CN105651659A - 具有双色发光二极管的散射光烟雾探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有双色发光二极管的散射光烟雾探测器，其具有依照散射光原理工作的探测器单元。探测器单元包含照射要探测的颗粒的发光二极管和探测被颗粒散射的光的对其在光谱上敏感的感光器。发光二极管具有主光轴且感光器具有光学接收轴。发光二极管和感光器被相对于彼此布置且对准使得两个光轴限定散射光角。发光二极管包括用于发射第一和第二光束的第一和第二LED芯片，第一和第二光束具有第一波长范围内的光和在与其不同的第二波长范围内的光。发光二极管包括LED芯片载体，其与主光轴正交地布置。两个LED芯片被并排布置在LED芯片载体上。发光二极管围绕被朝着感光器对准的其主光轴旋转使得延伸通过两个LED芯片的芯片轴正交于由两个光轴限定的角平面。

Description

具有双色发光二极管的散射光烟雾探测器
技术领域
本发明涉及具有依照散射光原理工作的探测器单元的散射光烟雾探测器。所述探测器单元包括用于照射要探测的颗粒的发光二极管和用于探测被颗粒散射的光的对其在光谱上敏感的感光器。所述发光二极管具有主光轴并且所述感光器具有光学接收轴。所述发光二极管和所述感光器被相对于彼此布置并对准，使得所述两个光轴限定散射光角。
背景技术
此类烟雾探测器也被称为火灾报警器。它们通常包括具有至少一个烟雾入口孔径的探测器外壳和被容纳在探测器外壳中的用于烟雾探测的探测器单元。所述探测器单元优选地包括光学测量室，其被遮蔽防备环境光但是对要探测的烟雾而言是可透过的。后者通常还包括多个百叶窗以遮蔽环境光并因此也被叫做迷宫式结构（labyrinth）。
将电子控制单元连接到发光二极管和感光器作为烟雾探测器的一部分。控制单元被配置成如果可以探测到烟雾的相应最小浓度值就输出警告和/或警报。
现有技术中还已知的是，在一个或两个散射光布置中使用两个不同颜色的发光二极管和感光器的烟雾探测器。已知使用红光LED或红外线LED来发射红色的或红外光以及使用蓝光或紫光LED来发射蓝色或紫色光。借助于对从感光器接收的相应颜色的散射光的适当评估（诸如例如比例计算），然后可以执行关于探测到的烟雾颗粒的颗粒尺寸的评估。。所确定的颗粒尺寸的适当评定使得能够例如在烟雾、灰尘和蒸汽之间进行区分。这使得能够防止输出可能的假警报。
已知的烟雾探测器通常被配置成用于在具有至其的多个另外的烟雾探测器连接器的一排报警器中操作或者用于电池支持的独立操作。这意味着在这两种情况中只有小于10mW的非常低的平均电功率可用。因此通常用脉冲调节用于发射相应光的发光二极管的控制。类似地，整个“电子装置”被设计成用于达到最低可能功率消耗。
从现有技术中还已知的是使用被并排布置的两个单色发光二极管，从其发射的光被例如经由Y形聚光元件通过或借助于两个会聚光导会聚在公共光轴上。
从本申请人的仍未公布的欧洲专利申请14155048.3中已知使用具有被并排布置的具有不同颜色的两个LED芯片的一个单独发光二极管。第一芯片优选地发射红光或红外光。第二芯片优选地发射蓝光或紫外光。采用这种布置，延伸通过两个LED芯片的芯片轴平行于由感光器的光轴和发光二极管的光轴限定的平面。将两个LED芯片并排布置在公共载体上还导致两个光轴彼此相差约15°至25°。因此，其中的散射光布置具有两个不同的散射光角。
发明内容
基于在介绍中引用的现有技术，本发明的目的是公开一种经改进的烟雾探测器。
通过主要权利要求的主题来达到该目的。在从属权利要求中公开了本发明的有利实施例。
依照本发明，发光二极管包括用于发射第一和第二光束的第一和第二LED芯片，第一和第二光束具有在第一波长范围内的光和在与其不同的第二波长范围内的光。发光二极管包括被与主光轴正交地布置的LED芯片载体。替换地，两个LED芯片可以被布置成至少部分地重叠。发光二极管围绕被朝着感光器对准的其主光轴旋转，使得延伸通过两个LED芯片的芯片轴正交于由两个光轴限定的角平面。芯片轴还正交于发光二极管的主光轴延伸。其特别地平行于两个LED芯片的相应光学活性表面延伸。
