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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion von Rauch in einem Raum, umfassend eine Abdeckscheibe, mindestens einen zumindest abschnittsweise auf einer Innenseite der Abdeckscheibe angeordneten ersten Strahlungssender, der dazu ausgebildet ist, Strahlung in einen Raum auszusenden, wobei die Strahlung durch in dem Raum befindlichen Rauch gestreut wird, mindestens einen ebenfalls zumindest abschnittsweise auf der Innenseite der Abdeckscheibe angeordneten ersten Strahlungsempfänger, der dazu ausgebildet ist, die von dem Rauch gestreute Strahlung zu empfangen, und weiterhin umfassend mindestens einen zweiten Strahlungssender und mindestens einen zweiten Strahlungsempfänger. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer derartigen Vorrichtung.
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Es sind Rauchmelder bekannt, die mit Ihrer Abdeckscheibe bündig in eine Decke oder eine Wand eines Raums eingesetzt werden können. Derartige Rauchmelder besitzen keine Messkammer im herkömmlichen Sinne. Vielmehr dient der Raum selbst als Messkammer, indem von dem Strahlungssender ausgesandte Strahlung an in dem Raum befindlichem Rauch gestreut und von dem Strahlungsempfänger detektiert wird. Prüfvorschriften für derartige so genannte offene Rauchmelder verlangen für die Zulassung die Erkennung einer vollständigen lichtundurchlässigen Abdeckung der Oberfläche des Rauchmelders, da eine solche Abdeckung die Funktionsweise beeinträchtigt oder vollständig außer Kraft setzt.
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Aus
EP 1 224 641 B1 und aus
DE 10 2004 001 699 A1 ist der Einsatz von zwei Paaren von Strahlungssender und Strahlungsempfänger für die Raucherkennung einerseits und die Überprüfung der Funktionsfähigkeit andererseits bekannt. Die bekannten Vorrichtungen besitzen allerdings einen nicht unerheblichen Aufwand.
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Hinzu kommt, dass beispielsweise eine Funktionsstörung wie ein Totalausfall des Strahlungssenders oder des Strahlungsempfängers der für die Überwachung der Funktionsfähigkeit eingesetzten Messstrecke nicht sicher erkennbar ist. Hierfür ist vielmehr ein drittes Paar von Strahlungssender und Strahlungsempfänger erforderlich. Des Weiteren sind aus
DE 40 06 420 A1 sowie
DE 10 2011 083 455 A1 Vorrichtungen zur Erfassung von Fremdkörpern wie Verschmutzungen auf transparenten Oberflächen mittels Auskopplung von bei sauberer Oberfläche totalreflektierter Strahlung bekannt.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen Abdeckungen oder Verschmutzungen mit geringem Aufwand und mit höchster Zuverlässigkeit erkannt werden können.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Die Erfindung löst die Aufgabe einerseits durch eine Vorrichtung zur Detektion von Rauch in einem Raum, umfassend eine Abdeckscheibe, mindestens einen zumindest abschnittsweise auf einer Innenseite der Abdeckscheibe angeordneten ersten Strahlungssender, der dazu ausgebildet ist, Strahlung in einen Raum auszusenden, wobei die Strahlung durch in dem Raum befindlichen Rauch gestreut wird, mindestens einen ebenfalls zumindest abschnittsweise auf der Innenseite der Abdeckscheibe angeordneten ersten Strahlungsempfänger, der dazu ausgebildet ist, die von dem Rauch gestreute Strahlung zu empfangen, und weiterhin umfassend mindestens einen zweiten Strahlungssender und mindestens einen zweiten Strahlungsempfänger, wobei in einer Aussparung der Abdeckscheibe ein für von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte Strahlung transparentes Bauteil angeordnet ist, wobei der zweite Strahlungssender und der zweite Strahlungsempfänger auf einer Innenseite des transparenten Bauteils derart angeordnet sind, dass von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte Strahlung in das transparente Bauteil eintritt, an einer Grenzfläche zwischen einer dem zweiten Strahlungssender und dem zweiten Strahlungsempfänger abgewandten Außenfläche des transparenten Bauteils und der Umgebung totalreflektiert wird und zu dem zweiten Strahlungsempfänger geleitet wird, und dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, auf Grundlage der von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Strahlung auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils zu schließen, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, bei einer Abweichung des von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Messsignals von einem Sollwert auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils und/oder eine Funktionsstörung des zweiten Strahlungssenders und/oder des zweiten Strahlungsempfängers zu schließen, wobei die Auswerteeinrichtung weiter dazu ausgebildet ist, bei einem Unterschreiten eines von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Messsignals um einen ersten Grenzwert auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils zu schließen, und bei einem Unterschreiten des von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Messsignals um einen zweiten Grenzwert auf eine Funktionsstörung des zweiten Strahlungssenders und/oder des zweiten Strahlungsempfängers zu schließen, wobei der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert ist.
