EP0926646A1 - Optical smoke detector - Google Patents

Abstract

The smoke detector has an alarm insert (2), an optical module (1) and an evaluation circuit, whereby the optical module has a light source (4), a measurement chamber (3) and a light receiver (5) connected to the evaluation circuit. The light source is designed to emit a beam in the visible wavelength range. The wavelength of the light emitted by the light source lies in the range of blue or red light and is pref. 460 or 660 nm.

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Rauchmelder mit einem Meldereinsatz,einem Optikmodul und einer Auswerteschaltung, wobei das Optikmodul eineLichtquelle, eine Messkammer und einen mit der Auswerteschaltung verbundenenLichtempfänger aufweist.The present invention relates to an optical smoke detector with a detector insert,an optics module and an evaluation circuit, the optics module being aLight source, a measuring chamber and one connected to the evaluation circuitHas light receiver.

Diese als Streulichtmelder bekannten Rauchmelder, bei denen die Lichtquelle durch eineInfrarotdiode gebildet wird, sind überall dort besonders vorteilhaft einsetzbar, wo einFeuer mit einer entsprechenden Rauchentwicklung verbunden ist. So werden beispielsweiseSchwelbrände wesentlich früher erkannt als mit anderen Detektionsprinzipien.Andererseits ist es bekannt, dass Streulichtmelder nicht das allerbeste Ansprechverhaltenauf offene Brände aufweisen, so dass hier ein gewisser Verbesserungsbedarf besteht.These smoke detectors known as scattered light detectors, in which the light source through aInfrared diode is formed, can be used particularly advantageously wherever aFire is associated with a corresponding smoke development. For exampleSmoldering fires detected much earlier than with other detection principles.On the other hand, it is known that stray light detectors do not have the very best responsehave open fires, so there is a certain need for improvement here.

Durch die Erfindung soll nun ein Streulichtmelder mit einem signifikant verbessertenAnsprechverhalten auf offene Brände angegeben werden.The invention is now a stray light detector with a significantly improvedResponse behavior to open fires can be specified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Lichtquelle zur Aussendungeiner Strahlung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ausgebildet ist.According to the invention, this object is achieved in that the light source for transmissionradiation in the wavelength range of visible light.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchmeldersliegt die Wellenlänge der von der Lichtquelle ausgesandten Strahlung im Bereich vonblauem oder rotem Licht und beträgt vorzugsweise 460 nm beziehungsweise 660 nm.In a first preferred embodiment of the smoke detector according to the inventionthe wavelength of the radiation emitted by the light source is in the range ofblue or red light and is preferably 460 nm or 660 nm.

Praktische Versuche haben ergeben, dass Streulichtmelder mit einer roten Sender-Diodeein deutlich besseres und solche mit einer blauen Sender-Diode ein markant besseresAnsprechverhalten auf offene Brände aufweisen. Das Ansprechverhalten wird durch dieVerwendung der Licht im genannten Wellenlängenbereich aussendenden Sender-Diodenso weit verbessert, dass die Detektionseigenschaften der so ausgerüsteten Streulichtmederfür offene Brände in die Nähe von Ionisationsmeldern oder von sogenannten Rückwärtsstreuerngelangt.Practical tests have shown that stray light detectors with a red transmitter diodea significantly better one and those with a blue transmitter diode a markedly better oneHave responsiveness to open fires. The response behavior is determined by theUse of the transmitter diodes emitting light in the wavelength range mentionedso far improved that the detection properties of the scattered light arresters thus equippedfor open fires in the vicinity of ionization detectors or so-called backscatterersreached.

Rückwärtsstreuer sind bekanntlich Streulichtmelder mit einem Streuwinkel von über90°, die offene Brände besser erkennen, bei denen aber das Empfängersignal nur einenBruchteil des Empfängersignals von Vorwärtsstreuern beträgt. Der Grund für diese verbesserteDetektion von offenen Bränden dürfte darin liegen, dass bei den kürzeren Wellenlängenkleinere Aerosole, wie sie vor allem bei offenen Bränden entstehen, sehr vielbesser detektiert werden können.Backscatter are known to be scattered light detectors with a scattering angle of over90 °, which better recognize open fires, but where the receiver signal only oneFraction of the receiver signal from forward spreaders is. The reason for this improvedDetection of open fires is likely to be due to the shorter wavelengthsSmaller aerosols, such as those that arise especially in the case of open fires, very muchcan be better detected.

Das Ansprechverhalten auf offene Brände kann noch weiter verbessert werden, wenngemäss einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchmeldersdas Optikmodul so ausgebildet ist, dass das vom Lichtempfänger an die Auswerteschaltungabgegebene Signal eine Funktion des auf diesen auftreffenden, in einerEbene polarisierten Streulichts ist.The response to open fires can be further improved ifaccording to a second preferred embodiment of the smoke detector according to the inventionthe optics module is designed so that it goes from the light receiver to the evaluation circuitemitted signal a function of the impinging on it, in aPlane is polarized stray light.

Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchmelders istdadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteschaltung eine Überlagerung des Signalsdes Lichtempfängers mit einem Kompensationssignal erfolgt, welches so gewählt ist,dass das Signal des Lichtempfängers auf den Wert null ausgeregelt wird.A third preferred embodiment of the smoke detector according to the invention ischaracterized in that a superimposition of the signal in the evaluation circuitof the light receiver with a compensation signal, which is selected sothat the signal of the light receiver is adjusted to zero.

Bei den bekannten Streulichtmeldern, wie beispielsweise bei dem in der DE-A-44 12212 beschriebenen, sind die die Lichtquelle und der Lichtempfänger so angeordnet, dassihre optischen Achsen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen und zueinandergeknickt sind. Entlang des Seitenrandes des dosenförmig ausgebildeten Optikmodulssind Labyrinthteile vorgesehen, die dazu dienen, die Strahlung der Lichtquelle und dasBlickfeld des Lichtempfängers zu begrenzen und von aussen kommendes Licht am Eintrittin die Messkammer zu hindem. Je besser das Labyrinth diese Funktionen erfüllt,desto mehr behindert es aber das Eindringen von Rauch in die Messkammer, wodurchunter Umständen der Melder erst nach einer gewissen Verzögerung anspricht.In the known scattered light detectors, such as that in DE-A-44 12212 described, the the light source and the light receiver are arranged such thattheir optical axes lie in a common horizontal plane and with each otherare kinked. Along the side edge of the can-shaped optical modulelabyrinth parts are provided, which serve the radiation of the light source and theLimit the field of view of the light receiver and light coming from outside at the entranceinto the measuring chamber. The better the labyrinth fulfills these functions,the more it hinders the penetration of smoke into the measuring chamberthe detector may only respond after a certain delay.

Durch die Erfindung soll nun auch das Eindringverhalten von Rauch in die Messkammersignifikant verbessert werden.The invention should now also the penetration behavior of smoke in the measuring chambercan be significantly improved.

Diese Aufgabe wird bei einer vierten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässenRauchmelders dadurch gelöst, dass die Anordnung von Lichtquelle und Lichtempfänger so gewählt ist, dass die von den optischen Achsen des sender- und des empfängerseitigenStrahlengangs aufgespannte Ebene schräg zur Horizontalebene verläuft.This object is achieved in a fourth preferred embodiment of the inventionSmoke detector solved that the arrangement of light source and light receiveris selected so that the optical axes of the transmitter and the receiverBeam path spanned plane runs obliquely to the horizontal plane.

Vorzugsweise verläuft die Achse des empfängerseitigen Strahlengangs vertikal zu derjenigendes senderseitigen Strahlengangs.The axis of the beam path on the receiver side preferably runs vertically to thatof the beam path on the transmitter side.

Da bei dieser Anordnung das Blickfeld des Empfängers je nach

Blickrichtung" durchden Boden oder den Deckel der Messkammer oder des Melders begrenzt wird, kann aufdas Labyrinth nahezu vollständig verzichtet werden, so dass ein praktisch ungehinderterRaucheintritt in die Messkammer ermöglicht wird.Because with this arrangement the field of vision of the receiver depends on

Viewing direction "is limited by the floor or the cover of the measuring chamber or the detector, the labyrinth can be dispensed with almost completely, so that practically unimpeded smoke entry into the measuring chamber is made possible.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungennäher erläutert; es zeigt:

Fig. 1

eine vereinfachte Ansicht des Optikmoduls eines ersten Ausführungsbeispielseines erfindungsgemässen Streulichtmelder,

Fig. 2

ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Auswerteschaltung des Streulichtmeldersvon Fig. 1,

Fig. 3

eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässenStreulichtmelders,

Fig. 4

einen Querschnitt durch ein dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässenStreulichtrauchmelder im Niveau der optischen Achse der Lichtquelle mitBlickrichtung gegen den Meldersockel; und

Fig. 5

einen schematischen Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 4.

The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments and the drawings; it shows:

Fig. 1

2 shows a simplified view of the optical module of a first exemplary embodiment of a scattered light detector according to the invention,

Fig. 2

2 shows a block diagram of an exemplary embodiment of the evaluation circuit of the scattered light detector from FIG. 1,

Fig. 3

1 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a scattered light detector according to the invention,

Fig. 4

a cross section through a third embodiment of a scattered light smoke detector according to the invention in the level of the optical axis of the light source with a direction of view against the detector base; and