两个LED芯片被配备为表面发射辐射器。在这里，“表面发射辐射器”意指从具有朗伯光分布的水平面发射光。因此，表面发射辐射器还可以被称为朗伯辐射器。
LED芯片通常由在光电子半导体过程中生产的具有多个LED芯片的晶片制成。这种晶片通过机械分离过程（特别是通过锯或切断）被分离成所述多个LED芯片。这种“裸露”且本质上全功能的部件也被称为“管芯”。因此，其通常具有正方形或者甚至矩形形状。
本发明的核心在于以下知识：与依照欧洲专利申请14155048.3的布置相比将发光二极管转动90°导致对于两个颜色而言具有仅一个散射光角的散射光布置。
其有利地使得能够更可靠地评估两个“颜色信号”，因为从感光器的观点出发，其现在被以相同的散射光角接收。这消除了在不同的散射光角下的关于散射光信号接收的常见的显著差异，并因此也消除了相关联的计量不准确性或不确定性。
另一优点在于以下事实：由于散射光角相同，所以几乎同时地探测到通常以辐射方式从外面穿透到探测器单元烟雾内部的烟雾。在很大程度上消除了烟雾探测中的时间延迟，诸如被旋转90°的依照未公布欧洲专利申请14155048.3的布置的情况那样。
另一方面，本发明的另一基本概念在于将两个单色发光二极管集成而形成一个单独的（唯一的）双色发光二极管。
这有利地减少了部件的数目。另一优点在于以下事实：可以省去在双色发光二极管的组装之后进行光学路径的复杂的校准。通常，随着两个发光二极管的组装发生的在对准和位置方面相对于彼此的相对偏差要求复杂的校准。
依照一个实施例，两个LED芯片被并排布置，使得两个LED芯片的各自的几何中心处于与发光二极管的主光轴的相同距离处。
结果，两个LED芯片的各自的最大发射关于主光轴是对称的。例如，在LED芯片具有正方形或矩形形状的情况中，所述几何中心是两个表面对角线的交叉点。
优选地，两个LED芯片被并排布置，使得芯片轴延伸通过发光二极管的主光轴和两个LED芯片的相应几何中心两者。这使得由两个LED芯片发射的光束能够在相同的散射光角下被甚至更准确地对准。
依照优选实施例，两个LED芯片在芯片载体上被正交于发光二极管的光轴对准。换言之，特别平坦的芯片载体中的表面法线平行于发光二极管的主光轴延伸。两个LED芯片被并排布置在LED芯片载体上并也因此平坦地在LED芯片载体上。其各自的表面法线也平行于发光二极管的主光轴延伸。
LED芯片载体不必然必须是平坦的。其还可以包括在每个容纳一个LED芯片的槽口的方向上轻微地朝着彼此倾斜的两个局部表面。这促使发射的两个光束被相对于彼此对准（见图5）。芯片载体还可以包括具有相同取向但是被一台阶（step）相互分离的两个平坦的局部表面。可以将台阶化（stepping）选择成使得如果两个LED芯片具有不同的部件厚度，则其光学活性表面处于公共平面中（见图6）。
依照另一优选实施例，发光二极管包括至少两个或三个被引到发光二极管的外壳外的终端接触件。该终端接触件与LED芯片相接触，使得可以针对光的发射对所述第一或第二LED芯片进行电控制。在只有两个终端接触件的情况中，两个LED芯片处于反平行连接中，使得根据激励电流的极性，第一或第二LED芯片被点亮。在三个终端接触件的情况中，一个形成用于两个LED芯片的公共终端接触件。在这种情况中，除了选择性控制，还可以同时地控制两个LED芯片。
优选地，终端接触件共同地位于第一系列的行中。其也被平行于主光轴地引到发光二极管的外壳外。该第一系列的行既正交于主光轴也正交于芯片轴延伸。
因此，将所有终端接触件共同地向后弯曲90°使得能够实现电路载体中的简单的组装和接触。
此外，依照本发明，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1.3至12的范围内，特别地在从2.5至6.5的范围内。第一LED芯片发射蓝绿、蓝、紫或紫外范围内的光，并且第二LED芯片发射红/橙、红或红外范围内的光。
