DE2908099C2 - Rauchdetektor - Google Patents
RauchdetektorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rauchdetektor mn einer Strahlungsquelle, welche Strahlung in einen bestimmten
Raumbereich aussendet und einem Strahlungsempfänger, der außerhalb des direkten Strahlungsbereiches
angeordnet ist und dem die art Partikeln ifn Slrahlungsweg
gestreute Strahlung zugeführt wird, wobei die Strahlungsquelle eine kegelringförmige Strahlungschafakiefistik
besitzt und der Strahlungsempfänger in der Kegelachse angeordnet ist, nach Patent 26 19 082.
Ein wichtiges Problem bei solchen Rauchdetektoren besteht darin, die Bestrahlung des Strahlungsempfängers
ohne Anwesenheit 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.
In der Praxis ist jedoch stets ein gewisses Störstrahlungsniveau vorhanden, durch welches die Erreichung
dieses Zieles verhindert wird. Es ist daher bekannt geworden, die von außen in einem Rauchdetektor durch
die Gehäuseöffnungen eindringende Störstrahlung durch Schikanen an den Lufteintrittsöffnungen fernzuhalten
und somit das Störstrahlungsniveau herabzusetzen. Eine weitere bekannte Maßnahme besteht darin,
die Strahlungsquelle zu modulieren und den Strahlungsempfänger darauf abzustimmen, so daß dieser vorzugsweise
nur für Strahlung empfindlich ist. deren Modulation derjenigen der Strahlungsquelle gleicht.
Auf die genannte Weise kann jedoch nicht verhindert werden, daß von der Strahlungsquelle ausgehende, an
der Gehäuseinnenwand gestreute Strahlung ebenfalls als Störstrahlung auf den Strahlungsempfänger trifft.
Eine solche Störstrahlung wird vom Empfänger in
gleicher Weise wie echte, an Rauchpartikeln im Strahlungsbereich gestreute Strahlung verarbeitet, da
sie genau die gleiche Modulation aufweist. Zur Verminderung dieser Art von Störstrahlung ist es
bekannt geworden, die Gehäuseinnenseite des Rauch detektors weitgehend, jedoch zumindest an den
Auftreffstellen der direkten Strahlung im Strahlungsbereich strahlungsabsorbierend auszubilden, beispielswei
se matt schwär/ auszuführen, mit Rippen zu versehen oder als Strahlungsfalle auszubilden.
Nachteilig hierbei ist es, daß von den strahlungsabsorbierenden
Elementen./. B. den mattschwarzen Flächen oder den Kanten der aufgesetzte. Rippen immer noch
eine Störstrahlung ausgeht und außerdem sich im Laufe der Zeit Staub niederschlägt, welcher das Reflexionsvermögen
erhöht und die Störstrahlung weiter vergrößert. Solche vorbekannte Rauchdetektoren werden also
im Laufe der Zeit mit zunehmender Verstaubung der Gehäuseinnenseite störanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile vorbekanr.ter
Rauchdetektoren einen solchen /u schaffen, der eine geringere Störstrahlungsempfindlichkeit besitzt und der
eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist, welche auch über
längere Zeiträume und bei zunehmender Verstaubtine
erhalten bleibt und welcher demgemäß über längere
Zeiträume betriebssicher ohne die Notwendigkeit einer Reinigung arbeitet
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen
Rauchdetektor dadurch gelöst, daß der kegelnngformi
ge Strahlungsbereich ausschließlich in Strahlungsrich
tung durch F.lementc und sei.lieh durch Blendenelemen
te begrenzt wird, welche gänzlich außerhalb des direkten tmpfangsbereichs des Strahlungsempfängers
angeordnet sind. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dann, wenn direkt bestrahlte
koaxiale Stege mit ihren Oberkanten hinter der strahlungsempfindlichen Oberseite des Strahlungsempfängers
angeordnet werden. Dadurch wird erreicht, daß die von diesen ausgehende Streustrahlung erst nach
mehrfacher Umlenkung und entsprechender Schwä-
chungnufden Strahlungsempfänger auftreten kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, den Strahlungsbereich durch äußere und innere Blenden zu begrenzen, weiche
so angeordnet sind, daß deren bestrahlte Kanten durch
eine zusätzliche Blende vom zentralen Strahlungsemp- ί
fänger abgeschirmt sind. Damit wird erreicht, daß die Streustrahlung von diesen Kanten nicht direkt auf den
Strahlungsempfänger gelangen kann.
Aus der DE-OS 26 19 082 ist es bekannt, es zur Verbesserung der Empfindlichkeit des Detektors zu to
vermeiden, daß noch restliche direkte Strahlung von der Strahlungsquelle auf den Empfänger auftrifft, indem
zwischen beiden Abschirmblenden angeordnet werden.
