DE3017144C2

DE3017144C2 - Einrichtung zu Melden von optischen Feuererscheinungen, insbesondere Funken

Info

Publication number: DE3017144C2
Application number: DE19803017144
Authority: DE
Inventors: Manfred 2061 Grünau Rußwurm
Original assignee: Preussag AG Feuerschutz
Current assignee: Preussag AG Feuerschutz
Priority date: 1980-05-05
Filing date: 1980-05-05
Publication date: 1984-09-27
Also published as: DE3017144A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Melden von optischen Feuererscheinungen, insbesondere Funken, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 28 34 925 bekannt. Sc weit diese bekannte Einrichtung einen einzigen Lichtleiter aufweist, ist sie nicht zur Erfassung des gesamten Kanalquerschnitts eines durchströmten Kanalabschnitts geeignet, da öffnungswinkel von 180°, wie sie zumindest annähernd zu diesem Zweck erforderlich wären, mit vertretbarem Aufwand selbst dann nicht erreicht weiden können, wenn die Sirahlungseintrittsfläche von besonderen, am Lichteintrittsende des Lichtleiters angeordneten optischen Mitteln gebildet wird. Zur Überwachung von Kanalabschnitten wird daher die bekannte Einrichtung auci; derart ausgebildet, daß mehrere, über den Umfang des Kanalquerschnitts verteilt angeordnett Lichteintrittsflachen mit jeweils einem zugeordneten Lichtleiter vorgesehen sind, wobei diese Lichtleiter dann ihrerseits an ihren Lichtaustrittsenden an einen einzigen, zur Auswerteschaltung führenden Lichtleiter angeschlossen sind. Hierbei ergibt sich dann ein hoher Bauaufwand.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der bekannten Art hinsichtlich des erforderlichen Bauaufwands so zu verbessern, daß ein einziger Lichtleiter zur Erfassung des gesamten Kanalquerschnitts ausreicht, dabei die Sicherheit der Erfassung von Feuererscheinungen in dem Kanalabschnitt und insbesondere von Funken jedoch nicht beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Einrichtung der eingangs genannten Art entsprechend dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 ausgebildet ist

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Sichtbereichskegcl der Lichteintrittsfläche infolge ihrer Anordnung in einer Ausbuchtung, also nach außen versetzt, und ihrer gleichzeitigen Schrägstellung die Kanalinnenseite in einer einzigen, in sich geschlossenen Linie schneidet, die einen Querschnitt bildet, den jeder den Kanalabschnitt durchfliegende Funke durchsetzen muß. Somit wird der angestrebte Zweck der sicheren MeI-dung mit nur einem einzigen Lichtleiter bei nur unwesentlicher meachanischer Abänderung des Kanalabschnitts erreicht Dieses Ergebnis wird aufgrund im folgenden noch erläuterter Überlegungen erreicht, die durch die vorstehend erläuterte bekannte Einrichtung auch bei Berücksichtigung anderer Lösungen (DE-GM 75 33 568, DE-OS 29 16 086) nicht angeregt werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näner erläutert, in denen A'isführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer, teilweise aufgebrochener Draufsicht eine Einrichtung gemäß der Erfindung;
Fig.2 einen Schnitt durch die Einrichtung gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-1I;

F i g. J einen F i g. 2 entsprechenden Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Einrichtung;

F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung von Teilen der Einrichtung gemäß F i g. 1;

F i g. 5 bis 8 vier Ausführungsformen des Lichtleiters und der Ausweneschaltung der Einrichtung gemäß F i g. 1 und 2 oder gemäß F i g. 3.

In F i g. 1 ist der zu überwachende Kanal das Rohr 10 einer Sägespan-Absaugvorrichtung, in das ein Kanalabschnitt 12 von kreisrundem Querschnitt eingeschaltet ist, wie aus F i g. 2 hervorgeht. Durch den Kanal 10 wird ein Förderluftstrom geführt, der an einer Holzbearbeitungsmaschine abgesaugt wird und der bei der Bearbeitung von Werkstücken Sägespäne mit sich führt Funkenbildung an Holzbearbeitungsmaschinen kann nie ga^z ausgeschlossen werden. Am häufigsten sind Nägel, Geschosse und andere Metallgegenstände die Ursache. Auch lose Äste können sich lösen und, da sie konisch geformt sind, als Keil an die Sägeblätter gedrückt werden und sich dort aufgrund der hohen ileibung^wärme entzünden. Es ist daher wichtig, zündfähige Funken sofort zu erkennen, bevor sie beispielsweise in eine nachgeschaltete Entstaubungsanlage, in Filtereinrichtungen oder Silos gelangen, und automatisch abzulöschen. Der Erkennung und Meldung dient die in Fig. 1 dargestellt Einrichtung, die eine hinter ihr im Rohr 10 liegende, nicht dargestellte Löscheinrichtung steuert. Gleichzeitig kann das erzeugte Meldesignal andere der Sicherheit dienende Funktionen auslösen, beispielsweise die Abschaltung der Maschinen, das Stillsetzen von Förderschnecken, das Ansteuern von Brandschutzklappen usw..

Die dargestellte Einrichtung weist einen in F i g. 1 und 2 nicht dargestelLen optisch-elektrischen Wandler und

bo eine diesen nachgeschaltete Auswerteschaltung auf, die noch anhand von F i g. 5 bis 8 zu beschreiben rein werden. Weiter sind optische Kopplungsmidi-i zur Übertragung von von Funken ausgehender, aufgefangener Strahlung zu dem Wandler vorgesehen, und diese um·

b¹) fassen einen noch anhand von F i g. 4 bis 8 zu beschreibenden Lichtleiter und bilden eine in Fig. 1 und 2 schematisch angedeutete, ebene kreisrunde Strahlungseintrittsfläche 14. Die Strahluneseintrittsfläche 14 »sieht«

Funken, sofern sich diese innerhalb eines sich quer zur Kanallängsachse erstreckenden, außen kegelförmig begrenzten Sichtbereichs und innerhalb einer vorgegebenen Sichtweite von der Strahlungseintrittsfläche 14 befinden. In F i g. 1 und 2 sind die von der Mittelachse des kegelförmigen Sichtbereichs gebildete Sichtlinie 16 und Kegelmantellinien 18, 20 bzw. 22, 24 des Sichtbereichs angedeutet. Der Kegelwinkel λ des Sichtbereichs ist beim Ausführungsbeispiel gleich dem öffnungswinkel des noch zu beschreibenden Lichtleiters und beträgt 12Γ.

Durch diesen sehr großen Kegelwinkel λ würde bereits dann, wenn die Lichteintrittsfläche mit senkrecht zur Kanallängsachse stehender Sichtlinie 16 mit einer Mantellinie des lnnenumfangs des Kanalabschnitts 12 fluchtend angeordnet wäre, eine weitgehende Erfassung von Funken möglich. Daher ist eine solche Anordnung der Lichteintrittsfläche 14 in einem Kanalabschnitt 12 von kreisrundem Querschnitt grundsätzlich möglich. Es würden dann jedoch, wie anhand von F i g. 2 erkennbar, /wischen den Kegelmantellinien 22, 24 und dem Innenumfang des Kanalabschnitts 12 liegende, kreisabschnittförmige Querschnittsbereiche verbleiben, in denen Funken möglicherweise nicht mit Sicherheit erfaßt werden können, da außerhalb des Sichtbereichs die Möglichkeit, vorbeifliegende Funken zu erfassen, zwar nicht ausgeschlossen ist, jedoch mit zunehmenden Abstand vom Sichtkegel sehr schnell abnimmt.