“光学活性”意指靠电流激励而发光的LED芯片的表面的部分。因此，在表面上的用于接触LED芯片的区域不属于“光学活性”，其例如意图用于接触接合线。
依照另一实施例，第一LED芯片被配备为发射从350nm至500nm的波长范围内的光。第二LED芯片被配备为发射从665nm至1000nm的波长范围内的光。特别地，第一LED芯片被配备为发射具有460nm±40nm或390nm±40nm的波长的光，并且第二LED芯片被配备为发射具有940nm±40nm或860nm±40nm的波长的光。
优选地，发光二极管具有与主光轴一致的对称轴或结构主轴。在已知的5mm-或3mmLED（其被作为大量生产的消费产品“成品地”售卖）的情况中，这是相对于此类发光二极管的塑料外壳的旋转对称轴。
替换地，具有两个LED芯片的发光二极管可以是SMD发光二极管。此类SMD部件被配备成用于在电路载体上的直接表面安装。还可以将光导或反射镜布置在SMD发光二极管的下游以使发射的光束转向例如90°。
本发明还基于另一知识，即到目前为止，蓝色“部件”是相对于用于光学烟雾探测的电功率要求的最具决定性的部件。其原因是相比于红色或红外LED光而言产生蓝光的情况下的明显更低的效率。通常，蓝光或紫光的产生比红光或红外光的产生差约10倍。因此，与具有940nm波长的红外光的产生（由OSRAM制造的型号SFH4550的LED）相比，针对相同的辐射强度，对于具有470nm的波长的蓝光的产生（由OSRAM制造的型号SFH4570的LED）而言，要求多至约11倍的光学活性表面。
另一因数是在通常被用作感光器的硅PIN光电二极管的情况中的蓝光的明显更差的光谱灵敏度。因此，采取上述示例性OSRAMLED，蓝光的探测比红外光的探测差1.7倍（在本上下文中见图5）。针对整体的电光学电效率链，结果得到的总因数高达约19=11×1.7。
此外，依照本发明，发蓝光的LED芯片的光学活性表面的尺寸被确定成使得确保足以用于可靠的烟雾探测的质量的感光器信号。另一方面，由于“红色”部件的明显更好的电光学电效率，所以用于产生红光或红外光的“红色”LED芯片的表面可以被减小至一小部分。这有利地降低了此类双色LED的电功率消耗和成本。
依照另一实施例，散射光烟雾探测器包括探测器单元，其被遮蔽防备环境光但是对于要探测的颗粒而言是可透过的。在探测器单元中布置发光二极管和感光器及中间的光阑机构。该光阑机构包括光阑孔径。形成的光阑孔径通常是矩形的。然而，其也可以是圆形的。光阑机构被布置并对准，使得由两个LED芯片发射的光的大部分在50%和85%之间的区域中通过光阑孔径。
两个光束具有一定的照明保留，因为各光束还照亮光阑机构的一部分，这一事实意味着尽管有发光二极管的倾斜、旋转或位移，但是散射光中心的大面积均匀照明是可能的。此类探测器单元就碰撞和振动而言在机械上和功能上也更稳健。
依照另一实施例，发光二极管包括由（特别是透明的）塑料制成的外壳。在从两个LED芯片的光出口与在外壳外面的光出口之间的区域中，外壳形成了光学透镜。在这里，“透明”的意思是至少从第一和第二LED芯片发出的光可以通过塑料外壳。
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。这使得能够在提供于探测器单元中的散射光区域的方向上对由两个LED芯片发射的光进行光集束和/或光引导。
依照一个实施例，烟雾探测器包括电子控制单元，其被连接到发光二极管和感光器。该控制单元被配置成如果能够探测到烟雾的相应最小浓度值就输出警告和/或警报。
控制单元优选地为微控制器。其被配置成针对相应光的电发射而控制两个LED芯片，并且与之同步地获取并评估来自感光器的电信号。被分配给“颜色”的感光器的两个相应信号振幅的差或比的计算然后使得能够确定颗粒尺寸。优选地“蓝色”信号与相应最小浓度值的比较然后使得能够输出警告和/或警报。可以通过可以在微控制器上执行的适当程序步骤来实现用于两个LED芯片的时间控制及各感光器信号的同步获取和评估的各处理步骤。
