专利摘要:

公开号:WO1980001326A1
申请号:PCT/EP1979/000095
申请日:1979-12-01
公开日:1980-06-26
发明作者:J Muggli;H Ackermann;Z Horvath;E Tresch
申请人:Cerberus Ag;
IPC主号:G08B17-00
专利说明:
[0001] Rauchdetektor
[0002] Technisches Gebiet
[0003] Die Erfindung betrifft einen Rauchdetektor mit einer Strah¬ lungsquelle, welche Strahlung in einen kegelringförmig ausgebildeten Strahlungsbereich aussendet, und einem Strah- lungsempfänger, der ausserhalb des direkten Strahlungs¬ bereiches in der Kegelachse angeordnet ist, und der an Partikeln im Strahlungsbereich gestreute Strahlung er¬ hält. Solche Rauchdetektoren werden beispielsweise zur Brand- meidung verwendet.
[0004] Zugrunde liegender Stand der Technik
[0005] Ein wichtiges Problem bei solchen Rauchdetektoren besteht darin, die Bestrahlung des Strahlungsempfängers ohne Anwe¬ senheit von Rauch im Strahlungsbereich möglichst klein zu halten, so dass bereits die geringste, durch Rauchpartikel im Streustrahlungsbereich hervorgerufene Streustrahlung ein Signal am Ausgang des Strahlungsempfängers hervorruft. Ein solcher Rauchdetektor würde bereits auf geringste Rauchkonzentrationen ansprechen und die Anwesenheit von Rauch mit erhöhter Empfindlichkeit signalisieren.
[0006] In der Praxis ist jedoch stets ein gewisses Störstrahlungs¬ niveau vorhanden, durch welches die Erreichung dieses Zie¬ les verhindert wird. Es ist daher bekannt geworden, die von aussen in einem Rauchdetektor durch die Gehäuseöff¬ nungen eindringende Störstrahlung durch Schikanen an den Lufteintrittsöffnungen fernzuhalten und somit das Stör¬ strahlungsniveau herabzusetzen, wobei jedoch auch der Lufteintritt verlangsamt wird. Eine weitere bekannte Mass- nähme besteht darin, die Strahlungsquelle zu modulieren und den Strahlungsempfänger darauf abzustimmen, so dass dieser vorzugweise nur für Strahlung empfindlich ist, de¬ ren Modulation derjenigen der Strahlungsquelle gleicht (CH 491 449 und CH 417 405) .
[0007] -BU REIIT
[0008] OMPI Auf die genannte Weise kann jedoch nicht verhindert wer¬ den, dass von der Strahlungsquelle ausgehende, an der Ge¬ häuseinnenwand gestreute Strahlung ebenfalls als Störstrah lung auf den Strahlungsempfänger trifft. Eine solche Stör- Strahlung wird vom Empfänger .in gleicher Weise wie echte, an Rauchpartikeln im Strahlungsbereich gestreute Strah¬ lung verarbeitet, da sie genau die gleiche Modulation auf¬ weist. Zur Verminderung dieser Art von Störstrahlung ist es bekannt geworden, die Gehäuseinnenseite des Rauchdetek- tors weitgehend, jedoch zumindest an den Auftreffstellen der direkten Strahlung im Strahlungsbereich strahlungsab- sorbierend auszubilden, beispielsweise matt-schwarz auszu¬ führen, mit Rippen zu versehen oder als Strahlungsfalle auszubilden. (US 3 185 975) - -
[0009] Nachteilig hierbei ist es, dass sich auf den• strahlungs- absorbierenden Elementen, z.B. auf den matt-schwarzen Flächen oder den Kanten der aufgesetzten Rippen im Laufe der Zeit Staub-niederschlägt, welcher das Reflexionsver— mögen erhöht und die strahlungsabsorbierende Wirkung wieder aufhebt. Solche vorbekannte Rauchdetektoren werden also im Laufe der Zeit mit zunehmender Verstaubung der Gehäuse¬ innenseite störanfällig. Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile vorbekannter Rauchdetektoren einen solchen zu schaffen, der eine geringere Störstrahlungsem¬ pfindlichkeit besitzt und der eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist, welche auch über längere Zeiträume und bei zu- nehmender Verstaubung erhalten bleibt und welcher demge- mäss über längere Zeiträume betriebssicher ohne die Not¬ wendigkeit einer Reinigung arbeitet, und in den rauchhal- tige Luft trotzdem schnell eindringen kann. Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemässen Rauchdetek¬ tor dadurch gelöst, dass der kegelringförmige Strahlungsbe¬ reich durch.Elemente begrenzt wird, welche ausserhalb des direkten Empfangsbereiches des Strahlungsempfängers ange- ordnet sind.
