Gerät zum Anzeigen der Anwesenheit von Schwebeteilchen in einem gasförmigen oder flüssigen Medium Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Anzeigen der ,Anwesenheit von Schwebeteilchen in einem :
gasförmigen oder flüssigen Medium und ins besondere auf ein verbessertes Anzeigegerät, das auf von dem Schwebestoff herrührende Lichtreflexionen oder Lichtstreuungen anspricht.
Bekannte Anzeigegeräte dieser Art haben eine Dunkelkammer, in welcher eine Lichtquells und ein von den direkten Strahlen der Lichtquelle abge schirmtes Anzeigeelement ,angeordnet sind. Sobald ein Schwebestoff enthaltendes Gemisch idurch eine für diesen Zweck vorgesehene Öffnung in das Gehäuse und in den Strahl der Lichtquelle gelangt, bewirken ,die sich in dem Gemisch befindenden Schwebe teilchen eine auf das Anzeigeelement einwirkende Zerstreuung der Lichtstrahlen.
Das lichtempfindli- che Anzeigeelement kann eine Lichtwiderstandszelle sein, welche zum Beispiel einen aussen an dem An zeigegerät angebrachten Alarm auslöst.
Ein Nachteil dieser bekannten Geräte ist, dass sie ungenau und unzuverlässig sind, wenn die Kon zentration des Schwebestoffes gering ist. Die auf das Anzeigeelernent fallende Lichtmenge hängt von dem Helligkeitsgrad .der Lichtquelle sowie von den sich in dem Gemisch befindenden Schwebeteilchen ab.
Man könnte daher annehmen, dass ein erhöhtes Ausstrahlungsvermögen der Lichtquelle die Empfind- lichkeit des Anzeigegerätes erhöhen würde, weil bei geringer Schwebestoffkonzentration mehr Strahlen auf das Anzeigeelernent fallen würden.
Ein Erhöhen der Ausstrahlungen der Lichtquelle bewirkt jedoch auch ein Zunehmen von störenden Nebenstrahlen, ,die von den Innenwänden des Gehäuses zurückge worfen werden und auf das Anzeigeelernent ein wirken.
Obwohl die Innenwände des Gehäuses übli cherweise geschwärzt werden, fällt dennoch ein er- lieblicher Teil dieser Nebenstrahlen auf das Anzeige- element, selbst wenn das Gemisch vollkommen frei von Schwebeteilchen ist.
.Das Anzeigeelernent spricht auf alle Lichtstrah len ,an, .die es erreichen, und .es ist gleichgültig, ob die Lichtstrahlen von den Gehäusewänden zu- rückgeworfen werden oder von der durch den Schwe bestoff bewirkten Lichtstreuung herrühren, die durch Rauchkörperchen im Lichtstrahl hervorgerufen wer .den können.
Diese Tatsache muss bei der Auswahl ,der zum Auslösen des Alarms benötigten Lichtmenge beachtet werden. Falls .der Alarm bereits bei :einer sehr :geringen Schwebestoffkonzentration ausgelöst werden muss und eine beträchtliche Menge von Ne benstrahlen in dem Gehäuse vorhanden sind, dann ist -der Unterschied des idurch die Nebenstrahlen verursachten Helligkeitsgrades von dem zum Aus lösen des Alarmes erforderlichen Helligkeitsgrad ausserordentlich gering.
Daher verursacht jede Ver änderung der Strahlungsintensität der Lichtquelle, die von dem Altwerden -des Wolframfadens, von Stromschwankungen oder dem Abfall der Batterie spannung hervorgerufen werden kann, eine Änderung der zum Auslösen des Alarmes notwendiben Schwe- bestoffkonzentration. Wenn durch eine Spannungs minderung der @die Lichtquelle mit Strom versorgen ,
den Spannungsquelle eine Verringerung ider Strah lungsintensität :der Lichtquelle hervorgerufen wird, so verringern sich die in idem Gehäuse vorhandenen Nebenstrahlen. Infolgedessen ist eine höhere Schwe- bestoffkonzentration zum Auslösen des Alarmes er forderlich.