Das Kriterium dafür, ob Funken stets erfaßt werden, gleich an welcher Stelle des Kanalquerschnitts sie diesen durchfliegen, kann dahingehend definiert werden, daß der Sichtkegel die Kanalinnenseite entlang einer einzigen, in sich geschlossenen Figur schneiden muß. wobei der Abstand dieser Figur von der Lichteintrittsfläche 14 an jeder Stelle geringer als eine vorgebene Sichtweite sein muß. Ob eine solche Figur besteht, kann

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die Lichteintrittsfläche 14 Licht in den Kanalabschnitt 12 hinein abgestrahlt wird,; die genannte Figur muß sich dann als Hell-Dunkel-Grenze zwischen einem beleuchteten und einem nichtbbeleuchteten Abschnitt der Innenseite des Kanalabschnitts 12 darstellen. Bei senkrecht zur Kanallängsachse stehender Sichtlinie 16 und mit einer Mantellinie der Kanalinnenseite fluchtender, ebener Lichtaustrittsfläche 14 müßte der Kegelwinkel λ des Sichtbereichs annähernd 180° betragen, um den gesamten Kanalquerschnitt erfassen zu können, was technisch jedoch nicht möglich ist.

Um die Erfassung des Kanalquerschnitts mit einer einzigen Lichteintrittsfläche 14 noch weiter zu verbessern, ist gemäß Fig. 1 die Lichteintrittsfläche 14 mit ihrer zu ihr senkrecht verlaufenden Sichtlinie 16 gegenüber einer zur Kanallängsachse senkrechten Stellung um einen Schrängwinkel/?geneigt angeordnet

Die Wirkung der genannten Schrägstellung der Lichteintrittsfläche 14 läßt sich durch ein Gedankenexperiment verdeutlichen. Dazu sei angenommen, daß der Mittelpunkt der Lichteintrittsfläche 14 von einer Mantellinie des lnnenumfangs des Kanalabschnitts 12 geschnitten werde und daß sich die Sichtlinie entlang dieser Manteliinie. also parallel zur Kanalmittelachse, erstrecke. Es ist dann ohne weiteres einsehbar, daß in gewissem Abstand von der Lichteintrittsfläche 14 der Sichtkegel den Innenumfang des Kanalabschnitts 12 oder des Kanais iO schneidet und die Manteiiinie. entlang deren die Lichteintrittsfläche 14 angeordnet ist. in der Mitte einer von der Lichteintrittsfläche 14 ausgehenden, »gesehenen« Innenfläche liegt, die von der Schnittlinie begrenzt ist. Würde man nun die Lichteintrittsfläche 14 in eine weniger geneigte Stellung drehen, so daß sich die Sichtlinie 16 der in Fig. I dargestellten Richtung annähert, so bliebe die Erfassung des gesamten Kanalquerschnitts so lange erhalten, bis die Kegelmantcllinie 20 des Sichtbereichs mit derjenigen Mantellinie des lnnenumfangs des Rohrabschnitts 12 zusammenfiele, entlang deren die Lichteintrittsfläche 14 angeordnet ist. Hierbei wäre dann der Winkel zwischen den

ίο genannten Mantellinien und der Sichtlinie 16 gleich dem halben Kegclwinkel tx, und der Schrägwinkel β gegenüber der zur Kanallängsachse senkrechten Stellung wäre so groß wie der Komplementärwinkel zum halben Kegelwinkel λ. Es kann daher in Anwendungsfällen, in denen die Lichteintrittsfläche 14 annähernd mit der Innenseite des Rohrabschnitts 12 fluchtend angeordnet wird, zweckmäßig sein, den Schrägwinkel /? gegenüber der senkrechten Stellung annähernd so groß wie der Kompiementarwinkci zum halben Kegeiwinkei <x des Sichtbereichs zu wählen. Für einen Kegelwinkel λ =· Ι2Γ wäre also der Schrägwinkel β zu annähernd 30° zu wählen.

Aus noch zu erläuternden Erwägungen ist ein Schrägwinkel//von 30° und mehr in vielen Anwendungsfällen und insbesondere auch bei der Überwachung eines mit Sägespanen beladenen Luftstroms nicht zweckmäßig, während geringere Schrägwinkel β von bis zu 20° hinsichtlich Verschmutzung und anderer Einflußgrößen ohne Nachteil sind oder sogar Vorteile bringen. Beim Ausführungsbeispiel ist daher der Schrägwinkel β geringer als der Komplcmentärwinkel zum halben Kegelwinkel α gewählt. Trotzdem wird der gesamte Kanalquerschnitt erfaßt, was durch die im folgenden zu beschreibenden Maßnahmen ermöglicht wird.

Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, weist der Kanalabschnitt 12 eine Ausbuchtung 26 auf, in deren Mitte die Lichieiriiriüfläche J4 gegenüber der Kanaünnenseite nach außen versetzt gehalten ist. Wie in F i g. 2 angedeutet, ist die radiale Versetzung a gegenüber der Kanalinnenseite. nämlich gegenüber der beim obigen Gedankenexperiment angesprochenen Mantellinie des lnnenumfangs des Kanalabschnitts 12, gering gegenüber dem Kanalinnendurchmesser. Diese Versetzung a nach außen bewirkt auch bereits unabhängig von der beschriebenen Schrägstellung um den Schrägwinkel/?, daß die in F i g. 2 zwischen den Kegelmantellinien 22, 24 und der Innenseite des Kanalabschnitts 12 liegenden, nicht erfaßten Querschnitssbereiche sehr klein werden oder verschwinden. Voraussetzung ist eine flache oder trichterförmige Gestalt der Ausbuchtung 26 derart daß nicht, von der Lichteintrittsfläche 14 aus gesehen, jenseits der Ränder der Ausbuchtung 26 nicht erfaßbare Querschnittsbereiche liegen. Hierzu weist die Ausbuchtung 26 zweckmäßig eine gegenüber ihrer Tiefe große am Kanalinnenumfang gemessene Weite auf. Weiter weist bei der Schrägstellung der Lichteintrittsfläche 14 die Ausbuchtung 26 zweckmäßig wie beim Ausführungsbeispiel auf ihrer Seite, zu der hin die Lichteintrittsfläche 14 schräggestellt ist, eine gewisse axiale Län-

M) ge auf, die zwischen 50% und 150% des Innenradius des Kanalabschnitts 12 betragen kann, um zu vermeiden, daß die die Kegelmantellinie 20 enthaltende Grenzlinie des Sichtbereichs, die hier auf einer Schrägfläche 28 der Ausbuchtung 26 verläuft, außerhalb der Ausbuchtung 26 keine Fortsetzung findet.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist durch die radial nach außen versetzte Anordnung der Lichteintrittsfläche 14 und durch deren Schrägstellung um den Schrägwinkel/?

insgesamt erreicht, daß der Sichtbcreichskcgel die Innenseite des Kanalabschnitts 12 und der Ausbuchtung 26 in einer einzigen, in sich geschlossenen Linie 30 schneidet; die Linie 30 spannt eine zur Zcichencbenc symmetrische, annähernd eiförmige Fläche auf, so daß jeder den Kanalabschnitt 12 durchfliegende Funke diese Fläche durchsetzen muß.