Fig. 5

a schematic section along the line VV of Fig. 4th

Das in Fig. 1 dargestellte Optikmodul 1 ist Teil eines Meldereinsatzes 2, der in einemvorzugsweise an der Decke des zu überwachenden Raumes montierten Sockel (nichtdargestellt) befestigbar ist. Das Optikmodul 1 besteht im wesentlichen aus einer optoelektronischenMesskammer 3 mit einer durch eine Leuchtdiode (LED) gebildetenLichtquelle 4, einem ebenfalls durch eine Diode gebildeten Lichtempfänger 5, einer zentralenBlende 6 und einem sogenannten Labyrinth 7. Die zentrale Blende 6 verhindert,dass Lichtstrahlen auf direktem Weg von der Lichtquelle 4 zum Lichtempfänger 5 gelangenkönnen, und das Labyrinth 7 dient als Lichtbarriere zur Begrenzung des Blickfelds des Lichtempfängers 5. Die Messkammer 3 ist durch eine Seitenwand 8 und durcheinen nicht dargestellten Deckel lichtdicht abgeschlossen. Dieser Melderaufbau ist bekanntund wird hier nicht näher beschrieben. Es wird in diesem Zusammenhang auf dieEP-A-0 772 170 und auf die Internationale Anmeldung PCT/CH 97/00269 verwiesen.The optics module 1 shown in Fig. 1 is part of adetector insert 2, which in onepreferably mounted on the ceiling of the room to be monitored (notshown) can be fastened. The optics module 1 consists essentially of anoptoelectronicMeasuring chamber 3 with a light emitting diode (LED)Light source 4, alight receiver 5 also formed by a diode, a central oneAperture 6 and a so-calledlabyrinth 7. Thecentral aperture 6 preventsthat light rays go directly from thelight source 4 to thelight receiver 5can, and thelabyrinth 7 serves as a light barrier to limit the field of viewof thelight receiver 5. Themeasuring chamber 3 is through aside wall 8 andcompleted a cover, not shown, light-tight. This detector structure is knownand will not be described here. It is in this context on theEP-A-0 772 170 and to the international application PCT / CH 97/00269.

Die optischen Achsen der Lichtquelle 4 und des Lichtempfängers 5 liegen nicht aufeiner gemeinsamen Geraden, sondern weisen einen geknickten Verlauf auf, wobei diezentrale Blende 6 nahe beim Schnittpunkt dieser beiden Achsen angeordnet ist. DasLabyrinth 7 unterdrückt das sogenannte Untergrundlicht, welches von unerwünschtenStreuungen oder Reflexionen verursacht ist. Je besser dieses Untergrundlicht unterdrücktwird, desto tiefer ist der Grundpuls, das ist dasjenige Signal, das detektiert wird, wenn inder Messkammer 3 keine lichtstreuenden Partikel vorhanden sind. Der Schnittbereichdes von der Lichtquelle 4 ausgesandten Strahlenbündels und des Gesichtsfeldes desLichtempfängers 5 bildet den nachstehend als Streuraum bezeichneten eigentlichenMessbereich.The optical axes of thelight source 4 and thelight receiver 5 are not ona common straight line, but have a bent course, thecentral aperture 6 is arranged close to the intersection of these two axes. TheLabyrinth 7 suppresses the so-called background light, which is undesirableScatter or reflection is caused. The better suppresses this background lightthe lower the base pulse, that is the signal that is detected when inthere are no light-scattering particles in themeasuring chamber 3. The cutting areaof the radiation beam emitted by thelight source 4 and the field of view of theLight receiver 5 forms the actual one, hereinafter referred to as the scattering spaceMeasuring range.

Die Lichtquelle 4 sendet kurze, intensive Lichtpulse in den Streuraum, wobei der Lichtempfänger5 zwar den Streuraum, nicht aber die Lichtquelle 4sieht". Das Licht derLichtquelle 4 wird durch in den Streuraum eindringenden Rauch gestreut, und ein Teildieses Streulichts fällt auf den Lichtempfänger 5. Das dadurch erzeugte Empfänger-Signalwird von einer Auswerteelektronik (Fig. 2) verarbeitet.Thelight source 4 sends short, intense light pulses into the scattering space, thelight receiver 5 indeed the scattering space, but not thelight source 4 The light from thelight source 4 is scattered by smoke penetrating into the scattering space, and part of this scattered light falls on thelight receiver 5. The receiver signal generated in this way is processed by evaluation electronics (FIG. 2).

Die als Lichtquelle 4 verwendete Diode sendet anstatt der bisher üblichen Infrarotstrahlungmit einer Wellenlänge von etwa 880 nm rotes oder blaues Licht von einer Wellenlängevon etwa 660 nm bzw. 460 nm aus. Diese kürzeren Wellenlängen haben den Vorteil,dass kleinere Aerosole, wie sie vor allem bei offenen Bränden entstehen, sehr vielbesser detektiert werden können, so dass sich, verglichen mit Infrarotstrahlung, das Ansprechverhaltenauf offene Brände deutlich verbessert.The diode used as thelight source 4 transmits infrared radiation instead of the previously customary onewith a wavelength of about 880 nm red or blue light of one wavelengthfrom about 660 nm or 460 nm. These shorter wavelengths have the advantagethat smaller aerosols, such as those that arise especially with open fires, do a lotcan be detected better, so that compared to infrared radiation, the response behaviorsignificantly improved on open fires.

