EP0821330A1 - Rauchmelder - Google Patents

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EP0821330A1
EP0821330A1 EP96111751A EP96111751A EP0821330A1 EP 0821330 A1 EP0821330 A1 EP 0821330A1 EP 96111751 A EP96111751 A EP 96111751A EP 96111751 A EP96111751 A EP 96111751A EP 0821330 A1 EP0821330 A1 EP 0821330A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
smoke detector
measuring chamber
detector according
floor
Prior art date
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Granted
Application number
EP96111751A
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English (en)
French (fr)
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EP0821330B1 (de
Inventor
Urs Riedi
Bernhard Durrer
Kurt Dr. Hess
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Siemens Building Technologies AG
Original Assignee
Cerberus AG
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Publication date
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Application filed by Cerberus AG filed Critical Cerberus AG
Priority to DE59609625T priority Critical patent/DE59609625D1/de
Priority to ES96111751T priority patent/ES2183899T3/es
Priority to AT96111751T priority patent/ATE223604T1/de
Priority to EP96111751A priority patent/EP0821330B1/de
Priority to ZA9705811A priority patent/ZA975811B/xx
Priority to CNB971909334A priority patent/CN1135511C/zh
Priority to RU98107584/09A priority patent/RU2189080C2/ru
Priority to UA98031427A priority patent/UA42086C2/uk
Priority to PL97325921A priority patent/PL184244B1/pl
Priority to AU33327/97A priority patent/AU725418B2/en
Priority to KR10-1998-0701678A priority patent/KR100467130B1/ko
Priority to PCT/CH1997/000269 priority patent/WO1998003946A1/de
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    • 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 smoke detector with a detector insert which can be fastened in a base with an optics module, which is a light source, a light receiver, a Measuring chamber, a floor and a labyrinth system with on the periphery of the measuring chamber arranged panels.
  • an optics module which is a light source, a light receiver, a Measuring chamber, a floor and a labyrinth system with on the periphery of the measuring chamber arranged panels.
  • the optical module is known so designed that disturbing extraneous light and smoke can easily penetrate the measuring chamber.
  • Light source and light receiver are arranged so that no light rays on direct Can get away from the source to the receiver. In the presence of smoke particles In the beam path, the light from the light source is scattered at it and part of it this scattered light falls on the light receiver and causes an electrical signal.
  • a scattered-light smoke detector known from DE-A-44 12 212 contains a measuring chamber of the shape of a round box, one end of which is connected to the ceiling of the attached to the monitored room connected plate and the side wall by a Insect screen is formed. The one facing away from the plate mentioned and the detector tip facing end of the measuring chamber is covered by a flat bottom.
  • the invention now provides a smoke detector of the type mentioned in which false alarms are triggered due to light scattering from dust particles avoided as completely as possible or at least greatly reduced, and thereby an extension the maintenance intervals are reached.
  • the object is achieved according to the invention in that the floor is formed in this way is that it is at a greater distance from the center by the light source and Light receiver has a certain level than at its edge.
  • the solution according to the invention brings about a drastic reduction in the interference of dust particles because they are now much further away from the actual measuring zone than before, reducing the likelihood of dust particles being scattered Light entering the measuring zone has become significantly less.
  • the optical axes of the light source and light receiver intersect in the area of the center of the measuring chamber and thus also the center of the floor. There the bottom, here in the area of its tip or tip, its greatest distance from the measuring plane, and since dust mainly settles in this floor area it is very unlikely that light emitted by the light source will become one dust particles deposited at the top of the floor and from there into the Is backscattered.
  • a first preferred embodiment of the smoke detector according to the invention is thereby characterized in that the bottom is funnel-shaped and the shape of a Has a cone or a pyramid.
  • the floor has a sieve or lattice structure and acts as an insect screen.
  • This embodiment has the advantage that the smoke detector is less than one component has so far what is associated with a corresponding cost advantage.
  • a third preferred embodiment of the smoke detector according to the invention is thereby characterized in that the bottom on its inner surface facing the measuring chamber is provided with a plurality of vertically upwardly extending slats, and that The arrangement, number, height and spacing of these slats are selected so that light falling against the floor before hitting it on one of the slats hits, and that the light receiver only sees the slats from the floor.
  • the inventive design of the floor with the slats directed upwards further reduces the likelihood that light from the beam path in the Measuring chamber is scattered on dust particles deposited on the floor. Because the Dust particles will not be deposited on the lamellae, but on their base on the Inner surface of the floor, and this is an area that is exposed to light by the slats the measuring chamber is shielded.
  • the slats also act as a shield against external light from outside, which is the measurement reliability of the inventive Smoke detector further increased.