Dv Kanalabschnitt 12 kann derart in den Kanal 10 eingebaut sein, daß der Luftstrom in der Richtung des Pfeiles 32 in Fig. I strömt, so daß die Lichteintrittsfläche 14 entgegen der Förderrichtung dei Luftstromes schräggestellt ist. Beim Fördern von wenig zum Anhaften neigenden Schüttgütern wie Sägespänen hat eine derartige Schrägstellung den Vorteil, daß eine selbsttätige Reinigung der Lichteintrittsfläche 14 von ggf. anhaftenden Schmutzpartikeln durch stets erneut auf sie auftreffende Fördergutpartikel erfolgt. In diesem Zusammenhang ist es jedoch wichtig, daß der Schrägwinke! β nicht allzu groß ist, wsc dscs aus den oben erläuterten Gründen beim Ausführungsbeispiel erreicht wird, da anderenfalls doch mit zunehmenden Schrägwinkel β ein Anhaften auftreffender Partikel nicht mehr ausgeschlossen werden könnte. Weiter hat bei der Schrägstellung der Lichteintrittsfläche entgegen der Förderrichtung die radiale Versetzung a (Fig. 2) den Vorteil, daß die Lichteintrittsfläche 14 nicht von Schüttgutpartikeln mit besonders hoher kinetischer Energie getroffen werden kann, die in der Nähe der benachbarten Mantellinie des Innenumfangs entlangfliegen, sondern daß nur relativ langsam bewegte und/oder kleine Teilche.i in die Ausbuchtung 26 hinein umgelenkt werden und die Lichteintrittsfläche 14 treffen, um sie zu reinigen. Hierdurch erfolgt eine relativ schonende Reinigung, die erst nach sehr langer Betriebszeil eine gewisse Abnutzung der Lichteintrittsfläche 14 und deren Mattierung zur Folge hat.

Werden im Förderluftstrom anders als beim Ausführungsbeispiel relativ stark zum Anhaften neigende und/ oder relativ stark abrasiv wirkende Feststoffteilchen mitgeführt, so kann es zweckmäßig sein, abweichend vom Dargestellten die Lichteintrittsfläche 14 auch in Förderrichtung des Luftstronis schräggestellt anzuordnen, was dadurch erfolgen kann, daß der Kanalabschnitt 12 um seine Hochachse gedreht in den Kanal IO eingebaut wird, so daß der Kanalabschnitt 12 in Richtung des Pfeiles 34 von dem Luftstrom durchströmt wird.

Um eine Verschmutzung und eine Mattierung der Lichteintrittsfläche 14 weitestgehend zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn in geringem Abstand von ihr und bezüglich der Strömungsrichtung des Luftstroms stromauf von ihr ein reiner Luftstrom in den Kanalabschnitt 12 eingeführt wird. Hierzu ist beim Ausführungsbeispiel ein neben der Lichteintrittsfläche 14 in die Ausbuchtung 26 mündender Anschlußstutzen 36 vorgesehen, der zur Reinluftzuführung in dem Fall benutzt wird, daß der Luftstrom die Richtung des Pfeiles 32 hat. Im Fall, daß mittels eines im Luftstrom hinter der Lichteintrittsfläche 14 liegenden Gebläses im Kanalabschnitt 12 ein Unterdruck gegenüber der Umgebung erzeugt wird, kann es genügen, durch den Stutzen 36 Umgebungsluft einströmen zu lassen. Zur Erhöhung der Reinigungswirkung kann es auch zweckmäßig sein, den Stützen 36 über eine nur gestrichelt angedeutete Leitung 38 an eine ebenfalls nur gestrichelt angedeutete Druckluftquelle 40 anzuschließen. Die Druckluft ist dabei selbstverständlich von ölnebel oder sonstigen Verunreinigungen durch geeignete Abscheider zu befreien.

Für den Fall, daß im Kanalabschnitt 12 der Luftstrom

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20 die Richtung des Pfeiles 34 hat, kann anstelle des gezeigten Stutzens 36 ein entsprechender Stutzen auf der gegenüberliegenden Seile der Lichteintrittsfläche 14 vorgesehen sein, also beispielsweise mit in der Schrägwand 42 liegender Mündung; die Schrägwände 42, 28 haben eine Mondsichelform, um die im übrigen annähernd parabeiförmige Wandung der Ausbuchtung 26 an die zylindrische Wandung des Kanalabschnitts 12 einigermaßen strömungsgünstig anzuschließen.

Bei der Sägespanabsaugung und auch bei anderen Einsatzwecken ist es wichtig, relativ hohe Temperaturen des abgesaugten Luftstromes und der darin enthaltenen Feststoffpartikel zuzulassen, da dann mit relativ geringem Luftdurchsatz gearbeitet und ein relativ geringer Durchmesser des Rohres 10 und des Rohrabschnitt 12 verwendet werden kann. Die Einrichtung ist daher für Lufttemperaturen von 350°C im Dauerbetrieb und von bis zu 400⁰C im Kurzzeitbetrieb ausgelegt. Da-

nimmt. sind teilweise im Folgenden noch zu erläuternde Maßnahmen getroffen. Jedenfalls bewirkt der Lichtleiter eine thermische Isolierung des über ihn beaufschlagten optisch-elektrischen Wandlers und der diesem nachgcschalteten Auswerteschaltung.

Eine Kühlung der Lichteintrittsfläche 14 und des bei ihr liegenden Endes des Lichtleiters wird zweckmäßigerweise bereits dadurch erzielt, daß die über den Stutzen 36 zugeführte Reinluft eine niedrigere Temperatur als der im Rohrabschnitt 32 ankommende Luftstrom hat. Für eine starke Kühlwirkung genügt es bereits, wenn die eingeführte Luft annähernd Umgebungstemperatur hat.

Besonders günstig hinsichtlich Wärmeunempfindlichkeit, Wärmeisolation zum optisch-elektrischen Wandler hin und Übertragung der bei Funken infragekommenden Lichtwellenlängen ist es, wenn der Lichtleiter aus Πιιοrtttloc hActekt V*"*' **o***** »**·»»·***·**

Bevor anhand von Fig.4 eine mögliche Ausführung der Lichteintrittsfläche und des Lichtleiters beschrieben wird, sei zunächst auf eine weitere, in F i g. 3 schematisch angedeutete Ausführungsform der Einrichtung eingegangen.