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Außerdem löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der zweite Strahlungssender zum Aussenden von Strahlung angesteuert wird und ein von dem zweiten Strahlungsempfänger insbesondere aufgrund von durch den zweiten Strahlungssender in das transparente Bauteil eingeleiteter Strahlung empfangenes Messsignal mit einem Sollwert verglichen wird, und wobei bei einer Abweichung des Messsignals von dem Sollwert auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils und/oder auf einen Ausfall des zweiten Strahlungssenders und/oder des zweiten Strahlungsempfängers geschlossen wird, wobei bei einem Unterschreiten des Messsignals um einen ersten Grenzwert auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils geschlossen wird, und wobei bei einem Unterschreiten des Messsignals um einen zweiten Grenzwert auf eine Funktionsstörung des zweiten Strahlungssenders und/oder des zweiten Strahlungsempfängers geschlossen wird, wobei der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet einen Brand- bzw. Rauchmelder, der beispielsweise an der Decke oder Wand eines zu überwachenden Raumes installiert wird. Wird von dem ersten Strahlungssender in den zu überwachenden Raum ausgesandte Strahlung von dort vorhandenem Rauch gestreut, gelangt die gestreute Strahlung zu dem ersten Strahlungsempfänger und führt dort in an sich bekannter Weise zu einem Alarmsignal. Die Vorrichtung umfasst eine Abdeckscheibe, die dem Raum zugewandt ist. Der erste Strahlungssender und der erste Strahlungsempfänger sind so ausgerichtet, dass sie in den Raum strahlen bzw. Strahlung aus dem Raum empfangen. Weiterhin sind ein zweiter Strahlungssender und ein zweiter Strahlungsempfänger vorgesehen. Während das Paar aus erstem Strahlungssender und erstem Strahlungsempfänger der Rauchdetektion in dem überwachten Raum dient, ist das Paar aus zweitem Strahlungssender und zweitem Strahlungsempfänger für die Funktionsüberwachung vorgesehen. Bei den ersten und zweiten Strahlungssendern und den ersten und zweiten Strahlungsempfängern kann es sich um an sich bekannte Dioden handeln. Der erste Strahlungssender und/oder der erste Strahlungsempfänger und/oder der zweite Strahlungssender und/oder der zweite Strahlungsempfänger können insbesondere vollständig auf der Innseite der Abdeckscheibe angeordnet sein.
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Der zweite Strahlungssender und der zweite Strahlungsempfänger sind insbesondere so angeordnet, dass Strahlung nicht direkt von dem zweiten Strahlungssender zu dem Strahlungsempfänger gelangen kann. Dies kann auch für den ersten Strahlungssender und den ersten Strahlungsempfänger gelten. Insbesondere können der erste Strahlungssender und/oder der erste Strahlungsempfänger und/oder der zweite Strahlungssender und/oder der zweite Strahlungsempfänger jeweils in geeigneten strahlungsundurchlässigen Aufnahmen, insbesondere Röhren (sogenannten Tubes), angeordnet sein. Derartige strahlungsundurchlässige Aufnahmen verhindern darüber hinaus ein Eindringen von kleinen Objekten (kleiner als 1,3 mm) zum Beispiel Insekten, in den Innenraum der Vorrichtung.
