EP0120881B1 - Streustrahlungs-rauchdetektor - Google Patents

Streustrahlungs-rauchdetektor Download PDF

Info

Publication number
EP0120881B1
EP0120881B1 EP83902980A EP83902980A EP0120881B1 EP 0120881 B1 EP0120881 B1 EP 0120881B1 EP 83902980 A EP83902980 A EP 83902980A EP 83902980 A EP83902980 A EP 83902980A EP 0120881 B1 EP0120881 B1 EP 0120881B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
smoke detector
evaluation unit
smoke
detector according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP83902980A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0120881A1 (de
Inventor
Hannes Güttinger
Gustav Pfister
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cerberus AG
Original Assignee
Cerberus AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cerberus AG filed Critical Cerberus AG
Publication of EP0120881A1 publication Critical patent/EP0120881A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0120881B1 publication Critical patent/EP0120881B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/11—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas
    • G08B17/113—Constructional details

Definitions

  • the invention relates to a scattered radiation smoke detector according to the preamble of claim 1.
  • electromagnetic radiation which is to be understood as visible light, infrared or ultraviolet radiation, is emitted by a light-emitting diode (LED) arranged in the interior of the smoke detector into an extensive measurement volume radiated and received by smoke particles in the direction of a solar cell also provided inside the smoke detector.
  • LED light-emitting diode
  • the smoke detector is connected to an evaluation unit or signal center by means of metallic, electrically conductive signal lines.
  • WO-A-81 00 636 proposes converting the radiation which is supplied via light guides into an electrical voltage which supplies the actual sensor element. The sensor's output signal is again emitted via an optical fiber.
  • a disadvantage of such smoke detectors is the relatively broad radiation characteristic of the output of the light guide, that is to say their relatively large opening angle, and the equally broad reception characteristic of the light guide which receives the scattered radiation.
  • the consequence of this is that in such smoke detectors only scatter radiation with a relatively large scattering angle, that is to say a relatively large angle between the irradiated and the received radiation, can be used, since at smaller scattering angles a considerable part of the radiation received consists of direct radiation .
  • the extreme forward scatter which is particularly favorable for the detection of smoke, cannot be detected with such smoke detectors with scattering angles close to zero.
  • the broad radiation characteristic also means that a large part of the inner wall of the detector is hit by direct radiation and partly reflected, especially as a result of the dust precipitation on the wall that can hardly be avoided during the operating period. This leads to a brightening of the measuring volume and to a disturbance light level, whereby a weak scattered radiation caused by smoke is superimposed and can no longer be detected, or a false alarm can be triggered. As a result, the light output of the radiation source and thus the power consumption of the smoke detector could not be kept as low as desired, and complicated and costly measures were required to avoid the dust and radiation reflection of the inner wall of the detector.
  • EP-A-31096 describes a smoke detector, the transmitter and receiver of which contain optical lenses for almost parallel beam guidance, so that small scattering angles result.
  • the known smoke detectors enable without the use of expensive means, e.g. B. laser, not a narrow limitation of the radiation and reception areas to parallel bundles with a small diameter in the millimeter range, so that two or more radiation sources with assigned radiation receivers can not be arranged in a detector because they influence each other.
  • Such an arrangement is advantageous for differentiating different particle types, for avoiding false alarms resulting therefrom and for enabling a more intelligent signal evaluation.
  • the invention has the object to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a scattered radiation smoke detector which is not only explosion-proof, temperature, moisture and corrosion insensitive, but also an increased sensitivity, a lower tendency to false alarms, and a has improved operational safety.
  • the combination of radiation-guiding elements with suitable collimation devices enables a narrow limitation of the radiation and reception areas to parallel bundles with diameters of, for example, less than 3 millimeters in a simple manner without the use of expensive means, such as LASER.
  • LASER expensive means
  • an arrangement can be made in which only extreme forward scattering is recorded, but practically no direct radiation, and which is insensitive to minor misalignments. Since only a tiny spot on the inner wall of the detector is directly irradiated, disturbing scattered radiation can be practically completely eliminated from this point by simple measures such as a small but highly effective radiation trap or openings. Analog radiation traps can be provided in reception areas.