In F i g. 3 ist ein nicht dargestellter, einziger Lichtleiter zu einer einzigen vorgesehenen Lichteintrittsfläche 14 geführt, und diese ist in einer oberen Querschnittsekkc des quadratischen Querschnitts des Kanalabschnitts 12 derart angeordnet, daß die von der Achse des kegelförmigen Sichtbereichs gebildete Sichtlinie 16 in der von den Winkelhalbierenden zwischen den benachbarten

so Kanalinnenseiten 44,46 aufgespannten Fläche liegt. Bei ZMr Kanallängsachse senkrecht verlaufender Sichtlinie 16 würde diese also entsprechend einer Diagonalen des quadratischen Kanalinnenquerschnitts verlaufen. Zweckmäßig erfolgt jedoch auch hierbei eine Schrägstellung der Lichteintrittsfläche 14 um einen Schrägwinkel β gegenüber der zur Kanallängsrichtung genau senkrechten Stellung, wie dies bereits anhand von F i g. 1 und 2 beschrieben wurde. Es kann so bereits mit einem geringen Schrägwinkel ^erreicht werden, daß bei

bo einem Öffnungswinkel des nicht gezeigten Lichtleiters von 85° oder etwas mehr — beim Ausführungsbeispiel 89° — der gesamte Innenquerschnitt des Kanalabschnitts 12 erfaßt wird. Die Kegelmantelflächen des kegelförmigen Sichtbereichs der Lichteintrittsöffnung verlaufen daher annähernd entlang jeweils einer Innenseite 44,46 des Kanalabschnitts 12.

Mit der Anordnung der Lichteintrittsfläche 14 gemäß F i g. 3 können auch Kanalabschnitte von rechteckigem

Querschnitt überwacht werden, die nicht oder nur annähernd quadratisch sind. Auch in diesem Fall sollte die Lichteintrittsfläche 14 derart angeordnet sein, daß die Sichtlinie 16 in der von den Winkelhalbierenden zwischen den benachbarten Kanalinnenseiten 44,46 aufgespannten Fläche liegt, die dann nicht durch die gegenüberliegende Ecke hindurch verläuft.

Grundsätzlich kann bei allen Ausführungsformen der bereits mehrfach- angesprochene Lichtleiter ein nicht dargestellter Lichtleitstab sein, der in einem geeigneten Metallrohr zur Vermeidung von Biegungsbeanspruchungen getragen sein kann. Im Hinblick auf die erforderliche Wärmeisolation müßte ein solcher Glasstab eine Länge von mindestens 100 mm und zweckmäßig von 200 mm haben. Hierbei würde dann jedoch der Lichtleiter zusammen mit dem daran befestigten Gehäuse des Wandlers relativ sperrig. Bei den meisten Anwendungsfällen ist es daher vorzuziehen, wenn wie bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Lichtleiter verwendet wird, der aus einer großen Anzahl optisch voneinander isolierter Fasern besteht und von einem flexiblem Mantel umgeben ist.

Fig.4 zeigt einen aus einer großen Anzahl von Quarzglasfasern gebildeten Lichtleiter 48. Dessen in der parabelförmigen Wandung 50 der Ausbuchtung 26 (Fig. 1) liegendes Ende schließt ohne Zwischenraum an die ebene Rückseite 52 eines beidseitig planen, aus Quarzglas bestehenden Lichteintrittsfensters 54 an, dessen dem Inneren des Kanalabschnitts 12 (F i g. 1) zugewandte Vorderseite die ebene Lichteintrittsseite 14 bildet. Diese ist in der bereits anhand von Fig. 1 und 2 erläuterten Weise schräggestellt und gegenüber der zylindrischen Innenseite des Kanalabschnitts 12 um die Strecke a (F i g. 2) nach außen versetzt angeordnet. Dabei steht jedoch die gesamte Lichteintrittsfläche 14 über die ihr nächste Mantellinie der Wandung 50 der Ausbuchtung 26 nach innen über. Da das Lichteintrittsfenster 54 im wesentlichen aus demselben Material wie die Fasern des Lichtleiters 48 besteht, verändert es den öffnungswinkel des Lichtleiters 48 nicht, so daß der Kegelwinkel λ (F i g. 2) gleich diesem öffnungswinkel ist. Damit der Kegelwinkel λ gegenüber dem öffnungswinkel nicht nach Art einer Blende begrenzt wird, muß der Durchmesser des Lichteintrittsfensters 54 größer als derjenige des Lichtleiters 48 sein.

Die Glasfasern flexibler Lichtleiter sind überlicherweise miteinander verklebt. Eine solche Verklebung ist jedoch nicht für die beim Ausführungsbeispiel auftretenden Temperaturen geeignet. Daher weist der Lichtleiter 48 an seinem an das Lichteintrittsfenster 54 anschließenden Ende einen langen Abschnitt 56 von beispielsweise 80 mm auf, in dem die Fasern nicht miteinander verklebt sind, während, an einer Verklebungsgrenze 58 beginnend, die Fasern auf der übrigen Länge des Lichtleiters 48 miteinander verklebt sind. Das aus nicht verklebten Fasern bestehende Ende ist in einer die Fasern unter Vorspannung zusammenhaltenden ersten Hülse 60 gehalten, die ebenso wie die Fasern des Lichtleiters 48 an die Rückseite 52 des Lichteintrittsfensters 54 anstößt Die erste Hülse 60 ist ihrerseits in einer sie und den Abschnitt 56 konzentrisch umgebenden, gegenüber der erstenHülse 60 längeren zweiten Hülse 62 gehalten, die auch zur Halterung des Lichteintrittsfensters 54 ausgebildet ist. Die zweite Hülse 62 hält an ihrem der Lichteintrittsfläche 14 abgewandten Ende über eine elastische Muffe 64 den Mantel des Lichtleiters 48: dieser Mantel besteht aus einem relativ wärmebeständigen Schlauch 66 aus Silikonkautschuk und einem diesen umgebenden Metallschlauch 68.

Das Lichteintr "tsfenster 54 steht in gutem Wärmekontakt mit der zweiten Hülse 62, teilweise auch über die erste Hülse 60. Die zweite Hülse 62 dient zur Wärmeableitung nach außen. Sie kann zur Kühlung wie beim AusFührungsbeispiel Kühlrippen 70 aufweisen. Es hat sich gezeigt, daß auch bereits ohne diese wegen der relativ großen Länge der zweiten Hülse 62 von im Ausführungsbeispiel 100 mm zusammen mit der Lage der Verklebungsgrenzen 58 nahe dem rückwärtigen Ende der zweiten Hülse 62 die oben genannten Temperaturen zugelassen werden können. Durch die Kühlrippen 70 wird erforderlichenfalls die Sicherheit gegen Temperaturschädigungen noch verstärkt. In extremen Fällen der Tcmpcraturbelastung kann im übrigen eine Zwangskühlung vorgesehen sein. Hierzu kann beispielsweise, wie gestrichelt angedeutet, ein Kühlkanal 72 um die zweite Hülse 62 herumgeführt sein, der von einem Kühlmittel durchströmt ist. Insbesondere dann, wenn gemäß Fig. 1 Reinluft zur Reinhaltung der Lichteintrittsfläche 14 zugeführt wird, kann der Ringkanal 72 in die Leitung 38 zwischen der PreßluFtquelle 40 und dem Stutzen 36 eingeschaltet sein.

Um eine genaue Einstellung der Lichteintrittsfläche 14 in ihre erforderlich radiale Lage zu ermöglichen, ist in der Wandung 50 ein sie durchsetzender, kurzer Rohrstutzen 74 eingeschweißt, der in seiner Innenöffnung die zweite Hülse 62 axial verschiebbar und in dem Schrägwinkel β (Fig. 1) entsprechender Schrägstellung hält, und zur axialen Fixierung liegt im freien Ende des Rohrstutzens 74 ein schwach verformbarer Keilring 76, der mittels einer auf ein Außengewinde des Rohrstutzens 74 aufgeschraubten Überwurfmutter 78 festgezogen werden kann.