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Erfindungsgemäß ist ein Bauteil vorgesehen, das zumindest für die von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte Strahlung transparent ist. Das transparente Bauteil besitzt eine Außenfläche, die einen Teil der dem Raum zugewandten Oberfläche der Vorrichtung bildet. Das transparente Bauteil ist dazu in einer geeigneten Aussparung bzw. Öffnung der Abdeckscheibe angeordnet. Der zweite Strahlungssender ist so ausgerichtet, dass die von ihm ausgesandte Strahlung durch eine Eintrittsfläche in das transparente Bauteil gelangt, dort Totalreflektion an der Grenzfläche zwischen der im montierten Zustand der Vorrichtung dem zu überwachenden Raum zugewandten Außenfläche des transparenten Bauteils und der Umgebung, also insbesondere Luft, erfährt und über eine Austrittsfläche zu dem zweiten Strahlungssender gelangt, ohne dass diese Strahlung durch den Raum geleitet wird. Der zweite Strahlungssender strahlt seine Strahlung dazu unter einem Winkel in das transparente Bauteil ein, insbesondere unter dem Winkel der Totalreflektion an der Grenzfläche. Bei einer sauberen und nicht abgedeckten Außenfläche des transparenten Bauteils wird also im Wesentlichen der gesamte von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte und in das transparente Bauteil eingeleitete Strahlungsanteil an der Grenzfläche totalreflektiert und zu dem zweiten Strahlungsempfänger geleitet. Der zweite Strahlungsempfänger ist entsprechend so ausgerichtet, dass er die aus dem transparenten Bauteil wieder austretende Strahlung ebenfalls unter diesem Winkel empfängt. Das transparente Bauteil bildet also einen Lichtleiter. Als Materialien kommen zum Beispiel Polycarbonat, Acrylglas, Makrolon, ein anderes Glas oder ein vergleichbares transparentes Material in Frage. Das transparente Bauteil kann zum Beispiel scheiben- oder quaderförmig ausgebildet sein. Wie bereits erwähnt, kann insbesondere vorgesehen sein, dass außer der durch das transparente Bauteil geleiteten Strahlung keine Strahlung von dem zweiten Strahlungssender direkt zu dem zweiten Strahlungsempfänger gelangt.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, auf Grundlage der von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Strahlung auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils und damit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu schließen. Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, bei einer Abweichung der von dem Strahlungsempfänger empfangenen Strahlung von einem Sollwert auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils zu schließen. Beispielsweise kann bei einem Unterschreiten des von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Messsignals auf eine Verschmutzung und/oder Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils und/oder eine Funktionsstörung des zweiten Strahlungssenders und/oder des zweiten Strahlungsempfängers geschlossen werden.
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Die Erfindung nutzt für die Überprüfung der Funktionsfähigkeit das Prinzip der Totalreflektion. Solange die Außenfläche des transparenten Bauteils sauber und unverdeckt ist, liegt eine Grenzfläche zwischen der Außenfläche und der Umgebung, insbesondere der Luft, mit einem definierten Brechungsindexsprung vor. Insbesondere liegt an der Grenzfläche ein Übergang zwischen dem optisch dichteren Material des transparenten Bauteils mit einem Brechungsindex von beispielsweise ≥ 1,3 zu der Umgebungsluft mit einem Brechungsindex von etwa 1,0 vor. Dies ist bekanntlich eine Voraussetzung für die Totalreflektion. Der Einfallswinkel der von dem zweiten Strahlungssender ausgesandten Strahlung wird nun so gewählt, dass an der Grenzfläche Totalreflektion auftritt und die totalreflektierte Strahlung zu dem zweiten Strahlungsempfänger geleitet wird. Insbesondere entspricht der Einfallswinkel der von dem zweiten Strahlungssender ausgesandten Strahlung dem vorliegenden Winkel der Totalreflektion an der Grenzfläche. Der zweite Strahlungsempfänger kann ebenfalls unter diesem Winkel gegenüber dem transparenten Bauteil ausgerichtet sein. Bei sauberer und unverdeckter Außenfläche des transparenten Bauteils empfängt der zweite Strahlungsempfänger ein konstantes Messsignal. Hieraus kann auf die Sauberkeit und Unverdecktheit der Außenfläche des transparenten Bauteils geschlossen werden. Auf dieser Grundlage wiederum kann angenommen werden, dass auch die Außenfläche der Abdeckscheibe und insbesondere der Bereich des ersten Strahlungssenders und ersten Strahlungsempfängers sauber und unverdeckt, die Vorrichtung also voll funktionsfähig ist.