  • a scattered radiation smoke detector D is connected to an evaluation unit A by means of radiation-conducting elements or light guides L 1 and L 2 . While the smoke detector is arranged at a measuring point of a room to be monitored, the evaluation unit can be located away from it, if necessary at a distance of more than 100 meters.
  • the design of the light guide is expediently adapted to the radiation used and can be of the multimode or monomode type.
  • the light guides can consist of a single fiber or a bundle of several radiation-guiding fibers. Depending on the design of the smoke detector, two or more light guides may be required to connect to the evaluation unit.
  • a driver 1 provided in the evaluation unit A controls a radiation-emitting diode LED 2 in pulses with 0.1-10 kHz. Their radiation, depending on the type of LED visible light, infrared or ultraviolet radiation, is coupled into the light guide L 1 and passed via this to the smoke detector.
  • a collimation device 4 is arranged, ie a special optic that collimates the radiation emerging from the light guide into an at least approximately parallel radiation beam S.
  • a further collimation device 6 is arranged, the reception area E of which is oriented such that it receives radiation scattered by smoke particles from a scattering volume 7 and the input 8 of the second light guide L 2 supplies, which feeds the received scattered radiation from a solar cell 9 in the evaluation unit A.
  • This solar cell converts the received radiation, ie the optical signal, into an electrical signal, which is amplified by a receiving amplifier 10.
  • the amplifier output signal is fed to a signal processing circuit 11, which on the other hand receives a reference signal from the driver 1 via a line 12, and only emits a signal to the downstream alarm circuit 13 when the emitted and received radiation are in coincidence.
  • An alarm device 14 is triggered by the alarm circuit 13 when the scattered radiation signal exceeds a predetermined threshold.
  • the signal processing circuit 11 can be implemented, for example, in the manner of the coincidence circuits known for smoke detectors from European patents EP 11 205 or EP 14779, or else have a phase-sensitive amplifier (lock-in amplifier), as used, for example, by Princeton Applied Research Corporation is available.
  • FIG. 2 shows the construction of a smoke detector in section.
  • a plastic base plate 20 carries an air-permeable housing 21 enclosing the measuring chamber M and inside a carrier element 22, likewise made of a suitable plastic.
  • a known light guide connection or plug connection C is provided in the base plate 20 and is used to connect the light guides L 1 , L 2 coming from the evaluation unit to the light guide connections 23 and 28 located inside the detector.
  • the two collimation devices 24 and 26 are used, which cooperate with the ends of the light guide connections 23 and 28, so that a radiation S or reception area E with a very small opening angle, ie almost parallel radiation, and a small diameter, ie at most 1-3 mm.
  • the optical arrangement therefore corresponds to the diagram according to FIG. 1.
  • the optical arrangement inside the housing 21 is air-permeable but surrounded by radiation-absorbing labyrinth-like element 27. This can consist, for example, of nested lamellae or have radiation-absorbing ribs 29 on the surfaces in order to also eliminate the last interference radiation, for example emanating from the edges of the screens 25.
  • a radiation trap 30 of small size, but with particularly good absorption, and an analog trap 31 at the end of the reception area can be provided to collect the direct radiation emanating from the collimation device 24. Because of the good collimation and the extremely small diameter of the radiation area, the previously required, complex measures for eliminating the interference radiation are largely eliminated or reduced, or conversely, the sensitivity of the smoke detector can be increased and the susceptibility to false alarms can be reduced. For the same reason, the optical arrangement can be designed for a smaller scattering angle than before, so that the forward scattering, which is particularly suitable for the detection of smoke, can be exploited, which was previously only possible when accepting increased sensitivity to false alarms and reduced sensitivity.
  • the smoke detector can be made entirely of non-metallic materials, which means that it is absolutely explosion-proof, cannot be disturbed by electromagnetic interference, is hardly at risk of corrosion, can also be used in high-voltage areas, and is also extremely temperature-resistant , at least in the range between - 50 ° C and + 150 ° C, when replacing plastics with ceramics even at much higher temperatures.
  • FIG. 3 shows a smoke detector D according to the invention with two closely adjacent optical arrangements.
