变化，在火势增长时，火焰在竖直方向上的高度从低向高变化，在火势减弱时，火焰在竖直方向上的高度从高向低变化，而灯光产生的光源的形态不会发生变化，由此，可将火焰的形态随时间变化的规律作为火焰标准的空间信号参数。

基于此，本发明实施例提供了一种火灾探测装置及光传感器组件，下面结合附图对本发明实施例的火灾探测装置及光传感器组件进行详细描述。

实施例一

本实施例提供的火灾探测装置适用于利用待测光源的光谱信号、时间信号参数和空间信号参数进行火焰识别的应用场景。图1是本发明实施例一的火灾探测装置的结构示意图。

如图1所示，火灾探测装置100包括：第一可旋转底座110、第一外壳120、设置在第一外壳上的第一视窗130、设置在第一视窗130内侧的光传感器组件140及与光传感器组件140电连接的控制模块(未示出)，其中，光传感器组件140包括曲面基板401和设置于曲面基板401上的多个光传感器402，光传感器402呈M行N列的矩形阵列排布，其中，M为大于等于3的正整数，N为大于等于1的正整数。每个光传感器402表面设有滤光片；滤光片用于接收入射光信号，并对入射光信号进行滤波处理，获取待测光源的光谱信号；光传感器402用于将光谱信号转换为电信号；控制模块用于对电信号进行解析，获取待测光源的时间信号参数和空间信号参数，并根据时间信号和空间信号确定待测光源是否为火焰，及确定待测光源的位置和光强度。

在本实施例中，可将火灾探测装置100设置在住宅、商业区、库房等场所，火灾探测装置100进行火灾探测，其实质在于判断探测到的待测光源是否具有火焰的特征信号。

在本实施例中，光传感器402设置在具有预设曲率的曲面基板上，位于曲面基板不同位置上的光传感器402与竖直方向的夹角不同，可以增强对待测光源在竖直方向上的形态变化的响应灵敏度。

在本实施例中，在入射光信号经过光传感器组件140进入火灾探测装置100时，滤光片对入射光信号进行滤波处理，获得待测光源的光谱信号，待测光源的光谱信号具有不同的波长(例如第一预设波长、第二预设波长和第三预设波长)。光传感器402接收各预设波长的光谱信号，将各光谱信号转换为模拟电信号，并将各模拟电信号发送至控制模块。

在本实施例中，光传感器402呈M行N列的矩形阵列排布，其中，M为大于等于3的正整数，N为大于等于1的正整数，由于光传感器402设置在曲面基板401上，各个光传感器402与竖直方向的夹角不同，待测光源发出的光波在各个光传感器401的入射量不同，即言，各个光传感器401接收到的入射光信号的强度不同。如果待测光源的颜色发生变化，则待测光源的特定波长的光谱信号的强度发生变化，相应的光谱信号的模拟电信号的电压值也发生变化；如果待测光源的形态发生变化，则光传感器组件140中在同一行或者同一列设置的多个光传感器402接收到的入射光信号的强度均发生变化，相应的光谱信号的模拟电信号的电压值也发生变化。由此，控制模块接收各个光传感器401发送的模拟电信号，并将模拟电信号转化为数字信号，控制模块对各数字信号进行解析，根据解析结果获取待测光源的各个波长的光谱信号的强度变化即待测光源的时间信号参数，并根据解析结果获取待测光源的空间形态变化即待测光源的空间信号参数。

在本实施例中，控制模块还用于将待测光源的光谱信号、时间信号参数和空间信号参数与火焰的标准光谱信号、标准时间信号参数和标准空间信号参数进行比较，若待测光源的光谱信号、时间信号参数和空间信号参数均与火焰的标准光谱信号、标准时间信号参数和标准空间信号参数一致，则判定待测光源为火焰，即判定发生火灾。

在本实施例中，控制模块还用于对各数字信号进行解析，及根据各数字信号的大小确定各个光传感器401接收到的光谱信号的强度，并根据各个光传感器401接收到的光谱信号的强度确定待测光源的位置。

示例性地，光传感器组件140可为多光谱可见光传感器阵列，即言，光传感器402的表面设有不同颜色的滤光片，例如，可在光传感器402的表面设置红色可见光滤光片、绿色可见光滤光片和蓝色可见光滤光片，获得三种预设波长的可见光光谱信号。