  • Underground light Another significant advantage resulting from the absorption of unwanted Secondary scattering or reflections from light, the so-called Underground light, results in decreasing demands on the manufacturing tolerances. The means that with increasing absorption of the underground light the requirements for the Positioning accuracy of light source and light receiver decrease.
  • the scattered-light smoke detector shown consists in a known manner of a detector insert 1, which can be fastened in a base (not shown) which is preferably mounted on the ceiling of the room to be monitored, and of a detector hood 2 placed over the detector insert 1, which in the area of its in the operating state of the Detector against the space to be monitored is provided with smoke inlet slots 3.
  • the detector insert 1 essentially comprises a box-like base body, on the side facing the tip of an optical module 5 surrounded by a side wall 4 and on the side facing the detector base a printed circuit board with evaluation electronics (not shown) are arranged.
  • This detector structure is known and will not be described in more detail here. In this context, reference is made, for example, to the detectors of the AlgoRex series ( AlgoRex - registered trademark of Cerberus AG) and to European patent application No. 95117405.1.
  • the optics module 5 essentially consists of a light source 6, a light receiver 7, a measuring chamber 8, a labyrinth system on the inside of the side wall 4 arranged peripheral panels 9, a central panel 10 and a bottom 11.
  • the optical axes of the light source formed by an infrared light emitting diode (IRED) 6 and the light receiver 7 are not on a common straight line, but are kinked, with the central one near the intersection Aperture 10 is arranged.
  • the side wall 4 and the bottom 11 shield the measuring chamber 8 against external light from the outside, and the peripheral panels 9 and the central Aperture 10 prevent light rays in a direct path from the light source 6 to Light receiver 7 can get.
  • the peripheral panels 9 also serve to suppress the so-called underground light, which is caused by unwanted scattering or reflections.
  • the intersection of that emitted by the light source 6 Beams and the field of view of the light receiver 7 form the following the actual measuring range referred to as the scattering space.
  • the light source 6 sends short, intense light pulses into the scattering space, the light receiver 7 indeed "sees” the scattering space, but not the light source 6.
  • the light of the Light source 6 is scattered by smoke entering the scattering space, and a part this scattered light falls on the light receiver 7.
  • the receiver signal generated thereby is processed by the electronics.
  • the smoke detector can be next to the optical sensor system contained in the optical module 5, further sensors, for example contain a temperature and / or a gas sensor.
  • the bottom 11 has a sieve or lattice-like structure and is on the outside with star-shaped ribs 12 provided, through which the smoke is brought to the floor. This flows the smoke in the vertical direction into the measuring chamber 8 and into the scattering space.
  • the base 11 has one from the measuring chamber much larger distance than is the case with a flat floor.
  • the Measuring chamber 8 penetrated dust particles that scatter the light from the light source 5 and therefore act like smoke particles, are deposited in the top of the bottom 11 and are are there outside the area of incidence of the radiation from the light source 6, whereby the interference of these smoke particles is drastically reduced.
  • the funnel-shaped area of the base 11 has the Form a pyramid or a truncated pyramid, with all side surfaces of the pyramid have the sieve-like or lattice-like structure already mentioned. 1 is off For the sake of clearer recognition, only one of the pyramid surfaces has one lattice-like structure 13 indicated schematically.
  • the ribs 12 on the outside of the Bottom 11 are preferably arranged along the pyramid side edges.
  • the probability of interference from dust particles deposited on the floor 11 is further reduced by special training of the soil.
  • This increases the risk of scattering of light on dust particles much less, since the dust is much closer to the floor remains so that it adheres to the vertical walls of the slats.
  • the slats 14, 15 the light receiver 7 against external light from the outside.
  • not all pyramid surfaces are provided with lamellas, but only that of the light source 6 and that opposite the light receiver 7 and that between pyramid surface enclosed between these two surfaces. That of the light source 6 and the light receiver 7 opposite pyramid surfaces are parallel to Base edge of the pyramid oriented longitudinal lamella 14 and the between these surfaces enclosed pyramid surface is with at least one longitudinal lamella 14 and provided with several transverse lamellae 15 oriented perpendicular to this.
  • the longitudinal slats 14 run at least approximately perpendicular to the optical axis of the opposite one Light source or the opposite light receiver.
  • the cross slats 15 serve primarily for the optical decoupling of light source 6 and light receiver 7.
  • the optics module 5 For even better absorption of background light, at least certain parts have of the optics module 5, in particular the peripheral diaphragms 9, the central diaphragm 10 and the the floor of the measuring chamber 8 opposite the floor 11, instead of the previously usual matt surfaces shiny, i.e. reflective, surfaces on. Of course can still other parts or the entire inside of the optics module 5 a shiny Have surface.