Das Ansprechverhalten auf offene Brände kann noch weiter verbessert werden, wennvor dem Lichtempfänger 5 ein Polarisationsfilter angeordnet wird, das nur die Polarisationskomponentesenkrecht zur Streuebene (das ist die Ebene, in der die optischen Achsen von Lichtquelle 4 und Lichtempfänger 5 liegen) durchlässt, oder wenn die Messkammer3 mit polarisiertem Licht beaufschlagt wird. Bezüglich der Vorteile der Verwendungvon Polarisationsfiltern und polarisiertem Licht wird auf die CH-A-682 428verwiesen.The response to open fires can be further improved ifA polarization filter is arranged in front of thelight receiver 5, which only contains the polarization componentperpendicular to the scattering plane (this is the plane in which the optical axesoflight source 4 and light receiver 5) passes, or if themeasuring chamber3 is exposed to polarized light. Regarding the benefits of using itof polarizing filters and polarized light is applied to CH-A-682 428referred.

Gemäss Fig. 2 ist der Lichtquelle (LED) 4 ein erster Modulator 9 vorgeschaltet, durchden eine geeignete Modulation der von der Lichtquelle 4 ausgesandten Strahlung erfolgt.Vorzugsweise besteht diese Strahlung aus einer fortlaufenden Folge von Pulsen undPulspausen, so dass die Messkammer 3 (Fig. 1) mit pulsierendem rotem oder blauemLicht beaufschlagt wird. Es kann auch sinnvoll sein, nach einer Folge einer bestimmtenAnzahl von Pulsen und Pulspausen eine längere, vorbestimmte Sendepause einzufügen.In diesem Fall erfolgt die Bestrahlung der Messkammer durch intermittierend ausgesandteund von Sendepausen unterbrochene Impulszüge oder Impulspakete. Dabei könnendie Sendepausen zu den Impulszügen in einem festen oder in einem variablen zeitlichenVerhältnis stehen. Die Steuerung des ersten Modulators 9 erfolgt durch eine Steuerstufe10, die ihren Takt von einem Taktgeber 11 erhält. Die Steuerstufe 10 bestimmtinsbesondere die zeitliche Folge und die Länge der an die Lichtquelle 4 abgegebenenSignale.2, the light source (LED) 4 is preceded by a first modulator 9a suitable modulation of the radiation emitted by thelight source 4 takes place.This radiation preferably consists of a continuous sequence of pulses andPulse pauses, so that the measuring chamber 3 (Fig. 1) with a pulsating red or blueLight is applied. It can also be useful to follow a certain sequenceNumber of pulses and pulse pauses to insert a longer, predetermined transmission pause.In this case, the measuring chamber is irradiated by intermittently emittedand pulse trains or pulse packets interrupted by pauses in transmission. You canthe transmission breaks to the pulse trains in a fixed or in a variable timeRelationship. Thefirst modulator 9 is controlled by acontrol stage10, which receives its clock from aclock 11. Thecontrol stage 10 determinesin particular the chronological sequence and the length of the output to thelight source 4Signals.

Das an den Lichtempfänger 7 gelangende Streulicht wird in einen proportionalen Strom(Empfängersignal) I_e umgewandelt, der einem dem Lichtempfänger 5 nachgeschaltetenStrom/Spannungswandler 12 zugeführt und von diesem in eine Spannung (Empfangssignal)U_e umgewandelt wird. Der Wandler 12 wirkt zusätzlich als eine Art Filter, indemer von natürlicher oder künstlicher Beleuchtung herrührendes Fremdlicht unterdrückt. Ineinem dem Strom/Spannungswandler 12 nachgeschalteten Frequenzfilter 13 werden ausdem Empfangssignal U_e unerwünschte Frequenzen herausgefiltert. Der Ausgang desFrequenzfilters 13 ist mit einer von der Steuerstufe 10 im Takt der Modulation derLichtquelle 4 gesteuerten Weiche 14 verbunden.The scattered light reaching thelight receiver 7 is converted into a proportional current (receiver signal) I_e , which is fed to a current /voltage converter 12 connected downstream of thelight receiver 5_{and is} converted into a voltage (received signal) U_e by the latter. Theconverter 12 additionally acts as a type of filter in that it suppresses external light originating from natural or artificial lighting. In afrequency filter 13 connected downstream of the current /voltage converter 12, undesired frequencies are filtered out of the received signal U_e . The output of thefrequency filter 13 is connected to aswitch 14 controlled by thecontrol stage 10 in time with the modulation of thelight source 4.

Das von Störungen weitgehend befreite Ausgangssignal des Frequenzfilters 13 wirdüber die Weiche 14 abwechselnd einem von zwei Integratoren 15, 15' zugeführt. Dabeiist die Weiche 14 von der Steuerstufe 10 so gesteuert, das das Empfangssignal U_e während der Sendedauer der Impulse an den einen Integrator, beispielsweise an den Integrator15, und während der Dauer der Pulspausen an den anderen Integrator, beispielsweisean den Integrator 15', geleitet wird. Während allfälliger Sendepausen zwischen den Impulszügenoder Impulspaketen verharrt die Weiche 14 in einer neutralen Stellung, in derkeiner der beiden Integratoren 15 oder 15' mit dem Empfangssignal beaufschlagt ist. DieWeiche 14 ist vorzugsweise durch einen gesteuerten Schalter gebildet.The output signal of thefrequency filter 13, which is largely free of interference, is alternately fed to one of twointegrators 15, 15 'via theswitch 14. Theswitch 14 is controlled by thecontrol stage 10 in such a way that the received signal U_{e is} transmitted to one integrator, for example to theintegrator 15, during the duration of the pulses and to the other integrator, for example to theintegrator 15 ', during the pulse pauses. , is directed. During any pauses in transmission between the pulse trains or pulse packets, theswitch 14 remains in a neutral position in which neither of the twointegrators 15 or 15 'is acted upon by the received signal. Theswitch 14 is preferably formed by a controlled switch.

