DE3615946A1 - Raumzustandssensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Raumzustandssensor, insbesondere für Näherungsschalter, der zu empfangendes Infrarotlicht bzw. Wärmestrahlung auf einen Sensor lenkt, der mit einer elektronischen Schaltung zur Signalauswer­ tung verbunden ist.

Bei Näherungsschaltern, insbesondere wenn sie in der In­ stallationstechnik einzusetzen sind, soll der Erfassungs­ bereich mitunter auf einen kleinen Raumwinkel einge­ schränkt werden. Um im Raum einen Erfassungsbereich aus­ wählen zu können, ist es dann erwünscht, den Erfassungs­ bereich einstellen zu können. Da das Sensorelement, bei­ spielsweise ein Pyrodetektor, sehr hochohmig ist und ein nur sehr kleines Signal liefert, möchte man den Sensor unmittelbar am geschirmten Verstärker der Halbleiter­ schaltung starr befestigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Raumzu­ standssensor zu entwickeln, bei dem ein schmaler Erfas­ sungsbereich wählbar eingestellt werden kann. Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß im Strahlengang vor dem Sensorelement eine Linse angeordnet ist, in deren Strahlengang zumindest ein zur optischen Achse drehbarer und gegebenenfalls hierzu kippbarer Spiegel angeordnet ist. Bei einer Linse mit kurzer Brennweite kann dadurch ein schmaler Erfas­ sungsbereich erzielt werden, der sich durch einen oder mehrere Spiegel einstellen läßt. Linse, Sensorelement und Verstärker können hierbei eine Baugruppe bilden, so daß sich bei kurzen Leitungswegen auch schwache Signale des Sensorelements auswerten lassen.

Um einen vorgegebenen Strahlenzylinder voll zu verwerten, ist es günstig, einen Spiegel elliptisch derart zu be­ randen, wie die Schnittlinie einer Ebene, in der der Spiegel liegt, mit dem gedachten Strahlenzylinder ver­ läuft. Durch eine Sammellinse lassen sich Erfassungsbe­ reiche mit einem kleinen Raumwinkel erzielen.

Die Erfindung soIl nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

In Fig. 1 ist ein Raumzustandssensor, der auf einem Ge­ häuse mit einer elektronischen Schaltung zur Signalaus­ wertung angeordnet ist, im Längsschnitt grob schematisch veranschaulicht.

In Fig. 2 ist in der DarstelIungsweise nach Fig. 1 ein Raumzustandssensor wiedergegeben, der mit zwei Spiegeln arbeitet.

In Fig. 3 ist die Berandung eines elliptischen Spiegels für einen Raumzustandssensor dargestellt.

Der Raumzustandssensor 1 nach Fig. 1 kann als Teil eines Näherungsschalters 3 verstanden werden, der sich aus einer Unterputzinstallationsdose herausragend oder für Aufputzmontage herstellen läßt. Raumzustandssensor 1 und elektronische Schaltung 2 zur Signalauswertung bil­ den im Ausführungsbeispiel einen Näherungsschalter 3. Die durch ein Fenster 4 zu empfangende Wärmestrahlung oder das Infrarotlicht wird auf ein Sensorelement 5, beispielsweise einen Halbleitersensor, gelenkt. Im 35 Strahlengang vor dem Halbleitersensor ist eine Linse 6 angeordnet, in deren Strahlengang ein zur optischen Achse 7 der Linse schräggestellter Spiegel 8 angeordnet ist. Der Spiegel 8 ist um die optische Achse 7 der Linse durch eine geeignete Mechanik 9 drehbar angeordnet. Durch eine Achse senkrecht zur Zeichenebene kann er im Ausführungsbeispiel zur optischen Achse 7 gekippt werden. Bei einem kuppelartig gewölbten Fenster kann dadurch ein schmaler Erfassungsbereich 10 weiträumig verschwenkt wer­ den.

Linse 6, Halbleitersensor und ein Verstärker 11 bilden eine Baugruppe 12. Der optisch kritische Teil, der nur kleine Toleranzen erlaubt, kann so in einem Stück mon­ tiert werden. Die Linse 6 kann als Fresnel-Linse aus Kunststoff, z. B. Polyäthylen, flach und raumsparend sein.

Beim Raumzustandssensor 1 nach Fig. 2 ist im Strahlengang zum Sensorelement 5, im Beispiel ein Halbleitersensor, ein weiterer schräggestellter Spiegel hinter der Linse 6 angeordnet. Dadurch kann der Strahlengang im Gerät seit­ lich abgelenkt werden, so daß sich insgesamt ein niedri­ gerer Näherungsschalter 3 bauen läßt. Der weitere Spiegel 8 a kann in der Baugruppe 12 fest eingebaut sein.

In Fig. 3 ist ein vorteilhafter Spiegel 8 veranschaulicht, der elliptisch derart berandet ist, wie die Schnittlinie einer Ebene, in der der Spiegel 8 liegt, mit einem ge­ dachten Strahlenzylinder 13 verläuft.

Claims (3)

1. Raumzustandssensor (1), insbesondere für Näherungs­ schalter (3), der zu empfangendes Infrarotlicht bzw. Wärmestrahlung auf ein Sensorelement (5) lenkt, der mit einer elektronischen Schaltung (2) zur Signalauswertung verbunden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß im Strahlengang vor dem Sensorelement (5) eine Linse (6) angeordnet ist, in deren Strahlengang zumindest ein zur optischen Achse (7) der Linse schräg­ gestellter und um die optische Achse (7) drehbarer und gegebenenfalls hierzu kippbarer Spiegel (8) angeordnet ist.

2. Raumzustandssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Spiegel (8, 8 a) elliptisch derart berandet sind, wie die Schnitt­ linie einer Ebene, in der der Spiegel liegt, mit einem gedachten Strahlenzylinder (13) verläuft.

3. Raumzustandssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Linse (6), Sensorelement (5) und Verstärker (11) eine Baugruppe (12) bilden.