CN104851229B - 不同大小led芯片的双色发光二极管的光学烟雾报警器 - Google Patents

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Abstract

光学烟雾报警器包括散射光原理检测器单元,其具有发光二极管以辐照要检测的颗粒,和光谱灵敏以检测颗粒散射的光的光电传感器。发光二极管包括第一LED芯片,体现为表面发射辐射器以发射具有从350nm到500nm的第一波长范围中的光的第一光束。它包括第二LED芯片,体现为表面发射辐射器以发射具有在665nm到1000nm的第二波长范围中的光的第二光束。两个LED芯片紧挨。第一LED芯片的光学活性表面与第二LED芯片的光学活性表面的比在2到20的范围内,特别在2.5到6.5的范围中。发光二极管优选具有对称轴并且被布置成关于轴旋转,使得第二LED芯片发射的光被引导成比第一LED芯片发射的光更朝向光电传感器。

Description

不同大小LED芯片的双色发光二极管的光学烟雾报警器
技术领域
本发明涉及具有根据散射光原理而工作的检测器单元的光学烟雾报警器。
背景技术
这种类型的烟雾报警器也已知为火警报警器。它们通常包括具有至少一个烟雾入口开口的外壳以及容纳在外壳中以供烟雾检测的检测器单元。检测器单元优选地包括光学测量腔室,其屏蔽环境光,但是对于要检测的烟雾而言可渗透。后者通常还包括多个隔栅(louver)以屏蔽环境光并且因此也称作迷宫式密封(labyrinth)。
所讨论的检测器单元包括发光二极管以辐照要检测的颗粒和对其光谱灵敏的光电传感器以检测由颗粒散射的光。通常,电子控制单元还连接到发光二极管和光电传感器,作为烟雾报警器的部分。控制单元被配置成如果可以检测到相应的最小烟雾浓度值的话则输出警报和/或报警。
EP 0 877 345 A2公开了一种散射光烟雾报警器,其包括:光发射设备,用以发射具有两种不同波长的光;光接收设备,用以接收具有两种不同波长的散射光;计算装置,用以执行对于从光接收设备的第一波长的散射光输出和第二波长的散射光输出进行烟雾检测而言必要的计算;以及烟雾检测处理装置,用于基于来自计算装置的计算结果输出来执行烟雾检测过程。根据其中根据图13的实施例,光发射设备、即双色发光二极管的使用是已知的,其中第一和第二光发射设备被布置在彼此非常靠近的位置处并且在相同的光发射方向上发射第一和第二波长的光。
从现有技术还已知的是检测器单元,其使用两种不同颜色的发光二极管和光电传感器,以一种或两种散射光布置。已知的是使用发红光LED或红外LED以发射红光或红外光,以及使用发蓝光或发紫光LED以发射蓝光或紫光。借助于接收自光电传感器的相应颜色的散射光的合适的评估,然后可能的是执行关于所检测的烟雾颗粒的颗粒大小的评估。对所检测的颗粒大小的合适的评定使得能够例如在烟雾、灰尘和蒸气之间进行区分。这使得能够防止可能的误报警的输出。
已知的烟雾报警器通常被配置用于以具有连接到那里的多个另外的烟雾报警器的一排报警器的操作,或者被配置用于受电池支持的独立操作。在两种情况中这都意味着仅仅小于10mW的非常小的平均电功率是可用的。用于发射相应光的发光二极管的控制因此通常是脉冲的。类似地,整个“电子器件”被适配用于最低的可能的功耗。
发明内容
基于在引言中引用的现有技术,本发明的目的是详述具有改善的检测器单元的烟雾报警器。