[0010] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dann, wenn die direkt bestrahlten Elemente als zur Kegel«-- achse konzentrische Stege ausgebildet und hinter den strah- lungsempfindlichen Oberseite des Strahlungsempfängers ange¬ ordnet sind. Dadurch wird erreicht, dass die von diesen aus¬ gehende Streustrahlung erst nach mehrfacher ümlenkung und entsprechender Schwächung auf den Strahlungsempfänger auf¬ treffen kann. Dabei ist es vorteilhaft, die Stege so auszu- . bilden, dass dere Innenflächen nahezu parallel zur Kegel¬ achse, also vertikal ausgebildet sind, und zwar mit einem Winkel, welcher kleiner ist als der Strahlungskegelwinkel. Damit wird erreicht, dass die direkte Strahlung nur auf ver¬ tikale Flächen fällt, auf welche sich Staub nicht oder nur in geringerem Masse absetzen kann. Die Wirkung einer langsa¬ men Verstaubung auf das Störstrahlungsniveau wird hier¬ durch noch weiter herabgesetzt.
[0011] Weiterhin ist es zweckmässig, den Strahlungsbereich durch äussere und innere Blenden zu begrenzen, welche so angeord¬ net sind, dass deren bestrahlte Kanten durch eine weitere Blende vom zentralen Strahlungsempfänger abgeschirmt sind. Damit wird erreicht,dass die Streustrahlung von diesen Kan¬ ten nicht direkt auf den Strahlungsempfänger gelangen kann. Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0012] In der Figur ist im Schnitt ein bevorzugtes Ausführungsbei- spiel eines erfindungsgemässen Rauchdetektors wiedergegeben. Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
[0013] Der dargestellte, rotationssymmetrische Rauchdetektor wird von einem Gehäuse 1 umschlossen, welches Oeffnungen 0 zum Eintritt von Luft in das Detektorinnere aufweist. Im Inne¬ ren des Gehäuses 1 ist ein Trägerteil 2 vorgesehen, des¬ sen über das Gehäuse 1 hinausragender Oberteil zur mecha- nischen Befestigung und zum elektrischen Anschluss des Rauchdetektors an einen nicht dargestellten Sockel ausge¬ bildet ist. -
[0014] In einer zentralen Bohrung dieses Trägerteiles 2 ist ein Halterungsteil 3 eingesetzt, in welches die Strahlungs¬ quelle eingesetzt ist.
[0015] Diese Strahlungsquelle besteht aus einem Basisteil 4, wel— ches zentral eine Licht- oder Infrarotstrahlung emittie¬ rende Diode 5 trägt. In Strahlungsrichtung, d.h. unterhalb dieser Diode 5 ist eine Optik 6 angesetzt, deren optisch wirksame Flächen so ausgebildet sind, dass die von der Diode 5 emittierte Strahlung eine kegelringförmige Charak- teristik erhält, so dass im wesentlichen nur Strahlung in einem kegelringförmigen Strahlungsbereich C vorhanden ist, dagegen nahezu keine Strahlung in Richtung der Kegelachse A.