  • peripheral panels 9 or at least most of them are not rotationally symmetrical but are arranged so that the Angle of incidence of that emitted by the light source 6 and that of the light receiver 7 received light beam on these diaphragms is constant.
  • Arranged rotationally symmetrical Peripheral diaphragms 9 would be those that rotate by rotating an aperture around the center are formed.
  • Fig. 1 are the light source 6 and the light receiver 7 adjacent Four peripheral screens 9 are not rotationally symmetrical.
  • the angle of incidence is chosen so that the incident and not absorbed light as often as possible is reflected between the peripheral diaphragms 9.
  • the peripheral panels 9 each consist of two angled partial surfaces, their mutual inclination and the distance and the length of the peripheral diaphragms 9 are selected so that the light emitted to the peripheral diaphragms 9 can not get directly onto the inner surface of the side wall 4, but in any case meets a peripheral diaphragm 9 and from this to the adjacent peripheral diaphragm is reflected.
  • the non-rotationally symmetrical arrangement of the majority of the peripheral diaphragms 9 leads to better absorption of the background light and thus less stringent requirements for the positioning and component accuracy of the light source 6 and light receiver 7 and a less pollution-prone detector.
  • the peripheral panels 9 are against their Central aperture 10 directed inner edge formed as sharp as possible. That has the The advantage that only a little light falls on such a sharp edge and therefore less light is reflected in a variety of directions.
  • the sharpness is an edge a limit is set by the thickness of the wire used, which meets the requirements to the inner edges of the peripheral panels 9 is not sufficient.
  • detector 1 the desired sharpness of the inner edges is achieved by using the injection molding tool a core is used, which is provided on its for forming the inner edges Periphery has a stepped (serrated or serrated) contour. The single ones Gradations of this contour lie on the inside to form the peripheral diaphragms 9 grooves formed in the injection mold and close them towards the center from. This allows between the grooves of the injection mold and the gradations very sharp edges are formed of the core.
  • peripheral shutters 9 with sharp inner edges and optical module parts (peripheral covers 9, Central aperture 10, ceiling of the measuring chamber 8) with a shiny surface to a striking Reduction of the basic pulse leads, and that the detector is less dusty and becomes susceptible to condensation.
  • the light source 6 and the light receiver 7 each arranged in a housing 16 or 17.
  • the two housings 16 and 17, which are worked on the ceiling of the measuring chamber 8, are open at the bottom and are covered on their open side by the floor 11.
  • the housing 16 and 17 At her the central aperture 10 facing front are the housing 16 and 17 each through a window with a Light exit or light entry opening completed. These windows face the Housing windows of known scattered light smoke detectors make the difference that they are in one piece are trained.
  • the windows consist of two parts, from one worked on the ceiling of the measuring chamber and the other on the floor is.
  • the floor When fitting the floor, there are always difficulties with fitting and it comes to the formation of a light gap between the two window halves and thus unwanted interference of the transmission and reception light.
  • Disruptions of this kind are excluded and no problems can arise occur with the positioning accuracy of the two window halves.
  • the top and bottom are Half of the one-piece windows in the manner of the two cutting edges of scissors against each other transferred.
  • the injection molding tool can be designed without side pull, that for each of the two mutually offset halves of the light and the Light entry opening a separate shaped element is provided, so that a precisely defined Shape and a clean surface of these openings is achieved.

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Abstract

Der Rauchmelder umfasst einen in einem Sockel befestigbaren Meldereinsatz (1) mit einem Optikmodul. Dieses weist eine Lichtquelle (6), einen Lichtempfänger (7), eine Messkammer, einen Boden (11) und ein Labyrinthsystem mit an der Peripherie der Messkammer angeordneten Blenden (9) auf. Der Boden (11) ist so ausgebildet, dass er in seiner Mitte einen grösseren Abstand von der durch Lichtquelle (6) und Lichtempfänger (7) bestimmten Ebene aufweist als an seinem Rand. Vorzugsweise ist der Boden (11) trichterförmig ausgebildet und weist die Form eines Kegels oder einer Pyramide auf. Dadurch sind die sich auf dem Boden ablagernden Staubpartikel wesentlich weiter von der eigentlichen Messzone entfernt als bisher, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass an den Staubpartikeln gestreutes Licht in die Messzone gelangt, wesentlich geringer wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Rauchmelder mit einem in einem Sockel befestigbaren Meldereinsatz mit einem Optikmodul, welches eine Lichtquelle, einen Lichtempfänger, eine Messkammer, einen Boden und ein Labyrinthsystem mit an der Peripherie der Messkammer angeordneten Blenden aufweist.