  • Each optical arrangement contains a radiation-emitting collimation device 4 1 ; 4 2 , a radiation-receiving collimation device 61; 6 2 , an aperture 5 1 ; 5 2 and the light guide L 1 ' L 2 ; L 5 , L 6 .
  • the radiation is carried out in the same way or similarly as in FIGS. 1 and 2.
  • the regions which emit and receive radiation intersect in the adjacent measurement volume, which are not shown for the sake of clarity.
  • the smoke detector D is able to differentiate between different types of particles. Furthermore, the possibility of a more intelligent signal evaluation has hereby been created.
  • a coincidence circuit in the evaluation unit A can be used to determine whether stray radiation occurs simultaneously in both optical arrangements, so that false alarms can be avoided.
  • more than two optical arrangements can also be arranged in the smoke detector D in close proximity without mutual interference and enlargement of the housing of the smoke detector.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Streustrahlungs-Rauchdetektor gemäss dem Oberbegriff des Anspruch 1.
  • Bei vorbekannten Streustrahlungs-Rauchdetektoren, wie sie beispielsweise im U.S. Patent No. 4 181 439 oder in der PCT-Anmeldung WO 80/01326 beschrieben sind, wird elektromagnetische Strahlung, worunter sichtbares Licht, Infrarot- oder Ultraviolett-Strahlung zu verstehen ist, von einer im Rauchdetektor-Innern angeordneten Lichtemittierenden Diode (LED) in ein ausgedehntes Messvolumen eingestrahlt und die von Rauch- Partikeln in Richtung einer ebenfalls im Rauchdetektor-Inneren vorgesehenen Solarzellen empfangen. Zur Spannungs-Versorgung und zur Signal-Uebermittlung ist der Rauchdetektor mittels metallischer, elektrisch leitender Signalleitungen mit einer Auswerte-Einheit oder Signalzentrale verbunden.
  • Wegen der metallischen Zuleitungen und der im Rauchdetektor vorhandenen elektrischen Schaltungen, zumindest der Dioden-Steuerung und der Empfänger-Schaltung, sind solche Rauchdetektoren nicht ohne spezielle, komplizierte und aufwendige Schutz- und Vorsichts-Massnahmen in explosionsgefährdeten Bereichen verwendbar. Ein weiterer Nachteil besteht im unerwünschten Temperaturgang der elektrischen Komponenten, der komplizierte Kompensations-Massnahmen erforderlich macht. Bei bestimmten Umgebungs-Bedingungen besteht ferner die Gefahr der Korrosion metallischer Teile, und gewisse Komponenten sind feuchte- oder wasserempfindlich. Dies erfordert eine aufwendige Konstruktion und komplizierte Herstellungs-Verfahren, wie Schutz von Komponenten durch Vergiessen, etc.
  • Zum Teil können diese Nachteile, wie beispielsweise in der Internationalen Patentanmeldung WO-A-81/00636 beschrieben, dadurch vermieden werden, dass der Rauchdetektor mittels strahlungsleitender Elemente, auch als Lichtleiter oder Fiber-Optik bekannt, mit der Auswerte-Einheit verbunden wird, in welcher Einheit sowohl die Strahlungsquelle als auch der Strahlungsempfänger angeordnet sind. Die Strahlung wird dabei von der Auswerteeinheit über einen Lichtleiter zum Rauchdetektor geleitet.
  • Dem letztgenannten Dokument ist zwar nicht explizit zu entnehmen, diese Strahlung direkt in das Meßvolumen einzustrahlen, so wie dies im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben ist. Wenn diese Strahlung jedoch selbst im Sensorelement benötigt würde, so wäre dieses Merkmal dem genannten Dokument zumindest implizit zu entnehmen. Die WO-A-81 00 636 schlägt in den Ausführungsbeispielen vor, die Strahlung, die über Lichtleiter zugeführt wird, in eine elektrische Spannung zu wandeln, die das eigentliche Sensorelement versorgt. Das Ausgangssignal des Sensors wird wieder über einen Lichtleiter abgegeben.
  • Nachteilig ist bei solchen Rauchdetektoren die relativ breite Strahlungs-Charakteristik des Ausganges des Lichtleiters, das heisst deren relativ grosser Oeffnungswinkel, sowie die ebenso breite Empfangs-Charakteristik des die Streustahlung aufnehmenden Lichtleiters. Dies hat zur Folge, dass bei solchen Rauchdetektoren nur Streustrahlung mit einem relativ grossen Streuwinkel, das heisst einem relativ grossen Winkel zwischen der eingestrahlten und der aufgenommenen Strahlung, ausgenützt werden kann, da bei kleineren Streuwinkeln ein erheblicher Teil der aufgenommenen Strahlung aus Direkt-Strahlung besteht. Insbesondere kann die für das Erkennen von Rauch besonders günstige extreme Vorwärts-Streuung mit Streuwinkeln nahe bei Null mit solchen Rauchdetektoren nicht erfasst werden. Die breite Strahlungs-Charakteristik bewirkt ausserdem, dass ein grosser Teil der Detektor-Innenwand von Direkt-Strahlung getroffen wird und diese zum Teil reflektiert, insbesondere infolge des im Laufe der Betriebszeit kaum zu vermeidenden Staub-Niederschlages an der Wand. Dies führt zu einer Aufhellung des Messvolumens und zu einem Störlicht-Pegel,.wodurch eine schwache durch Rauch verursachte Streustrahlung überlagert und nicht mehr nachweisbar wird, oder ein Fehlalarm ausgelöst werden kann. Infolgedessen konnte die Lichtleistung der Strahlungsquelle und damit die Leistungsaufnahme des Rauchdetektors nicht in erwünschtem Masse niedrig gehalten werden, und zur Vermeidung der Verstaubung und der Strahlungs-Reflexion der Detektor-Innenwand waren komplizierte und aufwendige Massnahmen erforderlich.