利用如下所述的主题来实现所述目的。在下文中也详述本发明的有利实施例。根据本发明的具有根据散射光原理而工作的检测器单元的光学烟雾报警器,所述检测器单元包括发光二极管用以辐照要检测的颗粒,和为此而设的光谱灵敏的光电传感器用以检测由颗粒所散射的光,其中所述发光二极管包括第一LED芯片,其体现为表面发射辐射器,以发射具有在从350nm到500nm的第一波长范围中的光的第一光束,所述发光二极管包括第二LED芯片,其体现为表面发射辐射器,以发射具有在从665nm到1000nm的第二波长范围中的光的第二光束,两个LED芯片被布置成紧挨彼此,并且所述第一LED芯片的光学活性表面与所述第二LED芯片的光学活性表面的比在从2到20的范围内。
根据本发明,发光二极管包括第一LED芯片,其体现为表面发射辐射器,用以发射具有在从350nm到500nm的第一波长范围中的光的第一光束。它还包括第二LED芯片,其体现为表面发射辐射器,用以发射具有在从665nm到1000nm的第二波长范围中的光的第二光束。此处,由LED芯片发射的相应的光主要是单色光。
此处,“表面发射辐射器”意味着光是从具有朗伯(Lambertian)光分布的水准面(level surface)发射的。因此,表面发射辐射器还可以称作朗伯辐射器。可替换地,第一和第二LED芯片可以体现为边缘发射辐射器。
两个LED芯片被布置成紧挨着彼此。
可替换地,两个LED芯片可以被布置成至少部分重叠。对于比第二LED芯片小得多的第一LED芯片而言还可能的是被布置在第二LED芯片上,特别地在其中间或中心。
LED芯片通常由具有多个用光电子半导体过程所生产的LED芯片的晶片制成。这种晶片通过机械分离过程、特别是通过锯割或断开而分离成多个LED芯片。“裸露”和本身完全功能的组件也已知为“裸片”。其因此包括通常方形或矩形的形状。
另外,根据本发明,第一LED芯片的光学活性表面与第二LED芯片的光学活性表面的比在从2到20的范围内。因此,第一LED芯片发射在蓝-绿、蓝、紫或紫外范围中的光,而第二LED芯片发射在红/橙、红或红外范围中的光。
根据一个有利实施例,第一LED芯片的光学活性表面与第二LED芯片的光学活性表面的比在从2.5到6.5的范围内。
“光学活性”意指在电流激励时发射光的LED芯片的表面的部分。因此,表面上用于接触LED芯片的区,其例如旨在用于接触接合线,不属于其中。
本发明的核心一方面在于集成两个单色发光二极管以形成一个单个(仅有的)双色发光二极管。
这有利地减少组件的数目。另外的优点在于以下事实:有可能免除在双色发光二极管的组装之后光学路径的复杂校准。通常,在两个发光二极管的组装的情况下发生的在相对于彼此的对准和定位中的相对偏离需要复杂的校准。
另一方面,本发明基于以下知识:首先,“蓝”组件是关于针对光学烟雾检测的电功率需要的决定性组件。为此的原因是与红色或红外LED光相比在生成蓝光的情况下的显著较差的效率。通常,蓝光或紫光的生成比红光或红外光的生成差,是其大约1/10(worse byabout a factor of 10)。例如,与生成具有940nm的波长的红外光(由OSRAM所制的LED类型SFH4550)相比,为了生成具有470nm的波长的蓝光(由OSRAM所制的LED类型SFH4570),对于相同的辐射强度而言需要近似11倍的光学活性表面。
另一因数是在通常用作光电传感器的硅PIN光电二极管的情况下蓝光的显著较差的光谱灵敏性。因此,假设上述示例性OSRAM LED,蓝光的检测比红外光的检测差,是其1/1.7(在该上下文中参见图5)。对于完整的电-光学电效率,结果所得的总因数是大约19=11x1.7。
根据本发明,蓝色照明的LED芯片的光学活性表面被定尺寸以使得确保用于可靠烟雾检测的适当质量的光电传感器信号。另一方面,由于“红”组件的显著更好的电-光学电效率,用于生成红光或红外光的“红”LED芯片的表面可以减少到某个分数。这有利地导致这种双色LED的电功率需要和成本的降低。