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Tritt eine Verschmutzung oder Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils auf, verändert dies den Brechungsindexsprung an der Grenzfläche zur Umgebung. Der auf eine saubere und nicht verdeckte Außenfläche des transparenten Bauteils abgestimmte Einfallswinkel der Strahlung des zweiten Strahlungssenders entspricht nun nicht mehr vollständig dem Winkel der Totalreflektion. Als Folge kann zumindest ein Anteil der von dem zweiten Strahlungssender eingestrahlten Strahlung an der Grenzfläche aus dem transparenten Bauteil in die Umgebung austreten und erreicht entsprechend den zweiten Strahlungsempfänger nicht mehr. Dieser Abfall der von dem zweiten Strahlungsempfänger gemessenen Intensität gegenüber dem bei sauberer und nicht verdeckter Außenfläche des transparenten Bauteils empfangenen Messsignal wird erkannt und von der Auswerteeinrichtung ausgewertet und insbesondere ein Rückschluss gezogen auf eine Verschmutzung oder ein Objekt auf der Außenfläche des transparenten Bauteils. Da das in einer Aussparung der Abdeckscheibe angeordnete transparente Bauteil einen Teil der Oberfläche der Vorrichtung bildet, kann auf dieser Grundlage eine Verschmutzung oder Abdeckung der Außenfläche der Abdeckscheibe, insbesondere im Bereich des ersten Strahlungssenders und ersten Strahlungsempfängers, angenommen werden. Es kann also auf eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der gesamten Vorrichtung, insbesondere auch des ersten Strahlungssenders und des ersten Strahlungsempfängers, geschlossen werden. Es versteht sich, dass die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung insgesamt auf diese Weise indirekt überprüft wird. Mittels des Prinzips der Totalreflektion wird erfindungsgemäß direkt nur die Funktionsfähigkeit im Bereich des zweiten Strahlungssenders und des zweiten Strahlungsempfängers überprüft. Gleichzeitig ist auch eine Funktionsstörung, insbesondere ein Totalausfall, des zweiten Strahlungssenders oder des zweiten Strahlungsempfängers erkennbar, da in diesem Fall das bei sauberer und nicht abgedeckter Außenfläche des transparenten Bauteils empfangene Grundsignal stark abfällt oder vollständig verschwindet. Entsprechend wird bei einem Unterschreiten des von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Messsignals um einen ersten Grenzwert auf eine Verschmutzung und/oder eine Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils geschlossen. Weiterhin wird bei einem Unterschreiten des von dem zweiten Strahlungsempfänger empfangenen Messsignals um einen zweiten Grenzwert auf eine Funktionsstörung, insbesondere einen Ausfall, des zweiten Strahlungssenders und/oder des zweiten Strahlungsempfängers geschlossen, wobei der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert ist.
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Es sei darauf hingewiesen, dass bei einer Abdeckung der Außenfläche des transparenten Bauteils mit einem lichtundurchlässigen Gegenstand zwar möglicherweise keine Strahlung in die Umgebung austreten kann. Allerdings kommt es zu einer Absorption der aufgrund des geänderten Brechungsindexsprungs in das lichtundurchlässige Material eintretenden Strahlung und dadurch ebenfalls zu einem Abfall der von dem zweiten Strahlungsempfänger gemessenen Strahlungsintensität.