在本实施例中，燃料在燃烧时，发出的光源的光谱范围涉及近红外线、中红外线、长红外线、紫外线及可见光。由此，可在光传感器402表面设置不同颜色的滤光片，对光源发出的可见光进行滤波处理，获得特定的光谱信号。示例性地，可在光传感器402表面设置红色可见光滤光片、绿色可见光滤光片和蓝色可见光滤光片等三种不同的可见光滤光片。

示例性地，普通燃料(例如木材、布料或者纸张等)燃烧时分解的主要成分包括碳和氢，根据各个成分的化学特性，可知，碳在氧气中燃烧会生成二氧化碳，并发出波长为4300纳米的光谱信号；氢气在氧气中燃烧会生成水，并发出波长为2700纳米的光谱信号；由于火焰燃烧时，会产生热量，火焰的热量可用波长为3800纳米的光谱信号进行计量。由此，可在光传感器402表面设置不同规格的薄膜滤光片，对光源发出的特定波长的微波进行滤波处理，获得特定的光谱信号。示例性地，可在光传感器402表面设置透过4300纳米光波的薄膜滤光片、透过3800纳米光波的薄膜滤光片和透过2700纳米光波的薄膜滤光片等三种不同规格的薄膜滤光片。

由此，本发明实施例提出的火灾探测装置，采用设置在曲面基板上的传感器阵列结构优化对光源的光谱信号、时间信号参数和空间信号参数的检测能力，并通过将光源的光谱信号、时间信号参数和空间信号参数与火焰的标准光谱信号、标准时间信号参数和标准空间信号参数进行比对，可识别火灾，解决火灾探测器误报率高、探测范围窄的问题，识别准确性高，产品成本低，降低了火灾误报率。

在本实施例中，如图1所示，火灾探测装置100还包括：第一指示灯组件150，第一指示灯组件150与控制模块电连接或者通信连接，若控制模块判定待测光源不是火焰，则控制第一指示灯组件150亮绿色，表示没有火情，现场安全；若控制模块判定待测光源是火焰，则控制第一指示灯组件150亮红色，表示发现火情，发出警示；若控制模块检测到火灾探测装置100无法正常工作，则控制第一指示灯组件150亮黄色，表示火灾探测装置100发生故障。

在本实施例中，可将光传感器402设置在曲面基板401上，增强对光源形态变化的检测。图2是本发明实施例一的一种光传感器组件的结构示意图。图3是图2所示的光传感器组件的剖面结构示意图。

如图2和图3所示，曲面基板401为凸曲面基板401，凸曲面基板401近似竖直设置，凸曲面基板401自上而下设有至少三行光传感器402，每行光传感器402的表面设置的滤光片相同，相邻三行光传感器402的表面设置的滤光片不同。

示例性地，滤光片可包括红色可见光滤光片、绿色可见光滤光片和蓝色可见光滤光片。当然，滤光片也可为其他几种不同颜色的滤光片或者不同波长的滤光片的组合，对此不作限制。

结合参考图2和图3所示，曲面基板401可为凸曲面基板，凸曲面基板具有预设凸曲率，在凸曲面基板401面向第一视窗130的方向设有9个光传感器402(编号1#至9#)，光传感器402自上而下呈3行3列矩形阵列排布，其中，最下行的光传感器402的表面设有红色可见光滤光片，中间行的光传感器的表面设有绿色可见光滤光片，最上行的光传感器402的表面设有蓝色可见光滤光片，曲面基板401的凸曲率可以增强对待测光源在竖直方向上的形态变化的响应灵敏度。

在本实施例中，在入射光信号经过光传感器组件140进入火灾探测装置100时，滤光片对入射光信号进行滤波处理，分别获取红色可见光光谱信号、绿色可见光光谱信号和蓝色可见光光谱信号。其中，编号1#的光传感器402、编号4#的光传感器402和编号7#的光传感器402用于接收红色可见光光谱信号，并将红色可见光光谱信号转换为模拟电信号；编号2#的光传感器402、编号5#的光传感器402和编号8#的光传感器402用于接收绿色可见光光谱信号，并将绿色可见光光谱信号转换为模拟电信号；编号3#的光传感器402、编号6#的光传感器402和编号9#的光传感器402用于接收蓝色可见光光谱信号，并将蓝色可见光光谱信号转换为模拟电信号。