  • Die EP-A-31096 beschreibt einen Rauchdetektor, dessen Sender und Empfänger optische Linsen zur nahezu parallelen Strahlenführung enthalten, sodass sich kleine Streuwinkel ergeben.
  • Die bekannten Rauchdetektoren ermöglichen ohne Verwendung aufwendiger Mittel, z. B. Laser, nicht eine enge Begrenzung der Strahlungs- und Empfangs-Bereiche auf parallele Bündel mit kleinem im Millimeter-Bereich liegenden Durchmesser, sodass zwei oder mehr Strahlungsquellen mit zugeordneten Strahlungsempfängern in einem Detektor nicht angeordnet werden können, weil sie sich gegenseitig beeinflussen. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft zur Unterscheidung verschiedener Partikel-Typen, zur Vermeidung von hieraus sich ergebender Fehlalarme und zur Ermöglichung einer intelligenteren Signal-Auswertung.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einen Streustrahlungs-Rauchdetektor zu schaffen, der nicht nur explosionssicher, temperatur-, feuchte- und korrosionsunempfindlich ist, sondern ausserdem eine erhöhte Empfindlichkeit, eine geringere Fehlalarmneigung, sowie eine verbesserte Betriebssicherheit hat.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 definierten Merkmale gelöst.
  • Die Kombination strahlungsleitender Elemente mit geeigneten Kollimations-Einrichtungen ermöglicht auf einfache Weise ohne Verwendung aufwendiger Mittel, wie etwa LASER, eine enge Begrenzung der Strahlungs- und Empfangs-Bereiche auf parallele Bündel mit Durchmessern von beispielsweise weniger als 3 Millimeter. Damit kann eine Anordnung getroffen werden, bei der ausschliesslich extreme Vorwärts-Streuung aufgenommen wird, jedoch praktisch keine Direkt-Strahlung, und die dabei unempfindlich ist gegen geringe Dejustierungen. Da nur ein winziger Fleck der Detektor-Innenwand direkt bestrahlt wird, kann störende Streustrahlung von dieser Stelle durch einfache Massnahmen, wie eine kleine, aber hochwirksame Strahlungsfalle oder Oeffnungen, praktisch vollig eliminiert werden. Analoge Strahlungsfallen können in Empfangsbereichen vorgesehen sein.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigen :
    • Figuren 1 und 2 eine Rauchdetektor-Anordnung in schematischer Darstellung und einen Streustrahlungs-Rauchdetektor im Schnitt zur Erklärung der in Figur 3 gezeigten Erfindung,
    • Figur 3 einen erfindungsgemäßen Rauchdetektor mit mehreren Streuvolumina.
  • Bei der in Figur 1 wiedergegebenen Rauchdetektor-Anordnung ist ein Streustrahlungs-Rauchdetektor D mittels strahlungsleitender Elemente oder Lichtleiter L1 und L2 mit einer Auswerte- Einheit A verbunden. Während der Rauchdetektor an einer Messstelle eines zu überwachenden Raumes angeordnet ist, kann sich die Auswerte- Einheit entfernt davon befinden, nötigenfalls in einer Distanz von mehr als 100 Metern. Die Ausführung der Lichtleiter ist zweckmässigerweise an die verwendete Strahlung angepasst und kann vom Multimode- oder Monomode-Typ sein. Die Lichtleiter können aus einer einzigen Faser bestehen oder aus einem Bündel mehrerer strahlungsleitender Fasern. Je nach Ausführung des Rauchdetektors können zwei oder auch mehr Lichtleiter zur Verbindung mit der Auswerte-Einheit erforderlich sein. Auch können mehrere Rauchdetektoren mittels derselben Lichtleiter über bekannte Verzweigungs-Elemente parallel an die Auswerte-Einheit angeschlossen werden, oder mittels verschiedener Lichtleiter an denselben Eingang. In der dargestellten Anordnung steuert ein in der Auswerte-Einheit A vorgesehener Treiber 1 eine strahlungsemittierende Diode LED 2 pulsweise mit 0,1-10 kHz an. Deren Strahlung, je nach LED-Typ sichtbares Licht, Infrarot- oder Ultraviolett-Strahlung, wird in den Lichtleiter L1 eingekoppelt und über diesen zum Rauchdetektor geleitet. Am Ausgang 3 dieses Lichtleiters ist eine Kollimations-Einrichtung 4 angeordnet, d. h. eine spezielle Optik, die die aus dem Lichtleiter austretende Strahlung in ein wenigstens angenähert paralleles Strahlungsbündel S kollimiert. Ausserhalb dieses Strahlungsbündels ist, durch eine Blende 5 von direkter Strahlung abgeschirmt, eine weitere Kollimations-Einrichtung 6 angeordnet, deren Empfangsbereich E so ausgerichtet ist, dass diese an Rauchpartikeln gestreute Strahlung aus einem Streu-Volumen 7 aufnimmt und dem Eingang 8 des zweiten Lichtleiters L2 zuführt, der die empfangene Streustrahlung einer Solarzelle 9 in der Auswerte-Einheit A zuleitet. Diese Solarzelle wandelt die empfangene Strahlung, d. h. das optische Signal, in ein elektrisches Signal um, das von einem Empfangs-Verstärker 10 verstärkt wird. Das Verstärker-Ausgangssignal wird einer Signalverarbeitungs-Schaltung 11 zugeleitet, die andererseits über eine Leitung 12 ein Referenzsignal vom Treiber 1 erhält, und nur dann ein Signal an den nachgeschalteten Alarmkreis 13 abgibt, wenn ausgesandte und empfangene Strahlung in Koinzidenz sind. Vom Alarmkreis 13 wird eine Alarmeinrichtung 14 ausgelöst, wenn das Streustrahlungs-Signal eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
  • Bei einer praktisch ausgeführten Auswerte-Einheit wurden folgende Schaltungs-Komponenten verwendet :
