DE102019208841A1 - Solderable, in particular one-piece optical light guide module for scattered light smoke detection and smoke detection block, smoke detection module and scattered light smoke detector - Google Patents
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Abstract
Ein optisches Lichtleitmodul (10) ist zur Montage auf einem Schaltungsträger (6) eines Streulichtrauchmelders vorgesehen, auf der zumindest zwei optoelektronische Bauelemente (31, 32), insbesondere eine LED und ein Photosensor, für die optische Streulichtrauchdetektion vorgesehen sind. Das Lichtleitmodul umfasst zumindest einen ersten und zweiten Lichtleitkörper (11, 12) sowie zumindest einen diese fest miteinander verbindenden Zwischenkörper (2). Die Lichtleitkörper weisen jeweils eine erste und zweite Lichtein-/austrittsfläche (F1, F2) auf. Die jeweilige erste Lichtein-/austrittsfläche ist auf ein gemeinsames Streulichtvolumen (SZ) ausgerichtet. Die jeweilige zweite Lichtein-/austrittsfläche liegt einem der für die Streulichtrauchdetektion vorgesehenen optoelektronischen Bauelemente gegenüber. Die Lichtleitkörper weisen derartige strahlenoptische Eigenschaften auf, dass das gemeinsame Streulichtvolumen auf das jeweilige optoelektronische Bauelement abbildbar ist. Die Erfindung betrifft zudem einen Rauchdetektionsblock (20), ein Rauchdetektionsmodul (30) mit einem solchen optischen Bauteil sowie einen Streulichtrauchmelder. Die erfindungsgemässen Vorrichtungen können direkt auf dem Schaltungsträger appliziert und mit den anderen Bauelementen verlötet werden, wie z.B. mittels eines Reflow-Lötverfahrens. An optical light guide module (10) is provided for mounting on a circuit carrier (6) of a scattered light smoke detector, on which at least two optoelectronic components (31, 32), in particular an LED and a photosensor, are provided for the optical scattered light smoke detection. The light-conducting module comprises at least one first and second light guide body (11, 12) and at least one intermediate body (2) which firmly connects the latter to one another. The light guide bodies each have a first and a second light entry / exit surface (F1, F2). The respective first light entry / exit surface is aligned with a common scattered light volume (SZ). The respective second light entry / exit surface faces one of the optoelectronic components provided for scattered light smoke detection. The light guide bodies have such radiation-optical properties that the common scattered light volume can be imaged onto the respective optoelectronic component. The invention also relates to a smoke detection block (20), a smoke detection module (30) with such an optical component and a scattered light smoke detector. The inventive devices can be applied directly to the circuit board and soldered to the other components, such as by means of a reflow soldering.
Description
Die Erfindung betrifft ein optisches Bauteil zur Streulichtrauchdetektion und zur (SMD-)Montage auf einem Schaltungsträger eines Streulichtrauchmelders. Das optische Bauteil umfasst eine erste und zweite Lichtein-/austrittsfläche. Die erste Lichtein-/austrittsfläche ist auf ein für eine Streulichtrauchdetektion vorgesehenes Streulichtvolumen ausgerichtet. Die zweite Lichtein-/austrittsfläche liegt einem für die Streulichtrauchdetektion vorgesehenen optoelektronischen Bauelement auf dem Schaltungsträger gegenüber. Das optische Bauteil weist derartige strahlenoptische Eigenschaften auf, dass das Streulichtvolumen strahlenoptisch auf das optoelektronische Bauelement abbildbar ist.The invention relates to an optical component for scattered light smoke detection and for (SMD) mounting on a circuit carrier of a scattered light smoke detector. The optical component comprises a first and a second light entry / exit surface. The first light entry / exit surface is aligned with a stray light volume provided for scattered light smoke detection. The second light entry / exit surface is located opposite an optoelectronic component provided on the circuit carrier for the scattered light smoke detection. The optical component has such radiation-optical properties that the scattered light volume can be imaged in a beam-optical manner onto the optoelectronic component.