根据一个实施例,第一LED芯片被体现成发射具有460nm±40nm或390nm±40nm的波长的光,并且第二LED芯片发射具有940nm±40nm或860nm±40nm的波长的光。
发光二极管优选地具有对称轴。两个LED芯片的相应主辐射方向平行于对称轴。对称轴还可以被指明为主结构轴或纵轴。在“现货”销售(即作为大量生产的消费品)的惯常5mm或3mm发光二极管的情况中,这是相对于这样的发光二极管的塑料外壳的旋转对称轴。
两个LED芯片被施加在发光二极管的支撑板上并且连接到从塑料外壳引出的电连接。在这种情况下,支撑板的表面法线平行于发光二极管的对称轴而延伸。
对此可替换地,主辐射方向中的至少一个倾斜向对称轴。这使得能够对所生成的相应光束进行聚焦和/或光学导引。
根据一个实施例,具有光阑孔径的光阑机构在检测器单元中被布置在发光二极管和光电传感器之间。所形成的光阑孔径通常是矩形的,但是也可以是圆形的。光阑机构被布置和对准以使得由两个LED芯片所发射的光束基本上完全通过光阑孔径。
此处,“基本上完全”意味着由相应LED芯片所发射的光的总量的多于95%通过光阑孔径。技术背景是,在所示的理想光束或光束边界外部,总是存在不能完全避免的一些残余的光或散射的光。这种残余的光现在被有效地屏蔽以避免在光电传感器上的直接的LED光。
根据对之前的实施例的可替换实施例,光阑机构被布置和对准以使得由第一LED芯片所发射的第一光束的少于75%和由第二LED芯片所发射的第二光束的少于75%通过光阑孔径。这确保了发光二极管相对于光阑的组装有关的配合容差对烟雾检测仅仅具有可忽略的影响。特别地,不通过光阑孔径的第一光束的部分对邻近于光阑孔径的光阑机构的第一部分进行照明,而不通过光阑孔径的第二光束的部分对邻近于光阑孔径的光阑机构的第二部分进行照明。由于相应的光束还对光阑机构的部分进行照明,两个光束具有一定的照明预留这一事实意味着,尽管发光二极管的倾斜或旋转,散射中心的广延地同质的照明是可能的。这种检测器单元因此关于冲击和振动是更加机械上和功能上稳健的。
根据对两个之前的实施例的一个有利的可替换实施例,光阑机构被布置和对准以使得由LED芯片之一所发射的光束基本上完全通过光阑孔径,而由另一LED芯片所发射的光束的少于75%通过光阑孔径。这确保了发光二极管相对于光阑的组装有关的配合容差对烟雾检测仅仅具有可忽略的影响。
根据另外的实施例,发光二极管被布置成关于对称轴而旋转以使得由第二LED芯片所发射的光被引导成比第一LED芯片所发射的光更朝向光电传感器。这有利地给出对于“蓝”组件的偏好,所述“蓝”组件关于效率链是较弱的。
在其中由第一LED芯片所发射的“蓝”光束基本上完全通过光阑孔径而由第二LED芯片所发射的“红”光束仅部分通过光阑孔径的组合情况中,有利地可能的是给出对于以别的方式较弱的蓝组件的偏好。这是因为“红”光束的一部分对光阑机构的一部分进行照明,而不是通过光阑孔径的散射光中心。
根据另外的实施例,发光二极管包括由优选透明的塑料所制成的外壳。此处,“透明”意味着源自第一和第二LED芯片的发射的光可以通过塑料外壳。沿着在从两个LED芯片的光出口之后的区,外壳形成光学透镜。可替换地或附加地,光学透镜单元被布置在发光二极管和光阑孔径之间。这使得能够对由两个LED芯片所发射的光在朝向检测器单元中所提供的散射光区的方向上进行光成束和/或光导引。