Aufgrund der Steuerung der Weiche 14 im Takt der Modulation erhält der Integrator 15ausschliesslich das im Streuraum erzeugte Streulicht einschliesslich eventueller Restedes gefilterten Störsignals aus der Zeit der Sendepulse, und der Integrator 15' erhält nureventuelle Reste des gefilterten Störsignals aus der Zeit der Pulspausen, so dass dasStreulicht durch eine einfache Differenzbildung der Ausgangssignale der beiden Integratoren15 und 15' gewonnen werden kann. Diese Differenzbildung erfolgt in einer denbeiden Integratoren 15, 15' nachgeschalteten Stufe 16. Deren Ausgangssignal ist das vonStörungen weitgehend gereinigte, auf den Lichtempfänger 5 treffende Streulicht, welchesdas Nutzsignal U_n für die Signalauswertung bildet.Due to the control of theswitch 14 in time with the modulation, theintegrator 15 receives only the scattered light generated in the scattering space, including any remnants of the filtered interference signal from the time of the transmission pulses, and theintegrator 15 'only receives any remnants of the filtered interference signal from the time of the pulse pauses, so that the scattered light can be obtained by simply forming the difference between the output signals of the twointegrators 15 and 15 '. This difference formation takes place in astage 16 connected downstream of the twointegrators 15, 15 '. Its output signal is the scattered light which has largely been cleaned of interference and strikes thelight receiver 5 and which forms the useful signal U_n for the signal evaluation.

Das Nutzsignal U_n wird einerseits einem Komparator 18 und andererseits dem einenEingang eines zweiten Modulators 19 zugeführt, dessen zweiter Eingang mit der Steuerstufe10 verbunden und dessen Ausgang über einen Widerstand 20 an den Eingang desStrom/Spannungswandlers 12 geführt ist. Der zweite Modulator 19 überlagert dem Signaldes Lichtempfängers 5 im Gegentakt einen Kompensationsstrom I_k bis das Eingangssignaldes Strom/Spannungswandlers 12 null beziehungsweiseIk = Ie wird. Durchdie Schlaufenverstärkung von ≥ 10⁹ gilt mit grosser GenauigkeitUn = Ie · R, wobei Rden Wert des Widerstands 20 bezeichnet. Dies gilt auch für Schlaufenverstärkungen miteiner Abweichung von mehreren Zehnerpotenzen. Dieser Regelkreis kann mit einerselbstabgleichenden Brückenschaltung verglichen werden. Bei entsprechend sachgemässemAufbau erlaubt diese Schaltung die Auflösung von Fotoströmen bis in den Bereichvon Pikoampere. Der Komparator 18 vergleicht das Nutzsignal U_n mit mindestenseinem Schwellenwert und liefert bei dessen Überschreitung ein entsprechendes Signalan einen Alarmausgang 21.The useful signal U_n is supplied on the one hand to acomparator 18 and on the other hand to the one input of asecond modulator 19, the second input of which is connected to thecontrol stage 10 and the output of which is led via aresistor 20 to the input of the current /voltage converter 12. Thesecond modulator 19 superimposes a compensation current I_{k on} the signal of thelight receiver 5 until the input signal of the current /voltage converter 12 is zero or I. k = I e becomes. Due to the loop reinforcement of ≥ 10⁹ applies with great accuracy U n = I e · R , where R denotes the value ofresistor 20. This also applies to loop reinforcements with a deviation of several powers of ten. This control loop can be compared to a self-balancing bridge circuit. If properly constructed, this circuit allows the resolution of photo currents down to the picoampere range. Thecomparator 18 compares the useful signal U_n with at least one threshold value and delivers a corresponding signal to analarm output 21 when it is exceeded.

Das Signal am Alarmausgang 21 kann weiter ausgewertet, beispielsweise auf Plausibilitätüberprüft werden, was im Melder oder in der zugehörigen Zentrale erfolgen kann,oder es wird ohne Weiterverarbeitung an die Zentrale geleitet, wo dann der entsprechendeZustand registriert und gegebenenfalls Alarm ausgelöst wird. Das Signal am Alarmausgang21 kann auch zusätzlich oder alternativ eine im Melder angeordnete Leuchtdiodeaktivieren.The signal atalarm output 21 can be further evaluated, for example for plausibilityit is checked what can be done in the detector or in the associated control center,or it is sent to the head office without further processing, where the corresponding one is then sentCondition registered and alarm triggered if necessary. The signal at thealarm output21 can additionally or alternatively a light emitting diode arranged in the detectoractivate.