Ein derartiges optisches Bauteil ist aus der französischen Offenlegungsschrift
Unter einem optischen Bauteil wird ein Bauteil verstanden, das eine Wechselwirkung mit Licht eingeht, also insbesondere lichtformend, lichtführend und/oder lichtumwandelnd ist. Beispiele für optische Bauteile sind z.B. optische Linsen, die das Licht bündeln können, sowie Reflektoren, die das Licht reflektieren. Das optoelektronische Bauelement ist zum einen ein Lichtsender, insbesondere eine Leuchtdiode (LED), und zum anderen ein Photosensor, insbesondere eine Photodiode. Die Leuchtdiode ist typischerweise als Flächenstrahler ausgebildet, bei dem das emittierte Licht aus einer ebenen Fläche mit einer Lambert'schen Lichtverteilung abgestrahlt wird.An optical component is understood to be a component which interacts with light, that is to say in particular light-shaping, light-conducting and / or light-converting. Examples of optical components are e.g. optical lenses that can focus the light and reflectors that reflect the light. The optoelectronic component is, on the one hand, a light transmitter, in particular a light-emitting diode (LED), and, on the other hand, a photosensor, in particular a photodiode. The light-emitting diode is typically designed as a surface radiator, in which the emitted light is radiated from a flat surface with a Lambertian light distribution.
Das Streulichtvolumen ist als geometrisches Schnittvolumen aus einem von einem Lichtsender ausgesandten Lichtbündel zur Beleuchtung von zu detektierenden Teilchen mit einem optischen Empfangssektor eines Photosensors definiert.The scattered light volume is defined as a geometrical intersection volume of a light beam emitted by a light emitter for illuminating particles to be detected with an optical receiving sector of a photosensor.
Mit „strahlenoptisch abbildbar“ ist hier gemeint, dass ein Teil des Streulichts aus dem Streulichtvolumen, auf welches der Lichtleitkörper optisch ausgerichtet ist, über die erste Lichtein-/austrittsfläche weiter zur zweiten Lichtein-/austrittsfläche gelenkt bzw. fokussiert wird. Dieser zweiten Lichtein-/austrittsfläche liegt ein Photosensor gegenüber, sodass ein Grossteil des in den Lichtleitkörper eingekoppelten Streulichts zum Photosensor gelangt. Auf umgekehrtem Wege wird das von einer Leuchtdiode emittierte Licht über die zweite Lichtein-/austrittsfläche in den Lichtleitkörper eingekoppelt, dann weiter zu der ersten Lichtein-/austrittsfläche gelenkt bzw. fokussiert und anschliessend in Richtung zum Streulichtvolumen ausgekoppelt. Die optisch aktive Fläche der Leuchtdiode liegt dabei der zweiten Lichtein-/austrittsfläche gegenüber. Erreicht wird die jeweilige Lichtlenkung bzw. Fokussierung durch lichtbrechende und/oder lichtreflektierende Eigenschaften des Lichtleitkörpers.By "optical radiation imageable" is meant here that part of the scattered light from the scattered light volume to which the optical waveguide is optically aligned is directed or focussed further via the first light in / out surface to the second light in / out surface. This second Lichtein- / exit surface is opposite to a photosensor, so that a large part of the coupled into the light guide scattered light passes to the photosensor. In a reverse way, the light emitted by a light emitting diode is coupled via the second light in / out surface in the light guide, then further directed or focused to the first light entry / exit surface and then coupled out in the direction of the scattered light volume. The optically active surface of the light-emitting diode is in this case opposite the second light input / output surface. The respective light guidance or focusing is achieved by refractive and / or light-reflecting properties of the light guide body.
Die optische Streulichtrauchdetektion ist äusserst anspruchsvoll im Hinblick auf die Positionierung der optoelektronischen Komponenten wie Leuchtdioden und Photodioden auf einem Schaltungsträger. Hier genügen bereits geringste mechanische Versätze und Verkippungen zwischen dem LED-Chip einer Leuchtdiode und dessen Chiphalter im zugehörigen LED-Gehäuse sowie zwischen dem LED-Gehäuse und dem Schaltungsträger. Mit „Versatz“ ist eine laterale Abweichung von einer Standardposition in der Ebene des Schaltungsträgers gemeint. Mit „Verkippung“ ist eine Winkelabweichung von der Normalen des Schaltungsträgers gemeint. Insbesondere bei Leuchtdioden mit kleinem Öffnungswinkel, die für die Rauchdetektion durch Konzentration der optischen Energie besonders energieeffizient sind, lässt sich sonst der benötigte Dynamikbereich bei der Rauchdetektion nicht mehr erzielen.The optical scattered light smoke detection is extremely demanding with regard to the positioning of the optoelectronic components such as light-emitting diodes and photodiodes on a circuit carrier. Even the slightest mechanical offsets and tiltings between the LED chip of a light-emitting diode and its chip holder in the associated LED housing and between the LED housing and the circuit carrier are sufficient here. By "offset" is meant a lateral deviation from a standard position in the plane of the circuit carrier. By "tilting" is meant an angular deviation from the normal of the circuit carrier. Especially with light emitting diodes with a small opening angle, which are particularly energy efficient for smoke detection by concentrating the optical energy, the required dynamic range in smoke detection can not be achieved otherwise.