可选地，控制模块包括：模数转换单元、第一解析单元、第二解析单元和判断单元，模数转换单元的输入端与光传感器组件的输出端相连，模数转换单元用于将电信号转换为数字信号，并将数字信号发送至第一解析单元和第二解析单元；第一解析单元存储有第一预设程序，第一解析单元用于获取第一预设颜色的光谱信号对应的第一数字信号和第二预设颜色的光谱信号对应的第二数字信号，并对第一数字信号和第二数字信号进行解析，获取时间信号参数；第二解析单元存储有第二预设程序，第二解析单元用于获取最上行的光传感器组件对应的第三数字信号、中间行的光传感器组件对应的第四数字信号和最下行的光传感器组件对应的第五数字信号，对第三数字信号至第五数字信号进行解析，获取第一空间信号参数；若时间信号参数与火焰的标准时间信号参数一致，且第一空间信号参数与火焰的标准空间信号参数一致，则判断单元判断待测光源为火灾。

在本实施例中，设定第一预设颜色为蓝色，第二预设颜色为红色，控制模块还对接收到的各个模拟电信号进行解析获取待测光源的时间信号参数。具体地，控制模块将接收到的各个模拟电信号分别转换为数字信号，将第一预设颜色例如为蓝色的可见光光谱信号对应的第一数字信号S_B和第二预设颜色例如为红色的可见光光谱信号对应的第二数字信号S_R代入公式一，计算第一数字信号S_B和第二数字信号S_R的均值K_n，

结合公式一的计算结果，分别第一数字信号S_B与均值K_n的比值第二数字信号S_R与均值K_n的比值若在任意时刻，的值始终大于的值，控制模块则判定待测光源的时间信号参数与火焰的标准时间信号一致。

进一步地，结合参考图2和图3所示，控制模块对接收到的各个模拟电信号进行解析获取待测光源的空间信号。具体地，控制模块将接收到的各个模拟电信号分别转换为数字信号，分别计算位于最上行的编号3#的光传感器402、编号6#的光传感器402和编号9#的光传感器402的第三数字信号S1，位于中间行的编号2#的光传感器402、编号5#的光传感器402和编号8#的光传感器402的第四数字信号S2，位于最下行的编号1#的光传感器402、编号4#的光传感器402和编号7#的光传感器402的第五数字信号S3，将第三数字信号S1、第四数字信号S2和第五数字信号S3代入公式二，计算待测光源的纵向差值A1，

A1＝||S3-S2|-|S2-S1|| (公式二)

结合公式二的计算结果，若待测光源的纵向差值A1大于预设阈值，控制模块则判定待测光源的空间信号参数与火焰的标准空间信号一致。

在本实施例中，光传感器402设置在曲面基板401上，设置在曲面基板401最上行、中间行和最下行的光传感器402与竖直方向的夹角不同，若待测光源的空间形态发生变化，则待测光源进入最上行、中间行和最下行的光传感器402的光谱信号的强度发生变化，由此，结合设置在曲面基板401上的光传感器402，可以更加灵敏地获取待测光源的纵向差值A1，提高了空间信号参数的检测能力，将待测光源的纵向差值A1作为待测光源的空间信号参数进行火灾判断，可以提高火灾识别准确率。

可选地，控制模块还包括第三解析单元，第三解析单元存储有第三预设程序，若N大于等于3，则第三解析单元用于获取最左列的光传感器组件对应的第六数字信号、中间列的光传感器组件对应的第七数字信号和最右列的光传感器组件对应的第八数字信号，对第六数字信号至第八数字信号进行解析，获取第二空间信号参数；若时间信号参数与火焰的标准时间信号参数一致，且第一空间信号参数与火焰的标准空间信号参数一致，且第一空间信号参数大于第二空间信号参数，则判断单元判断待测光源为火灾。

在本实施例中，设定第一预设颜色为蓝色，第二预设颜色为红色，控制模块还对接收到的各个模拟电信号进行解析获取待测光源的时间信号参数。具体地，控制模块将接收到的各个模拟电信号分别转换为数字信号，将第一预设颜色例如为蓝色的可见光光谱信号对应的第一数字信号S_B和第二预设颜色例如为红色的可见光光谱信号对应的第二数字信号S_R代入公式一，计算第一数字信号S_B和第二数字信号S_R的均值K_n，