Der große öffnungswinkel des Lichtleiters, nämlich eines Glasstabs oder jeder einzelnen Faser des Lichtleiters 48, wird dadurch erzielt, daß der Stab bzw. jede Faser aus einem Kernglas und aus einem den Kern umgebenden und ihm gegenüber dünnen Mantel aus einem Glas besieht, das gegenüber dem Kernglas einen stark unterschiedlichen Brechungskoeffizienten hp». Die Herstellung von Lichtleitern mit großem öffnungswinkel ist an sich bekannt, und derartige Lichtleiter als solche bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Es wurden weiter oben einige Maßnahmen erläutert, die eine Verschmutzung der Lichteintrittsfläche 14 und deren Mattierung durch auf sie auftreffende, im Luftstrom mitgcführie Partikel teilweise verhindern können. Im Laufe des Betriebs sind eine Verschmutzung und/ oder Mattierung jedoch nicht vollständig zu vermeiden. Hierdurch könnte die Empfindlichkeit der Einrichtung bei der Erkennung von Funken in unzulässiger Weise herabgesetzt werden. Es ist daher zweckmäßig, wenn gemäß einer Ausgestaltung das der Lichteintrittsfläche 14 abgewandte Ende des Lichtleiters 48 zur Erfassung der Verschmutzung und Mattierung der Lichteintrittsfläche 14 mit Licht beaufschlagbar ist. Das in den Lichtleiter 48 hineingeschickte Licht wird nämlich an der Lichteintrittsfläche 14 umso mehr reflektriert und zurückgesandt, je mehr diese verschmutzt oder mattiert ist Bei Vewendung eines Lichtleitstabes könnte zu diesem Zweck dessen der Lichteintrittsfläche 14 abgewandtes Ende mittels einer Abschirmung unterteilt sein, so daß mit einer Lichtquelle nur eine Teilfläche dieses Endes mit Licht beaufschlagbar ist, während die andere Teilfläche zur Beobachtung des zurückkehrenden Lichtes und zur Abgabe der von Funken herrührenden Lichtstrahlung dient. Beim Ausführungsbeispiei, wo der

lexible, aus Glasfasern bestehende Lichtleiter 48 verwendet ist, ist eine Trennung von ?:ir Erkennung von Verschmutzung und Mattierung zugeführtem Licht und ■eflektierteni bzw. auf Funken beruhendem, abgegebenen Licht in besonders einfacher Weise dadurch möglich, daß entsprechend F i g. 5 bis 7 das der Lichtaustrittsfläche 14 abgewandte Ende verzweigt ausgebildet ist. wobei ein Zweig 80 zu dem optisch-elektrischen Wandler 82 und ein anderer Zweig 84 zu einer Lichtquelle in Gestalt einer Leuchtdiode 86 geführt ist. Darüberhinaus sind bei allen Ausführungsbeispielcn gemäß F i g. 5 bis 7 im folgenden zu beschreibende Mittel vorgesehen, die eine Änderung der Empfindlichkeit der Einrichtung bei zunehmender Verschmutzung oder Mattierung der 'Jchteintrittsfläche verhindern.

Bevor die genannten Mittel zur Konstanthaltung der Empfindlichkeit erläutert werden, sei zunächst erwähnt, daß bei allen Ausführungsbeispielen der F i g. 5 bis 7 der oplisch-elektische Wandler 82 im Falle des Vorbeilaufs eines Funkens λΐι der Lichteintrittsfläche 14 mit einem Lichtimpuls beaufschlagt wird, der annährend die Form einer Glocke hat, wobei je nach der Stelle des Querschnitts, durch die der Funke hindurchläuft, die Vorderoder Rückflanke dieser Glocke unterschiedliche Steilheiten aufweisen kann. Der Wandler 82 erzeugt als Ausgangssignal einen elektrischen Impuls von zeitlich gleichem Verlauf, der verstärkt und einer auf die charakteristische Impulsform ansprechenden Schaltung 88 zugeführt wird. Die Schaltung 88 ist von üblichem Aufbau und erzeugt bei der Erfassung eines Funkens ein Meldesignal an ihrem Ausgang.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird die Leuchtdiode 86 von einer Gleichstromquelle 90 über einen Widerstand 91 mit einem schwachen Gleichstrom gespeist. Bei völlig sauberer und transparenter Lichteintrittsfläche 14 tritt praktisch alles ihr von der Leuchtdiode 86 zugeführte Licht durch sie hindurch, ohne an ihr reflektiert zu werden. Das Ausgangssignal des Wandlers 82 ist d<_her annährend Null, solange kein Funken erfaßt wird. Dieses Ausgangssignal wird über einen Verstärker 92, einen Hochpaß 93 und einen hinsichtlich seines Verstärkungsfaktors steuerbaren Verstärker 98 der Schaltung 88 zugeführt. Der Hochpaß 93 hat die Eigenschaft, daß sein Ausgangssignal bei langsamen Änderungen der Eingangssignalspannung den Wert Null beibehält, während ein einem Funken entsprechender Signalimpuls ungedämpft durchgelassen wird. Dem Verstärker und der Stromquelle 90 ist — im ersten FaI! über einen Tiefpaß 95 — eine Quotientenschaltung 106 nachgeschaltct, deren Ausgangssignal dem Quotienten aus dem Gleichanteil der Ausgangsspannung des Verstärkers und derjenigen der Stromquelle 90 proportional ist, so daß dieses Ausgangssignal im betrachteten Fall der unverschmutzten und niciit mattierten Lichteintrittsfläche 14 zumindest annähernd Null ist. Diesem Wert des Ausgangssignals ordnet sich ein nachgeschalteter Funktionsgeber 108 einen vorgebenenen Wert des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 98 zu, der elektrisch stufenlos einstellbar sein kann.

Verstärkt sich nun über einen längeren Zeitraum hinweg die Verschmutzung oder die Mattierung der Lichteintrittsfläche 14, so nimmt der hierauf zurückgehende Signalanteil im Ausgangssignal des Wandlers 82 zu, d. h. dieser erzeugt eine Ausgangsgleichspannung. Diese Ausgangsgleichspannung wird jedoch nicht zum Verstärker 98 und zur Schaltung 88 übertragen, da sie von dem Hochpaß 93 unterdrückt wird, dessen Ausgangssignal weiterhin Null bleibt, solange kein Funke erfaßt wird. Dagegen er/.cugt nun die Quotientenschaltung 96 ein Ausgangssignal von endlichem Betrag, dem der Funktionsgenerator 108 einen neuen, höheren Verstärkungsfaktor des Verstärkers 98 zuordnet. Letzterer wird auf diesen höheren Verstärkungsfaktor eingestellt. Wenn nunmehr ein zu erfassender Funke üuftritt, so führt dieser aufgrund der Verschmutzung und/oder Mattierung der Lichteintrittsfläche 14 zwar ?.u einem Ausgangssignal des Wandlers 92, das gegenüber dem ίο Fall einer nicht verschmutzten und nicht mattierten Lichteiniriitsfläche 14 eine geringere Amplitude aufweist, jedoch wird dieses Ausgangssignal nach dem Durchlaufen des Verstärkers 92 vom Verstärker 98 mit größcrem Verstärkungsfaktor als zuvor verstärkt, so Γι daß die Amplitude des zur Schaltung 88 gelangenden .Signalimpulses gegenüber der nicht verschmutzten und nicht mattierten Lichieintrittsfläche 14 unverändert ist.