根据一个有利实施例,发光二极管具有垂直于对称轴并且通过被布置成紧挨彼此的两个LED芯片而延伸的横轴。定义延伸通过对称轴和横轴的光平面。光学透镜或光学透镜单元光学地定义居于对称轴上的聚焦点。另外,以聚焦点为顶点,定义光阑角,其从光平面内的对称轴开始延伸。通过为光阑孔径定界的光阑机构的两个相对的内侧边缘而为辐射角确定第一和第二变暗的角度值。光阑机构被对准和定尺寸以使得两个变暗的角度值是不同大小的。
根据一个实施例,光阑机构被对准和定尺寸以使得两个变暗的角度值在大小上按二到六倍而不同于彼此。
两个变暗的角关于对称轴的非对称加权使得能够利用来自检测器单元中两个LED芯片之一的光而进行的关于散射光中心的体积的优选更大的辐照。
这在由第二LED芯片所发射的“红”光被引导成比第一LED芯片所发射的光更朝向光电传感器的情况中是特别有利的。这给出对“蓝”组件的显著偏好,所述“蓝”组件关于效率链是较弱的。
根据一个实施例,烟雾报警器包括电子控制单元,其连接到发光二极管和光电传感器。控制单元被配置成如果可以检测到相应最小的烟雾浓度值则输出警报和/或报警。
控制单元优选是微控制器。它被配置成电学地控制两个LED芯片以发射相应的光并且被同步以检测和评估来自光电传感器的相应电信号。被指派给“颜色”的光电传感器的两个相应接收的信号幅度的差或比的该确定使得能够确定颗粒大小。优选对“蓝”信号与相应最小浓度值的对应比较于是使得能够输出警报和/或报警。用于在时间上控制两个LED芯片和对相应光电传感器信号的同步检测和评估的相应处理步骤可以由可以在微控制器上执行的合适的程序步骤来实现。
根据一个有利实施例,控制单元被配置成用其指定的标称电流来控制第一LED芯片。控制单元还被配置成用可以相比于其指定的标称电流而限定的缩减因数来控制第二LED芯片。
此处,“指定的标称电流”意指通常由发光二极管的制造商在数据表单中所指定的标称电流值。这有利地使得能够降低对于操作第二LED芯片所需的电功率。对此的原因是作为用于第二LED芯片(其意指发红光的LED芯片)的生产和组装技术的结果的最小芯片大小。通常在2到4的范围中的缩减因数这样说来实现第二LED芯片的芯片表面的“电子缩减”。另外,该缩减因数还有利地使得能够校准用于第一和第二LED芯片的控制。
优选地,缩减因数由对于在第一和第二波长范围中要检测的散射光的光电传感器的不同光谱灵敏性来限定。
根据另外的实施例,光电传感器可以是硅PIN光电二极管。
光电传感器优选地是具有改善的蓝色灵敏性的硅PIN光电二极管。
最终,电子控制单元可以用交替脉冲或同时脉冲来控制两个LED芯片。在第一情况中,只需要一个光电传感器。在第二情况中,对于要检测的相应散射光,两个光电传感器可能是必要的。
附图说明
发明和本发明的有利实施例将通过使用以下各图的示例来解释,其示出:
图1是用于根据本发明的具有发光二极管和具有光电接收器的烟雾报警器的根据散射光原理而工作的示例性检测器单元,
图2是图1中的具有两个集成的和不同大小的LED芯片以发射双色光的示例性发光二极管的顶视图,
图3示出图1中的具有上游替换的光阑机构的发光二极管,
图4示出图1中的具有上游另外的替换光阑机构的发光二极管,以及
图5是具有增加的蓝色灵敏性的硅PIN光电二极管的具体光谱灵敏性的示例。
具体实施方式
图1示出用于根据本发明的具有发光二极管1和具有光电接收器2的烟雾报警器的根据散射光原理而工作的示例性检测器单元10。出于清楚的原因,在检测器单元10周围的烟雾报警器的外壳未示出。检测器单元10包括光学测量腔室,其具有多个环境光屏蔽隔栅11。也没有在外壳中和在检测器单元中的烟雾入口开口的图形描绘。
