DE19531917C1 - Electromagnetic radiation detector e.g. for fire detection esp. in paint workshops - Google Patents

Abstract

The detector has a radiation sensor (2) contained within a protective housing (6) in alignment with an entry window (11). A radiation transmitter (3) within the housing allows the window to be illuminated from the inside, to provide a testing function for determining the soiling level of the entry window. Preferably the radiation transmitter is mounted on the circuit board (5) for the electronic evaluation circuit, with a light conductor rod (4) directing the radiation onto the inside of the window.

Description

Die Erfindung betrifft einen Detektor für elektromagnetische Strahlung mit wenigstens einem Empfänger und wenigstens einem den Detektor schüt­ zenden Gehäuse mit Fenster.The invention relates to a detector for electromagnetic radiation at least one receiver and at least one pour the detector zenden housing with window.

Detektoren für elektromagnetische Strahlung der angegebenen Art werden zum Beispiel als selbstüberwachende Flammenmelder zum Überwachen von Räumen oder industriellen Prozessen eingesetzt.Detectors for electromagnetic radiation of the type specified are for example as a self-monitoring flame detector for monitoring Rooms or industrial processes.

Ein Beispiel ist der Brandschutz in Lackieranlagen, wo sowohl die eigentliche Lackierkammer als auch der Zuführbereich der Farbkomponenten überwacht werden muß. Die Bereiche sind extrem gefährdet, weil außer dem entzündli­ chen Farbnebel eine Hochspannung anliegt. Hier sind besonders hohe An­ forderungen an die sichere Funktion der Flammenmelder gestellt. Letztere sind außerdem dem Farbnebel ausgesetzt. Ähnlich hohe Anforderungen gel­ ten für Funkenmelder, die in Leitungen für staubförmiges Gut (20-30 m/s Fördergeschwindigkeit) sicher funktionieren müssen.One example is fire protection in paint shops, where both the actual The painting chamber and the feed area of the paint components are monitored must become. The areas are extremely vulnerable because, besides the flammable Chen high-voltage paint mist is present. Here are particularly high numbers demands on the safe functioning of the flame detectors. Latter are also exposed to the paint mist. Similar high requirements for spark detectors in lines for dusty goods (20-30 m / s Conveyor speed) must function safely.

Aus US 5,182,445 ist ein Sensor für Telefaxgeräte bekannt, bei dem im In­ nern ein Sender und ein Empfänger angeordnet sind und der Sender ein am Sensor angebrachtes Fenster beleuchtet. Auf der Außenseite des Fensters wird das abzutastende Dokument vorbeigeführt. Bei diesem Sensor geht es nicht um die Detektion einer von einer Fremdstrahlungsquelle, zum Beispiel einer Flamme, ausgesandten elektromagnetischen Strahlung.From US 5,182,445 a sensor for fax machines is known, in which in nern a transmitter and a receiver are arranged and the transmitter on Sensor mounted window illuminated. On the outside of the window the document to be scanned is passed. This sensor works not the detection of one from an external radiation source, for example a flame, emitted electromagnetic radiation.

Aus DE 42 40 395 A1 ist ein Detektor zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung bekannt, bei dem an der Außenseite des Gehäuses am Rand der Abdeckscheibe ein Sender angeordnet ist. Die Beleuchtung der Scheibe von außen ist nur möglich, wenn der Sender selbst ein Fenster aufweist. Dies ist eine zusätzliche Quelle für Störungen. Die Apertur des Senders ist relativ klein und kann daher wesentlich stärker durch kleine Verschmutzungen, ins­ besondere Partikel- oder Flüssigkeitstropfen, beeinflußt werden. Darüber hinaus ist durch die Beleuchtung von außen eine Vertiefung erforderlich, die nicht für alle Einsatzfälle geeignet ist.DE 42 40 395 A1 describes a detector for detecting electromagnetic Radiation is known in which on the outside of the housing on the edge of Covering a transmitter is arranged. The lighting of the disc from outside is only possible if the transmitter itself has a window. This is an additional source of interference. The aperture of the transmitter is relative small and can therefore be much stronger due to small dirt, ins special particle or liquid drops can be influenced. About that  in addition, a recess is required due to the lighting from the outside is not suitable for all applications.