Die Gesamtempfindlichkeit wird daher konstant gehalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist die Stromquelle 90 als Impulsgeneratur ausgebildet, der in zeitlichen Abständen von beispielsweise mehreren Sekunden kurzzeitige, rechteckige Stromimpulse abgibt. Das Ausgangssignal des Wandlers 82 gelangt über den Verstärker 92, den Widerstand 94, den Verstärker 96 und den hinsichtlich seines Verstärkungsfaktors steuerbaren Verstärker 98 zur Schaltung 88. An den Ausgang des Verstärkers 92 ist eine Schaltung 110 angeschlossen, die die Amplituden von Impulsen mißt und festhält. Diese Schaltung 110 ist jedoch von der Stromquelle 90 gesteuert, so daß sie ausschließlich während der kurzen Stromimpulse auf ihr vom Verstärker 92 geliefertes Eingangssignal anspricht und dessen Amplitude feststellt, dagegen bei außerhalb dieser Stromimpulse auftretenden Signalimpulsen, die beispielsweise von Funken herrühren, unempfindlich ist. Die festgehaltene Amplitude beaufschlagt über einen Widerstand 112 einen Operationsverstärker 114, der mittels eines weiteren Operationsverstärkers 116 und einps Widerstandes Π8 gegengekoppelt ist. Der Operationsverstärker 116 ist mittels eines Kondensators 120 als Integrator geschaltet, der eine gegenüber der Folgezeit der Impulse der Stromquelle 90 große Zeitkonstante aufweist und daher Änderungen der an der Schaltung 110 gespeicherten _r\mplituden nur sehr langsam folgt. Das Ausgangssignal des Integrators wird daher auch nicht merklich verfälscht, wenn während der Aktivierung der Schaltung gleichzeitig ein Funke erfaßt wird und der hierauf beruhende Signalanteil den von einem Lichtimpuls der Leuchtdiode 86 herrührenden Signalanteil überlagert. Das Ausgangssignal des Integrators kann jedoch wegen der gegenüber seiner Zeitkonstante noch viel langsameren Änderung des Verschmutzungs- und Mattierungsgrades der Lichtcintrittsfläche 14 mit guter Näherung das von jedem Ausgangsimpuls der Stromquelle 90 am Ausgang des Verstärkers 92 erzeugte Signal kompensieren. Hierzu wird der Ausgang des Verstärkers mittels eines als Schalter verwendeten Feldeffekttransistors 122 während jedes Stromimpulses mit einem zweiten Eingang des Verstärkers 96 verbunden, der sonst über einen Vorwiderstand 124 an Masse liegt. Dadurch erzeugt der Verstärker 96, solange kein Funke erfaßt wird, auch während der Stromimpulse der Stromquelle 90 praktisch kein Ausgangssignal.

t>5 Das den Amplituden der auf den Stromimpulsen beruhenden Signalanteile im Ausgangssignal des Verstärkers 92 nachgeführte, jedoch kontinuierlich erzeugte Ausgangssignal des Verstärkers 116 steuert auch unmit-

telbar den Funktionsgenerator 108. der hl der bereits beschriebenen Weise für vom Wert Null beginnend ansteigende Eingangsspannungen den Verstärkungsgrad des Verstärkers 98 von einem endlichen Wert beginnend erhöht.

Die Zeitdauer der Stromimpulse der Stromquelle 90 ist zweckmäßig sehr kurz gegenüber der kürzesten Impulsdauer gewählt, die ein vorbeifliegender Funke im Ausgangssignal des Wandlers 92 bewirkt Hierdurch ist auch bei einer zeitlichen Überlappung des auf dem Funken benähenden Signalanteils und des auf dem Stromimpuls beruhenden Signalanteils eine sichere Erfassung des Funkens möglich.

Bei dem in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Lichtleiter 48 an seinem der Lichteintrittsfläehe 14 abgewandten Ende einen weiteren Zweig 126 und damit insgesamt drei Zweige 80,84,126 auf. Die von der Stromquelle nach Art der F i g. 5 oder 6 kontinuierlich oder impulsweise gespeiste Leuchtdiode 86 gibt hierbei eine Strahlung in einem Wellenlängenbereich ab. der bti der zu erfassenden Feuererscheinung, insbesondere in Funken, praktisch nicht auftritt, beispielweise Wellenlängen nahe des UV-Bereichs. Gegebenenfalls an der Lichteintrittsfläche 14 reflektierte Strahlung dieses Wellenlängenbereichs wird vom Wandler 82 mittels eines vorgeschalteten Filters 128 ferngehalten. Der Wandler 82 dient somit ausschließlich zur Erfassung von Strahlung, die von Funken herrührt. Sein Ausgangssignal wird ausschließlich über den hinsichtlich seines Verstärkungsfaktors steuerbaren Verstärker 98 der Schaltung 88 zugeführt.

Der Arm 126 ist zu einem weiteren optisch-elektrischen Wandler 130 geführt, dem erforderlichenfalls ein Filter 132 vorgeschaltet ist und der ausschließlich auf Strahlung derjenigen Wellenlänge anspricht, die von der Leuchtdiode 86 erzeugt wird. Das Ausgangssignal des Wandlers 132 ist somit praktsich ausschließlich ein Maß für die Verschmutzung oder Mattierung der Lichteintrittsfläche 14. Dem Wandler 130 ist ein Filter 134 nachgeschaltet, das Störsignale unterdrückt, und dessen Ausgangssignal wird mittels der Quotientenschaltung 106 zu demjenigen der Stromquelle 90 in Beziehung gesetzt. Das Ausgangssignal der Quotientenschaltung 106 steuert dann wie in F i g. 5 über den Funktionsgenerator 108 den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 98 im Sinne einer Konstanthaltung der Empfindlichkeit der Einrichtung.

Bei dem in F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiter 48 unverzweigt ausgebildet. Zur Erfassung der Verschmutzung und Mattierung der Lichteintrittfläche 14 ist diese dadurch mit Licht beaufschlagbar, daß ihr bezüglich der Kanallängsachsc diametral gegenüberliegend in der selben Höhenlage eine Lichtaustrittsfläche 14' vorgesehen ist, hinter der die Leuchtdiode 86 angeordnet ist. Dabei sind die Lichtcintrittsfläehe 14 und die Lichtaustrittsfläche 14' in strömungstechnischer Hinsicht genau spiegelbildlich ausgebildet und angeordnet, damit sich gleiche Verschmutzungen und Mattierungen ergeben. So ist die Lichtaustrittsflächc 14' in einer zur Ausbuchtung 26 symmetrischen Ausbuch- bo tung 26' angeordnet, und bei Ausbildung der Lichteintrittsfläche 14 gemäß Fig.4 kann auch die Lichtaustriitsfläche 14' von einem zum Fenster 54 gleichartig ausgebildeten und angeordneten und insbesondere schräggestellten Fenster gebildet sein, das in gleicher t>^r> Weise in einer verschiebbaren zweiten Hülse 62 gehalten ist. Auch wäre es grundsätzlich möglich, die Lichtaustrittsfläche 14' über einen Lichtleiter mit Licht /ti beaufschlagen, jedoch ist die unmittelbare Anordnung der Leuchtdiode 86 hinter dem Lichtaustrittsfenster einfacher zu realisieren, ohne daß dadurch in strömungstechnischer Hinsicht das Lichtaustrittsfenster 14' und dessen Umgebung, soweit diese im Inneren de Kanalabschnitts 12 der Luftströmung ausgesetzt sind, verändert würden.