Anderseits kann eine Spannungserhöhung der die Lichtquelle mit Strom versorgenden Strom- quelle eine solche Zunahme an Nebenstrahlen ver anlassen, dass der Alarm sogar :dann ausgelöst wird, wenn das Gasmedium keinen Schwebestoff enthält.
Es ist somit erwünscht, die Menge der Nebenstrahlen im Gehäuse soweit wie möglich herabzusetzen, damit der grösstmögliche Teil der zum Auslösen des Alar- mes notwendigen Gesamtausstrahlung von -der .durch die Schwebeteilchen im Gasgemisch bewirkten Licht streuung herrührt.
Die Erfindung bezweckt, ein Anzeigegerät der auf Lichtstreuungen ansprechenden Art zu schaffen, das so ausgebildet ist, dass die auf das Anzeigeelement fallenden Nebenstrahlen auf ein Mindestmass herab gesetzt sind. Ausserdem bszweckt die Erfindung, (das Anzeigeelement in dem Anzeigegerät so anzu ordnen, dass Lichtstreuungen lediglich von einem vorbestimmt-n Teil der Lichtstrahlen auf das An zeigeelement fallen können, wenn Schwebet.eilchen im Gemisch vorhanden sind.
Das Gerät zum Anzeigen der Anwesenheit von Schwebeteilchen in einem gasförmigen oder flüssigen Medium, mit einem eine Dunkelkammer bildenden und das Eintreten des Mediums in die Dunkelkammer gestattenden Gehäuse, ein-.r ein Lichtstrahlenbün del von einer Seite der Dunkelkammer auf<I>die ge-</I> genüberliegende Oberfläche werf; nden Lichtquelle und einer ein Anzeigeelem.ent bildenden lichtemp findlichen Zelle, deren Blickrichtung mindestens an nähernd senkrecht zu dem Lichtstrahlenbündel ver läuft, ist gemäss der Erfindung .dadurch -gekennzeich net, dass zum Verringern ;
der Nebenstrahlen in der Dunkelkammer eine Sammellinse der lichtempfind lichen Zelle so zugeordnet ist, dass das Bild der licht empfindlichen Zelle durch das von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahlenbündel hindurch an eine jenseits des Lichtstrahlenbündels liegende Stelle der Kammer-Innenwand geworfen wird, und dass Mittel zum Abdecken -der Lichtquelle und :desjenigen Teils der Innenfläche der Dunkelkammer, auf welche das Lichtstrahlenbündel auftrifft, gegen das Blickfeld der lichtempfindlichen Zelle vorgesehen sind.
Der Lichtquelle kann eine Sammellinse zugeord net sein, die das Licht von der Lichtquelle in einem sich verjüngenden Strahl auf .die gegenüberliegende Oberfläche der Dunkelkammer wirft.
Der Lichtstrahl von der Lichtquelle kann in einer Lichtauffangröhre aufgenommen werden, die eine Vertiefung in einer Aussenwand der Dunkel kammer bildet und sich über die Aussenwand hinaus in :das Innere der Dunkelkammer erstreckt.
Die lichtempfindliche Zelle kann innerhalb einer Anzeigeröhre angeordnet sein, und eine der Licht quelle zugeordnete Sammellinse kann in einer wei teren Röhre angeordnet sein, wobei :die Achsen der Röhren im wesentlichen senkrecht zueinander ver laufen können.
Ferner können Mittel zum Beschränken des Blickfeldes der lichtempfindlichen Zelle auf der An zeigeröhre angeordnet sein und einen Endteil und ein schräg verlaufendes Abschirmstück enthalten, wo bei der Endteil eine Abschirmung gegen Neben strahlen von den Innenflächen der Röhre bildet und das Abschirmstück verhindert, dass Nebenstrahlen von der Lichtauffangröhre in die Anzeigeröhre ein treten.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgsgenstandes dargestellt, und zwar .ZC'.I@gy.
Fig. 1 ein: Draufsicht auf ein Anzeigegerät, Fig. 2 eine Seitenansicht des Gerätes nach der Linie II-II der Fig. 1, teilweise weggebrochen, Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie 11I-III der Fig. 2 und Fig. 4 eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, umfasst ein Anzei gegerät 10 ein Gehäuse 12, eine ausserhalb des Gehäuses 12 angeordnete Lichtquelle 14 und ein Anzeigeelement 16 .(Fig. 3) in .dem Gehäuse 12.