依照一个有利的实施例，控制单元被配置成用其指定的额定电流控制第一LED芯片。控制单元还被配置成用可以对比于其指定的额定电流来限定的缩减因数来控制第二LED芯片。
在这里，“指定的额定电流”的意思是通常由发光二极管的制造商在数据单中指定的额定电流值。这有利地使得能够减小用于操作第二LED芯片所需要的电功率。其原因是如由用于第二LED芯片、即，用于发红光的LED芯片的生产和组装技术确定的最小芯片尺寸。可以说通常在从2到4的范围内的缩减因数实现第二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实现用于第一和第二LED芯片的控制的校准。可以例如借助于第二LED芯片的脉宽调制控制来实现电流减小和由此的功率减小。在这种情况中，在从2至4的范围内的缩减因数对应于脉宽调制的传号空号比。控制频率优选地在从100kHz至10MHz的范围内。
优选地由感光器针对在第一和第二波长范围内的要探测的散射光的不同光谱灵敏度来定义缩减因数。
依照另一实施例，感光器可以是半导体光电二极管。其特别地为硅PIN光电二极管且优选地为具有改善的蓝光灵敏度的硅PIN光电二极管。
此外，依照另一实施例，电子控制单元可以用交替脉冲或同步脉冲来控制两个LED芯片。在第一种情况中，只需要一个感光器。在第二种情况中，可能需要两个感光器以便探测相应的散射光。
最后，发光二极管和感光器优选地形成前向散射光布置，其具有在从20°到90°的范围内、特别是在从30°到70°的范围内的散射光角。替换地，发光二极管和感光器可以形成后向散射光布置，其具有在从大于90°到160°的范围内、特别是在从110°到150°的范围内的散射光角。后向与前向散射光布置的结合也是可能的。在这种情况中，需要另外的感光器和另外的发光二极管。
附图说明
使用以下附图的示例诠释本发明和本发明的有利实施例，其中示出了：
图1：依照本发明的依照散射光原理工作的用于具有发光二极管并具有光接收器的烟雾探测器的示例性探测器单元；
图2：沿着交叉线II-II穿过依照图1的探测器单元的剖视图；
图3：图2中的依照图2中所示的视向III的、具有用于发射双色光的两个LED芯片的发光二极管的顶视图；
图4-6：容纳两个LED芯片的LED芯片载体的不同的实施例。
图7：依照本发明的用于具有SMD发光二极管并具有光接收器的烟雾探测器的依照散射光原理工作的另一示例性探测器单元；以及
图8：具有增加的蓝光灵敏度的硅PIN光电二极管的特定光谱灵敏度的示例。
具体实施方式
图1示出了依照散射光原理工作的用于烟雾探测器的探测器单元10的示例。所示的依照本发明的探测器单元10包括发光二极管1和光接收器2。
出于清楚的原因，没有示出在探测器单元10周围的烟雾探测器外壳。也没有具有通常被容纳在烟雾探测器外壳中的控制单元的电路载体的描绘或烟雾探测器外壳中的烟雾入口孔径的描绘。
探测器单元10包括具有多个环境光屏蔽百叶窗11的光学测量室。依照本发明，探测器单元10的内部包括具有两个LED芯片3、4的（双色）发光二极管1和在散射光角α下处于前向散射光布置中的感光器2。在本示例中，该角为60°。替换地，还可以在针对大于90°的角度值的后向散射光角下，诸如例如在120°的散射光角α下布置部件1、2两者。从结构的观点出发，散射光角α由发光二极管1的主光轴SA与感光器2的光学接收轴EA的交叉点限定。在实践中，SA、EA两轴不必然必须相交，因为发光二极管1具有锥形发射区且感光器2也具有锥形或叶形接收区，然后由SA、EA两轴形成该二区的各自的几何中心。在这里，可以理想化地忽略与交叉点的几度的角偏差。
两个部件1、2通常被电连接到电路载体，其通常位于探测器单元10外部并邻近于探测器单元10。可以在电路载体上布置其它部件，诸如例如微控制器、有源或无源部件。