Bei Rauchmeldern dieser Art, die als Streulichtrauchmelder bezeichnet werden, und die gegebenenfalls neben dem Optikmodul noch einen weiteren Sensor, beispielsweise einen Temperatursensor, enthalten können, ist bekanntlich das Optikmodul so ausgebildet, dass störendes Fremdlicht nicht und Rauch sehr leicht in die Messkammer eindringen kann. Lichtquelle und Lichtempfänger sind so angeordnet, dass keine Lichtstrahlen auf direktem Weg von der Quelle zum Empfänger gelangen können. Bei Anwesenheit von Rauchpartikeln im Strahlengang wird das Licht der Lichtquelle an diesen gestreut und ein Teil dieses gestreuten Lichts fällt auf den Lichtempfänger und bewirkt ein elektrisches Signal.
Es liegt auf der Hand, dass die Fehlalarmsicherheit solcher Streulichtrauchmelder unter anderem ganz wesentlich davon abhängt, dass das Licht der Lichtquelle nur an Rauchpartikeln gestreut wird, dass also mit Ausnahme der Rauchpartikel keine anderen Partikel in die Messkammer gelangen können, wobei der Ausdruck Partikel im weitesten Sinn zu verstehen ist und beispielsweise Insekten einschliesst. Das Problem mit den Insekten ist seit einiger Zeit erkannt und wird durch ein die Messkammer umgebendes Insektengitter gelöst.
Ein aus der DE-A-44 12 212 bekannter Streulichtrauchmelder enthält eine Messkammer von der Form einer runden Schachtel, die mit einer Stirnseite an einer mit der Decke des zu überwachenden Raumes verbundenen Platte befestigt und deren Seitenwand durch ein Insektengitter gebildet ist. Die von der genannten Platte abgewandte und der Melderkuppe zugekehrte Stirnseite der Messkammer ist durch einen flachen Boden abgedeckt.
Der praktische Einsatz derartiger Streulichtrauchmelder mit einer flachen zylindrischen Messkammer hat gezeigt, dass bei diesen mit zunehmender Einsatzdauer die Fehlalarmhäufigkeit zunehmen kann, wobei eine wesentliche Ursache dafür darin zu suchen ist, dass das Licht der Lichtquelle an in der Messkammer abgelagerten Staubpartikeln gestreut und dadurch das Vorhandensein von Rauchpartikeln vorgetäuscht wird. Um das Auftreten solcher Fehlalarme auszuschliessen, müssen die Melder von Zeit zu Zeit von Staub gereinigt werden, was einen unerwünschten zusätzlichen Aufwand darstellt.
Durch die Erfindung soll nun ein Rauchmelder der eingangs genannten Art angegeben werden, bei dem die Auslösung von Fehlalarmen wegen Lichtstreuung an Staubpartikeln möglichst vollständig vermieden oder jedenfalls stark verringert und dadurch eine Verlängerung der Wartungsintervalle erreicht wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst dass der Boden so ausgebildet ist, dass er in seiner Mitte einen grösseren Abstand von der durch Lichtquelle und Lichtempfänger bestimmten Ebene aufweist als an seinem Rand.
Die erfindungsgemässe Lösung bewirkt eine drastische Verringerung des Störeinflusses von Staubpartikeln, weil diese jetzt wesentlich weiter von der eigentlichen Messzone entfernt sind als bisher, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass an Staubpartikeln gestreutes Licht in die Messzone gelangt, wesentlich geringer geworden ist.
Bekanntlich schneiden die optischen Achsen von Lichtquelle und Lichtempfänger einander im Bereich des Zentrums der Messkammer und damit auch der Mitte des Bodens. Da der Boden gerade hier im Bereich seiner Kuppe oder Spitze seinen grössten Abstand von der Messebene aufweist, und da sich Staub vorwiegend in diesem Bodenbereich ablagern wird, ist es sehr unwahrscheinlich, dass von der Lichtquelle ausgesandtes Licht zu einem an der Kuppe des Bodens abgelagerten Staubpartikel gelangt und von diesem in die Messkammer zurückgestreut wird.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass der Boden trichterförmig ausgebildet ist und die Form eines Kegels oder einer Pyramide aufweist.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchmelders weist der Boden eine sieb- oder gitterförmige Struktur auf und wirkt als Insektengitter. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Rauchmelder ein Bauteil weniger als bisher aufweist, was mit einem entsprechenden Kostenvorteil verbunden ist.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass der Boden an seiner der Messkammer zugekehrten Innenfläche mit einer Mehrzahl von vertikal nach oben ragenden Lamellen versehen ist, und dass Anordnung, Anzahl, Höhe und gegenseitiger Abstand dieser Lamellenen so gewählt sind, dass gegen den Boden fallendes Licht vor dem Auftreffen auf diesen auf eine der Lamellen trifft, und dass der Lichtempfänger vom Boden nur die Lamellen sieht.