[0016] Die in Achsenrichtung verbleibende Reststrahlung wird zu¬ sätzlichdurch ein Blendenteil 7 mit strahlurigsabsorbieren- der Oberfläche abgeschirmt. Unterhalb der Strahlungsquelle und des Blendenteiles ist in der Kegelachse A der Strah¬ lungsempfänger R so angeordnet, dass seine strahlungsempfa gende Fläche nach oben, d.h. in Richtung zur Strahlungs¬ quelle gerichtet ist, so dass vorwärts gestreute Streu¬ strahlung, welche durch Rauchpartikel im kegelringfδrmigen Strahlungsbereich C verursacht wird, auf diesen Strahlungs empfänger R trifft. Der Strahlungsempfänger wird durch die Teile 8 und 10 in der richtigen Position und in richtigem Abstand zur Strahlungsquelle gehalten.
[0017] In Strahlungsrichtung ist der Strahlungsbereich C durch ein strahlungsauffangendes Teil 10 abgeschlossen. Dieses Teil weist eine Anzahl von konzentrischen Stegen S auf, welche kreisringförmige Querschnitte aufweisen und wel¬ che roatationssymmetrisch um die Kegelachse A angeordnet' sind und den Strahlungsempfänger A umschliessen. Dieses Teil 10 ist so im Detektor angebracht und positioniert, dass die Oberkanten der Stege S unter der Ebene E der Strahlungsempfangenden Fläche des Strahlungsempfängers R angeordnet sind, also dieser Fläche abgewandt. Mit die¬ ser Massnahme wird erreicht, dass die auf die Oberkanten der Stege S auftreffende Direktstrahlung zwar in gewissem Masse dort gestreut wird, diese Streustrahlung ersten Gra¬ des kann jedoch bei der angegebenen Lage der einzelnen Teile .zueinander nicht direkt auf die. strahlungsempfaπgen- de Fläche des Strahlungsempfängers R auftreffen, sondern erst die mehrfach gestreute Strahlung, welche dann eine wesentlich schwächere Intensität aufweist,--
[0018] Die Innenflächender Stege S stellen in diesem Beispiel Zylinderflächen um die Kegelachsen dar, während die nach aussen gerichteten Flächen der Stege zumindest im oberen Teil leicht konisch mit spitzem Winkel zur Kegelachse aus¬ geführt sind. Der Oeffnungswinkel ist dabei auf den Oeff- nungswinkel des Kegelmantels des Strahlungsbereiches ab¬ gestimmt, und zwar wird der Neigungswinkel der Aussenflä- chen der Stege S gegen Kegelachse A zweckmässigerweise etwas kleiner gewählt als der Oeffnungswinkel des kegel¬ ringförmigen Strahlungsbereiches. Hierdurch wird erreicht, dass die von der Strahlungsquelle ausgehende direkte Strahlung nur auf die vertikalen- Innenflächen der Stege S auftrifft, jedoch nicht auf die geneigten Aussenflächen. Der Vorteil dieser Massnahme ist, dass sich auf den verti¬ kalen Innenflächen Staub nahezu nicht absetzen kann. Ver¬ stärkt wird die Wirkung dann, wenn die Zwischenräume Z zwischen den Stegen S zumindest überwiegend offen sind, so dass in den Detektor eingedrungener Staub weiter nach unten sinkt und sich überhaupt nicht im Bereich der Ste¬ ge S absetzt.
[0019] Um zusätzlich ein schnelles Eindringen rauchhaltiger Luft in das Detektor-Innere zu ermöglichen, ohne den Zutritt von Störlicht von aussen zu gestatten, ist es zweck ässig, den Aussenrand des Strahlungsauffang-Teiles 10 so zu ge¬ stalten und die Oeffnungen O seitlich am Gehäuse 1 so an- zubringen, dass diese vom Rand des Teiles 10 überdeckt werden. Das obere Ende des Randes greift dabei in einen Zwischenraum zwischen Gehäuse 1 und einem Steg 11 auf dem Distanzring 8 ein, so dass kein geradliniger Pfad von den Oeffnungen O in das Detektor-Innere führt, also Licht von aussen nicht direkt eintreten kann, dass jedoch einströ¬ mende Luft nur um etwa 90 umgelenkt wird,--.also deren Ein— dringen nur wenig behindert wird. Dabei liegen die offenen Zwischenräume zwischen den Stegen S relativ zu den Oeff¬ nungen ebenfalls so, dass auch kein geradliniger Pfad von den Oeffnungen 0 durch diese Zwischenräume in das Detektor Innere führt, rauchhaltige Luft jedoch eine weitere Möglic keit hat, schnell in das Detektor-Innere und in den Strah¬ lungsbereich S zu gelangen oder wieder hinauszugelangen. Damit wird eine optimale Durchströmung des Rauchdetektors erreicht und eine schnelle Alarmgabe bei Auftreten von Rauch in der Luft gewährleistet.