Nach DE 94 11 435 A1 wird vorgeschlagen, daß die Empfangseinrichtungen als abbildende Elemente Lichtleiter enthalten, die jeweils wenigstens eine Empfängerader und wenigstens eine Senderader aufweisen und die Sen­ derader im wesentlichen an der Apertur der Empfängerader endet. Dadurch wird jede Empfangseinrichtung selbstüberwachend ausgeführt. Bei dieser bekannten Ausführung ragen die Lichtleiter für den Sender über den Lichtlei­ ter für den Empfänger hinaus. Hierdurch ergibt sich eine Vertiefung, die nicht für alle Einsatzfälle geeignet ist.According to DE 94 11 435 A1 it is proposed that the receiving devices as imaging elements contain light guides, each having at least one Have receiver wire and at least one transmitter wire and the Sen the core essentially ends at the aperture of the receiver core. Thereby each receiving device is self-monitoring. At this known design protrude the light guide for the transmitter over the Lichtlei ter for the recipient. This results in a deepening that is not is suitable for all applications.

Aufgabe der Erfindung war es, bei Flammen- oder Funkenmeldern, welche regelmäßig wenigstens ein Fenster aufweisen, um den Melder zu schützen, die Fensteroberfläche auf Verschmutzung zu überwachen.The object of the invention was, in the case of flame or spark detectors, which regularly have at least one window to protect the detector, monitor the window surface for contamination.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, an einem Detektor für elektromagnetische Strahlung mit wenigstens einem Empfänger und einem den Detektor schüt­ zenden Gehäuse mit Fenster im Gehäuseinnern einen Sender anzuordnen, der das Fenster beleuchtet. Hierbei wird an den Fensteroberflächen ein Teil der Strahlung reflektiert. Dieses reflektierte Signal ist insbesondere auch ab­ hängig von den Reflexionseigenschaften der äußeren Fensteroberfläche. Hierdurch kann deren Zustand, aber auch die Lichtstrahlung registriert wer­ den, die von dem Sender in unmittelbarer Umgebung der Fensteraußenseite zurückgeworfen wird. Dadurch kann die Funktionsfähigkeit des Detektors besser überwacht werden. Wenn es auf der Fensteraußenseite zu Ablage­ rungen von Schmutz oder im Fall des Funkenmelders von dem zu überwa­ chenden Gut kommt, verändert sich das Reflexionsverhalten der Fenster­ oberfläche. Bei dem Einsatz in Lackieranlagen kann insbesondere festge­ stellt werden, ob sich am Detektor eine Farbschicht oder eine sich über das Detektorfenster wölbende Farbblase gebildet hat.According to the invention it is provided on a detector for electromagnetic Radiation with at least one receiver and one pouring the detector to arrange a transmitter with a window inside the housing, that illuminates the window. Here, a part becomes on the window surfaces reflecting the radiation. This reflected signal is especially off  depending on the reflective properties of the outer window surface. As a result, their condition, but also the light radiation, can be registered the one from the transmitter in the immediate vicinity of the outside of the window is thrown back. This can reduce the functionality of the detector be better monitored. When it comes to filing on the outside of the window of dirt or in the case of the spark detector If the good comes, the reflection behavior of the windows changes surface. When used in painting systems, in particular, festge whether there is a layer of paint on the detector or an overlay Detector window has formed bulging color bubble.

Nach einer bevorzugten Ausführung ist der Sender unmittelbar auf der Lei­ terplatte, welche die Auswerteelektronik trägt angebracht. Hierdurch ergibt sich ein vereinfachter Aufbau. In diesem Fall ist bevorzugt der Sender mit einem Lichtleitstab oder einer Lichtleitfaser verbunden, durch welche das Licht des Senders (zum Beispiel LED oder IRED) bis in die Nähe der inneren Fensteroberfläche, etwa im Bereich der Empfängerebene, geleitet wird.According to a preferred embodiment, the transmitter is directly on the Lei terplatte, which carries the evaluation electronics attached. This gives a simplified structure. In this case the transmitter is preferred an optical rod or an optical fiber connected by which Light of the transmitter (for example LED or IRED) close to the inner one Window surface, such as in the area of the receiver level.

Nach einer weiter bevorzugten Ausführung ist der Sender am Empfänger, insbesondere in einer Einheit angeordnet.According to a further preferred embodiment, the transmitter is at the receiver, arranged in particular in one unit.

