1930年代，瑞士物理學家沃爾特·耶格(Walter Jaeger)試圖發明一種可以檢測瓦斯毒氣的東西，但卻失敗了。不過，他的設備卻對他點燃的香煙中散發出的煙霧顆粒做出了反應。第一批商用煙霧報警器中使用的傳感器的工作原理與耶格的實驗設備相同。

該煙霧探測器由一對跨越氣隙的電極組成，位于其中一個電極孔下方的是一小塊镅-241，它會通過衰變的方式發射α粒子。當镅衰變并拋出這些粒子時，它們會與構成空氣的氮原子和氧原子碰撞，并敲掉它們的一些電子。這導致在兩個電極板之間產生一些帶電的氣體分子。

借助電源（通常是 9 伏電池）來維持極板之間的電勢，那些帶電的分子會被吸引到電極上。一旦它們移向電極，最終結果就是產生微小的電流，大約100皮安。

然而，當某物燃燒并將煙霧顆粒釋放到空氣中時，一旦這些煙霧顆粒進入兩個電極之間，它們就會開始吸收或阻擋來自镅的α粒子。這將阻止大部分氮和氧的電離，從而阻止板之間的電流流動。一個相對簡單的電子電路可以監測電流，并在電流停止時發出警報。

你可能會認為，為了檢測煙霧而利用放射性同位素，對人體來說好像有點危險。但事實上，α粒子很容易被阻擋，它甚至無法穿過警報器的塑料外殼。但是，許多人仍然感覺沒有安全感。畢竟，我們可以用眼睛看到煙霧顆粒，因此可能有一種方法可以使用光傳感器來檢測煙霧。

1972年，唐納德·斯蒂爾(Donald F. Steele)和羅伯特·埃內馬克(Robert B. Enemark)設計了一種光學煙霧探測器，其工作原理與現代光電煙霧探測器基本相同。他們的想法是在檢測室中放置一個光源和兩個感光傳感器，并設計了一系列光阱以防止環境光進入。

傳感器的布置使得只有其中一個可以“看到”光源，第二個傳感器與光源之間有一系列擋光葉片。然而，當煙霧顆粒進入腔室時，來自光源的光會被這些顆粒散射。于是，第二個傳感器就可以“看到”來自光源的光，并發出警報。

那么，第一個傳感器有什么用呢？如果第一個傳感器未檢測到光，則表明光源出現故障。早期設計使用的光源是白熾燈，它們不是由電池供電的，所以安裝位置選擇較少。這可能是早期電離煙霧探測器比光學煙霧探測器更受歡迎的原因。

如今，我們使用了一種更簡單、功耗更低的紅外LED和單個光電傳感器的布置。光電傳感器位于檢測室中，中間還有東西進行阻擋，因此它“看不到”LED閃爍的光。

此外，外部的可見LED還會閃爍，以指示它已通電并正常工作。如果光電傳感器中看不到光點，則空氣一定是干凈的。但是，如果腔室中有煙霧，則煙霧顆粒會散射光，其中一些會被光電傳感器接收到。

不過，這通常不會立即觸發警報，它會開始一系列額外且更頻繁的檢測，以防止誤報。例如，如果一團灰塵碰巧飄進了腔室，我們肯定不會希望警報因此響起。因此，它將執行一個例行程序，快速連續地檢查幾次散射光。

審核編輯：劉清