Wie in Fig. 3 schematisch angedeutet ist, ist es auch möglich, anstatt eines Messkanalszwei Messkanäle vorzusehen, von denen beispielsweise der eine konventionell aufgebautist und eine Infrarot-Senderdiode 4 und eine Empfangsdiode 5 und der andere einefarbige LED und/ oder ein Polarisationsfilter 22 enthält. Vorzugsweise sind zwei Senderdiodenund eine Empfangsdiode oder eine Senderdiode und zwei Empfangsdioden 5,5' vorgesehen sein, wobei im letzteren Fall der zweiten Empfangsdiode 5' ein Polarisationsfilter22 vorgeschaltet oder die zweite Empfangsdiode als Rückwärtsstreuer 5",eventuell mit vorgeschaltetem Polarisationsfilter 22', ausgebildet sein kann. Das Polarisationsfilter22 kann auch zwischen Senderdiode 4 und Messkammer 3 angeordnet sein.As is indicated schematically in FIG. 3, it is also possible instead of a measuring channelto provide two measuring channels, one of which has a conventional structure, for exampleis and aninfrared transmitter diode 4 and a receivediode 5 and the other onecontains colored LED and / or apolarization filter 22. There are preferably two transmitter diodesand a receiving diode or a transmitter diode and two receivingdiodes 5,5 'may be provided, in the latter case the second receiving diode 5' being apolarization filter22 upstream or the second receiving diode as abackscatter 5 ",possibly with an upstream polarization filter 22 '. Thepolarization filter22 can also be arranged betweentransmitter diode 4 and measuringchamber 3.

Der in den Figuren 3 und 4 dargestellte Streulichtmelder unterscheidet sich von dem inFig. 1 dargestellten im wesentlichen dadurch, dass die optischen Achsen von sender- undempfängerseitigem Strahlengang nicht in einer gemeinsamen horizontalen sondernin einer zur Horizontalebene geneigten Ebene liegen, so dass der Lichtempfänger 5 nichtin horizontaler Richtung sondern schräg von oben nach unten oder umgekehrtblickt".The scattered light detector shown in Figures 3 and 4 differs from that shown in Fig. 1 essentially in that the optical axes of the transmitter and receiver beam path are not in a common horizontal but in a plane inclined to the horizontal plane, so that thelight receiver 5 not in the horizontal direction but diagonally from top to bottom or vice versa looks ".

Darstellungsgemäss verläuft die optische Achse des empfängerseitigen Strahlengangsvertikal von oben nach unten, sie könnte aber auch in der Gegenrichtung verlaufen undihr Neigungswinkel zur optischen Achse des senderseitigen Strahlengangs könnte auchkleiner oder grösser als 90° sein. Wesentlich ist, dass die optische Achse des empfängerseitigenStrahlengans so orientiert ist, dass das Blickfeld des Empfängers nicht durch einden Raucheintritt in die Messkammer hemmendes Bauteil begrenzt werden muss.As shown, the optical axis of the beam path on the receiver side runsvertically from top to bottom, but it could also run in the opposite direction andtheir angle of inclination to the optical axis of the beam path could also bebe smaller or larger than 90 °. It is essential that the optical axis of the receiverRay goose is oriented so that the recipient's field of vision is not through onecomponent that inhibits the entry of smoke into the measuring chamber must be limited.

Der Meldereinsatz 2 hat im wesentlichen die Form einer flachen nach oben offenenrunden Dose, in deren Innenraum eine Leiterplatte (nicht dargestellt) mit der Auswerteelektronik angeordnet ist. Über den Meldereinsatz 2 ist eine Melderhaube 23 gestülpt,welche mit Raucheintrittsschlitzen 24 versehen ist. An der Unterseite des Bodens desMeldereinsatzes 2 sind ein Gehäuse 25 mit dem Lichtsender 4 und Haltemittel 26 fürden mit dem Bezugszeichen 27 bezeichneten, die Messkammer 3 nach unten abschliessendenDeckel vorgesehen.Thedetector insert 2 has essentially the shape of a flat, open at the topround box, in the interior of a circuit board (not shown) with the evaluation electronicsis arranged. Adetector hood 23 is put over thedetector insert 2,which is provided withsmoke entry slots 24. At the bottom of the bottom of theDetector insert 2 are ahousing 25 with thelight transmitter 4 and holding means 26 forthe one denoted byreference numeral 27 and closing the measuringchamber 3 at the bottomCover provided.

Der Deckel 27 trägt eine nach oben gegen den Boden des Meldereinsatzes 2 ragendeLichtbarriere 28. Zwischen der Lichtquelle 4 und der Lichtbarriere 28 ist die Messkammer3 gebildet. Die Seitenwand 8 des Deckels 27 ist bis auf die Lichtbarriere 28 weitgehendoffen, wodurch ein möglichst ungehinderter Zutritt von Rauch in die Messkammer3 gewährleistet ist. Über den am Boden des Meldereinsatzes 2 befestigten Deckel 27 istaussen ein der Form des Deckels angepasstes Insektengitter 29 geschoben, welchesebenfalls an den Haltemitteln 26 befestigt ist.Thecover 27 carries an upwardly projecting against the bottom of thedetector insert 2Light barrier 28. The measuring chamber is between thelight source 4 and thelight barrier 283 formed. Theside wall 8 of thelid 27 is largely except for thelight barrier 28open, which ensures that smoke can enter the measuring chamber as freely as possible3 is guaranteed. About thelid 27 attached to the bottom of thedetector insert 2on the outside aninsect screen 29 adapted to the shape of the cover is pushedis also attached to the holding means 26.