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Um störende gegenseitige Beeinflussungen zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass der erste Strahlungssender Strahlung in einem anderen Frequenzbereich aussendet als der zweite Strahlungssender. Der erste Strahlungsempfänger und der zweite Strahlungsempfänger sind dann entsprechend zum Empfang der von dem ersten bzw. zweiten Strahlungssender ausgesandten Strahlung ausgebildet. Sie können insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie die von dem jeweils anderen Strahlungssender ausgesandte Strahlung nicht detektieren. Die Messstrecke für die Raucherkennung und die Messstrecke für die Überwachung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung beeinflussen sich dann nicht gegenseitig. Es ist aber auch möglich, die ersten und zweiten Strahlungssender bzw. die ersten und zweiten Strahlungsempfänger jeweils nicht kontinuierlich anzusteuern, sondern diskret. Die Rauchüberwachung mittels des ersten Strahlungssenders und ersten Strahlungsempfängers kann dann zeitlich getrennt von der Funktionsüberwachung mittels des zweiten Strahlungssenders und zweiten Strahlungsempfängers erfolgen. Eine gegenseitige Beeinflussung der Messungen ist dann ebenfalls ausgeschlossen.
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Die Außenfläche des transparenten Bauteils kann bündig mit einer Außenfläche der Abdeckscheibe abschließen. Die Außenfläche der Abdeckscheibe ist die im montierten Zustand dem zu überwachenden Raum zugewandte Fläche der Abdeckscheibe. Bei dieser Ausgestaltung schließt die ebenfalls dem zu überwachenden Raum zugewandte Außenfläche des transparenten Bauteils mit der Außenfläche der Abdeckscheibe bündig ab. Hierdurch ergibt sich ein optisch besonders günstiges Erscheinungsbild. Darüber hinaus lässt sich so besonders sicher aus einer Verschmutzung bzw. Abdeckung des transparenten Bauteils auf eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung, insbesondere des räumlich gegebenenfalls neben dem transparenten Bauteil in geeigneten Aussparungen der Abdeckscheibe angeordneten ersten Strahlungssenders und ersten Strahlungsempfängers schließen.
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Nach einer weitern Ausgestaltung kann das transparente Bauteil eine dem zweiten Strahlungssender und dem zweiten Strahlungsempfänger zugewandte, zu der Außenfläche des transparenten Bauteils planparallele Innenfläche aufweisen. Das transparente Bauteil kann also eine beidseitig plane Scheibenform besitzen.
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Die von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte Strahlung kann nach einer weiteren Ausgestaltung über ein erstes Prisma in das transparente Bauteil eingeleitet werden und die aus dem transparenten Bauteil austretende Strahlung kann über ein zweites Prisma zu dem zweiten Strahlungsempfänger geleitet werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine dem zweiten Strahlungssender zugewandte Eintrittsfläche des ersten Prismas und/oder eine dem zweiten Strahlungsempfänger zugewandte Austrittsfläche des zweiten Prismas mit der Strahlrichtung des zweiten Strahlungssenders und/oder des zweiten Strahlungsempfängers einen Winkel bildet, welcher zu einem Einfallswinkel der Strahlung in das transparente Bauteil bzw. einem Ausfallswinkel der Strahlung aus dem transparenten Bauteil führt, der dem Winkel der Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen der Außenfläche und der Umgebung entspricht.. Die Einspeisung der Strahlung in das transparente Bauteil erfolgt bei dieser Ausgestaltung also durch ein Prisma unter einem geeigneten Winkel, so dass die Strahlung in das transparente Bauteil eintreten kann und dort an der Grenzfläche zwischen der Außenfläche und der Umgebung Totalreflektion erfährt und anschließend über das zweite Prisma zu dem zweiten Strahlungsempfänger geleitet wird. Das optische Prisma richtet die von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte Strahlung also insbesondere in dem Winkel der Totalreflektion für ihren Eintritt in das transparente Bauteil aus. Entsprechend ist das zweite Prisma so angeordnet, dass es diese Strahlung unter diesem Winkel zu dem zweiten Strahlungsempfänger leitet.