    • Treiter 1 : Oszillator mit 555-Timer (Signetics) und 7473 Flip-Flop zur Erzeugung einer Rechteck-Spannung mit ca. 270 Hz.
    • LED 2 : 2 SE 3352 (Honeywell)
    • Lichtleiter : QSF 200 A (Quartz et Silice)
    • Kollimator 3, 8: SELFOC SLW 1.8/0.23 P (Nippon Sheet Glass)
    • Solarzelle 9 : PIN BPX 65 (Siemens)
    • Verstärker 10 : ICL 7621 (Intersil)
  • Die Signalverarbeitungs-Schaltung 11 kann beispielsweise in der Art der für Rauchdetektoren aus den Europäischen Patenten EP 11 205 oder EP 14779 bekannten Koinzidenz-Schaltungen ausgeführt sein, oder aber einen phasenempfindlichen Verstärker (Lock-in amplifier) aufweisen, wie er beispielsweise von der Princeton Applied Research Corporation erhältlich ist.
  • Figur 2 zeigt den Aufbau eines Rauchdetektors im Schnitt. Eine Kunststoff-Basisplatte 20 trägt ein luftdurchlässiges, die Messkammer M umschliessendes Gehäuse 21 und im Inneren ein Träger-Element 22, ebenfalls aus einem geeigneten Kunststoff. In der Basisplatte 20 ist eine bekannte Lichtleiter-Anschluss- oder Steck-Verbindung C vorgesehen, die zum Anschluss der von der Auswerte-Einheit kommenden Lichtleiter L,, L2 an die im Detektor-Inneren befindlichen Lichtleiter-Verbindungen 23 und 28 dient. In Einsparungen des Träger-Elements 22 sind die beiden Kollimations-Einrichtungen 24 und 26 eingesetzt, die mit den Enden der Lichtleiter-Verbindungen 23 und 28 zusammenwirken, so dass ein Strahlungs- S, beziehungsweise Empfangs-Bereich E mit sehr kleinem Oeffnungswinkel, also nahezu paralleler Strahlung, und einem geringen Durchmesser, d. h. höchstens 1-3 mm entsteht. Im zentralen Teil des Träger-Elementes 22 sind mehrere Blenden 25 zur Abschirmung der direkten Rest-Strahlung vom Kollimator 26 aufgesetzt. Die optische Anordnung entspricht also dem Schema nach Figur 1. Um Störungen durch von aussen durch das Gehäuse 21 in die Messkammer M eindringendes Licht oder durch von der Gehäuse-Innenwand reflektierte Strahlung zu vermeiden, ist die optische Anordnung im Inneren des Gehäuses 21 von einem luftdurchlässigen, aber strahlungsabsorbierenden labyrinth-artigen Element 27 umgeben. Dieses kann beispielsweise aus ineinandergeschachtelten Lamellen bestehen oder strahlungsabsorbierenden Rippen 29 auf den Oberflächen aufweisen, um auch noch die letzte, beispielsweise von den Kanten der Blenden 25 ausgehende Störstrahlung zu eliminieren. Zum Auffangen der direkten, von der Kollimations-Einrichtung 24 ausgehenden Strahlung kann eine Strahlungsfalle 30 kleiner Ausdehnung, jedoch besonders guter Absorption vorgesehen sein, und am Ende des Empfangsbereiches eine analoge Falle 31. Wegen der guten Kollimation und des extrem kleinen Durchmessers des Strahlungsbereiches, können bei der beschriebenen Konstruktion die bisher notwendigen, aufwendigen Massnahmen zur Beseitigung der Störstrahlung weitgehend entfallen oder vermindert werden, oder umgekehrt kann die Empfindlichkeit des Rauchdetektors erhöht und die Fehlalarmanfälligkeit reduziert werden. Aus dem gleichen Grund kann die optische Anordnung auf einen kleineren Streuwinkel ausgelegt werden als bisher, sodass die besonders zum Nachweis von Rauch geeignete Vorwärtsstreuung ausnutzbar wird, was bisher nur bei Inkaufnahme einer erhöhten Fehlalarmempfindlichkeit und herabgesetzter Empfindlichkeit möglich war. Vorwärts-Streuwinkel unter 15° liessen sich ohne aufwendige Blendensysteme bequem erreichen, mit geeigneten Blenden sogar Streuwinkel bis herab zu 5°. Hinzu kommen noch die dadurch bedingten Vorteile, dass der Rauchdetektor vollständig aus nicht-metallischen Materialien aufgebaut sein kann, das heisst, dass er absolut explosionssicher, nicht durch elektromagnetische Interferenzen störbar, kaum korrosionsgefährdet, auch in Hochspannungs-Gebieten einsetzbar, und zudem äusserst temperaturbeständig ist, zumindest im Bereich zwischen - 50 °C und + 150 °C, bei Ersatz der Kunststoffe durch Keramik sogar noch bei wesentlich höheren Temperaturen.
  • Die Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Rauchdetektor D mit zwei eng benachbarten optischen Anordnungen. Jede optische Anordnung enthält eine strahlungsaussendende Kollimations-Einrichtung 41 ; 42, eine strahlungsempfangende Kollimations-Einrichtung 61; 62, eine Blende 51 ; 52 und die Lichtleiter L1' L2 ; L5, L6. Die Strahlenführung erfolgt gleich bzw. ähnlich wie in den Figuren 1 und 2. Die Strahlung aussendenden und empfangenden Bereiche schneiden sich im benachbarten Messvolumina, die der besseren Uebersicht wegen nicht eingezeichnet sind. Der Rauchdetektor D ist in der Lage, verschiedene Partikel-Typen zu unterscheiden. Ferner ist hiermit die Möglichkeit einer inteligenteren Signal-Auswertung geschaffen worden. Mit einer Koinzidenz-Schaltung in der Auswerte-Einheit A lässt sich feststellen, ob in beiden optischen Anordnungen gleichzeitig Streustrahlung auftritt, sodass Fehlalarme vermieden werden können. Infolge der besonderen Ausgestaltung der Strahlung aussendenden und empfangenden Kollimations-Einrichtungen können auch mehr als zwei optische Anordnungen im Rauchdetektor D eng benachbart ohne gegenseitige Beeinflussung und Vergrösserung des Gehäuses des Rauchdetektors angebracht werden.