Bevorzugt können unter Verwendung von Lichtleitfasern Empfänger und Sender mit mehreren Empfangsköpfen versehen sein. Dazu sind Sender und Empfänger mit zum Fenster des jeweiligen Empfangskopfes führenden Lichtleitern verbunden. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, mit einem Empfänger und zum Beispiel einem Sender eine Überwachung an mehreren Stellen des zu überwachenden Raumes durchzuführen oder bei Verwen­ dung nur eines Lichtleiters die Auswerteelektronik vom Empfangskopf zu entfernen, so daß eine explosionssichere Ausführung erreicht wird bezie­ hungsweise die Auswerteelektronik nicht von den am Beobachtungsort herr­ schenden elektrischen Feldstärken und Temperaturen beeinflußt wird.Using optical fibers, receivers and Transmitters can be provided with several receiving heads. In addition there are transmitters and receiver with leading to the window of the respective receiving head Optical fibers connected. This creates the possibility of using a Receiver and, for example, one transmitter monitoring at several Place the room to be monitored or when using the evaluation electronics from the receiving head to only one optical fiber Remove so that an explosion-proof execution is achieved for example, the evaluation electronics do not originate from those at the observation site electrical field strengths and temperatures is influenced.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. The invention is explained in more detail using exemplary embodiments.  

Es zeigen:Show it:

Fig. 1, 2 einen Querschnitt durch einen Detektor mit dem Sender auf der Platine beziehungsweise am Empfänger; Fig. 1, 2 a cross section through a detector with the transmitter on the board or on the receiver;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Detektors mit mehreren Empfangseinrichtungen; Fig. 3 is a side view of a detector having a plurality of receiving devices;

Fig. 4 einen Teilschnitt eines Empfangskopfes. Fig. 4 shows a partial section of a receiving head.

In Fig. 1 ist ein Detektor 1 mit einem Gehäuse 6 und einem Fenster 11 dar­ gestellt. Die äußere Fensteroberfläche 12 kann speziell beschichtet sein, um die Reflexion an dieser Grenzfläche zu optimieren. Der Sender 3 ist unmit­ telbar auf der Platine 5 für die Auswerteelektronik angebracht. Das ausge­ sendete Licht wird über den Lichtleitstab 4 in den Bereich des Empfängers 2 geführt. Empfänger und Lichtquelle sind daher relativ nah an der Fenster­ oberfläche angeordnet, so daß nur ein geringer Verlust eintritt. Bei dieser Ausführung ist ein relativ geringer Fertigungsaufwand vorteilhaft. Alle we­ sentlichen Teile werden vormontiert auf der Platine angebracht.In Fig. 1, a detector 1 is provided with a housing 6 and a window 11 . The outer window surface 12 can be specially coated in order to optimize the reflection at this interface. The transmitter 3 is immediately attached to the circuit board 5 for the evaluation electronics. The light sent out is guided via the light guide rod 4 in the area of the receiver 2 . Receiver and light source are therefore relatively close to the window surface, so that there is little loss. A relatively low manufacturing outlay is advantageous in this embodiment. All essential parts are pre-assembled on the circuit board.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der Sender 3 in einer Einheit mit dem Empfänger 2 ausgebildet.In the embodiment according to FIG. 2, the transmitter 3 is formed in one unit with the receiver 2 .

In Fig. 3 ist ein Detektor 1 für eine Mehrzahl von Empfangseinrichtungen 8 dargestellt. Der Detektor 1 weist einen Empfänger 2 und einen oder mehrere Sender 3 auf. Bevorzugt ist für jede Senderader ein Sender, zum Beispiel eine LED oder IRED angeordnet. Hierdurch können die einzelnen Emp­ fangseinrichtungen zeitlich nacheinander getaktet oder ständig angesteuert werden. Die Auswerteelektronik kann daher selektiv die Verschmutzung der einzelnen Empfangseinrichtungen 8 ermitteln. Die Empfängeradern 9 sind am Detektorgehäuse 10 zu einem gemeinsamen Bündel zusammengefaßt und korrespondieren mit dem Empfänger 2. Durch ein festgelegtes Sender­ signal wird der Empfänger 2 bei Bedarf oder ständig angeregt. Ist dieses Signal nun zum Beispiel < 10%, liegt eine Störung in der optischen Meßein­ richtung vor. Durch getaktete Sendersignale kann sogar selektiv die Störung erkannt werden. Das Detektorgehäuse 10 ist rotationssymmetrisch angeord­ net. Zwischen Senderader 4 und Empfängerader 9 ist eine geeignete opti­ sche Isolierung vorgesehen.In Fig. 3, a detector 1 is shown for a plurality of receiving means 8. The detector 1 has a receiver 2 and one or more transmitters 3 . A transmitter, for example an LED or IRED, is preferably arranged for each transmitter wire. As a result, the individual receiving devices can be timed in succession or continuously controlled. The evaluation electronics can therefore selectively determine the contamination of the individual receiving devices 8 . The receiver wires 9 are combined on the detector housing 10 to form a common bundle and correspond to the receiver 2 . By a fixed transmitter signal, the receiver 2 is excited when required or constantly. If this signal is now <10%, for example, there is a fault in the optical measuring device. The disturbance can even be selectively detected by clocked transmitter signals. The detector housing 10 is rotationally symmetrical angeord net. A suitable optical insulation is provided between the transmitter wire 4 and the receiver wire 9 .