结合公式一的计算结果，分别第一数字信号S_B与均值K_n的比值第二数字信号S_R与均值K_n的比值若在任意时刻，的值始终大于的值，控制模块则判定待测光源的时间信号参数与火焰的标准时间信号一致。

进一步地，结合参考图2和图3所示，控制模块对接收到的各个模拟电信号进行解析获取待测光源的空间信号。具体地，控制模块将接收到的各个模拟电信号分别转换为数字信号，分别计算位于最上行的编号3#的光传感器402、编号6#的光传感器402和编号9#的光传感器402的第三数字信号S1，位于中间行的编号2#的光传感器402、编号5#的光传感器402和编号8#的光传感器402的第四数字信号S2，位于最下行的编号1#的光传感器402、编号4#的光传感器402和编号7#的光传感器402的第五数字信号S3，位于最左列的编号1#的光传感器402、编号2#的光传感器402和编号3#的光传感器402的第六数字信号S4，位于中间列的编号4#的光传感器402、编号5#的光传感器402和编号6#的光传感器402的第七数字信号S5，以及位于最右列的编号7#的光传感器402、编号8#的光传感器402和编号9#的光传感器402的第八数字信号S6，将第三数字信号S1、第四数字信号S2和第五数字信号S3代入公式二，计算待测光源的纵向差值A1，并将第六数字信号S4、第七数字信号S5和第八数字信号S6代入公式三，计算待测光源的横向差值A2，

A1＝||S3-S2|-|S2-S1|| (公式二)

A2＝||S4-S5|-|S5-S6|| (公式三)

结合公式二和公式三的计算结果，若待测光源的纵向差值A1大于预设阈值，且待测光源的纵向差值A1大于待测光源的横向差值A2，控制模块则判定待测光源的空间信号与火焰的空间信号特征一致。在本实施例中，第一预设程序、第二预设程序和第三预设程序可为执行神经网络算法的软件程序。控制模块采用神经网络算法识别待测光源的时间信号参数和空间信号参数，并将待测光源的时间信号参数和空间信号参数与火焰的标准时间信号和标准空间信号进行比对，若待测光源的时间信号与火焰的标准时间信号一致，且待测光源的空间信号与火焰的标准空间信号一致，则判定待测光源为火焰，即判定发生火灾。

在本实施例中，光传感器402设置在曲面基板401上，设置在曲面基板401最左列、中间列和最右列的光传感器402与水平方向的夹角不同，若待测光源的空间形态发生变化，则待测光源进入最左列、中间列和最右列的光传感器402的光谱信号的强度发生变化，进入最上行、中间行和最下行的光传感器402的光谱信号的强度也发生变化，且纵向差值的变化率大于横向差值的变化率，由此，结合设置在曲面基板401上的光传感器402，可以更灵敏地获取待测光源的纵向差值A1和横向差值A2，提高了空间信号参数的检测能力，将待测光源的纵向差值A1和横向差值A2作为待测光源的空间信号参数进行火灾判断，可以提高火灾识别准确率。

可选地，控制模块还包括：位置确定单元，位置确定单元用于将待测区域划分为M行N列的矩形阵列区域，其中，矩形阵列区域中的每个子区域与光传感器一一对应，位置确定单元还用于获取通过每个光传感器的光谱信号的强度，并根据光传感器的光谱信号的强度确定待测光源的位置。

示例性地，若光传感器组件140呈3行3列的矩形阵列排布，则可将火灾探测装置100的探测区域划分为3行3列的矩形阵列区域，该待测区域包括9个子区域，编号1#的光传感器402对应第一子区域，编号2#的光传感器402对应第二子区域，以此类推。若编号1#的光传感器402接收到的入射光信号的入射量最大，则判定待测光源位于第一子区域，并根据编号1#的光传感器402输出的模拟电信号确定待测光源的光强度；编号2#的光传感器402对应第二探测区域，若编号2#的光传感器402接收到的入射光信号的入射量最大，则判定待测光源位于第二子区域，并根据编号2#的光传感器402输出的模拟电信号确定待测光源的光强度；依次类推。由此，火灾探测装置100可以准确识别待测光源的位置和光强度。