[0020] Auf der Innenseite des Kegelringes C wird der Strahlungs¬ bereich durch ein Blendensystem 7 begrenzt, welches aus mehreren kreisförmigen Blendenscheiben B,.B* ... besteht. Um das Blendensystem 7 gegenüber der Strahlungsquelle 5 in die richtige Position bringen zu können, ist an der Optik 6 ein Vorsprung vorgesehen., auf welchen das Blenden¬ system 7 aufgesetzt werden kann. Der Durchmesser und die gegenseitige Lage der einzelnen Blendenscheiben B, B' zueinander ist nun so gewählt, dass eine der vorderen, al¬ so der Strahlungsquelle zugewandten Blenden, im dargestell¬ ten Beispiel B, als innere Begrenzung des Strahlungsberei- ches C wirkt, d.h. am weitesten in den Strahlungsbereich hineinragt. Um zu verhindern, dass die an der Kante die¬ ser Blendenscheibe B gestreute Störstrahlung auf den Strahlungsempfänger R auftrifft, ist eine weitere, dem Strahlungsempfänger zugewandte Blende B' so gestaltet, dass die von der Kante der Blende B ausgehende direkte
[0021] Störstrahlung vollständig vom Strahlungsempfänger R abge- * schirmt ist.
[0022] An der Aussenseite wird der Strahlungsbereich, C durch ei- ne Blende K begrenzt. Diese ist ebenfalls in ihrem Durch¬ messer so gewählt und gegenüber der weiteren Abschirm- blende B' so angeordnet, dass auch die von der Innenkante dieser Blende K ausgehende direkte Störstrahlung vollstän¬ dig durch die Blende B' vom Strahlungsempfänger R abge- schirmt ist.
[0023] Durch die beschriebenen Massnahmen wird zunächst erreicht, dass sämtliche Teile, welche den Strahlungsbereich C be¬ grenzen, auf welche also direkte Strahlung auftrifft, kei- ne durch Streuungder direkten Strahlung hervorgerufene Streustrahlung ersten Grades auf den Strahlungsempfänger R richten können. Sämtliche Elemente, welche den Strah¬ lungsbereich C begrenzen, im dargestellten Beispiel also die Teile K, B und S- liegen also ausserhalb des direkten Empfangsbereiches des Strahlungsempfängers R.
[0024] Um das Störstrahlungsniveauweiter zu vermindern, ist es zweckmässig, diejenigen Teile des Rauchdetektors, welche den Strahlungsbereich C umschliessen und welche im direk- ten Empfangsbereich des Strahlungsempfängers R liegen, strahlungsabsorbierend auszubilden. Beispielsweise können entsprechende Teile mit Rippen X versehen sein, an wel¬ chen eine mehrfache Reflexion auf reffender Störstrahlung erfolgt und daher nur eine sehr schwache sekundäre Stör¬ strahlung hervorgerufen wird, welche den Strahlungsempfän¬ ger R beeinflussen könnte. Diese Rippen können mit Vor¬ teil mit spitzwinkligen Kanten mit einem Neigungswinkel zwischen 20 und 70 , z.B. 45 versehen sein, wodurch eine hinreichende Strahlungsabsorbtion bewirkt wird. Gewerbliche Verwertbarkeit
[0025] Auf diese Weise kann das Störstrahlungεniveau erheblich herabgesetzt und die Empfindlichkeit des Rauchdetektors noch mehr vergrössert werden. Speziell bei der Verwendung als Brandmelder ist dadurch eine frühzeitige Alarmgabe schon bei geringster Rauchdichte und eine^Betriebssicher- heit über längere Zeiträume gewährleistet, auch wenn die¬ se Rauchdetektoren unter ungünstigen Umgebungsbedingun'gen verwendet werden und einer langsamen Verstaubung ausge- setzt sind.