Die Achse des von der Lichtquelle 4 ausgesandten Strahlkegels verläuft quer durch denMessraum 3 in einer horizontalen Ebene parallel zum Boden des Meldereinsatzes 2. DieLichtbarriere 28 verhindert, dass das von der Lichtquelle 4 ausgesandte Licht aus demMelder seitlich nach aussen dringen kann. Der Lichtempfänger 5 ist in der Mitte des Bodensdes Meldereinsatzes 2 angeordnet, und liegt darstellungsgemäss knapp oberhalbvon diesem. Der Boden des Meldereinsatzes 2 weist unterhalb des Lichtempfängers 5und fluchtend mit diesem eine Durchbrechung auf, die gegen den Messraum 13 voneiner ringförmigen Blende 30 umgeben ist und in die vorzugsweise eine Linse 31 eingesetztist.The axis of the beam cone emitted by thelight source 4 runs across theMeasuring room 3 in a horizontal plane parallel to the bottom of thedetector insert 2. TheLight barrier 28 prevents the light emitted by thelight source 4 from theDetector can penetrate to the side. Thelight receiver 5 is in the middle of the floorthedetector insert 2 arranged, and is shown just aboveof this. The bottom of thedetector insert 2 points below thelight receiver 5and in alignment with this an opening which is against the measuringspace 13 ofis surrounded by anannular diaphragm 30 and into which alens 31 is preferably insertedis.

Der Lichtempfänger 5, die Blende 30 und gegebenenfalls die Linse 31 definieren dieoptische Achse des empfängerseitigen Strahlengangs, die in vertikaler Richtung verläuftund die horizontale senderseitige optische Achse senkrecht kreuzt. Der Lichtempfänger5 blickt also gleichsam von oben auf das von der Lichtquelle 4 ausgesandte Strahlenbündel.Der den eigentlichen Messbereich bildende Streuraum im Schnittbereich des sender- unddes empfängerseitigen Strahlenbündels ist mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet.Thelight receiver 5, theaperture 30 and possibly thelens 31 define theoptical axis of the beam path on the receiver side, which runs in the vertical directionand perpendicularly crosses the horizontal optical axis on the transmitter side. Thelight receiver5 thus looks, as it were, from above onto the beam of rays emitted by thelight source 4.The scattering space forming the actual measuring range in the cutting area of the transmitter andof the receiver-side beam is designated by thereference numeral 32.

Das Blickfeld des Lichtempfängers 5 wird durch den Boden des Deckels 27 und durchdie Melderhaube 23 begrenzt und eine direkte Bestrahlung des Lichtempfängers 5 mitFremdlicht wird durch die Blende 30 verhindert. Dadurch verliert die Seitenwand 27ihre bisherige Funktionen und kann weggelassen werden, wodurch das Eindringverhaltenvon Rauch und Aerosolen in die Messkammer 3 merklich verbessert wird. Die übereinen kurzen Bereich der Seitenwand des Deckels 27 noch vorhandene und von derFunktion her nicht zwingend notwendige Lichtbarriere 28 hat auf das Eindringverhaltenvon Rauch praktisch keinen Einfluss.The field of view of thelight receiver 5 is through the bottom of thelid 27 and throughthedetector hood 23 limits and direct irradiation of thelight receiver 5 withExternal light is prevented by theaperture 30. As a result, theside wall 27 losestheir previous functions and can be omitted, reducing the penetration behaviorof smoke and aerosols in the measuringchamber 3 is markedly improved. The abovea short area of the side wall of thecover 27 still existing and from theFunctionally not necessarily necessarylight barrier 28 has the penetration behaviorpractically no influence from smoke.

Selbstverständlich können die anhand der in den Figuren 1, 3 sowie 4 und 5 dargestelltenAusführungsbeispiele beschriebenen Anordnungen sowohl einzeln für sich als auchin beliebiger Kombination realisiert werden. Es kann also die farbige Sender-LED vonFig. 1 auch in einem Melder nach den Figuren 4 und 5 eingesetzt werden, und ebensokönnte der Melder gemäss den Fig. 4 und 5 zwei Messkanäle und/oder Polarisationsfilteraufweisen. Die in Fig. 2 dargestellte Auswerteschaltung ist ebenfalls bei allen Ausführungsbeispieleneinsetzbar, wobei gewisse geringfügige Anpassungen erforderlich sind.Of course, those shown in Figures 1, 3 and 4 and 5Embodiments described arrangements both individually and individuallycan be realized in any combination. So it can be the colored transmitter LED fromFig. 1 can also be used in a detector according to Figures 4 and 5, and also4 and 5, the detector could have two measuring channels and / or polarization filtersexhibit. The evaluation circuit shown in Fig. 2 is also in all embodimentscan be used, although certain minor adjustments are required.