根据本发明,具有两个LED芯片3、4的(双色)发光二极管1和光电传感器2被布置在检测器单元10的内部,以在120°的示例性角度下的散射光布置(在该上下文中参见图3的示例中的散射光角度δ)。在本示例中,发光二极管1和光电传感器2被布置在前向散射的光角度下。两个组件1、2还可以可替换地被布置在小于90°的角度值的后向散射的角度下,诸如例如在60°的散射光角度δ下。
两个组件通常电连接到印刷电路板,其通常位于检测器单元10的外部并且邻近于其。另外的组件可以被布置在印刷电路板上,诸如例如微控制器、有源或无源组件。
在图1的示例中,绘制了对于发光二极管1的对称轴AS和对于光电传感器2的光学接收器轴AE。此处,它们对于彼此的角度对应于上述散射光角度δ。另外,为了避免在光电传感器2上的直接LED光,在发光二极管1上游提供以针孔光阑的形式的光阑机构12。即便这在本示例中不能被直接标识,但是针孔光阑12形成矩形或方形的光阑孔径OF。后者由没有任何进一步详细示出的平行于图1中的像平面而延伸的检测器单元10的两个邻近的壁和由在对图1中的像平面的法线方向上延伸的针孔光阑12的内侧边缘形成。
发光二极管1包括塑料外壳,其形成光学透镜14,其用于对由发光二极管1所生成的光在光阑孔径OF的方向上进行光成束。所示的发光二极管1的外部外观对应于用于在5mm的塑料外壳的直径的情况下的“通孔组装”的典型5mm发光二极管的外观。可替换地,这可以是3mm发光二极管。它还可以可替换地被体现用于表面组装,即,作为SMD发光二极管。
所示的光电传感器2也由接收器变暗机构16围绕。在光电传感器2上游还存在接收器透镜15,以用于对来自要检测的烟雾颗粒的散射光进行聚焦。另外,光阑机构12的未进一步详细示出的两个壁在屏蔽角β下被对准向该接收器透镜15的几何中心。
一方面包括发光二极管1和相对的光阑机构12的光学成像布置和另一方面的包括在光电传感器2和上游接收器透镜15周围的接收器变暗机构16的光学成像布置确定了具有定义的散射光体积的散射光中心SZ。只有来自在该范围SZ中的要检测的颗粒的散射光最终到达光电传感器2。
在本示例中,根据本发明的发光二极管1包括第一LED芯片3,其体现为表面发射辐射器,用以发射具有在从350nm到500nm的第一波长范围中的光的第一光束BL,即蓝-绿、蓝、紫和紫外光。发光二极管1还包括第二LED芯片4,其体现为表面发射辐射器,用以发射具有在从665nm到1000nm的第二波长范围中的光的第二光束RO,即红/橙、红和红外光。两个LED芯片3、4被布置成紧挨彼此。第一LED芯片3的光学活性表面与第二LED芯片4的光学活性表面的比另外根据本发明在从2到20的范围中,特别地在从2.5到6.5的范围中(在该上下文中还参见图4)。
在电流激励时,两个LED芯片3、4通过两个LED芯片3、4的并排布置和通过作为LED外壳的部分的下游光学透镜14而发射两个光束BL、RO,其为了简单的目的被指明为蓝光束BL和红光束RO。如在此处为了简单的目的所示出的,两个光束BL、RO没有与彼此清晰地定界。两个光束BL、RO的边缘仅旨在标识这样的扇区:在所述扇区内辐射相应光量的最大部分,诸如例如95%。因此,还存在重叠区,其中所发射的光的残余光以比较低的光强度混合。
在该上下文中,因此,图1中所示的散射光中心SZ由“蓝”散射光中心BZ、“红”散射光中心RZ和其间公共的中间散射光中心MZ构成。
在本示例中,根据一个实施例,光阑机构12被布置和对准以使得由第一LED芯片3所发射的蓝光束BL基本上完全通过光阑孔径OF。另一方面,由第二LED芯片4所发射的红光束RO仅部分地、在本示例中仅仅一半通过光阑孔径OF。