Claims (6)

1. Streustrahlungs-Rauchdetektor, der mittels strahlungsleitender Elemente (L1, L2, 23, 28) an eine Auswerte-Einheit (A) anschliessbar ist, bei dem von der Auswerte-Einheit (A) ausgesandte elektromagnetische Strahlung über wenigstens ein strahlungsleitendes Element (L1. L5, 23) in ein Messvolumen (M, 7) eingestrahlt wird und an den Rauch-Partikeln im Messvolumen (M, 7) gestreute elektromagnetische Strahlung von wenigstens einem strahlungsleitenden Element (L2. Ls, 28) aufgenommen und zur Auswerte-Einheit (A) zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei optische Anordnungen am Strahlungs-Austritt (3) und am Strahlungs-Eintritt (8) der strahlungsleitenden Elemente (L1, L2) vorgesehen sind, die je eine strahlungsaussendende Kollimations-Einrichtung (41, 42) und je eine strahlungsempfangende Kollimations-Einrichtung (61, 62) aufweisen, wobei zur Erzeugung eines jeweils wenigstens angenähert nichtdivergenten Strahlungs-, bzw. Empfangsbereiches (S, E) kleinen Querschnittes sich diese Bereiche der beiden optischen Anordnungen in benachbarten Mess-Volumina überschneiden.
2. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgesandte elektromagnetische Strahlung Impulsform besitzt.
3. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er an eine Auswerte-Einheit (A) anschliessbar ist, welche eine Koinzidenz-Schaltung (11) zum Vergleich der ausgesandten und der empfangenen Strahlung aufweist.
4. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koinzidenz-Schaltung (11) einen phasenempfindlichen Verstärker (lock-in amplifier) aufweist.
5. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsbereiche (S) durch eine Strahlungsfalle (30) abgeschlossen sind.
6. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsbereiche (E) durch eine Strahlungsfalle (31) abgeschlossen sind.
EP83902980A 1982-10-11 1983-10-05 Streustrahlungs-rauchdetektor Expired EP0120881B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH594482 1982-10-11
CH5944/82 1982-10-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0120881A1 EP0120881A1 (de) 1984-10-10
EP0120881B1 true EP0120881B1 (de) 1987-05-27