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Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem zweiten Strahlungssender und dem ersten Prisma ein Kollimator angeordnet ist und/oder dass zwischen dem zweiten Strahlungsempfänger und dem zweiten Prisma ein Kollimator angeordnet ist. Derartige Kollimatoren bzw. Kollimatorlinsen erzeugen jeweils möglichst parallele Strahlung, so dass jeweils möglichst der gesamte von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte Strahlungsanteil Totalreflektion an der Grenzfläche zwischen der Außenfläche des transparenten Bauteils und der Umgebung erfährt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann zwischen dem ersten Prisma und dem zweiten Prisma mindestens eine für die von dem zweiten Strahlungssender ausgesandte Strahlung undurchlässige Trennwand angeordnet sein. Es können auch mehrere solcher Trennwände vorgesehen sein. Die mindestens eine Trennwand stellt sicher, dass außer der über das transparente Bauteil geleiteten Strahlung keine Strahlung direkt von dem zweiten Strahlungssender zu dem zweiten Strahlungsempfänger gelangen kann und so das Messergebnis verfälschen kann.
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Weiterhin kann vorgesehen, dass das transparente Bauteil und das erste Prisma und/oder das zweite Prisma einstückig ausgebildet sind, also ein gemeinsames einstöckiges Bauteil bilden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, mit ihrer Abdeckscheibe bündig in eine Decke oder eine Wand eines Raums eingebaut zu werden. Der erste und zweite Strahlungssender sowie der erste und zweite Strahlungsempfänger sind dann zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung der Decke oder der Wand eingelassen. Die Strahlungssender, die Strahlungsempfänger und/oder das transparente Bauteil können natürlich auch vollständig auf der Innenseite der Abdeckung abgeordnet sein, um so einen vollständig bündigen Abschluss der Vorrichtung mit einer Raumdecke oder einer Raumwand zu erreichen. Wie eingangs erwähnt, weisen derartige decken- oder wandbündige Rauchmelder keine konventionelle Messkammer auf. Vielmehr wird der zu überwachende Raum selbst als Messkammer genutzt. In der Decke oder der Wand befindet sich eine Aussparung, in der dann die Strahlungssender, die Strahlungsempfänger, das transparente Bauteil sowie gegebenenfalls weitere Komponenten der Vorrichtung, wie eine Auswerteeinrichtung, eine elektrische Versorgung (Batterie), etc. angeordnet sind. Derartige kammerlose oder offene Rauchmelder sind besonders bevorzugt, da sie optisch kaum auffallen. Trotzdem wird durch die Erfindung neben einer sicheren Raucherkennung auch eine zuverlässige Überwachung der Funktionsfähigkeit sichergestellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten perspektivischen Ansicht,
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2 den in 1 gezeigten Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten perspektivischen Ansicht,
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3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten perspektivischen Ansicht, und
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4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zweiten perspektivischen Ansicht.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeigen gleiche Gegenstände. In den 1 und 2 ist ein quaderförmiges transparentes Bauteil 10 gezeigt. Es wird in eine geeignete Aussparung einer Abdeckscheibe der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart eingesetzt, dass die in 2 zu erkennende Außenfläche 12 des transparenten Bauteils 10 bündig mit der Abdeckscheibe abschließt. Die Außenfläche 12 ist im montierten Zustand der Vorrichtung einem auf Rauch zu überwachenden Raum zugewandt. Der Außenfläche 12 gegenüberliegend besitzt das transparente Bauteil 10 eine planparallel zu der Außenfläche 12 ausgebildete Innenfläche 14. Das transparente Bauteil 10 besteht