Die erfindungsgemässe Ausbildung des Bodens mit den nach oben gerichteten Lamellen reduziert nochmals die Wahrscheinlichkeit, dass Licht aus dem Strahlengang in der Messkammer an auf dem Boden abgelagerten Staubpartikeln gestreut wird. Denn die Staubpartikel werden sich nicht an den Lamellen ablagern, sondern an deren Fuss auf der Innenfläche des Bodens, und das ist ein Bereich, der durch die Lamellen gegen Licht aus der Messkammer abgeschirmt ist. Ausserdem wirken die Lamellen auch als Abschirmung gegen Fremdlicht von aussen, was die Messzuverlässigkeit des erfindungsgemässen Rauchmelders weiter erhöht.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der sich aus der erwähnten Absorption des von unerwünschten Sekundärstreuungen oder Reflexionen herrührenden Lichts, des sogenannten Untergrundlichts, ergibt, sind sinkende Anforderungen an die Fertigungstoleranzen. Das heisst, dass mit zunehmender Absorption des Untergrundlichts die Anforderungen an die Positioniergenauigkeit von Lichtquelle und Lichtempfänger sinken.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1
einen Querschnitt durch einen Streulichtrauchmelder im Niveau der optischen Achse von dessen Optikmodul, mit Blickrichtung gegen den Boden des Optikmoduls; und
Fig. 2
einen schematischen Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1 in einem gegenüber Fig. 1 verkleinerten Massstab.
Der dargestellte Streulichtrauchmelder besteht in bekannter Weise aus einem Meldereinsatz 1, der in einem vorzugsweise an der Decke des zu überwachenden Raums montierten Sockel (nicht dargestellt) befestigbar ist, und aus einer über den Meldereinsatz 1 gestülpten Melderhaube 2, die im Bereich ihrer im Betriebszustand des Melders gegen den zu überwachenden Raum gerichteten Kuppe mit Raucheintrittsschlitzen 3 versehen ist. Der Meldereinsatz 1 umfasst im wesentlichen einen schachtelartigen Basiskörper, an dessen der Melderkuppe zugewandter Seite ein von einer Seitenwand 4 umgebenes Optikmodul 5 und an dessen dem Meldersockel zugewandter Seite eine Leiterplatte mit einer Auswerteelektronik (nicht dargestellt) angeordnet sind. Dieser Melderaufbau ist bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. Es wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die Melder der Reihe AlgoRex (AlgoRex - eingetragenes Warenzeichen der Cerberus AG) und auf die europäische Patentanmeldung Nr. 95117405.1 verwiesen.
Das Optikmodul 5 besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle 6, einem Lichtempfänger 7, einer Messkammer 8, einem Labyrinthsystem aus an der Innenseite der Seitenwand 4 angeordneten Peripherieblenden 9, einer zentralen Blende 10 und einem Boden 11. Die optischen Achsen der durch eine Infrarot-Leuchtdiode (IRED) gebildete Lichtquelle 6 und des Lichtempfängers 7 liegen nicht auf einer gemeinsamen Geraden, sondern weisen einen geknickten Verlauf auf, wobei nahe beim Schnittpunkt die zentrale Blende 10 angeordnet ist. Die Seitenwand 4 und der Boden 11 schirmen die Messkammer 8 gegen Fremdlicht von aussen ab, und die Peripherieblenden 9 und die zentrale Blende 10 verhindern, dass Lichtstrahlen auf direktem Weg von der Lichtquelle 6 zum Lichtempfänger 7 gelangen können. Die Peripherieblenden 9 dienen ausserdem zur Unterdrückung des sogenannten Untergrundlichts, welches von unerwünschten Streuungen oder Reflexionen verursacht ist. Je besser das Untergrundlicht unterdrückt wird, desto tiefer ist der Grundpuls, das ist dasjenige Signal, das detektiert wird, wenn in der Messkammer 8 kein Rauch vorhanden ist. Der Schnittbereich des von der Lichtquelle 6 ausgesandten Strahlenbündels und des Gesichtsfeldes des Lichtempfängers 7 bilden den nachfolgend als Streuraum bezeichneten eigentlichen Messbereich.
Die Lichtquelle 6 sendet kurze, intensive Lichtpulse in den Streuraum, wobei der Lichtempfänger 7 zwar den Streuraum, nicht aber die Lichtquelle 6 "sieht". Das Licht der Lichtquelle 6 wird durch in den Streuraum eindringenden Rauch gestreut, und ein Teil dieses Streulichts fällt auf den Lichtempfänger 7. Das dadurch erzeugte Empfänger-Signal wird von der Elektronik verarbeitet. Selbstverständlich kann der Rauchmelder neben dem im Optikmodul 5 enthaltenen optischen Sensorsystem noch weitere Sensoren, beispielsweise einen Temperatur- und/oder einen Gassensor enthalten.