Die Leuchtdiode 86 ist von der Stromquelle 90 im Ausführungsbeispiel mit einem Gleichstrom gespeist, während auch andere Ausführungsformen denkbar sind, bei denen etwa nach Fi g. 6 eine Speisung mit Impulsen erfolgt Der Wandler 82 empfängt daher ständig ein Gleichlichtsignal, das mit zunehmender Verschmutzung und Mattierung der Lichteintrittsfläche 14 abnimmt und dem beim Vorbeifliegen eines Funkens ein entsprechendes Signal überlagert ist

Der Wandler 82 ist bei dem Ausführungsbeipiel gemäß F i g. 8 ein im Kurzschluß betriebenes Fotoelement, zweckmäßig ein Silizium-Fotoelement Aufgrund seines Kurzschlußbetriebes erzeugt es einen der jeweiligen Strahlung proportionalen Kurzschlußstrom. Dieser wird vom Gegenkopplungszweig eines nachgeschalteten Demodulators 136 geliefert

Der Demodulator 136 weist einen Vorwärtszweig mit Verstärkern Vi. V₂ und einen Rückkopplungszweig mit dem Verstärker Vi auf.

Der Wandler 82 liegt mit seinem positiven Anschluß am Referenzpoteniial Null und mit seinem negativen Anschluß am Eingang des Demudolators 136 und damit am invertierenden Eingang des eingangsseitigen Verstärkers V|. Dessen nicht invertierender Eingang ist über einen Widerstand Rp 1 mit dem Referenzpotential Null verbunden. Sein Ausgang ist über einen ohmschen Widerstand R\ mit dem invertierenden Eingang gegengekoppelt, so daß er ein reines P-Verhalten aufweist.

Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers V₂ ist über einen Widerstand Rp₂ mit dem Rrferenzpotential Null verbunden, während der invertierende Eingang über einen Widerstand Rn mit dem Ausgang des Verstärker Vi verbunden ist Die Beschattung des Verstärkers V₂ besteht aus der Parallelschaltung eines Widerstands /?₂₂ und eines Kondensators C₂, die zwischen den Ausgang des Verstärkers V₂ und dessen invertierenden Eingang geschaltet sind. Der Verstärker V₂ wirkt somit als ein VZI-Glied, und der aus dem Verstärker Vi und dem Verstärker V₂ gebildete Vorwärtszweig hat insgesamt VZl-Verhalten. Es ist somit auch für tiefe Frequenzen durchlässig, die über den Gegenkopplungszweig mit dem Verstärker Vj gegengekoppelt werden.

Der invertierende Eingang des Verstärkers Vj ist über einen Widerstand /?n mit dem Ausgang des Verstärkers Vj verbunden, und der nicht invertierende Eingang des Verstärkers Vj liegt über einen Widerstand fipjam Bezugspotential Null. Die Beschallung des Verstärkers V besteht aus einem Kondensator G, der zwischen Ausgang und invertierendem Eingang liegt. Damit stellt der Verstärker V₁ unter Berücksichtigung seiner Beschallung einen Integrator dar. Dessen Ausgang ist über einen Widerstand R_} mit dem Eingang des Demodulator; 136 und damit mit dem negativen Anschluß des Wand lers 82 verbunden.

Im Ruhezustand, bei beliebiger vom Wandler 82 cmp fangencr Beleuchtungsstärke, nimmt die Ausgangsspan nung des Verstärkers Vj und damit der über den Wider stand Rs und dem Wandler 82 fließende Ausgangsstrorr solange zu, wie dem invertierendem Eingang des Ver stärkers V_t eine endliche Eingangsspannung zugeführ wird. Erreicht der Ausgangsstrom einen Betrag, bei den

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die Differenzspannung zwischen dem nicht invertierenden Eingang und dem invertierenden Eingang des eingangsseitigen Verstärkers Vi zu Null wird, so werden auch die Ausgangsspannungen der Verstärker Vi und V2 und damit die Eingangsspannung des Verstärkers Vj zu Null. Die Ausgangsspannung des Verstärkers Vj steigt daher nicht mehr an. Das Nullwerden der Differenzspannung zwischen den Eingängen des Verstärkers Vi bedeutet auch, daß die Spannung an dei< Anschlüssen des Wandlers 82 zu Null wird, d. h. daß dieser im Kurz- to Schluß betrieben ist. Im Ruhezusland ist daher der Strom, der über den Widerstand A3 fließt, stets gleich dem Kurzschlußstrom des Wandlers 8Z Bei einer Modulation der auf den Wandler 82 fallenden Strahlung aufgrund des Vorbeilaufens eines Funkens ändert sich der Strom gegenüber dem Kurzschlußslrom, und da diese Änderung gerade bei einer starken Beleuchtung mittels der Leuchtdiode 86 nur einen Bruchteil des jeweiligen Kurzschlußstromes ausmacht, bildet sie die Beleuchtungsstärkeschwankgung linear proportional ab.

Am Ausgang des Demodulators Ϊ36 wird über einen Kondensator 138 der Beleuchtungsstärkeschwankungen, d. h. dem Vorbeifliegen von Funken entsprechende Signalanteile abgetrennt und über den hinsichtlich seines Verstärkungsfaktors verstellbaren Verstärker 96 der Schaltung 88 zugeführt.

Der über den Wiederstand Rj fließende Ausgangsstrom des Verstärkers Vj ist der von der Leuchtdiode 86 her empfangenen, ggf. durch Verschmutzung und Mattiercmg der Lichteintrittsfläche 14 und der Lichtaustrittsfläche 14' geschwächten Strahlung proportional, sofern dafür gesorgt wird, daß durch diese vom Wandler 82 empfangene Strahlung die Verstärker Vi bis Vi nicht übersteuert werden. Mittels eines mit beiden Anschlüssen des Widerstands Rj verbundenen Differcnzverstärkers Vt kann daher ein Signal erzeugt werden, das dem Strom über den Widerstand Rj proportional ist und das somit den von der Leuchtdiode 86 herrührenden Gleichsignalanteil darstellt. Dem Verstärker V₄ ist der Funktionsgenerator 108 nachgeschaltct, der den Verstärker 96 steuert. Abweichend von den Ausführungsbcispielen gemäß F i g. 5 bis 7 muß hierbei der Funktionsgenerator 108 bei großen Eingangssignalen eine relativ geringe Verstärkung und bei geringen Eingangssignalen eine relativ große Verstärkung des Verstärkers 96 einstellen, v> da ein großes Eingangssignal auf nicht verschmutzte und nicht mattierte Flächen 14, 14', dagegen ein geringes Eingangssignal auf stark verschmutzte oder mattierte Flächen 14,14' hinweist.