在图1中的示例中，针对发光二极管1图示出主光轴SA并针对感光器2图示出光学接收轴EA。在这里，它们之间的角对应于上面描述的散射光角α。主光轴SA通常还对应于所示的典型的3mm或5mm发光二极管的对称轴或结构主轴。另外，为了避免感光器2上的直接LED光，在发光二极管1的上游布置了具有针孔光阑形式的光阑机构12。尽管这在本示例中是不可识别的，但是针孔光阑12形成了矩形或正方形的光阑孔径OF。所述光阑孔径OF由平行于图1中的图像平面延伸的探测器单元10的两个邻近壁且由垂直于图1中的图像平面延伸的针孔光阑12的内边缘形成（没有以任何更详细的方式示出这一点）。
发光二极管1包括塑料外壳，其形成用于将由发光二极管1产生的光在光阑孔径OF的方向中集束的光学透镜14。所示的发光二极管1的外观对应于用于具有5mm的塑料外壳直径的“通孔组装”的典型的5mm发光二极管的外观。替换地，其可以是3mm发光二极管。
所示的感光器2还被接收器调光机构16围绕。还存在被布置在感光器2上游的接收器透镜15，其用于使来自要探测的烟雾颗粒的散射光聚焦。
从几何观点出发，一方面的由发光二极管1和相对光阑机构12形成的光学成像布置和另一方面的由感光器2、周围的接收器调光机构16和上游接收器透镜15形成的光学成像布置确定散射光体积SB、SR。只有来自这两个散射光体积SB、SR的来自要探测的颗粒的散射光在公共的相等散射光角α下到达感光器2。
在本示例中，依照本发明的发光二极管1包括用于发射第一光束BL的第一LED芯片3，所述第一光束BL具有在从350nm到500nm的第一波长范围内的光，即，蓝绿、蓝、紫和紫外光。发光二极管1还包括用于发射第二光束RO的第二LED芯片4，所述第二光束RO具有在从665nm到1000nm的第二波长范围内的光，即红/橙，红和红外光。这两个LED芯片3、4被并排布置。这两个LED芯片3、4通常为表面发射辐射器。此类表面发射辐射器也被称为朗伯辐射器。
依照本发明，发光二极管1包括LED芯片载体6，其被正交于主光轴SA布置。芯片载体6具有片状和平坦的设计。换言之，LED芯片载体6的表面法线平行于主光轴SA。优选地，该表面法线也与主光轴SA对准。
依照本发明，两个LED芯片3、4还被并排布置在LED芯片载体6上（在上下文中关于更多细节请见图3）。在这里，发光二极管1围绕被朝着感光器2对准的其主光轴SA旋转，使得延伸通过两个LED芯片3、4的芯片轴CA正交于由两个光轴SA、EA限定的角平面W。
在描绘中示出的两个LED芯片3、4的“重叠布置”的意思是，在投影中从“上方”看，只有散射光体积SB、SR是存在的。
在本示例中，光阑机构12被布置并对准成使得由两个LED芯片3、4发射的光的大部分（在50%和85%之间）通过光阑孔径OF。因此，其余部分（50%至15%）被光阑机构12遮挡。AB指定想象的被遮挡区域，其在没有光阑机构12的情况下否则将到达探测器单元10的内部。这导致朝向“右”和“左”以及还有“向上”和“向下”的一定照明保留，以补偿在电路载体的发光二极管1的组装期间的轻微倾斜、旋转或位移。
图2是沿着交叉线II-II穿过依照图1的探测器单元10的剖视图。
图2的上面和下面的区域示出了盖体和底板区域D、B或被配备为光学测量室的探测器单元10的测量室盖体和测量室底板。侧视图现在示出了由第一LED芯片3发射的“蓝色”光束BL的大部分和由第二LED芯片4发射的第二“红色”光束RO的大部分如何通过光阑机构12的孔径OF。两个光束BL、RO在很大程度上重叠，其中，蓝色光束BL更多地在上方延伸且红色光束RO更多地在下方延伸。SB和SR指定相关联的“蓝色”和“红色”散射体积。从几何观点出发，蓝色散射体积SB是蓝色光束BL和光接收器2的接收区域EB的割集，并且红色散射线体积SR是红色光束BL和接收区域EB的割集。
根据透镜14的光学特性和两个散射线体积SB、SR与发光二极管1的距离，两个光束BL、RO还可以以相反的方式延伸。在这种情况中，红色光束RO然后在蓝色光束BL上方延伸。替换地或附加地，两个光束BL、RO可以在更大或更小程度上交叉，导致公共的双色散射线体积。