Wenn in dem zu überwachenden Raum Rauch entsteht und zum Rauchmelder aufsteigt, dann dringt er in die Raucheintrittsschlitze 3 und strömt in diesen in horizontaler Richtung an den trichterförmig ausgebildeten Boden 11. Der Boden 11 weist eine sieb- oder gitterartige Struktur auf und ist an seiner Aussenseite mit sternförmig angeordneten Rippen 12 versehen, durch die der Rauch an den Boden herangeführt wird. Dadurch strömt der Rauch in vertikaler Richtung in die Messkammer 8 und in den Streuraum.
Durch die trichterförmige Ausbildung weist der Boden 11 von der Messkammer einen wesentlich grösseren Abstand auf als dies bei einem flachen Boden der Fall ist. In die Messkammer 8 eingedrungene Staubpartikel, die das Licht der Lichtquelle 5 streuen und daher wie Rauchpartikel wirken, lagern sich in der Kuppe des Bodens 11 ab und befinden sind dort ausserhalb des Einfallsbereichs der Strahlung der Lichtquelle 6, wodurch der Störeinfluss dieser Rauchpartikel drastisch reduziert wird.
Wie den Figuren zu entnehmen ist, weist der trichterförmige Bereich des Bodens 11 die Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes auf, wobei sämtliche Seitenflächen der Pyramide die schon erwähnte sieb- oder gitterartige Struktur haben. In Fig. 1 ist aus Gründen der deutlicheren Erkennbarkeit nur bei einer der Pyramidenflächen eine solche gitterartige Struktur 13 schematisch angedeutet. Die Rippen 12 an der Aussenseite des Bodens 11 sind vorzugsweise entlang der Pyramidenseitenkanten angeordnet.
Die Wahrscheinlichkeit des Störeinflusses von auf dem Boden 11 abgelagerten Staubpartikeln wird durch eine spezielle Ausbildung des Bodens weiter verringert. Diese besteht darin, dass der Boden 11 an seiner Innenfläche mit einer Vielzahl von vertikal nach oben ragenden Lamellen 14, 15 versehen ist, wobei deren Anordnung, Anzahl, Höhe und gegenseitiger Abstand so gewählt sind, dass aus der Messkammer auf den Boden fallendes Licht vor Erreichen des Bodens auf eine der Lamellen trifft, und dass der Lichtempfänger 7 vom Boden 11 nur die Lamellen 14, 15 sieht.. Dadurch wird die Gefahr der Streuung des Lichts an Staubpartikeln wesentlich geringer, da der Staub viel eher auf dem Boden liegenbleibt, als dass er an den vertikalen Wänden der Lamellen haftet. Zusätzlich zur Abschirmung des Bodens 11 gegen Licht aus der Messkammer 8 schirmen die Lamellen 14, 15 den Lichtempfänger 7 gegen Fremdlicht von aussen ab.
Darstellungsgemäss sind nicht alle Pyramidenflächen mit Lamellen versehen, sondern nur die der Lichtquelle 6 und die dem Lichtempfänger 7 gegenüberliegende und die zwischen diesen beiden Flächen eingeschlossene Pyramidenfläche. Die der Lichtquelle 6 und dem Lichtempfänger 7 gegenüberliegenden Pyramiderflächen sind mit parallel zur Grundkante der Pyramide orientierten Längslamellen 14 und die zwischen diesen Flächen eingeschlossene Pyramidenfläche ist mit mit mindestens einer Längslamelle 14 und mit mehreren senkrecht zu dieser orientierten Querlamellen 15 versehen. Die Längslamellen 14 verlaufen zumindest annähernd senkrecht zur optischen Achse der gegenüberliegenden Lichtquelle bzw. des gegenüberliegenden Lichtempfängers. Die Querlamellen 15 dienen in erster Linie zur optischen Entkopplung von Lichtquelle 6 und Lichtempfänger 7.
Der Boden 11, der ebeno wie der ganze Meldereinsatz 1 (mit Ausnahme von Lichtquelle 6 und Lichtempfänger 7) aus einem geeigneten Kunststoff besteht und als Spritzgussteil hergestellt ist, weist an seinem Rand mehrere Einrastorgane auf (nicht dargestellt), die zur lösbaren Verbindung des Bodens 11 mit der Seitenwand 4 des Optikmoduls 5 (Fig. 2) vorgesehen sind.
Zur noch besseren Absorption von Untergrundlicht weisen zumindest bestimmte Teile des Optikmoduls 5, insbesondere die Peripherieblenden 9, die Zentralblende 10 und die dem Boden 11 gegenüberliegende Decke der Messkammer 8, anstatt der bisher üblichen matten Oberflächen glänzende, d.h. reflektierende, Oberflächen auf. Selbstverständlich können noch weitere Teile oder die gesamte Innenseite des Optikmoduls 5 eine glänzende Oberfläche aufweisen.