权利要求:
ClaimsPatentansprüche
1.Rauchdetektor mit einer Strahlungsquelle, welche Strah¬ lung in einen kegelringförmig ausgebildeten Strahlungs¬ bereich aussendet, und einem Strahlungsempfänger, der ausserhalb des direkten Strahlungsbereiches in der Ke- gelachse angeordnet ist, und der an Partikeln im Strah¬ lungsbereich gestreute Strahlung erhält, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der kegelringförmige Strahlungsbereich (C) durch Elemente (K, B, S) begrenzt wird, welche ausser¬ halb des direkten Empfangsbereiches des Strahlungsempfän- gers (R) angeordnet sind.
2. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsbereich (C) in Strahlungsrichtung durch Stege (S) , die den Strahlungsempfänger (R) all- seitig umgeben, begrenzt wird, wobei die*-Oberkanten der Stege (S) hinter der Ebene (E) der strahlungsempf ngen¬ den Oberseite des Strahlungsempfängers (R) angeordnet sind.
3. Rauchdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (S) konzentrisch in Kreisringform und zur Kegelachse A rotationssymmetrisch angeordnet sind.
4. Rauchdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dier überwiegende Teil der Zwischenräume (Z) zwi¬ schen den Stegen (S) beidseitig offen ist.
5. Rauchdetektor nach einem der Anspräche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steginnenflächen angenähert parallel zur Kegelachse (A) sind.
6. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenflächen der Stege (S) einen spitzen Winkel mit der Kegelachse (A) bilde
7. Rauchdetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Aussenflache der Stege (S) mit der Kegelachse (A) kleiner ist als der Winkel zwischen Ke¬ gelaussenflache und Kegelachse.
8. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (S) auf einem Teil (10) angebracht sind, dessen Aussenflache die den Luftein¬ tritt gestattenden Oeffnungen (O) eines den Strahlungs bereich (C) einschliessenden Gehäuses (1) so überdeckt, dass kein geradliniger Pfad von den Oeffnungen (0) in das Innere des Rauchdetektors führt.
_
9. Rauchdetektor nach Anspruch 4, dadurch gekenn-. zeichnet, dass die den Lufteintritt gestattenden Oeff¬ nungen (O) eines den Strahlungsbereich einschliessen- den Gehäuses (1) relativ zu den offenen Zwischenräumen (Z) zwischen den Stegen so angeordnet sind, dass kein geradliniger Pfad von den Oeffnungen (O) in das Innere des Rauchdetektors führt.
10. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1 - 4/ dadurch gekennzeichnet, dass den Stegen (S) gegenüberliegende Flächen (X) strahlungsabsorbierende Rippen aufweisen.
11. Rauchdetektor nach Anspruch10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (X) spitzwinklige Kanten mit einem Neigungswinkel zwischen 20 und 70 aufweisen.
12 .Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsbereich (C) seit¬ lich durch wenigstens eine Blende (K, B) begrenzt ifet, deren Kante durch eine weitere dazu parallele Blende (B* ) vom Strahlungsempfänger (R) abgeschirmt ist.
13. Rauchdetektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsbereich (C) an der Aussenseite durch die Kante (K) eines kreisförmigen Loches be¬ grenzt wird, und dass axial zum Strahlungsbereich (C) eine kreisförmige Scheibe (B1) vorgesehen ist, die die Kante (K) vom Strahlungsempfänger (R) abschirmt.
14. Rauchdetektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichiiet, dass der Strahlungsbereich (C) an der Innenseite durch eine kreisförmige, axial zum Strahlungsbereich (C) angeordnete Blende (B) begrenzt wird, welche Blende
(B) durch eine weitere kreisförmige, axial zum Strah¬ lungsbereich angeordnete Blende (B') vom Strahlungs¬ empfänger (R) abgeschirmt ist.
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题
JP6639319B2|2020-02-05|粒子センサ装置
US6737977B2|2004-05-18|Fire detector unit
US5231378A|1993-07-27|Particle detection which senses scattered light
US3681603A|1972-08-01|Smoke detector with at least one smoke measuring chamber
US6396405B1|2002-05-28|Automatic verification of smoke detector operation within calibration limits
US3989381A|1976-11-02|Optical chamber with spherical reflective portion and apparatus employing same
AU2004290246B2|2010-06-10|Smoke sensor using scattering light
CN100426333C|2008-10-15|烟雾探测器
EP1191496B2|2010-11-24|Streulichtrauchmelder
US5612780A|1997-03-18|Device for detecting light emission from optical fiber
JP2011047954A|2011-03-10|粒子検知器用室構成、粒子検知器、煙検知器、および粒子検知器の検知区域に流体を流す方法
EP0636266B1|2000-08-09|Vorrichtung zur funktionsprüfung von rauchmeldern
JP4405522B2|2010-01-27|光電式煙センサおよび照明機器
US7508313B2|2009-03-24|Smoke detectors particularly ducted smoke detectors
CA2840772C|2016-07-19|Device and method for detecting scattered light signals
EP0213878B1|1991-05-29|Streulichttyp-Rauchdetektor
CA1292533C|1991-11-26|Electronic smoke detector
CN100480676C|2009-04-22|气体分析设备
US4199682A|1980-04-22|Fire and explosion detection apparatus
JP4802310B2|2011-10-26|浮揚汚染物質の検出
HU226178B1|2008-06-30|Fire detector
US20160343226A1|2016-11-24|Scattered Light Smoke Detector Of The Open Type, In Particular Having A Sidelooker Led
EP0075766B1|1989-03-08|Vorrichtung zur reflexionsphotometrischen Messung
TWI455071B|2014-10-01|A light emitting portion and the photoelectric smoke detectors and smoke detection system to attract
WO1995005648A2|1995-02-23|Smoke detector system with self-diagnostic capabilities and replaceable smoke intake canopy
同族专利:
公开号 | 公开日
IT7912865D0|1979-12-12|
DK150045C|1987-05-11|
EP0020674A1|1981-01-07|
DE2965556D1|1983-07-07|
CA1115377A1||
JPS55501074A|1980-12-04|
NO149751C|1984-06-20|
AU5206679A|1980-06-26|
IT1124404B|1986-05-07|
NO794195L|1980-06-24|
CA1115377A|1981-12-29|
EP0020674B1|1983-05-25|
DK357680A|1980-08-20|
US4269510A|1981-05-26|
NO149751B|1984-03-05|
AU512930B2|1980-11-06|
DK150045B|1986-11-24|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
1980-06-26| AK| Designated states|Designated state(s): DK JP |
1980-06-26| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT DE FR GB NL SE |
1980-09-10| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1980900014 Country of ref document: EP |
1981-01-07| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1980900014 Country of ref document: EP |
1983-05-25| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1980900014 Country of ref document: EP |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
CH1300178A|CH634429A5|1978-12-21|1978-12-21|Smoke detector|
CH13001/78||1978-12-21||
CH1300078A|CH634428A5|1978-12-21|1978-12-21|Smoke detector|DE8080900014T| DE2965556D1|1978-12-21|1979-12-01|Smoke detector operating with scattered radiation|
AT80900014T| AT3597T|1978-12-21|1979-12-01|Mit gestreuter strahlung arbeitender rauchdetektor.|
DK357680A| DK150045C|1978-12-21|1980-08-20|Roegdetektor|
[返回顶部]