还可识别的是由发光二极管1的主光轴SA和光接收器2的接收轴EA限定的角平面W。
在图2的右手侧中示出的示例性发光二极管1是用于“通孔组装”的已知典型5mm发光二极管，其具有5mm的塑料外壳直径。其终端接触件70、71、72最初被平行于主光轴SA引到发光二极管1的外壳外，并且被弯曲90°以使得能够实现与散射光烟雾探测器的电路载体的简单电接触（没有更详细地示出）。在本示例中，电路载体平行于在测量室底板B下面的角平面W。在这种情况中，三个终端接触件70、71、72被引导通过测量室底板B。另外，依照本发明的终端接触件70、71、72在所示的片材水平面中串行地位于公共的第一系列的行FL中。在这里，第一系列的行FL正交于主光轴SA延伸。在引导穿过外壳的区域中，它也在角平面W中延伸。
图3是图2中的依照其中图示的视向III的、具有用于发射双色光的两个LED芯片3、4的发光二极管1的顶视图。
参考标号9指定塑料外壳，其中LED芯片载体6被与两个LED芯片3、4一起浇铸为反射器5的一部分。反射器5还被配备为公共终端接触件7并被作为中间终端接触件70引出外壳9。中间终端接触件70在两侧被为了与两个LED芯片3、4电连接而提供的第一和第二终端接触件71、72围绕。在LED芯片载体6的区域中，两个终端接触件71、72中的每个形成用于经由接合线8进行其与两个LED芯片3、4的接触的接触表面。
如图3中所示，两个LED芯片3、4被并排布置，使得两个LED芯片3、4的各自几何中心处在与发光二极管1的主光轴SA的相同距离处。用小写字母“x”来指示各几何中心。
两个LED芯片3、4的边缘优选地相互平行地和正交地对准。特别地，两个LED芯片3、4然后被相对于彼此在中心布置。这在图3中示出。在这种情况中，芯片轴CA还可以被限定或指定为延伸通过第一LED芯片3的几何中心且通过第二LED芯片4的中心两者的直线。在图3中所示的理想情况中，两个LED芯片3、4被相对于彼此且在芯片载体6上对准，使得芯片轴CA也延伸通过发光二极管1的主光轴SA。
除了发光二极管1的主光轴SA（其也是发光二极管1的结构主轴和对称轴）之外，本图3还示出了通过两个LED芯片3、4并正交于主光轴SA延伸的芯片轴CA。另外图示出发光二极管1的横轴QA，其正交于芯片轴CA并也正交于主光轴SA。
因此，依照本发明，终端接触件70、71、72位于公共的第一系列的行FL中。其被平行于主光轴SA引出发光二极管1的外壳9。第一系列的行FL既正交于主光轴SA又正交于芯片轴CA延伸，并且因此还平行于横轴QA。替换地，发光二极管可以包括一系列终端接触件，其位于平行于芯片轴CA延伸的第二系列的行中。然而，与上述不同，这则要求终端接触件在发光二极管的外壳外面的不同的位置处被折叠90°。
依照本发明的另一方面，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1.3到12的范围内，特别是在从2.5到6.5的范围内。在本示例中，该比大约为2.78=（0.5×0.5mm）2/（0.3×0.3mm）2，其中，两个示例性正方形LED芯片3、4的边长具有0.5mm或0.3mm的边缘长度。
图4示出了具有被相邻地布置在其上面的两个LED芯片3、4的平坦LED芯片载体6。在这种情况中，“红色”LED芯片4具有比“蓝色”LED芯片3更大的部件厚度。
图5和图6显示LED芯片载体6不必然必须是平坦的。在图5中的示例中，LED芯片载体6具有在每一个都容纳LED芯片3、4的槽口的方向上轻微地朝着彼此倾斜的两个局部表面。两个局部表面也是平坦的。在图6中的示例中，LED芯片载体6也具有两个局部表面。不同于前述实施例，这些具有相同的取向。这两个局部表面被芯片载体6中的一个台阶相互分离。该台阶化（stepping）被选择成使得如果两个LED芯片3、4具有不同的部件厚度，那么它们的光学活性表面位于公共平面中。