Damit wird jedoch nicht verhindert, daß Streustrahlung von den Kanten dieser Abschirmblenden auf den π
Empfänger gelangt. Die Empfindlichkeit eines solchen Detektors ist daher noch nicht optimal.
Die Erfindung wird anhand des in der Figur wiedergegebenen Ausführungsbeispieles beschrieben.
Diese Figur zeigt im Schnitt den Aufbau eines >n
Beispieles eines erfindungsgemäßen Rauchdetektors.
Der dargestellte, rotationssymmetrische Rauchdetektor
wird von einem Gehäuse 1 umschlossen, welches Öffnungen O zum Eintritt von Luft in das Dttektonnnere
aufweist. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Trägerteil _'ϊ
2 vorgesehen, dessen über das Gehäuse t hinausragende Oberteil zur mechanischen Befestigung und zum
elektrischen Anschluß des Rauchdetektors an einen nicht dargestellten Sockel ausgebildet ist.
In einer zentralen Bohrung dieses Tragcrteiles 2 ist m
ein Halterungsteil 3 eingesetzt, in welches die
Strahlungsquelle eingesetzt isi.
Diese Strahlungsquelle besteht aus einem Basisteil 4.
welches zentral eine Licht- oder Infrarotstrahlung emittierende Diode 5 trägt. In Strahlungsrichtung, d. h. r>
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 Charakteristik erhält, so daß im
wesentlichen nur Strahlung in einem kegelringförmigen w Strahlungsbereich C vorhanden ist. dagegen nahezu
keine Strahlung in Richtung der Kegelachse A.
Die in Achsenrichtung verbleibende Reststrahlung wird zusätzlich durch ein Blendenteil 7 mit strahlungsabsorbierender
Oberfläche abgeschirmt. Unterhalb der Strahlungsquelle und des Blendenteiies ist in der
Kegelachse A der Strahlungsempfänger R so angeordnet,
daß seine Strahlungsempfangende Oberfläche nach oben. d. h. in Richtung zur Strahlungsquelle gerichtet ist.
jo daß vorwärts gestreute Streustrahlung, welche durch
>o Rauchpartikel im kegelringförmigen Strahlungsbereich C verursacht wird, auf diesen Strahlungsempfänger R
trifft Der Strahlungsempfänger wird durch die Teile 8
und 10 in der richtigen Position und in richtigem Abstand zur Stnhlungsquelle gehalten v,
In Strahliingsrichtung ist der Strahlungsbereich C
durch ein Strahlungsauffangendes Teil 10 abgeschlossen. Dieses Teil weist eine Anzahl von konzentrischen
Stegen S auf. welche kreisringförrrige Querschnitte
aufweisen, und welche rotationssymmetrisch um die m>
Kegelachse A angeordnet sind und den Strahlungsempfänger
A umschließen. Dieses Teil 10 ist so im Detektor angebracht und positioniert, daß die Oberkanten der
Stege Sunter der Ebene £der Strahlungsempfangenden Fläche des Strahlungsempfängers R angeordnet sind,
also dieser Fläche abgewandt. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß die auf die Oberkanten der Stege 5
auftreffende Direktstranlung zwar in gewissem Maße dort gestreut wird. Diese Streustrahlung ersten Graaes
kann jedoch bei der angegebenen Lage der einzelnen Teile zueinander nicht direkt auf die strahlungsempfangende
Fläche des Strahlungsempfängers R auftreffen, sondern erst die mehrfach gestreute Strahlung, welche
dann eine wesentlich schwächere Intensität aufweist.
Auf der Innenseite des Kegelringes C wird der Strahlungsbereich 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 Blendensystem 7 aufgesetzt werden kann. Der Durchmesser und die gegenseitige Lage der
einzelnen Blendenscheiben B, B' zueinander ist nun so gewählt, daß eine der vorderen, also der Strahlungsquelle
zugewandten Blenden, im dargestellten Beispiel B, als innere Begrenzung des Strahlungsbereiches C wirkt,
d. h. arr. weitesten in den Strahlungsbereich hineinratt.
Um zu verhindern, daß die ·■. der Kante dieser
Biendenscheibe B gestreute Stur* rahiung auf den
Strahlungsempfänger R auftrifft, ist eine weitere, dem
Strahlungsempfänger zugewandte Blende B so gestaltet, daß die von der Kante der Blende B ausgehende
dire -:te Störstrahlung vollständig vom Strahlungsempfänger R abgeschirmt .st.