图4是本发明实施例一的另一种光传感器组件140的结构示意图。图5是图4所示的光传感器组件140的剖面结构示意图。

如图4和图5所示，曲面基板401可为凹曲面基板401，凹曲面基板401近似竖直设置，凹曲面基板401自上而下设有至少三行光传感器402，每行光传感器402的表面设置的滤光片相同，相邻三行光传感器402的表面设置的滤光片不同。

示例性地，滤光片可包括红色可见光滤光片、绿色可见光滤光片和蓝色可见光滤光片。当然，滤光片也可为其他几种不同颜色的滤光片或者不同波长的滤光片的组合，对此不作限制。

结合参考图4和图5所示，曲面基板401可为凹曲面基板，凹曲面基板具有预设凹曲率，在凹曲面基板401面向第一视窗130的方向设有9个光传感器402(编号1#至9#)，光传感器402自上而下呈3行3列矩形阵列排布，其中，最下行的光传感器402的表面设有红色可见光滤光片，中间行的光传感器的表面设有绿色可见光滤光片，最上行的光传感器402的表面设有蓝色可见光滤光片，曲面基板401的凹曲率可以增强对待测光源在竖直方向上的形态变化的响应灵敏度。

在本实施例中，曲面基板401采用凹曲面基板和采用凸曲面基板，控制模块的工作原理相同，在此不再一一赘述。

图6是本发明实施例一的又一种光传感器组件140的结构示意图。图7是本发明实施例一的又一种光传感器组件140的结构示意图。

可选地，结合参考图6和图7所示，光传感器402呈M行N列的矩形阵列排布在曲面基板401上，其中，M为大于等于3的正整数，N为大于等于1的正整数。

示例性地，如图6所示，M为12，N为1，也就是说，可将12个光传感器402沿竖直方向自上而下排布在曲面基板401上，其中，编号1#的光传感器402、编号5#的光传感器402和编号9#的光传感器402的表面设有蓝色可见光滤波片，编号2#的光传感器402、编号6#的光传感器402和编号10#的光传感器402的表面设有绿色可见光滤波片，编号3#的光传感器402、编号7#的光传感器402和编号11#的光传感器402的表面设有黄色可见光滤波片，编号4#的光传感器402、编号8#的光传感器402和编号12#的光传感器402的表面设有红色可见光滤波片，编号1#至编号4#的光传感器402构成第一传感器单元；编号5#至编号8#的光传感器402构成第二传感器单元；编号9#至编号12#的光传感器402构成第三传感器单元，第一传感器单元和第二传感器单元之间设有第一预设间隔，第二传感器单元和第三传感器单元之间设有第二预设间隔，每个传感器单元对应不同的探测区域。

在本实施例中，在入射光信号经过光传感器组件140进入火灾探测装置100时，滤光片对入射光信号进行滤波处理，分别获取红色可见光光谱信号、黄色可见光光谱信号、绿色可见光光谱信号和蓝色可见光谱光信号，光传感器402将光谱信号转换为模拟电信号，并将模拟电信号发送至控制模块。控制模块将接收到的各个模拟电信号分别转换为数字信号，分别计算第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元的数字信号的总值，若第一传感器单元接收到的入射光信号的入射量最大，则判定待测光源位于第一传感器单元对应的探测区域，并根据第一传感器单元输出的模拟电信号确定待测光源的光强度；若第二传感器单元接收到的入射光信号的入射量最大，则判定待测光源位于第二传感器单元对应的探测区域，并根据第二传感器单元输出的模拟电信号确定待测光源的光强度；若第三传感器单元接收到的入射光信号的入射量最大，则判定待测光源位于第三传感器单元对应的探测区域，并根据第三传感器单元输出的模拟电信号确定待测光源的光强度。

示例性地，如图7所示，M为3，N为1，也就是说，可将3个光传感器402沿竖直方向自上而下排布在曲面基板401上，其中，编号1#的光传感器402的表面设有蓝色可见光滤波片，编号2#的光传感器402的表面设有黄色可见光滤波片，编号3#的光传感器402的表面设有红色可见光滤波片，编号1#的光传感器402和编号2#的光传感器402之间设有第一预设间隔，编号2#的光传感器402和编号3#的光传感器402之间设有第二预设间隔，每个光传感器402对应不同的探测区域。