图7还示出了依照本发明的用于具有SMD发光二极管1以及光接收器2的烟雾探测器的依照散射光工作的原理探测器单元10。
不同于依照图2的实施例，由SMD发光二极管1来替换其中所示的“通孔”LED。SMD发光二极管1被直接地施加于印刷电路板13的表面并被焊接。印刷电路板13本身被引导通过探测器单元的底板区域B中的孔径并与电路载体（没有更详细地示出）进行接触，散射光烟雾探测器的电子和电气部件通常被布置在所述电路载体上。电路载体被平行于角平面W对准。另外，印刷电路板13被正交地容纳在电路载体中。
替换地，SMD发光二极管还可以被布置在电路载体的上侧并通过探测器单元的底板区域B中的孔径发射照明。被以这种方式在检测器单元中布置并对准的镜面光导（棱镜）然后可以与图7中所图示的主光轴SA对准地使发射光束转向90°。
图8示出了具有增加的蓝光灵敏度的硅PIN光电二极管2的特定光谱灵敏度SRel的示例。以纳米在横坐标上图示出所探测的光的光波长λ，使用由OSRAM公司制造的类型BPW34B的硅PIN光电二极管的示例在纵坐标上将特定光谱灵敏度SRel图示为百分比。采用对在850nm处的光谱上最灵敏的光波长给予100%的值来对光谱灵敏度SRel进行标准化。如图表所示，感光器2对蓝色光的光谱“蓝色”灵敏度SEB（在470nm的波长值Λ1的情况下具有52%）比感光器2对红外光的光谱“红色”灵敏度SER（在940nm的波长值Λ2的情况下具有90%）差大约1.7倍。
参考标号列表
1LED，发光二极管
2感光器，光电二极管，硅PIN光电二极管
3、4LED芯片，表面发射辐射器
5反射器，反射器环
6LED芯片载体，载体，载体板
7接触表面
8接合线
9外壳，塑料外壳
10探测器单元，测量室
11百叶窗，遮光元件
12光阑机构，针孔光阑
13印刷电路板
14光学透镜
15接收器透镜
16接收器调光机构，针孔光阑
70-72终端接触件
AB被遮蔽区域
B底板，测量室底板，地板区
BL光束，“蓝色”光束
CA芯片轴
D盖体
EA接收器的光轴，接收轴
EB接收区
FL行系列（seriesofrows）
OF光阑孔径
QA横轴
RO光束，“红色”光束
SA主光轴，LED的对称轴
SEB（“蓝色”）光谱灵敏度
SER（“红色”）光谱灵敏度
SRel相对光谱灵敏度
SB、SR蓝色、红色散射线体积
W角平面
α散射光角
λ光波长
Λ1、Λ2波长值

Claims (15)

1.一种散射光烟雾探测器，其具有依照散射光原理工作的探测器单元（10），其包括用于照射要探测的颗粒的发光二极管（1）和用于探测被颗粒散射的光的对其在光谱上敏感的感光器（2），其中所述发光二极管（1）具有主光轴（SA）且所述感光器（2）具有光学接收轴（EA），其中，所述发光二极管（1）和所述感光器（2）被相对于彼此布置并对准，使得两个光轴（SA、EA）限定散射光角（α），
-其中，所述发光二极管（1）包括用于发射第一和第二光束（BL、RO）的第一和第二LED芯片（3、4），所述第一和第二光束（BL、RO）具有在第一波长范围内的光和在与其不同的第二波长范围内的光，
-其中，所述发光二极管（1）包括LED芯片载体（6），其被与所述主光轴（SA）正交地布置，
-其中，两个LED芯片（3、4）被并排布置在所述LED芯片载体（6）上，并且
-其中，所述发光二极管（1）围绕被朝着所述感光器（2）对准的其主光轴（SA）旋转，使得延伸通过所述两个LED芯片（3、4）的芯片轴（CA）正交于由两个光轴（SA、EA）限定的角平面（W）。
2.如权利要求1所述的散射光烟雾探测器，其中，所述两个LED芯片（3、4）或两个LED芯片（3、4）的各自的几何中心处于与所述发光二极管（1）的主光轴（SA）的相同距离处。
3.如权利要求1或2所述的散射光烟雾探测器，其中，所述两个LED芯片（3、4）被并排布置，使得所述芯片轴（CA）延伸通过所述发光二极管（1）的主光轴（SA）且通过所述两个LED芯片（3、4）的各自的几何中心两者。