图2示出图1中的具有两个集成的和不同大小的LED芯片3、4以(仅)发射双色光的示例性发光二极管1的顶视图。
参考标号9指明塑料外壳,其中支撑板6被铸为具有两个LED芯片3、4的反射器5的部分。反射器5还体现为公共端子接触部7,70并且从外壳9引出作为中间端子接触部。中间端子接触部70在两侧上由第一和第二端子接触部71、72围绕,所述第一和第二端子接触部71、72被提供用于与两个LED芯片3、4的电连接。在支撑板6的区中,两个端子接触部71、72各自形成接触表面,用于以此经由接合线8而接触两个LED芯片3、4。
在本示例中,AS指明垂直于像平面而延伸的对称轴,竖直轴HA和横轴QA各自被绘制成正交于所述轴并且也正交于彼此。
根据本发明,两个LED芯片3、4被布置成紧挨彼此。第一LED芯片3的光学活性表面与第二LED芯片4的光学活性表面的比在从2到20的范围内,特别地在从2.5到6.5的范围中。在本示例中,比是大约2.77=(0.5 x 0.5 mm)2/(0.3 x 0.3 mm)2,其中作为示例示出的两个方形LED芯片3、4的边长具有0.5mm或0.3mm的边缘长度。
在所示的图2中,对称轴AS在两个LED芯片3、4之间延伸。这不是极其必要的。它还可以延伸通过两个LED芯片中的较大的3。HAR和HAB指明两个LED芯片3、4的两个主辐射方向。几何上,这些对应于体现为表面发射辐射器的LED芯片3、4的相应表面法线。在该示例中,两个主辐射方向HAR、HAB平行于彼此并且还平行于对称轴AS地延伸。
图2示出图1中的具有两个集成的和不同大小的LED芯片3、4以(仅)发射双色光、即根据发光二极管1的电流控制而发射单色蓝光或红光或者双色蓝和红光的示例性发光二极管1的顶视图。
图3示出图1中的具有上游替换的光阑机构12、13的发光二极管1。在该实施例中,光阑机构12、13被布置和对准以使得由两个LED芯片3、4所发射的光束BL、RO基本上完全通过光阑孔径OF。
代替于作为光阑机构12、13的针孔光阑12,对针孔光阑12可替换地,还可能的是使用挡板(bar)13作为用于发光二极管1的光阑。为了简单的目的,在图3中联合地绘制两个变型。
根据本发明,定义了延伸通过对称轴和横轴AS、QA的光平面LE。居于对称轴AS上的聚焦点F或聚焦由光学透镜14或由光学透镜单元光学地定义。以聚焦点F为顶点,定义辐射角α,其从光平面LE内的对称轴AS开始延伸。对于辐射角α的第一变暗角度值Ab和第二变暗角度值Ar由为光阑孔径OF定界的光阑机构12、13的两个相对内侧边缘所确定。光阑机构12、13被对准和定尺寸以使得变暗角度值Ab、Ar是不同大小的。特别地,它们在大小上按二至六倍而不同于彼此。散射光中心SZ的该非对称辐照使得能够给出对不良有效的“蓝”光的偏好。
图4示出图1中的具有上游另外的替换光阑机构12、13的发光二极管1。
根据本实施例,光阑机构12、13被布置和对准以使得由第一LED芯片3发射的蓝光束BL和由第二LED芯片4发射的红光束RO仅仅部分地、特别地少于75%通过光阑孔径OF。在本示例中,仅仅大约一半的相应辐照的光通过光阑孔径OF。
图5示出具有增加的蓝色灵敏性的硅PIN光电二极管2的具体光谱灵敏性SRel的示例。在横坐标上以纳米来绘制所检测的光的光波长λ,通过使用由OSRAM公司所制的类型BPW34B的硅PIN光电二极管的示例、在纵坐标上作为百分比而绘制具体光谱灵敏性SRel。光谱灵敏性SRel被标准化有对以850nm的光谱最灵敏光波长的100%值。