Durch diese Lösung kann die Senderader als Übertragungsweg eines Refe­ renzsignals angesehen werden. Es kann sowohl ein Bruch an einer Emp­ fangseinrichtung, insbesondere der Empfängerader, als auch eine Teilbe­ schädigung erkannt werden. Außerdem wird die Verschmutzung des opti­ schen Fensters der Empfangsader detektiert. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die vom Fenster 11 reflektierte Strahlung des Senders größer als ein festgelegter Bezugswert ist. Durch das Ausstrahlen des Referenzsignals be­ kannter Größe kann eine Störung der Empfangselektronik ermittelt werden. Z.B. kann festgestellt werden, ob die Testfunktion (Selbsttest der Sen­ der/Elektronik) ordnungsgemäß abläuft oder ob das Empfangselement de­ fekt ist. Während der Testphase selbst kann der Detektor vollständig funkti­ onsfähig bleiben. Die einzelnen Empfangseinrichtungen können selektiv überprüft werden. Vorteilhafterweise kann bei voller Betriebsfähigkeit des Detektors bzw. Melders der Ereignistest in Intervallen oder manuell (realer Funkentest) erfolgen.With this solution, the transmitter wire can be regarded as the transmission path of a reference signal. Both a break at a receiving device, in particular the receiver wire, and partial damage can be detected. In addition, the contamination of the optical window of the receiving wire is detected. This is the case, for example, if the radiation from the transmitter reflected by the window 11 is greater than a fixed reference value. By emitting the reference signal be known size, a disturbance in the receiving electronics can be determined. For example, it can be determined whether the test function (self-test of the transmitter / electronics) is working properly or whether the receiving element is defective. The detector can remain fully functional during the test phase itself. The individual receiving devices can be checked selectively. When the detector or detector is fully operational, the event test can advantageously be carried out at intervals or manually (real spark test).

Nach Fig. 4 ist der Sender-Lichtleiter 4 mittig geführt, der Empfänger- Lichtleiter 9 umgibt diesen etwa konzentrisch.According to Fig. 4, the transmitter optical fiber 4 is guided centrally, the receiver optical fibers 9 surrounding this concentrically about.

Claims (5)

1. Detektor für elektromagnetische, insbesondere von Flammen ausge­ sandte Strahlung mit wenigstens einem Empfänger (2) und einem schützenden Gehäuse (6) mit Fenstern (11), dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseinnern ein Sender (3) angeordnet ist, der das Fenster von in­ nen beleuchtet.1. Detector for electromagnetic, in particular flames sent out radiation with at least one receiver ( 2 ) and a protective housing ( 6 ) with windows ( 11 ), characterized in that a transmitter ( 3 ) is arranged in the housing interior, the window of illuminated inside. 2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (3) unmittelbar auf einer Platine (5) für die Auswerteelektronik angeordnet ist.2. Detector according to claim 1, characterized in that the transmitter ( 3 ) is arranged directly on a circuit board ( 5 ) for the evaluation electronics. 3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (3) unmittelbar am Empfänger (2) angeordnet ist.3. Detector according to claim 1 or 2, characterized in that the transmitter ( 3 ) is arranged directly on the receiver ( 2 ). 4. Detektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (3) und Empfänger (2) mit zum Fenster (11) führenden Lichtleitern (4, 9) verbun­ den sind.4. Detector according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the transmitter ( 3 ) and receiver ( 2 ) with the window ( 11 ) leading light guides ( 4 , 9 ) are the verbun. 5. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Empfänger (2) mehrere Lichtleiter (4, 8, 9) angeordnet sind.5. Detector according to claim 4, characterized in that a plurality of light guides ( 4 , 8 , 9 ) are arranged for a receiver ( 2 ).