Besonders heikel sind in Bezug auf die genannte Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung
Entsprechend hoch sind die damit verbundenen Herstellungs- und Fertigungskosten für einen solchen optischen Rauchmelder. Hinzu kommen die nicht unerheblichen Aufwendungen für die optische Kalibrierung, wie z.B. für den Test des Rauchmelders in einem Rauchkanal. Solche abschliessenden Tests können nur beim nahezu komplettierten Gerät durchgeführt werden.Accordingly high are the associated manufacturing and manufacturing costs for such an optical smoke detector. Added to this are the not inconsiderable expenses for optical calibration, such as for testing the smoke detector in a smoke duct. Such final tests can only be carried out on almost completed equipment.
Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes optisches Bauteil für die Streulichtrauchdetektion bei einem Streulichtrauchmelder anzugeben. Starting from the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to provide an improved optical component for scattered light smoke detection in a scattered light smoke detector.
Die Aufgabe wird mit den Gegenständen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved with the objects of the main claim. Advantageous embodiments of the present invention are indicated in the dependent claims.
Gemäss der Erfindung wird ein optisches Lichtleitmodul zur Montage auf einem Schaltungsträger eines Streulichtrauchmelders vorgeschlagen, wobei auf dem Schaltungsträger zumindest zwei optoelektronische Bauelemente für die Streulichtrauchdetektion vorgesehen sind. Das Lichtleitmodul umfasst zumindest einen ersten und zweiten Lichtleitkörper sowie zumindest einen diese fest miteinander verbindenden Zwischenkörper. Die Lichtleitkörper weisen jeweils eine erste und zweite Lichtein-/austrittsfläche auf. Die jeweilige erste Lichtein-/austrittsfläche ist auf ein für die optische Streulichtrauchdetektion vorgesehenes gemeinsames Streulichtvolumen ausgerichtet. Die jeweilige zweite Lichtein-/austrittsfläche liegt einem der für die optische Streulichtrauchdetektion vorgesehenen optoelektronischen Bauelemente gegenüber. Die Lichtleitkörper weisen derartige strahlenoptische Eigenschaften auf, dass das gemeinsame Streulichtvolumen auf das jeweilige optoelektronische Bauelement abbildbar ist.According to the invention, an optical light guide module for mounting on a circuit carrier of a scattered light smoke detector is proposed, wherein at least two optoelectronic components for scattered light smoke detection are provided on the circuit carrier. The light-conducting module comprises at least one first and second light-guiding body and at least one intermediate body which firmly connects them to one another. The light guide bodies each have a first and second light input / output surface. The respective first light entry / exit surface is aligned with a common scattered light volume provided for the optical scattered light smoke detection. The respective second light entry / exit surface lies opposite one of the optoelectronic components provided for the optical scattered light smoke detection. The light guide bodies have such radiation-optical properties that the common scattered light volume can be imaged onto the respective optoelectronic component.