Family

ID=4301909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83902980A Expired EP0120881B1 (de) 1982-10-11 1983-10-05 Streustrahlungs-rauchdetektor

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4642471A (de)
EP (1) EP0120881B1 (de)
JP (1) JPS59501879A (de)
DE (1) DE3371828D1 (de)
NO (1) NO842033L (de)
WO (1) WO1984001650A1 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8529435D0 (en) * 1985-11-29 1986-01-08 Gent Ltd Fire detector
US5164604A (en) * 1991-05-01 1992-11-17 Allied-Signal Inc. Multiport particle detection apparatus utilizing a plenum having a plurality of spatically separate channels in fluid combination
IL108897A0 (en) * 1994-03-08 1994-06-24 Shimoni Yossi Color meter
DE19902319B4 (de) * 1999-01-21 2011-06-30 Novar GmbH, Albstadt-Ebingen Zweigniederlassung Neuss, 41469 Streulichtbrandmelder
DE10118913B4 (de) * 2001-04-19 2006-01-12 Robert Bosch Gmbh Streulichtrauchmelder
ES2259353T3 (es) * 2002-06-20 2006-10-01 Siemens Schweiz Ag Detector de humos por dispersion de luz.
DE50205813D1 (de) * 2002-06-20 2006-04-20 Siemens Schweiz Ag Zuerich Brandmelder
DE10353836A1 (de) * 2003-11-18 2005-06-09 Robert Bosch Gmbh Brandmelder
DE102004001699A1 (de) * 2004-01-13 2005-08-04 Robert Bosch Gmbh Brandmelder
US7301641B1 (en) * 2004-04-16 2007-11-27 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic smoke detector
US7623028B2 (en) * 2004-05-27 2009-11-24 Lawrence Kates System and method for high-sensitivity sensor
US7151460B2 (en) * 2005-01-10 2006-12-19 Nokia Corporation Electronic device having a proximity detector
EP1732049A1 (de) 2005-06-10 2006-12-13 Siemens S.A.S. Brand- oder Rauchmelder mit erhöhter Fehlalarmunterdrükungsleistung
JP2010520997A (ja) * 2007-03-09 2010-06-17 エックストラリス・テクノロジーズ・リミテッド 粒子を検知する方法およびシステム
GB2464105A (en) * 2008-10-01 2010-04-07 Thorn Security A Particle Detector
US8638436B2 (en) * 2009-09-15 2014-01-28 Hochiki Corporation Smoke sensor
DE102014019172B4 (de) 2014-12-17 2023-12-07 Elmos Semiconductor Se Vorrichtung und Verfahren zur Unterscheidung von festen Objekten, Kochdunst und Rauch mit einem kompensierenden optischen Messsystem
DE102014019773B4 (de) 2014-12-17 2023-12-07 Elmos Semiconductor Se Vorrichtung und Verfahren zur Unterscheidung von festen Objekten, Kochdunst und Rauch mittels des Displays eines Mobiltelefons
FR3030750B1 (fr) * 2014-12-22 2017-01-13 Finsecur Detecteur optique d'une valeur d'une grandeur physique de l'atmosphere representative d'un danger
RU2687141C1 (ru) * 2015-08-25 2019-05-07 Фенвал Контролз Оф Джэпэн, Лтд. Фотоэлектрический датчик дыма
CN107478552B (zh) * 2016-06-07 2023-09-15 宁波方太厨具有限公司 油烟浓度传感器及其油烟浓度检测装置和检测方法
CN107016816B (zh) * 2017-05-12 2020-08-14 浙江恒洲电子实业有限公司 烟雾探测器迷宫结构及其烟雾探测方法
WO2020014043A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 Carrier Corporation Chambered fiber optic smoke detection
CN111402540B (zh) 2020-02-25 2021-08-24 王勇强 吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备
CN115223323B (zh) * 2022-07-18 2023-05-23 深圳市千宝通通科技有限公司 光电式烟感传感器、烟感传感器自检方法及烟感报警器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2331533A1 (de) * 1973-06-20 1974-01-10 Nittan Co Ltd Rauchfuehler
JPS527246A (en) * 1975-07-07 1977-01-20 Toshiba Corp Glass fiber for optical transmission
BE881812A (nl) * 1979-12-17 1980-06-16 Cerberus Ag Meldingsstelsel
DE2951459C2 (de) * 1979-12-20 1984-03-29 Heimann Gmbh, 6200 Wiesbaden Optische Anordnung für einen Rauchmelder nach dem Lichtstreuungsprinzip