Bisher war man davon ausgegangen, dass Untergrundlicht am besten durch Absorption an matten Flächen vernichtet werden kann, hat aber bei dieser Überlegung übersehen, dass das Licht an den matten Flächen diffus gestreut wird und unkontrolliert in die Messkammer gelangt. Wenn man hingegen glänzende Flächen verwendet, dann wirken diese wie schwarze Spiegel und reflektieren das nicht absorbierte Licht in eine definierte, nicht störende Richtung, beispielsweise auf die benachbarte Peripherieblende. Da die reflektierenden Flächen schwarz sind und daher nur etwa 5% der auftreffenden Strahlung reflektieren, kann diese durch mehrmalige Reflexion zwischen solchen Flächen praktisch vollständig vernichtet werden. Die Herstellung der glänzenden Flächen erfolgt durch ein Spritzwerkzeug, das zumindest an den Flächen, die glänzen sollen, eine geeignete, vorzugsweise polierte, Oberfläche aufweist.
Ein weiteres für die Erhöhung der Messzuverlässigkeit des dargestellten Rauchmelders sehr wesentliches Merkmal besteht darin, dass die Peripherieblenden 9 oder zumindest die meisten von ihnen nicht rotationssymmetrisch sondern so angeordnet sind, dass der Auftreffwinkel des von der Lichtquelle 6 ausgesandten und des vom Lichtempfänger 7 empfangenen Lichtstrahls auf diese Blenden konstant ist. Rotationssymmetrisch angeordnete Peripherieblenden 9 wären solche, die durch Rotation einer Blende um das Zentrum gebildet sind. In Fig. 1 sind die der Lichtquelle 6 und dem Lichtempfänger 7 benachbarten je vier Peripherieblenden 9 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet. Der Auftreffwinkel ist dabei so gewählt, dass das auftreffende und nicht absorbierte Licht möglichst oft zwischen den Peripherieblenden 9 reflektiert wird.
Die Peripherieblenden 9 bestehen darstellungsgemäss je aus zwei abgewinkelten Teilflächen, wobei deren gegenseitige Neigung und der Abstand sowie die Länge der Peripherieblenden 9 so gewählt sind, dass das zu den Peripherieblenden 9 abgestrahlte Licht nicht direkt auf die Innenfläche der Seitenwand 4 gelangen kann, sondern in jedem Fall auf eine Peripherieblende 9 trifft und von dieser auf die benachbarte Peripherieblende reflektiert wird. Auch die nicht-rotationssymmetrische Anordnung der Mehrzahl der Peripherieblenden 9 führt zu einer besseren Absorption des Untergrundlichts und damit zu weniger strengen Anforderungen an die Positionier- und Bauteilegenauigkeit von Lichtquelle 6 und Lichtempfänger 7 und zu einem weniger verschmutzungsanfälligen Melder.
Wie Figur 1 entnommen werden kann, sind die Peripherieblenden 9 an ihrer gegen die Zentralblende 10 gerichteten Innenkante möglichst scharfkantig ausgebildet. Das hat den Vorteil, dass nur wenig Licht auf eine solche scharfe Kante fällt und somit weniger Licht in eine Vielzahl von Richtungen reflektiert wird.
Bei der Herstellung des Spritzgusswerkzeugs durch Erodieren, ist der Schärfe einer Kante durch die Dicke des verwendeten Drahtes eine Grenze gesetzt, die den Anforderungen an die Innenkanten der Peripherieblenden 9 nicht genügt. Beim Meldereinsatz 1 wird die gewünschte Schärfe der Innenkanten dadurch erreicht, dass in das Spritzgusswerkzeug ein Kern eingesetzt wird, der an seiner zur Formung der genannten Innenkanten vorgesehenen Peripherie eine abgestufte (gezahnte oder gezackte) Kontur aufweist. Die einzelnen Abstufungen dieser Kontur liegen innen an den zur Bildung der Peripherieblenden 9 im Spritzgusswerkzeug gebildeten Nuten an und schliessen diese gegen das Zentrum hin ab. Dadurch können zwischen den Nuten des Spritzgusswerkzeugs und den Abstufungen des Kerns sehr scharfe Kanten gebildet werden.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass die gleichzeitige Verwendung von Peripherieblenden 9 mit scharfen Innenkanten und von Optikmodulteilen (Peripherieblenden 9, Zentralblende 10, Decke der Messkammer 8) mit glänzender Oberfläche zu einer markanten Reduktion des Grundpulses führt, und dass der Melder weniger verstaubungs- und betauungsanfällig wird.