Das Lichtleitmodul bildet eine Baueinheit, insbesondere eine einstückige, einteilige Baueinheit, die dann als Ganzes zur direkten Oberflächenmontage (SMD) auf einem Schaltungsträger vorgesehen ist. Der besondere Vorteil bei dem einstückigen Lichtleitmodul liegt in dem Wegfall der sonst möglichen mechanischen Versätze oder Verkippungen im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem zwei separate Lichtleitkörper auf dem Schaltungsträger zu applizieren sind.The light guide module forms a structural unit, in particular a one-piece, one-piece structural unit, which is then provided as a whole for direct surface mounting (SMD) on a circuit carrier. The particular advantage of the one-piece optical fiber is the elimination of the otherwise possible mechanical offsets or tilting in comparison to the prior art, in which two separate light guide are to be applied to the circuit substrate.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die zwei Lichtleitkörper sowie der zumindest eine Zwischenkörper aus einem transparenten Werkstoff wie Glas oder aus einem Kunststoff hergestellt. Im Falle von Glas ist der Werkstoff ein Quarz-, Silikat- oder Flintglas. Im Falle von Kunststoff ist der Werkstoff ein Duroplast oder ein Thermoplast. Mit „transparent“ ist hier gemeint, dass der Werkstoff für das für die optische Streulichtdetektion eingesetzte Licht durchlässig und insbesondere klar ist. Die Lichtwellenlänge des eingesetzten Lichts liegt in einem Bereich von 400 nm bis 1000 nm. Mit „klar“ ist gemeint, dass der Werkstoff keine Trübung und somit keine nennenswerte optischen Verluste aufweist. Als geeigneter Kunststoff bzw. Thermoplast kommt z.B. Polyamid, Polyamid 6, Polyamid 6,6, Polyamid 6,12, Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polyphenylenoxid, Polyoxymethylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, Polymethylmethacrylat, modifiziertes Polypropylen, ultrahigh molecular weight Polyethylen, Ethylen-Styrol-Interpolymere, Copolyesterelastomere, thermoplastisches Urethan, Polymethylmethacrylimid, Cycloolefincopolymere, Cycloolefinpolymere, Polystyrol und Styrol-Acrylnitril-Copolymer in Frage.According to a preferred embodiment, the two light guide body and the at least one intermediate body made of a transparent material such as glass or made of a plastic. In the case of glass, the material is a quartz, silicate or flint glass. In the case of plastic, the material is a thermoset or a thermoplastic. By "transparent" is meant here that the material for the light used for the optical scattered light detection is transparent and in particular clear. The light wavelength of the light used is in a range of 400 nm to 1000 nm. By "clear" is meant that the material has no turbidity and thus no appreciable optical losses. As suitable plastic or thermoplastic is e.g. Polyamide,
Insbesondere sind die zwei Lichtleitkörper sowie der zumindest eine Zwischenkörper mittels eines Formgebungsverfahrens hergestellt, insbesondere mittels eines Gussverfahrens oder eines Spritzgussverfahrens. Die beiden Lichtleitkörper und der diese fest miteinander verbindende Zwischenkörper bilden somit ein einstückiges massives optisches Bauteil. Ein derartiges Bauteil ist in hoher Stückzahl bei zugleich minimalen Fertigungstoleranzen günstig herstellbar. Ein solches optisches Lichtleitmodul kann zusätzlich z.B. mittels eines oder mehrerer Befestigungsclips an dem Schaltungsträger befestigt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das optische Lichtleitmodul nach dessen Anbringung an dem Schaltungsträger mit diesem verklebt werden.In particular, the two light guide bodies and the at least one intermediate body are produced by means of a shaping method, in particular by means of a casting method or an injection molding method. The two light guide and this firmly interconnecting intermediate body thus form a one-piece solid optical component. Such a component is inexpensive to produce in high quantities with minimal manufacturing tolerances. Such an optical fiber-optic module may additionally be used e.g. be attached to the circuit board by means of one or more fastening clips. Alternatively or additionally, the optical light guide module can be glued to the circuit carrier after its attachment.
Nach einer besonderen Ausführungsform ist der transparente Glas- oder Kunststoff-Werkstoff derart temperaturbeständig, dass dieser für einen Lötprozess nach einer Oberflächenmontage zusammen mit weiteren elektrischen, elektronischen und optoelektronischen Bauelementen auf der Leiterplatte lötstabil ist. Bei dem Lötprozess handelt es sich vorzugsweise um einen sogenannten Reflow-Lötprozess.According to a particular embodiment, the transparent glass or plastic material is temperature-resistant such that it is solder-stable for a soldering process after a surface mounting together with further electrical, electronic and optoelectronic components on the printed circuit board. The soldering process is preferably a so-called reflow soldering process.
Als Kunststoff-Werkstoffe eignen sich z.B. die in der internationalen Veröffentlichung
Einer Ausführungsform zufolge ist in zumindest einem der Zwischenkörper eines optischen Lichtleitmoduls zumindest eine lichtabsorbierende Barriere eingebracht und/oder zumindest eine Kerbe ausgeformt. Dadurch wird ein optisches Übersprechen von LED-Licht, das in einen angrenzenden Lichtleitkörper eingekoppelt wird, in den angrenzenden Zwischenkörper und weiter zum angrenzenden weiteren Lichtleitkörper mit einem dort angrenzenden Photosensor weitgehend unterdrückt.According to one embodiment, at least one light-absorbing barrier is incorporated in at least one of the intermediate bodies of an optical light-guiding module and / or at least one notch is formed. As a result, an optical crosstalk of LED light, which is coupled into an adjacent light guide body, largely suppressed in the adjacent intermediate body and on to the adjacent further light guide body with a photosensor adjacent thereto.