Der Demodulator 136 in seinem Aufbau zur Vcrwendung bei einem Flammemmcldcr bereits bekannt. Demgegenüber ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 8 die Anwendung bei einem Funkenmeldcr und die Verwendung des Stromes über den Widerstand R) zur Steuerung des Verstärkungsgrades des Verstärkers 86 y> neu. Es ist so auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 ein Konstanthalten der Empfindlichkeil der Einrichtung gegenüber Funken unabhängig vom Verschmutzungsgrad der Lichteintrittsfläche 14 oder deren Mattierung möglich. bo

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

30 Yl Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Melden von optischen Feuererscheinungen, insbesondere Funken, in einem ggf. mit Feststoffpartikein beladenen, einen Kanalabschnitt durchströmenden Luftstrom, mit einem mit seinem Lichteintrittsende nahe der Wandung des Kanalabschnitts an dieser gehaltenen Lichtleiter, der über eine zum Inneren des Kanalabschnitts hin offenliegende Strahlungseintrittsfläche einen quer zur Kanallängsachse gerichteten, außen kegelförmig begrenzten, einen öffnungswinkel von mehr als 85° aufweisenden Sichtbereich erfaßt, einem von der mittels des Lichtleiters übertragbaren Strahlung beaufschlagbaren optisch-elektrischen Wandler und einer diesem nachgeschaltef.en Auswerteschaltung, die bei Erfassung einer Feuererscheinung ein Meldesignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Liphteintrittsfläche (14) in einer Ausbuchtung (26) des JCanalabschnitts (12) und in einem Winkel ψ) gegen die Kanallängsachse derart abgeordnet ist, daß die Projektion der Schnittlinie Sichtbereichskegel-Kanalabschnittsinnenseite auf die Querschnittsebene des Kanalabschnitts (12) eine in sich geschlossene Linie (30) bildet, die überall einen Abstand von der Lichteintrittsfläctie (14) hat, der geringer ist als eine vorgegebene Sichtweite.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalabschnitt (12) einen rechtekkigen, vorzugsweise zumindest annähernd quadratischen Querschnitt aufweist und daß die Lichteintrittsfläche (14) in einer Querscimittsecke des Kanalquerschnitts derart angeordnet ist, daß die von der Achse des Sichtbereichs gebildt.e Sichtlinie (16) in der von den Winkelhalbierenden zwischen den benachbarten Kanalinnensciten (44,46) aufgespannten Fläche liegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (/?) gegen die Kanallängsachse annähernd so groß ist wie der Komplementärwinkel zum halben Kegelwinkel (λ) des Sichtbereichs.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Versetzung (a) der Lichteintrittsfläche (14) in der Ausbuchtung (26) gegenüber der Kanaiinnenseite gering ist im Vergleich zu den Abmessungen des Kanalquerschnitts.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtung (26) eine gegenüber ihrer Tiefe große am Kanalinnenumfang gemessene Weite aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteintrittsfläche (14) entgegen der Förderrichtung des Luftstroms (Pfeils32) schräggestellt ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteintrittsfläche (14) in Förderrichtung des Luftstromes (Pfeil 34) bo schräggestellt ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in geringem Abstand vor der Lichteintrittsfläche (14) stromauf von ihr ein reiner Luftstrom in den Kanalab- b5 schnitt (12) eingeführt wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der eingeführte reine Luftstrom eine geringere Temperatur als der im Kanalabschnitt (12) ankommende Luftstrom haL

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abgabe des eingeführten reinen Luftstroms eine Preßluftquelle (40) vorgesehen isi.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (48) aus Quarzglas besteht.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter ein Lichtleitstab ist

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (48) aus einer großen Anzahl optisch voneinander isolierter Fasern besteht und von einem Mantel (66,68) umgeben ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadych gekennzeichnet, daß die ebene Lichteintrittsfläche (14) von der dem Inneren des Kanalabschnitts (12) zugewandten Vorderseite eines beidseitig planen Lichteintrittsfensters (54) gebildet ist, an dessen Rückseite der Lichtleiter (48) vorzugsweise ohne Zwischenraum anschließt und dessen Durchmesser größer als derjenige des Lichtleiters (48) ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Lichteintrittsfläche (14) benachbarten Ende des Lichtleiters (48) ausschließlich dessen Glasfasern in einer ersten Hülse (60) gehalten sind, daß die erste Hülse (60) in einer sie konzentrisch umgebenden und ihr gegenüber längeren zweiten Hülse (62) gehalten ist und daß diesen an ihrem der Lichteintrittsfläche (14) abgcwandten Ende den Mantel (66,68) des Lichtleiters (48) hält.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern auf einem der Lichteintrittsfläche (14) benachbarten Endabschnitt (56) des Lichtleiters (4*) auf einer gegenüber dessen Durchmesser mehrfach größeren Länge unverklebt und auf der übrigen Länge des Lichtleiters (48) miteinander verklebt sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hülse (62) eine größere Länge als der Endabschnitt (56) des Lichtleiters (48) hat, in dem die Fasern unverklebt sind.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis

17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hülse (62) Kühlrippen (70) aufweist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis

18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hülse (62) zwangsgekühlt ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 und nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der reine Luftstrom von seiner Einleitung in den Kanalabschnitt (12) über die zweite Hülse (62) geführt wird.

21. Einrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Lichteintrittsfläche (14) abgewandte Ende des Lichtleiters (48) zur Erfassung der Verschmutzung und Mattierung der Lichteintrittsfläche (14) mit Licht beaufschlagbar und daß eine die Auswerteschaltung (92,93, 98,88) beeinflußende Regeleinrichtung (106, 108) vorgesehen ist, die mit einem dem Licht proportionalen elektrischen Signal angesteuert wird.

22. Einrichtung nach Anspruch 13 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß das der Lichteintrittsfläche (14)

abgewandte Ende des Lichtleiters (48) verzweigt ausgebildet ist, wobei ein Zweig (80) zu dem optischelektrischen Wandler (82) und ein anderer Zweig (84) zu einer Lichtquelle (86) geführt ist

23. Einrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wandler ein Filter (96) nachgeschahet ist, das zur Unterdrückung desjenigen elektrischen Signalanteils ausgebildet ist, der von dem an der Lichteintrittsfläche (14) reflektierten Licht hervorgerufen wird.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23., dadurch gekennzeichnet, daß dem Wandler (82) ein Verstärker (98) nachgeschaltet ist, dessen Verstärkungsgrad in Abhängigkeit von dem elektrischen Signalanteil, der von dem an der Lichteintrittsfläche (14) reflektierten. Licht hervorgerufen wird, mit einer Zeitkonstanten veränderlich ist, die groß ist gegenüber der Zeitdauer des Vorbeifliegens eines Funkens an der Lichteintrittsfläche (14).

25. Einrichtung nach Anspruch 22 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß das der Lichleintrittsfläche (14) abgewandte Ende des Lichtleiters (48) elien zu einem gesonderten Wandler (130) geführten weiteren Zweig (126) aufweist, daß die Lichtquelle (86) und der gesonderte Wandler (130) eine Strahlung in einem Wellenlängenbereich abgeben bzw. aufnehmen, der in dem von Funken abgestrahlten Wellenlängenbereich nicht oder fast nicht enthalten ist, und daß in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des gesonderten Wandlers (130) der Verstärkungsgrad gesteuert wird.