DE2908099C2 - Rauchdetektor - Google Patents

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)

Patentansprüche:

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