Im ersten Fall kann die lichtabsorbierende Barriere ein eingefärbtes lichtabsorbierendes Glas (schwarzes Glas) oder ein eingefärbter lichtabsorbierender Kunststoff sein (schwarzer Kunststoff). Bei zuletzt genannten Werkstoffe können z.B. im Spritzgussverfahren in einem Bereich des Zwischenkörpers als weiterer Werkstoff mit eingespritzt werden. Im zweiten Fall kann die Gussform für die Herstellung des Lichtleitmoduls im Bereich des Zwischenkörpers Rippen oder Stege aufweisen, die nach dem Aushärten des Gussmaterials Kerben an der Aussenseite des Zwischenkörpers hinterlassen.In the first case, the light-absorbing barrier may be a colored light-absorbing glass (black glass) or a colored light-absorbing plastic (black plastic). In the case of the latter materials, for example, in Injection molding in an area of the intermediate body as a further material to be injected. In the second case, the casting mold for the production of the light-guiding module in the region of the intermediate body may have ribs or webs which leave notches on the outside of the intermediate body after the casting material has hardened.
Nach einer weiteren Ausführungsform sind die zumindest zwei Lichtleitkörper unter Aussparung der jeweiligen ersten und zweiten Lichtein-/austrittsfläche zumindest teilweise mit einem Überzug versehen. Der Überzug (Coating) ist ein lichtabsorbierender und/oder ein lichtreflektierender Aufstrich. Vorzugsweise ist der Überzug ein klarer, transparenter Überzug, der einen optischen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der optische Brechungsindex des Glas- oder Kunststoffwerkstoffs der Lichtleitkörper. Dadurch resultiert eine faktisch verlustfreie Reflexion von Licht an der Grenzfläche von der Aussenseite der Lichtleitkörper zum Überzug im Sinne eines Lichtwellenleiters. Der Überzug kann z.B. aufgestrichen werden oder durch ein Tauchbad aufgebracht werden. Zusätzlich kann der transparente Überzug nach dessen Aufbringung mit einem lichtabsorbierenden weiteren „schwarzen“ Aufstrich überzogen sein, zumindest für das bei der optischen Rauchdetektion verwendete Licht.According to a further embodiment, the at least two light guide bodies are at least partially provided with a coating, with the recess of the respective first and second light entry / exit surfaces. The coating is a light-absorbing and / or light-reflecting spread. Preferably, the coating is a clear, transparent coating which has an optical refractive index which is less than the optical refractive index of the glass or plastic material of the light guide body. This results in a virtually lossless reflection of light at the interface from the outside of the light guide to the coating in the sense of an optical waveguide. The coating may e.g. be spread or applied by a dip. Additionally, after its application, the transparent coating may be coated with a light-absorbing further "black" spread, at least for the light used in optical smoke detection.
Nach einer weiteren Ausführungsform sind die zumindest zwei Lichtleitkörper sowie der zumindest eine Zwischenkörper über zumindest eine formschlüssige Verbindung zu dem fest miteinander verbundenen Lichtleitmodul fügbar. Die jeweiligen Körper können z.B. miteinander verklebt sein und/oder aneinander gesteckt sein im Sinne einer Feder/Nut-Verbindung.According to a further embodiment, the at least two optical waveguides and the at least one intermediate body can be joined via at least one positive connection to the permanently connected optical waveguide module. The respective bodies may e.g. be glued together and / or stuck together in terms of a spring / groove connection.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist das optische Lichtleitmodul eine Montageseite auf, die nach der Montage des optischen Lichtleitmoduls auf dem Schaltungsträger diesem gegenüberliegt. Der Schaltungsträger ist typischerweise eine (ebene) Leiterplatte. Es sind bei dem Lichtleitmodul an der Montageseite zumindest zwei wegstehende bzw. wegzeigende Passelemente, insbesondere Stifte, Bolzen oder Stege, ausgeformt, die konstruktiv auf entsprechende Öffnungen im Schaltungsträger zum Einpassen der Passelemente in diese Öffnungen abgestimmt sind. Nach dem Einpassen ist das Lichtleitmodul spielfrei auf dem Schaltungsträger fixiert.According to an advantageous embodiment, the optical light guide module on a mounting side, which is opposite to the mounting of the optical fiber on the circuit carrier this. The circuit carrier is typically a (planar) printed circuit board. There are in the light guide on the mounting side at least two wegstehende or wegzeigende fitting elements, in particular pins, bolts or webs, formed, which are designed to correspond to corresponding openings in the circuit board for fitting the fitting elements in these openings. After fitting, the light guide module is fixed without play on the circuit board.