Also Published As

Publication number Publication date
NO842033L (no) 1984-05-22
WO1984001650A1 (en) 1984-04-26
JPS59501879A (ja) 1984-11-08
EP0120881A1 (de) 1984-10-10
US4642471A (en) 1987-02-10
DE3371828D1 (en) 1987-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0120881B1 (de) Streustrahlungs-rauchdetektor
DE10113518B4 (de) Verfahren zur Messung des Verschmutzungsgrades eines Schutzglases eines Laserbearbeitungskopfs sowie Laserbearbeitungsanlage zur Durchführung des Verfahrens
DE2619083C3 (de) Rauchdetektor
DE10339495B4 (de) Anordnung zur optischen Detektion eines bewegten Targetstromes für eine gepulste energiestrahlgepumpte Strahlungserzeugung
EP0360126B2 (de) Verfahren zum Betrieb eines optischen Rauchmelders sowie Rauchmelder zur Durchführung des Verfahrens
DE3050124C2 (de) Optischer Rauchmelder
DE2749494A1 (de) Optischer rauchdetektor
WO2014135341A1 (de) Optisches raucherfassungsmodul, brandmeldeanlage sowie verwendung eines optischen raucherfassungsmoduls in einem nuklearbereich oder ex-bereich
DE2724039C2 (de) Elektro-optische Meßvorrichtung für den Nachweis des Vorhandenseins von Flüssigkeit
DE3223078A1 (de) Vorrichtung zur messung der lage eines gegenstands
DE102016125401A1 (de) Teilchensensor
DE3037636A1 (de) Streustrahlungs-rauchdetektor
CH656253A5 (de) Strombegrenzer.
EP2157449B1 (de) Lichtgitter
EP0618680A1 (de) Opto-elektronische Tastatur
CH637768A5 (de) Messwertgeber zur lichtelektrischen abtastung der abmessungen und anzahl von in einem gasstrahl enthaltenen teilchen.
EP2093731A1 (de) Linearer optischer Rauchmelder mit mehreren Teilstrahlen
DE3233368A1 (de) Strahlungsrauchmelder
DE2709866A1 (de) Vorrichtung zur feststellung von schwebeteilchen
DE3031674A1 (de) Anordnung zur brandraucherkennung
CH591257A5 (en) Radiation scatter smoke detector - has scatter detector receivers coaxial to radiation bundle to scan different directions using photocells or sensors
EP0014874B1 (de) Mit Strahlunsimpulsen arbeitender Brandmelder
EP0450175B1 (de) Optoelektrische Füllstandsanzeigevorrichtung
DE2623856A1 (de) Vorrichtung zum nachweis von ruhenden und/oder bewegten faeden
DE102019106954A1 (de) Selbstnivellierender piercing-sensor in einer lichtleitkabelsteckverbindung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19840524

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CH DE FR GB LI SE

Designated state(s): CH DE FR GB LI SE

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR GB LI SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 3371828

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19870702

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19890817

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19890912

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19890915

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19890930

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19891002

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19901005

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19901006

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Effective date: 19901031

Ref country code: CH

Effective date: 19901031

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19910628

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19910702

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 83902980.8

Effective date: 19910603