在本实施例中，在入射光信号经过光传感器组件140进入火灾探测装置100时，滤光片对入射光信号进行滤波处理，分别获取红色可见光光谱信号、黄色可见光光谱信号和蓝色可见光谱光信号，光传感器402将光谱信号转换为模拟电信号，并将模拟电信号发送至控制模块。控制模块将接收到的各个模拟电信号分别转换为数字信号，分别计算编号1#的光传感器402、编号2#的光传感器402和编号3#的光传感器402的数字信号的值，若编号1#的光传感器402对应的数字信号的值最大，则判定待测光源位于编号1#的光传感器402对应的探测区域，并根据编号1#的光传感器402输出的模拟电信号确定待测光源的光强度；若编号2#的光传感器402对应的数字信号的值最大，则判定待测光源位于编号2#的光传感器402对应的探测区域，并根据编号2#的光传感器402输出的模拟电信号确定待测光源的光强度；若编号3#的光传感器40对应的数字信号的值最大，则判定待测光源位于编号3#的光传感器40对应的探测区域，并根据编号3#的光传感器40输出的模拟电信号确定待测光源的光强度。

需要说明的是，光传感器组件140设置的光传感器402的数量越多，光传感器402阵列包含的行数和列数的数量越多，火灾探测装置100的探测准确性越高，误报率越低。

实施例二

本发明实施例二提供的火灾探测装置适用于对燃烧产生烟雾的火灾现场进行探测的应用场景。图8是本发明实施例二的火灾探测装置的结构示意图。如图8所示，火灾探测装置100还包括：至少一个光发射装置200，光发射装置200包括第二可旋转底座210、第二外壳220、设置在第二外壳上的第二视窗230，以及设置在第二视窗230内侧的发光组件240和第二指示灯组件250，发光组件240用于向光传感器组件140发射烟雾检测光信号。

其中，烟雾是火灾的前兆和伴随产物,在多数场合，烟雾的产生早于明火的出现，而且对于火灾发生源及火焰，烟雾图像可以更容易地进入摄像机的视场范围，因此进行烟雾的探测有利于实现火灾早期预报和控制。

在本实施例中，可将一个或者多个光发射装置200设置在探测区域的不同位置，光发射装置200与光传感器组件140中的光传感器402相对设置。在上电之后，每个光发射装置200均向光传感器组件140发射烟雾检测光信号，烟雾检测光信号可以覆盖屋顶的较大面积。若光传感器组件140中任意一个或多个光传感器402接收到的烟雾检测光信号的光强度低于预设光强度阈值，控制模块则判定出现火灾且产生烟雾，并将与该光传感器402相对设置的光发射装置200的位置作为火灾发生的位置。

在本实施例中，获取烟雾检测光信号的光强度的方法与上述实施例中获取待测光源的光强度的方法相同，在此不再一一赘述。

由此，本发明实施例提出的火灾探测装置及光传感器组件，采用设置在曲面基板上的传感器阵列对不同方位的烟雾火灾进行识别，解决火灾探测器误报率高、探测范围窄的问题，可以提高火灾探测的响应速度，识别准确性高，产品成本低，降低了火灾误报率。

实施例三

本发明实施例三提供的光传感器组件适用于竖直方向的光强度发生变化的应用场景。结合参考图2至图7所示，本发明实施例提供的光传感器组件包括：曲面基板401和设置于曲面基板上的多个光传感器402，光传感器402呈阵列排布，每个光传感器402表面设有滤光片。

可选地，曲面基板为凸曲面基板或者凹曲面基板。曲面基板401的曲率可以增强对待测光源在竖直方向上的形态变化的响应灵敏度。

可选地，滤光片可为颜色滤光片和/或薄膜滤光片。

其中，颜色滤光片具有不同颜色的平板玻璃或明胶片，红色滤光片只允许红色光透过，蓝色光只允许蓝色光透过，以此类推。颜色滤光片可用于对可见光进行滤波处理。薄膜滤光片一般透过的波长较长﹐典型的如红外滤光片。

综上所述，本发明实施例提出的火灾探测装置及光传感器组件，采用设置在曲面基板上的传感器阵列结构优化对光源的光谱信号、时间信号和空间信号的检测，并通过将光源的光谱信号、时间信号和空间信号与火焰的光谱信号、时间信号和空间信号特征进行比对，可识别火灾，解决火灾探测器误报率高、探测范围窄的问题，识别准确性高，产品成本低，降低了火灾误报率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。