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das optische Lichtleitmodul eine Montageseite auf, die nach Montage des optischen Lichtleitmoduls auf dem Schaltungsträger diesem Schaltungsträger gegenüberliegt. Der jeweilige Lichtleitkörper weist eine Vertiefung an der Montageseite mit der jeweiligen zweiten Lichtein-/austrittsfläche auf, sodass der jeweilige Lichtleitkörper mit seiner Vertiefung das jeweilige optoelektronische Bauelement auf dem Schaltungsträger umfasst. Die Aufgabe der Erfindung wird weiter mit einem Rauchdetektionsblock gelöst, der ein erfindungsgemässes optisches Lichtleitmodul aufweist. Das optische Lichtleitmodul weist eine Montageseite für eine Oberflächenmontage des optischen Lichtleitmoduls auf einem Schaltungsträger auf. Der jeweilige Lichtleitkörper weist eine Vertiefung an der Montageseite zur Aufnahme eines jeweiligen, für eine Oberflächenmontage ausgebildeten optoelektronischen Bauelements auf. Zur mechanischen Fixierung des optoelektronischen Bauelements ist eine erste Vergussmasse in der jeweiligen Vertiefung ausserhalb des optischen Pfads zwischen dem zu fixierenden optoelektronischen Bauelement und einer zugehörigen gegenüberliegenden Lichtein-/austrittsfläche eingebracht. Die jeweiligen optoelektronischen Bauelemente sind derart aufgenommen, dass ihre elektrischen Anschlusskontakte (im Wesentlichen) bündig zur Montageseite ausgerichtet sind. Die elektrischen Anschlusskontakte werden auch als SMD-Pads bezeichnet. Mit anderen Worten liegen die jeweiligen ebenen Anschlusskontakte im Wesentlichen in der Ebene der Montageseite des Lichtleitmoduls. Bei den optoelektronischen Bauelementen wie Leuchtdioden und Photodioden handelt es sich um SMD-Bauteile.According to a further embodiment, the optical light guide module on a mounting side, which faces this circuit carrier after mounting the optical light guide on the circuit substrate. The respective light guide body has a depression on the mounting side with the respective second light inlet / outlet surface, so that the respective light guide body with its depression comprises the respective optoelectronic component on the circuit carrier. The object of the invention is further achieved with a smoke detection block which has an optical light-conducting module according to the invention. The optical light guide module has a mounting side for surface mounting of the optical light guide module on a circuit carrier. The respective light guide body has a depression on the mounting side for receiving a respective optoelectronic component designed for surface mounting. For mechanical fixation of the optoelectronic component, a first potting compound is introduced in the respective recess outside the optical path between the optoelectronic component to be fixed and an associated opposite light input / output surface. The respective optoelectronic components are accommodated in such a way that their electrical connection contacts are (substantially) aligned flush with the mounting side. The electrical connection contacts are also referred to as SMD pads. In other words, the respective planar connection contacts lie substantially in the plane of the mounting side of the light guide module. The optoelectronic components such as LEDs and photodiodes are SMD components.
Mit «optischer Pfad» ist der Zwischenraum bzw. Spalt zwischen der jeweiligen Lichtein-/austrittsfläche in der Vertiefung und der gegenüberliegenden SMD-LED bzw. SMD-Photodiode bezeichnet, durch den ausgesandtes Licht von der SMD-LED in Richtung zur gegenüberliegenden Lichtein-/austrittsfläche verläuft bzw. durch den von der SMD-Photodiode zu detektierendes Licht von der Lichtein-/austrittsfläche in Richtung zur SMD-Photodiode verläuft. Bei dieser «seitlichen» Fixierung der optoelektronischen Bauelemente ausserhalb des optischen Pfads wird die Lichtaussendung mittels der SMD-LED sowie die Lichtdetektion mittels der SMD-Photodiode durch die erste Vergussmasse nicht beeinträchtigt.By "optical path" is the gap between the respective Lichtein- / exit surface in the recess and the opposite SMD LED or SMD photodiode designated by the emitted light from the SMD LED toward the opposite light on / the exit surface extends or passes through the light to be detected by the SMD photodiode from the light inlet / outlet surface in the direction of the SMD photodiode. In this "lateral" fixation of the optoelectronic components outside the optical path, the light emission by means of the SMD LED and the light detection by means of the SMD photodiode by the first potting compound is not affected.