Das darg-stellte Anzeigegerät 10 ist besonders für die Betätigung eines Rauchalarmes geeignet. Aus diesem Grunde hat -das Gehäuse 12 eine runde Au ssenwand 18 (Fig. 2 und 3), .die zusammen mit zwei Abschlussstücken 20 und 22 eine Dunkelkammer 24 bildet. Die Abschlussstücke 20 und 22 erstrecken sich über den Umfang der runden Aussenwand 18 hinaus und haben nach innen gebogne Flansche 26 und 28.
An jedem Ende der Aussenwand 18 befinden sich mehrere nach aussen :gebogene Trenn stücke 30, die mit den Innenflächen der Flansche 26 und 28 im Reibungseingriff stehen, damit :die Abschlussstücke 20 und 22 festgehalten werden. Die Flansche 26 und 28 und die Trennstücke 30 bilden an jedem Ende -der .Aussenwand 18 :eine Einlassöff- nung, durch welche Rauch von der Atmosphäre ausserhalb des Anzeigegerätes 10 in die Dunkelkam mer 24 gelangen kann.
Damit der Verlauf des Lichtstrahles von, der Lichtquelle 14 geregelt werden kann, ist eine sich :durch eine Seite der Aussenwand 18 des Gehäuses 12 erstreckende Röhre 32 (Fig. 3) vorgesehen, und eine Lichtauffangröhre 34 ist an der entgegenge setzten Seite der Aussenwand 18 des Gehäuses 12 gegenüber der Röhre 32 .angebracht.
Eine Sammel- linse 36 befindet sich in der Röhre 32 und hat eine solche Brennweite, dass das Licht der Lichtquelle 14 in einem sich verjüngenden Strahl auf den Boden der Lichtauffangröhre 34 geworfen wird und dass der Brennpunkt auf der Bodenfläche -der Lichtauf- fangröhre 34 liegt. Hierdurch wird westgehend ver mieden, dass ,das Licht der Lichtquelle 14 auf die Innenwände des Gehäuses 12 fällt.
Eine Anzeigeröhre 38 erstreckt sich durch die Aussenwand 18 des Gehäuses 12 zwischen der Röhre 32 und der Lichtauffangröhre 34. Das Anzeige element 16 befindet sich innerhalb der rechtwinklig zu der Röhre 32 und der Lichtauffangröhre 34 angeordneten Anzeigeröhre 38. Um das Blickfeld -der Anzeigeröhre 38 zu verengen, ist eine Sammel linse 40 zwischen dem Anzeigeelement 16 und der Dunkelkammer 24 in der Anzeigeröhre 38 eingesetzt.
Die Sammellinse 40 hat eine solche Brennweite, dass das .Bild des Anzeigeelementes 16 nur auf die geringstmögliche Fläche der gegenüberliegenden In nenfläche der .Aussenwand 18 .des Gehäuses 12 ge worfen wird. Der durch die Brennweite der Sammel linse 40 bestimmte .Strahlenkegel durchkreuzt den von der Lichtquelle 14 herrührenden Lichtkegel.
Somit ist das Anzeig-element 16 lediglich dem mitt leren Teil des Lichtkegels ausgesetzt, so dass mit Ausnahme des in dem Strahlenkegel der Sammel linse 40 erscheinenden Lichtes keine Lichtstrahlen .das Anzeigeelement 1,6,erreichen können. Um weiter hin sicherzustellen, dass so wenig Nebenstrahlen wie möglich ,auf das ,Anzeigealement 16 fallen, ist die Anzeigeröhre 38 nach vorne hin verlängert.
Ein Endteil 42 der Anzeigeröhre 38 reicht Ibis .an den von der Lichtquelle 14,ausgehenden Lichtkegel heran ,und bildet ,somit ,eine Abschirmung gegen Neben strahlen, die von den Innenflächen der Röhre 3,2 herkommen. Die Spitze des Endteiles 42 der An zeigeröhre 38 bildet einen solchen Winkel mit der Wand der Anzeig"röhre 38, dass die Innenflächen der Röhre 32 von dem Blickfeld der Anzeigeröhre 38 ausgeschlossen .ist.