Wie den Figuren weiter entnommen werden kann, sind die Lichtquelle 6 und der Lichtempfänger 7 je in einem Gehäuse 16 bzw. 17 angeordnet. Die beiden Gehäuse 16 und 17, die an die Decke der Messkammer 8 angearbeitet sind, sind nach unten offen und werden an ihrer offenen Seite durch den Boden 11 abgedeckt. An ihrer der Zentralblende 10 zugewandten Frontseite sind die Gehäuse 16 und 17 je durch ein Fenster mit einer Lichtaus- bzw. Lichteintrittsöffnung abgeschlossen. Diese Fenster weisen gegenüber den Gehäusefenstern bekannter Streulichtrauchmelder den Unterschied auf, dass sie einteilig ausgebildet sind.
Bei den bekannten Streulichtrauchmeldern bestehen die Fenster aus zwei Teilen, von denen der eine an die Decke der Messkammer und der andere an den Boden angearbeitet ist. Beim Aufsetzen des Bodens treten immer wieder Passschwierigkeiten auf und es kommt zur Bildung eines Lichtspalts zwischen den beiden Fensterhälften und damit zu unerwünschten Störungen des Sende- und des Empfangslichts. Bei den einteiligen Gehäusefenstern sind Störungen dieser Art ausgeschlossen und es können keine Probleme mit der Positioniergenauigkeit der beiden Fensterhälften auftreten.
Wie in Fig. 2 beim Fenster 18 des Gehäuses 16 gezeigt ist, sind die obere und die untere Hälfte der einteiligen Fenster in der Art der beiden Schneiden einer Schere gegeneinander versetzt. Dadurch kann das Spritzgusswerkzeug ohne Seitenzug so ausgebildet werden, dass für jede der beiden gegeneinander versetzten Hälften der Lichtaus- und der Lichteintrittsöffnung ein separates Formelement vorgesehen ist, so dass eine genau definierte Form und eine saubere Oberfläche dieser Öffnungen erreicht wird.

Claims (10)

  1. Rauchmelder mit einem in einem Sockel befestigbaren Meldereinsatz (1) mit einem Optikmodul (5), welches eine Lichtquelle (6), einen Lichtempfänger (7), eine Messkammer (8), einen Boden (11) und ein Labyrinthsystem mit an der Peripherie der Messkammer (8) angeordneten Blenden (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (11) so ausgebildet ist, dass er in seiner Mitte einen grösseren Abstand von der durch Lichtquelle (6) und Lichtempfänger (7) bestimmten Ebene aufweist als an seinem Rand.
  2. Rauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (11) trichterförmig ausgebildet ist und die Form eines Kegels oder einer Pyramide aufweist.
  3. Rauchmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (11) eine sieb- oder gitterförmige Struktur (13) aufweist und als Insektengitter ausgebildet ist.
  4. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (11) an seiner der Messkammer (8) zugekehrten Innerfläche mit einer Mehrzahl von nach oben ragenden Lamellen (14, 15) versehen ist, und dass Anordnung, Anzahl, Höhe und gegenseitiger Abstand dieser Lamellen so gewählt sind, dass gegen den Boden (11) fallendes Licht vor dem Auftreffen auf diesen auf eine der Lamellen (14, 15) trifft, und dass der Lichtempfänger (7) vom Boden (11) nur die Lamellen (14, 15) sieht.
  5. Rauchmelder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfänger (7) durch die Lamellen (14, 15) gegen von aussen in die Messkammer (8) eindringendes Fremdlicht abgeschirmt ist.
  6. Rauchmelder nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (14, 15) parallel und senkrecht zur Grundkante der jeweiligen Pyramidenseitenflächen orientiert sind.
  7. Rauchmelder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenseite des Bodens (11) sternförmig angeordnete Rippen (12) vorgesehen sind, welche die Seitenwände von Rauchführungskanälen bilden.
  8. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmte, bezüglich des Untergrundlichts kritische, Teile des Optikmoduls (5), vorzugsweise die Peripherieblenden (9), die Zentralblende (10) und die dem Boden (11) gegenüberliegende Decke der Messkammer (8), eine glänzende Oberfläche aufweisen und so ausgebildet sind, dass das nicht absorbierte Licht in eine definierte Richtung reflektiert wird.
  9. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripherieblenden (9) so angeordnet sind, dass der Auftreffwinkel des von der Lichtquelle (6) ausgesandten und des vom Lichtempfänger (7) empfangenen Lichtstrahls auf die Mehrzahl von ihnen konstant ist.
  10. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripherieblenden (9) an ihrer gegen die Zentralblende (10) gerichteten Stirnseite eine möglichst scharfe Kante aufweisen.
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