Nach einer Ausführungsform ist die erste Vergussmasse ein schnellhärtender Klebstoff, insbesondere ein lichthärtender, vorzugsweise ein UV-lichthärtender Klebstoff, oder ein schnellhärtender Klebstoff aus der Klasse der Cyanacrylat-Klebstoffe. Letztere Klebstoffe werden umgangssprachlich auch als Sekundenkleber bezeichnet. Mit «schnellhärtend» ist gemeint, dass der Klebstoff innerhalb von 10 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von drei Sekunden, nach Einbringung bzw. Lichtbestrahlung zumindest handfest härtet.According to one embodiment, the first potting compound is a fast-curing adhesive, in particular a light-curing, preferably a UV-light-curing adhesive, or a fast-curing adhesive from the class of cyanoacrylate adhesives. The latter adhesives are colloquially referred to as superglue. By "fast-curing" it is meant that the adhesive at least hand-hardens within 10 seconds, preferably within three seconds, after introduction or light irradiation.
Nach dem Härten des schnellhärtenden Klebstoffs sind die optoelektronischen Bauelemente dann in den Vertiefungen fixiert. Der schnellhärtende Klebstoff weist derartige thermische Eigenschaften auf, dass sich die Festigkeit des Klebstoffs während des Lötprozesses, insbesondere während des Reflow-Lötprozess, nur unwesentlich ändert.After curing of the fast-curing adhesive, the optoelectronic components are then fixed in the recesses. The fast-curing adhesive has such thermal properties, that the strength of the adhesive changes only insignificantly during the soldering process, in particular during the reflow soldering process.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine zweite Vergussmasse im optischen Pfad zwischen dem zu fixierenden optoelektronischen Bauelement und der zugehörigen gegenüberliegenden Lichtein-/austrittsfläche eingebracht. Die zweite Vergussmasse ist eine transparente, insbesondere klare Vergussmasse. Die transparente zweite Vergussmasse ist zumindest in den bei der optischen Rauchdetektion eingesetzten Lichtwellenlängenbereichen lichtleitend und klar. Die Vergussmasse weist somit einen geringen optischen Verlust auf.According to a further embodiment, a second potting compound is introduced in the optical path between the optoelectronic component to be fixed and the associated opposite light input / output surface. The second potting compound is a transparent, in particular clear potting compound. The transparent second potting compound is at least in the light wavelength ranges used in the optical smoke detection light-conducting and clear. The potting compound thus has a low optical loss.
Vorzugsweise weist die zweite Vergussmasse einen Brechungsindex auf, der betragsmässig um maximal 10%, vorzugsweise um maximal 5%, vom Brechungsindex der Lichtleitkörper bzw. des Lichtleitkörperwerkstoffs mit der jeweiligen Vertiefung abweicht. Insbesondere sind der Brechungsindex der zweiten Vergussmasse und des Lichtleitkörperwerkstoffs gleich, so dass idealerweise optische Anpassung vorliegt.The second potting compound preferably has a refractive index which differs in absolute value by a maximum of 10%, preferably by a maximum of 5%, from the refractive index of the light-conducting body or of the light-conducting body material with the respective depression. In particular, the refractive index of the second potting compound and the light guide material are the same, so that ideally there is optical adaptation.
Vorzugsweise ist die zweite Vergussmasse ein hochtransparentes Silikonelastomer für optische Anwendungen. Derartige Silikonelastomere werden auch als Flüssigsilikone bzw. als LSR (englisch für Liquid Silicone Rubber) bezeichnet.Preferably, the second potting compound is a highly transparent silicone elastomer for optical applications. Such silicone elastomers are also referred to as liquid silicones or LSR (English for Liquid Silicone Rubber).