Um zu verhüten, dass Neben strahlen von den Innenflächen der Lichtauffangröhre 34 zur Sammellinse 40 ,gelangen, ist ein schräg zur Wand der Anzeigeröhre 38 gebogenes Abschirm- stück 44 gegenüber dem Endteil 42 an Ader Anzei- gsröhre 38 vorgesehen.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, ist das Gehäuse 12 auf einer Stützplatte 46 :angeordnet und die Lichtquelle 14 ist in Ausrichtung mit der Röhre 32 ebenfalls auf der .Stützplatte 46 befestigt und mit einer Stromquelle verbunden. Da sich die Licht quelle 14 ausserhalb des Gehäuses 12 befindet, kann sie leicht überwacht und, falls erforderlich, schnell ausgetauscht werden.
Ausserdem wird die Luft durch die von der Lichtquelle 14 abgegebene Wärme in Bewegung gesetzt, und die sich in der Atmosphäre ausserhalb des Gehäuses 12 befindenden Rauchkör perchen werden beschleunigt durch das Anzeige- gerät 10 getrieben.
Das Anzeigeelement 16 kann irgendeine Vor richtung sein, die .auf Veränderungen in der Licht intensität anspricht, wie zum Beispiel eine Zelle mit äusserem lichtelektrischem Effekt oder eine Photo- widerstandszelle. Eine Kadmiumsulfid\zelle, deren Widerstand sich infolge einer Erhöhung der Licht intensität verringert, ist ebenfalls als Anzeigeelement 16 geeignet.
Ein nichtdargestellter Stromkreis wind mit dem Anzeigeelemnt 16 verbunden und entspre chend des bei rauchfreiem Zustande bestehenden Zellenwiderstandes so :eingestellt, .dass ein an diesem Stromkreis .angeschlossener .Alarmstromkreis .bei ei ner weiteren Verringerung des Zellenwiderstandes erregt wird.
Wenn Rauch in das Gehäuse 12 eintritt und in dem von der Lichtquelle 14 ;ausgehenden Lichtstrahl erscheint, reflektieren -die Rauchteile Licht von dem sich innerhalb des Blickfeldes der Anzeigeröhre 38 befindenden Teil des Lichtstrahles auf das Anzeige- element 16 in der Form der Kadmiwmsulfidzelle. Infolgedessen wird der Widerstand der Zelle ver ringert und der Alarmstromkreis erregt.
Da Alarm stromkreise für diesen Zweck bekannt feind und nicht zur Erfindung gehören, wird der in Verbin dung mit .dem Anzeigeelement 16 verwendete Alarm- stromkreis hier nicht beschrieben. Infolge ;der Anordnung des Anzeige-elementes 16 ist die Menge der im rauchlosen Zustand auf das Anzeigeelement 16 fallenden Nebenstrahlen sehr ge ring.
Daher bewirken Veränderungen .in der Hellig- keit der Lichtquelle ,14 keine nennenswerten Ver änderungen des Widerstandes des Anzeigeelementes 16. Da der Widerstand des Anzeigeelementes 16 im rauchfreien Zustand geringeren Veränderungen unterworfen ist, als es bisher der Fall war, kann der Anzeigestromkreis so eingestellt wenden, dass Rauch selbst in geringer Konzentration zuverlässig ange- zeigt wird.
Somit ist die Zuverlässigkeit des An zeigegerätes 10 grösser als die bekannter Geräte, bei ,denen :beträchtliche Änderungen des Zellenwiderstan- @des selbst bei rauchlosem Zustande vorkommen. Obwohl das beschriebene Gerät zum Anzeigen von Rauch in Luft dient, kann es auch zum Anzeigen anderer Arten von Schwebeteilchen in einem gas förmigen oder einem flüssigen Medium verwendet werden.
Ausserdem kann das Gerät mit Mitteln zusammenwirken, die das ,Medium fortwährend durch die Dunkelkammer 24 führen.