如图解所示出的,以470nm的波长值Λ1具有52%,对于蓝光的光电传感器2的光谱“蓝”灵敏性SB比以940nm的波长值Λ2具有90%的对于红外光的光电传感器2的光谱“红”灵敏性SR差,是其大约1/1.7。
参考标记列表
1 LED,发光二极管
2 光电传感器,半导体光电二极管,硅PIN光电二极管
3,4 LED芯片,表面发射辐射器
5 反射器,反射器环
6 支撑,支撑板
7 端子接触部
8 接合线
9 外壳,塑料外壳
10 检测器单元
11 隔栅,光屏蔽元件
12 光阑机构,针孔光阑
13 光阑机构,挡板
14 光学透镜
15 接收器透镜
16 接收器变暗器件,针孔光阑
70 公共端子接触部
71 第一端子接触部
71,72 接触表面
72 第二端子接触部
AE 接收器的光学轴
AS LED的对称轴,主纵轴
BL 光束,“蓝”光束
BZ (“蓝”)散射光中心
F 聚焦点,聚焦
HA 竖直轴
HAB (“蓝”)主辐射方向
HAR (“红”)主辐射方向
LE 光平面
MZ 中间散射光中心
OF 光阑孔径
QA 横轴
RO 光束,“红”光束
RZ (“红”)散射光中心
SB (“蓝”)光谱灵敏性
SR (“红”)光谱灵敏性
SZ 散射光中心
SRel 相对光谱灵敏性
α 辐射角
Ab (“蓝”)变暗角度值
Ar (“红”)变暗角度值
β 屏蔽角
δ 散射光角
λ 光波长
Λ1 第一波长值
Λ2 第二波长值。

Claims (18)

1.一种具有根据散射光原理而工作的检测器单元(10)的光学烟雾报警器,所述检测器单元(10)包括发光二极管(1)用以辐照要检测的颗粒,和为此而设的光谱灵敏的光电传感器(2)用以检测由颗粒所散射的光,
-其中所述发光二极管(1)包括第一LED芯片(3),其体现为表面发射辐射器,以发射具有在从350nm到500nm的第一波长范围中的光的第一光束(BL),
-其中所述发光二极管(1)包括第二LED芯片(4),其体现为表面发射辐射器,以发射具有在从665nm到1000nm的第二波长范围中的光的第二光束(RO),
-其中两个LED芯片(3,4)被布置成紧挨彼此,并且
-其中所述第一LED芯片(3)的光学活性表面与所述第二LED芯片(4)的光学活性表面的比在从2到20的范围内。
2.如权利要求1所述的光学烟雾报警器,其中所述第一LED芯片(3)的光学活性表面与所述第二LED芯片(4)的光学活性表面的比在从2.5到6.5的范围内。
3.如权利要求2所述的光学烟雾报警器,其中所述第一LED芯片(3)被实施以发射具有460nm±40nm或390nm±40nm的波长的光,并且所述第二LED芯片(4)发射具有940nm±40nm或860nm±40nm的波长的光。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的光学烟雾报警器,其中所述发光二极管(1)具有对称轴(AS),并且其中两个LED芯片(3,4)的相应主辐射方向(HAB,HAR)平行于对称轴(AS)。
5.如权利要求1至3中的任一项所述的光学烟雾报警器,其中所述发光二极管(1)具有对称轴(AS),其中两个LED芯片(3,4)各自具有主辐射方向(HAB,HAR),并且其中主辐射方向(HAB,HAR)中至少一个倾斜向对称轴(AS)。
6.如权利要求1所述的光学烟雾报警器,其中具有光阑孔径(OF)的光阑机构(12,13)在所述检测器单元(10)中被布置在所述发光二极管(1)和所述光电传感器(2)之间,其中光阑机构(12,13)被布置和对准以使得由两个LED芯片(3,4)发射的光束(BL,RO)完全通过光阑孔径(OF)。