4.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述两个LED芯片（3、4）在所述芯片载体（6）上被正交于所述发光二极管（1）的主光轴（SA）对准。
5.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述发光二极管（1）包括被引到所述发光二极管（1）的外壳（9）外面的至少两个终端接触件（70、71、72），其中，所述终端接触件（70、71、72）与所述LED芯片（3、4）接触，使得所述第一或所述第二LED芯片（3、4）可以被针对光的发射进行电控制。
6.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，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1.3到12的范围内，特别是在从2.5到6.5的范围内。
7.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述第一LED芯片（3）被配备成发射在从350nm到500nm的波长范围内的光，并且其中，所述第二LED芯片（4）被配备成发射在从665nm到1000nm的波长范围内的光。
8.如权利要求7所述的散射光烟雾探测器，其中，所述第一LED芯片（3）被配备成发射具有460nm±40nm或390nm±40nm的波长的光，并且，所述第二LED芯片（4）被配备成发射具有940nm±40nm或860nm±40nm的波长的光。
9.如前述权利要求中的任一项所述的散射光烟雾探测器，其中，所述散射光烟雾探测器包括探测器单元（10），其被遮蔽防备环境光但是对于要探测的颗粒而言是可透过的，其中，所述发光二极管（1）、所述感光器（2）和中间的光阑机构（12）被布置在所述探测器单元（10）中，其中，所述光阑机构（12）包括光阑孔径（OF）并被设置并对准，使得由所述两个LED芯片（3、4）发射的光的大部分在50%和85%之间的范围内通过所述光阑孔径（OF）。
10.如权利要求9所述的散射光烟雾探测器，其中，所述发光二极管（1）包括由特别地透明塑料制成的外壳（9），并且其中，所述外壳（9）在从所述两个LED芯片（3、4）的光出口与在所述外壳（9）外面的光出口之间的区域中形成光学透镜（14）。
11.如权利要求9或10所述的散射光烟雾探测器，其中，光学透镜单元被布置在所述发光二极管（1）和所述光阑孔径（OF）之间。
12.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，其包括电子控制单元，该电子控制单元被连接到所述发光二极管（1）和所述感光器（2），其中，所述控制单元被配置成当能够探测到烟雾的最小浓度值时输出警告和/或警报。
13.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述感光器（2）是半导体光电二极管，特别是硅PIN光电二极管。
14.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，可以采用交替脉冲通过所述电子控制单元控制所述两个LED芯片（3、4）。
15.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述发光二极管（1）和所述感光器（2）形成前向散射光布置，其具有在从20°到90°、特别是从30°到70°的范围内的散射光角（α），或形成后向散射光布置，其具有在从大于90°到160°、特别是从110°到150°的范围内的散射光角（α）。
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