Claims (10)

Translated fromGerman

Optischer Rauchmelder mit einem Meldereinsatz (2), einem Optikmodul (1) und einerAuswerteschaltung, wobei das Optikmodul (1) eine Lichtquelle (4, 4'), eine Messkammer(3) und einen mit der Auswerteschaltung verbundenen Lichtempfänger (5,5') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4) zur Aussendung einerStrahlung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ausgebildet ist.Optical smoke detector with a detector insert (2), an optical module (1) and oneEvaluation circuit, the optics module (1) a light source (4, 4 '), a measuring chamber(3) and a light receiver (5,5 '), characterized in that the light source (4) for emitting aRadiation in the wavelength range of visible light is formed.Rauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge dervon der Lichtquelle (4) ausgesandten Strahlung im Bereich von blauem oder rotemLicht liegt und vorzugsweise 460 nm beziehungsweise 660 nm beträgt.Smoke detector according to claim 1, characterized in that the wavelength of theRadiation emitted by the light source (4) in the range of blue or redLight lies and is preferably 460 nm or 660 nm.Rauchmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Optikmodul(1) so ausgebildet ist, dass das vom Lichtempfänger (5') an die Auswerteschaltungabgegebene Signal eine Funktion des auf diesen auftreffenden, in einer Ebene polarisiertenStreulichts ist.Smoke detector according to claim 1 or 2, characterized in that the optical module(1) is designed so that the light receiver (5 ') to the evaluation circuitemitted signal a function of the impinging on it, polarized in one planeFlare is.Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zweiMesskanäle mit entweder einem Lichtsender (4) und zwei Lichtempfängern (5, 5', 5'')oder zwei Lichtsendern (4) und einem Lichtempfänger (5) vorgesehen sind, wobei ineinem der Messkanäle ein Polarisationsfilter (22) angeordnet ist.Smoke detector according to one of claims 1 to 3, characterized in that twoMeasuring channels with either one light transmitter (4) and two light receivers (5, 5 ', 5' ')or two light transmitters (4) and a light receiver (5) are provided, wherein ina polarization filter (22) is arranged in one of the measuring channels.Rauchmelder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anordnungmit zwei Lichtsendern (4) und einem Lichtempfänger (5) einer der Lichtsender (4)durch eine farbiges Licht aussendende Diode gebildet ist.Smoke detector according to claim 4, characterized in that in an arrangementwith two light transmitters (4) and one light receiver (5) one of the light transmitters (4)is formed by a colored light emitting diode.Rauchmelder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anordnungmit zwei Lichtempfängern (5, 5', 5'') einer der Lichtempfänger (5'') mit Rückwärts-Streulichtbeaufschlagt ist.Smoke detector according to claim 4, characterized in that in an arrangementwith two light receivers (5, 5 ', 5' ') one of the light receivers (5' ') with backward scattered lightis acted upon.Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in derAuswerteschaltung eine Überlagerung des Signals (I_e) des Lichtempfängers (5, 5')mit einem Kompensationssignal (I_k) erfolgt, welches so gewählt ist, dass das Signaldes Lichtempfängers (5, 5') auf den Wert null ausgeregelt wird.Smoke detector according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the evaluation circuit the signal (I_e ) of the light receiver (5, 5 ') is superimposed with a compensation signal (I_k ) which is selected such that the signal of the Light receiver (5, 5 ') is adjusted to the value zero.Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieAnordnung von Lichtquelle (4, 4') und Lichtempfänger (5, 5') so gewählt ist, dass dievon den optischen Achsen des sender- und des empfängerseitigen Strahlengangs aufgespannteEbene schräg zur Horizontalebene verläuft.Smoke detector according to one of claims 1 to 7, characterized in that theArrangement of light source (4, 4 ') and light receiver (5, 5') is selected so that thespanned by the optical axes of the transmitter and receiver beam pathsThe plane runs obliquely to the horizontal plane.Rauchmelder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des empfängerseitigenStrahlengangs vertikal zu derjenigen des senderseitigen Strahlengangsverläuft.Smoke detector according to claim 8, characterized in that the axis of the receiver sideBeam path vertical to that of the beam path on the transmitter sideruns.Rauchmelder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Meldereinsatz (2)an seinem Boden ein Gehäuse (25) mit der Lichtquelle (4) und Haltemittel (26) füreinen die Messkammer (3) nach unten begrenzenden Deckel (27) mit einer weitgehendoffenen Seitenwand (8) aufweist, und dass der Lichtempfänger (5) im Bereichdes Bodens des Meldereinsatzes (2) angeordnet ist.Smoke detector according to claim 9, characterized in that the detector insert (2)on its bottom a housing (25) with the light source (4) and holding means (26) fora cover (27) delimiting the measuring chamber (3) downward with a largelyHas open side wall (8), and that the light receiver (5) in the areathe bottom of the detector insert (2) is arranged.

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