7.如权利要求1所述的光学烟雾报警器,其中具有光阑孔径(OF)的光阑机构(12,13)在检测器单元(10)中被布置在所述发光二极管(1)和所述光电传感器(2)之间,其中所述光阑机构(12,13)被布置和对准以使得由所述第一LED芯片(3)所发射的第一光束(BL)的少于75%通过所述光阑孔径(OF),以及由第二LED芯片(4)所发射的第二光束(RO)的少于75%通过所述光阑孔径(OF)。
8.如权利要求1所述的光学烟雾报警器,其中在所述检测器单元(10)中,具有光阑孔径(OF)的光阑机构(12,13)被布置在所述发光二极管(1)和所述光电传感器(2)之间,其中所述光阑机构(12,13)被布置和对准以使得由所述LED芯片(3,4)中之一所发射的光束(BL,RO)完全通过所述光阑孔径(OF),而由另一LED芯片(4,3)所发射的光束(RO,BL)的少于75%通过所述光阑孔径(OF)。
9.如权利要求6、7或8所述的光学烟雾报警器,其中所述发光二极管(1)具有对称轴(AS),并且其中所述发光二极管(1)被布置成关于该对称轴(AS)旋转以使得由所述第二LED芯片(4)所发射的光被引导成与所述第一LED芯片(3)所发射的光相比更加朝向所述光电传感器(2)。
10.如权利要求6、7或8所述的光学烟雾报警器,其中所述发光二极管(1)包括外壳(9),
-其中所述外壳(9)在沿两个LED芯片(3,4)的光出口之后的区域上形成光学透镜(14),和/或
-其中在发光二极管(1)和光阑孔径(OF)之间布置光学透镜单元。
11.如权利要求10所述的光学烟雾报警器,其中所述外壳(9)由透明塑料制成。
12.如权利要求10所述的光学烟雾报警器,其中所述发光二极管(1)具有垂直于对称轴(AS)并且通过被布置成紧挨彼此的两个LED芯片(3,4)而延伸的横轴(QA),其中定义延伸通过对称轴和横轴(AS,QA)的光平面(LE),其中所述光学透镜(14)或所述光学透镜单元光学地定义居于对称轴(AS)上的聚焦点(F),其中,以聚焦点(F)为顶点,定义辐射角(α),其从光平面(LE)内的对称轴(AS)开始延伸,其中通过为光阑孔径(OF)定界的光阑机构(12,13)的两个相对的内侧边缘而为辐射角(α)确定第一变暗角度值(Ab)和第二变暗角度值(Ar),并且其中所述光阑机构(12,13)被对准和定尺寸以使得两个变暗角度值(Ab,Ar)为不同大小。
13.如权利要求12所述的光学烟雾报警器,其中所述光阑机构(12,13)被对准和定尺寸以使得两个变暗角度值(Ab,Ar)在大小上按二到六倍而不同于彼此。
14.如权利要求1至3中任一项所述的光学烟雾报警器,其中所述烟雾报警器包括连接到所述发光二极管(1)和所述光电传感器(2)的电子控制单元,其中所述电子控制单元被配置成当能够检测到最小烟雾浓度值时输出警报和/或报警。
15.如权利要求14所述的光学烟雾报警器,其中所述电子控制单元被配置成以其指定的标称电流来控制所述第一LED芯片(3),并且其中所述电子控制单元还被配置成以能够与其指定的标称电流相比而限定的缩减因数来控制所述第二LED芯片(4)。
16.如权利要求15所述的光学烟雾报警器,其中缩减因数由所述光电传感器(2)的对于第一和第二波长范围中要检测的散射光的不同光谱灵敏性(SR,SB)来限定。
17.如权利要求1至3中的任一项所述的光学烟雾报警器,其中所述光电传感器(2)是硅PIN光电二极管。
18.如权利要求1至3中的任一项所述的光学烟雾报警器,其中两个LED芯片(3,4)能够由电子控制单元以交替脉冲或同时脉冲来控制。
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