beispielsweise auf Polycarbonat, Acrylglas, Makrolon, einem anderen Glas oder einem vergleichbaren transparenten Material. An der Innenfläche 14 des transparenten Bauteils ist ein erstes Prisma 16, in 1 links und ein zweites Prisma 18, in 1 rechts angebracht. Die Prismen 16, 18 können aus demselben Material bestehen wie das transparente Bauteil 10. Zwischen den Prismen 16, 18 sind zwei strahlungsundurchlässige Trennwände 20, 22 angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin einen in den 1 und 2 nicht gezeigten ersten Strahlungssender und einen in den 1 und 2 ebenfalls nicht gezeigten ersten Strahlungsempfänger, wie weiter unten mit Bezug auf die 3 und 4 näher erläutert wird. Im montierten Zustand der Vorrichtung strahlt der erste Strahlungssender Strahlung in den zu überwachenden Raum aus. Befindet sich in dem Raum Rauch, wird diese Strahlung an dem Rauch gestreut und die gestreute Strahlung wird von dem ersten Strahlungsempfänger detektiert. Eine nicht gezeigte Auswerteeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung löst auf dieser Grundlage in an sich bekannter Weise ein Alarmsignal aus. Der erste Strahlungssender und der erste Strahlungsempfänger können in einer oder mehreren geeigneten Aussparungen der Abdeckscheibe angeordnet sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst darüber hinaus einen in den 1 und 2 gezeigten zweiten Strahlungssender 24 und einen zweiten Strahlungsempfänger 26. Der zweite Strahlungssender 24 und der zweite Strahlungsempfänger 26 befinden sich auf der Innenseite des transparenten Bauteils 10 und sind insbesondere derart angeordnet, dass zwischen dem zweiten Strahlungssender 24 und dem transparenten Bauteil 10 das erste Prisma 16 angeordnet ist und zwischen dem zweiten Strahlungsempfänger 26 und dem transparenten Bauteil 10 das zweite Prisma 18 angeordnet ist. Obgleich nicht dargestellt, können der zweite Strahlungssender 24 und der zweite Strahlungsempfänger 26 in strahlungsundurchlässigen Röhren angeordnet sein. Dies gilt auch für den ersten Strahlungssender und ersten Strahlungsempfänger. Sämtliche Strahlungssender und Strahlungsempfänger können in an sich bekannter Weise Dioden sein.
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Bei den Bezugszeichen 28, 30 sind elektrische Anschlussleitungen des zweiten Strahlungssenders 24 bzw. des zweiten Strahlungsempfängers 26 zu erkennen. Das erste Prisma 16 besitzt eine Eintrittsfläche 32 für von dem zweiten Strahlungssender 24 ausgesandte Strahlung. Diese Eintrittsfläche 32 ist unter einem Winkel α gegenüber der Innenfläche 14 bzw. der Außenfläche 12 des transparenten Bauteils 10 geneigt. Die Eintrittsfläche 32 des ersten Prismas 16 ist unter einem Winkel β gegenüber der Einfall- bzw. Strahlrichtung der von dem zweiten Strahlungssender 24 ausgesandten Strahlung geneigt. Darüber hinaus ist die Einfall- bzw. Strahlrichtung der von dem zweiten Strahlungssender 24 ausgesandten Strahlung, die in dem gezeigten Beispiel in Richtung der Anschlussleitungen 28 verläuft, ebenfalls unter dem Winkel α gegenüber der Innenfläche 14 bzw. Außenfläche 12 des transparenten Bauteils 10 geneigt. Dieser Winkel α entspricht dem Winkel der Totalreflektion der von dem zweiten Strahlungssender 24 durch das Prisma 16 hindurch in das transparente Bauteil 10 geleiteten Strahlung an der Grenzfläche zwischen der Außenfläche 12 und der Umgebungsluft. Von dem zweiten Strahlungssender 24 durch das Prisma 16 in das transparente Bauteil 10 eingeleitete Strahlung wird also an dieser Grenzfläche totalreflektiert und gelangt so zu dem zweiten Prisma 18 wo es über eine Austrittsfläche 34 des zweiten Prismas 18 zu dem zweiten Strahlungsempfänger 26 geführt wird. Die Austrittsfläche 34 und die Winkelanordnung des zweiten Strahlungsempfängers 26 sind spiegelsymmetrisch zu der Ausgestaltung der Eintrittsfläche 32 des ersten Prismas 16 und der Winkelausrichtung des zweiten Strahlungssenders 24.
