1 简介

UL217 标准的最新变更（第 8 版和第 9 版）规定，烟雾报警器必须能够区分真实火灾中的烟雾与烹饪、淋浴蒸汽等干扰源的烟雾。与真实火灾中的烟雾相比，这些干扰源产生的烟雾往往含有尺寸小得多的颗粒。但是，聚氨酯燃烧烟雾是一个例外，在这种类型的烟雾中，颗粒的大小与那些干扰源中的较大颗粒相当。这就需要更改基于阈值的典型单波长检测算法，以实现可靠的烟雾探测并减少误报。

在估算颗粒大小和确定烟雾类型方面，两种常见的光电传感技术为 LED 波长和散射角。烟雾探测中光散射配置的信号响应遵循米氏散射物理学。因此，使用波长较小（例如蓝光）的 LED 可以增加信号响应，因此具有更高的信噪比 (SNR)，可用于检测干扰源中常见的较小颗粒。为了检测平均直径为 50nm 至约 1µm 或更大范围内的颗粒，最好使用不同波长的 LED 来覆盖预期的颗粒大小范围，通常为红外和蓝光。通过测量不同散射角的散射反应，例如反向散射（散射角小于 90°）和正向散射（散射角大于 100°），可以估算颗粒大小。这两种技术相结合，提供了一种稳健的多标准方法来区分真实的烟雾源和干扰源。

图 1-1 展示了一种解决方案，其中包括区分真实烟雾源和干扰源所需的硬件。这两个 LED 驱动器支持根据光室设计使用具有不同波长以及不同散射角的 LED。

图 1-1 TPS8802 + MSPM0 演示硬件方框图

此设计中使用的光室配置为使用单个广谱光电二极管 (PD) 对两个 LED 进行正向散射测量。但是，TPS8802 PCB 能够适应不同的光室设计，因此相同的硬件条件下可以使用不同的散射角和波长组合。

在出于演示目的进行设置时，硬件旨在展示 TPS8802 和 MSPM0 微控制器的功能。因此，本演示的固件和 GUI 不包括使用图 1-1 所示的分立式反向散射光电二极管通道。但是，这些都可以针对更先进的检测和算法实现进行定制。

除了烟雾探测之外，TPS8802 AFE 还包含用于检测一氧化碳 (CO) 的电路，该电路是住宅安装所需组合探测器中不必可少的，也可以作为多标准烟雾检测算法与光电检测的一部分使用。