An der Außenseite wird der Strahlungsbereich C
durch eine Blende K begrenzt. Diese isi ebenfalls in
ihrem Durchmesser so gewählt und gegenüber der weiteren Abschirmblende B' so angeordnet, daß auch
die von der Innenkante dieser Blende K ausgehende
direkte Störstrahlung vollständig durch die Blende B
vom Strahlungsempfänger R abgeschirmt ist
Durch die beschriebenen Maßnahmen wird zunaclis'
erreicht, daß sämtliche Teile, weiche den Strahlunesbe
reich C begrenzen, auf welche also direkte Strahlung auftrifft, keine durch Drohung der direkten Strahlung
hervorgerufene Streustrahlung ersten Grades auf den
Strahlungsempfänger R richten können. Sämtliche
Elemente, welche den Strahlungsbereich f begrenzen,
im dargestellten Beispiel also die Teile K. B und 5. liegen
also außerhalb des direkten tmpfangsbereiches des Strahlungsempfängers R.
Um das Störstrahlungsniveau weiter zu vermindern ist es zweckmäßig, diejenigen Teile des Rauchdetektors,
welche den Strahlungsbereich C umschließen und welche im direkten Empfangsbereich des Strahlungsempfängers
R liegen, strahlungsabsorbierend aus/ubii
den. Beispielsweise können entsprechende Teile- mi!
Rippen X versehen sein, an welchen eine mehrfache
Reflexion auftreffender Störstrahlung erfolgt und daher nur eine sehr schwache sekundäre Störstrahlung
h .porgerufen wird, welche den Strahlungsempfänger R
beeinflussen könnte. Diese Rippen können mit Vorteil mit spitzwinkligen Kanten mit einem N'eigungsuinkel
zwischen 20" und 70". 7. B. 45 versehen sein, wodurch
eine hinreichende Strahlungsabsorbtion erreicht wird
Auf diese Weise kann das Störstrahlungsniveau noch weiter herabgesetzt und die Empfindlichkeit des
Rauchdetektor^ noch mehr vergrößert werden. Speziell bei der Verwendung als Brandmelder ist dadurch eine
frühzeitige Alarmgabe schon bei geringster Rauchdichte und eine Betriebssicherheit über längere Zeiträume
gewährleistet, auch wenn diese Rauchdetektoren unter ungünstigen Umgebungsbedingungen verwendet und
einer langsamen Verstaubung ausgesetzt sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Rauchdetektor mit einer Strahlungsquelle, welche Strahlung in einen bestimmten Raumbereich
aussendet, und einem Strahlungsempfänger, der außerhalb des direkten Strahlungsbereiches angeordnet
ist und dem die an Partikeln im Strahlungsweg gestreute Strahlung zugeführt wird,
wobei nach Patent 26 19 082 die Strahlungsquelle eine kegelringförmige Strahlungscharakteristik besitzt
und der Strahlungsempfänger in der Kegelachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der kegelringförmige Strahlungsbereich (C) ausschließlich in Strahlungsrichtung durch
Elemente (S)und seitlich durch Blendenelemente (K, B) begrenzt wird, welche gänzlich außerhalb des
direkten Empfangsbereiches des Strahlungsempfängers (R) angeordnet sind.
2. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als den kegelringförmigen
Strahlungsbereich (C) an der Kegelinnenseite begrenzendes Element eine Blende (B) vorgesehen
ist, deren Außenkante durch eine zusätzliche, blendenparallele Blende (B') vom Strahlungsempfänger
(T^abgeschirmt ist.
3. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekens .zeichnet, daß als den
kegelringförmigen Strahlungsbereich (C) an der Kegelinnenseite bzw. an der Kegelaußenseite
begrenzende Elemente Blenden (K. B') vorgesehen sind, von denen die innere Blende (B') die äußere
Blende (L) vom Strahlungsempfänger ^abschirmt.
4. Rauchdetektor nach eiern der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der kegelringförmige
Strahlungsbereich (C) in Strahlungsrichtung durch koaxiale, in Kreisringform und zur Kegelachse
(A) rotationssymmetrisch angeordnete Stege (S) abgeschlossen ist.
5. Rauchdetektor nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (S) den Strahlungsempfänger
^/fy konzentrisch umgeben.
6. Rauchdetektor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkanten der Steg,. (S)
hinter der Ebene (E) der Strahlungsempfangenden Oberseite des Strahlungsempfängers ^angeordnet
sind.
7. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß den Stegen (S)
gegenüberliegende Flächen (8) strahlungsabsorbie rende Rippen (AVaufweisen.
8 Rauchdetektor nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (X) spitzwinklige
Kanten mit einem Neigungswinkel von 2(T bis 70
aufweisen
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