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Bei ordnungsgemäßer Funktionsfähigkeit der Vorrichtung, d. h. nicht verschmutzter und nicht verdeckter Außenfläche 12 des transparenten Bauteils 10, gelangt aufgrund der Anordnung der Prismen 16, 18 und des zweiten Strahlungssenders 24 und zweiten Strahlungsempfängers 26 im Wesentlichen sämtliche von dem zweiten Strahlungssender 24 ausgesendete Strahlung aufgrund der Totalreflektion an der Grenzfläche zwischen der Außenfläche 12 und der Umgebungsluft zu dem Strahlungsempfänger 26 und führt dort zu einem konstanten Messsignal. Dieses Messsignal wird von der nicht gezeigten Auswerteeinrichtung der Vorrichtung ausgewertet. Tritt eine Verschmutzung oder Abdeckung der Außenfläche 12 des transparenten Bauteils 10 auf, verändert sich der Brechungsindexsprung an der Grenzfläche zwischen der Außenfläche 12 und der Umgebungsluft und ein Anteil der von dem zweiten Strahlungssender 24 in das transparente Bauteil 10 geleiteten Strahlung kann in die Umgebungsluft austreten bzw. wird von einem die Außenfläche 12 verdeckendem Bauteil absorbiert. Entsprechend sinkt das von dem zweiten Strahlungsempfänger 26 detektierte Messsignal. Dieses Absinken des Grundsignals wird von der Auswerteeinrichtung festgestellt und es kann beispielsweise bei einem Absinken um einen vorgegebenen Grenzwert auf die Verschmutzung oder Abdeckung der Außenfläche 12 des transparenten Bauteils geschlossen werden. Da eine solche Verschmutzung oder Abdeckung mit erheblicher Wahrscheinlichkeit auch in dem übrigen Bereich der Abdeckscheibe der Vorrichtung und insbesondere im Bereich des ersten Strahlungssenders und ersten Strahlungsempfängers vorliegt, kann auf dieser Grundlage auf eine Funktionsstörung der Vorrichtung geschlossen werden.
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In 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem in den 1 und 2 gezeigten Teil in einer Draufsicht gezeigt. In 4 ist die Vorrichtung aus 3 in einer Ansicht von unten gezeigt. Zu erkennen ist eine im gezeigten Beispiel ausschnittsweise dargestellte Abdeckscheibe 36 mit einer in 3 bei dem Bezugszeichen 38 zu erkennenden und im Betrieb einem auf Rauch zu überwachenden Raum zugewandten Außenfläche 38. In der Abdeckscheibe 36 ist zum einen eine rechteckige Ausnehmung 40 ausgebildet, in der das transparente Bauteil 10 aus den 1 und 2 derart angeordnet ist, dass seine Außenfläche 12 einen Teil der Außenfläche 38 der Abdeckscheibe 36 bildet und insbesondere bündig mit der Außenfläche 38 der Abdeckscheibe 36 abschließt. Die Abdeckscheibe 36 weist darüber hinaus eine erste Aussparung 42 und eine zweite Aussparung 44 auf. In diesen Aussparungen 42, 44 sind ein erster Strahlungssender 46 und ein erster Strahlungsempfänger 48 angeordnet. Der erste Strahlungssender 46 und der erste Strahlungsempfänger 48 können ebenfalls Dioden sein. Ihre Anschlussleitungen sind bei den Bezugszeichen 50, 52 zu erkennen. Wie oben erwähnt, strahlt der erste Strahlungssender 46 im montierten Zustand der Vorrichtung Strahlung in den zu überwachenden Raum aus. Befindet sich in dem Raum Rauch, wird die Strahlung an dem Rauch gestreut und die gestreute Strahlung wird von dem ersten Strahlungsempfänger 48 detektiert. Auf dieser Grundlage kann in an sich bekannter Weise durch die nicht gezeigte Auswerteeinrichtung ein Alarmsignal ausgelöst werden. Aufgrund der räumlichen Nähe der Außenfläche 12 des transparenten Bauteils 10 und der Außenfläche 38 der Abdeckscheibe 36, insbesondere der Aussparungen 42, 44 kann aus einer Verschmutzung oder Abdeckung der Außenfläche 12 des transparenten Bauteils 10 zuverlässig darauf geschlossen werden, dass auch eine Verschmutzung oder Abdeckung im Bereich des ersten Strahlungssenders 46 und/oder des ersten Strahlungsempfängers 48 und damit eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung vorliegt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau bei gleichzeitig jederzeit zuverlässiger Erkennung einer Funktionsstörung aus.