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der ersten und zweiten Vergussmasse um ein und dieselbe Vergussmasse ist. Die ein und dieselbe Vergussmasse ist vorzugsweise ein schnellhärtender Klebstoff, insbesondere ein lichthärtender, vorzugsweise ein UV-lichthärtender Klebstoff, oder ein schnellhärtender Klebstoff aus der Klasse der Cyanacrylat-Klebstoffe. Im Fall eines UV-lichthärtenden Klebstoffs ist die Lichtquelle eine UV-Lichtquelle.According to a particularly advantageous embodiment, the first and second potting compound are one and the same potting compound. The one and the same potting compound is preferably a fast-curing adhesive, in particular a light-curing, preferably a UV-light-curing adhesive, or a fast-curing adhesive from the class of cyanoacrylate adhesives. In the case of a UV light-curing adhesive, the light source is a UV light source.
Dadurch können die optoelektronischen Bauelemente zunächst in den jeweiligen Vertiefungen im Rahmen eines optischen Kalibrierungsprozesses mechanisch justiert werden und erst dann nach erfolgter Kalibrierung fixiert werden. Die Fixierung geschieht dadurch, dass entweder die Kalibrierung noch innerhalb der Flüssigphase des «Sekundenklebers» erfolgt oder indem der lichthärtende Klebstoff mit Licht zur Lichthärtung vorzugsweise nach Abschluss der Kalibrierung beleuchtet wird.As a result, the optoelectronic components can first be mechanically adjusted in the respective depressions as part of an optical calibration process and only then fixed after calibration. The fixation is done by either the calibration is still within the liquid phase of the "superglue" or by the light-curing adhesive is illuminated with light for light curing preferably after completion of the calibration.
Es werden somit im Rahmen der Fertigung eines solchen Rauchdetektionsblocks die eingebrachten Leuchtdioden und Photodioden ausgerichtet und online kalibriert. Im ersten Fall erfolgt dies noch in der Flüssigphase des schnellhärtenden Klebstoffs auf Basis von Cyanacrylat-Klebstoffen. Im zweiten Fall wird nach Ausrichtung und Online-Kalibrierung der lichthärtende Klebstoff in den Vertiefungen mit Licht zum Aushärten des Klebstoffs bestrahlt. In beiden Fällen resultiert somit vorteilhaft ein komplettes optoelektronisches Bauteil, das bereits kalibriert, SMD-fähig und für den automatisierten Reflowprozess geeignet ist. Mit „online kalibriert“ ist hier gemeint, dass der Rauchdetektionsblock zu Kalibrierungszwecken z.B. in einen Rauchkanal eingebracht wird oder dass ein Teststreukörper zu Kalibrierungszwecken in das Streulichtvolumen des Rauchdetektionsblocks eingebracht wird. Es wird dann während des Kalibrierungsvorgangs ein Sensorsignal vom jeweiligen Photosensor fortlaufend erfasst und ausgewertet. Dabei werden die optoelektronischen Bauelemente solange mechanisch in der jeweiligen Vertiefung justiert, bis das Kalibrierungsergebnis optimal ist. Die Online-Kalibrierung ist typischerweise in wenigen Sekunden abgeschlossen und erfolgt automatisiert.Thus, as part of the production of such a smoke detection block, the introduced light-emitting diodes and photodiodes are aligned and calibrated online. In the first case, this is still done in the liquid phase of the fast-curing adhesive based on cyanoacrylate adhesives. In the second case, after alignment and online calibration, the photocuring adhesive in the wells is irradiated with light to cure the adhesive. In both cases, thus advantageously results in a complete optoelectronic device that is already calibrated, SMD-capable and suitable for the automated reflow process. By "calibrated online" it is meant herein that the smoke detection block is used for calibration purposes e.g. is introduced into a smoke channel or that a test scattering body is introduced for calibration purposes in the scattered light volume of the smoke detection block. It is then continuously detected and evaluated during the calibration process, a sensor signal from the respective photosensor. The optoelectronic components are mechanically adjusted in the respective well until the calibration result is optimal. The online calibration is typically completed in a few seconds and is automated.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die ein und dieselbe Vergussmasse einen Brechungsindex auf, der betragsmässig um maximal 10%, vorzugsweise um maximal 5%, vom Brechungsindex der Lichtleitkörper, d.h. vom Werkstoff des Lichtleitkörpers, mit der jeweiligen Vertiefung abweicht. Idealerweise entspricht der Brechungsindex der ein und derselben Vergussmasse dem Brechungsindex des Werkstoffs des Lichtleitkörpers des Lichtleitmoduls. Dadurch sind die Vergussmasse und der Werkstoff des Lichtleitkörpers optisch zueinander angepasst. Somit werden mögliche optische Brechungen eines Teils des von der Leuchtdiode emittierten Lichts beim Übergang von der Leuchtdiode in das Lichtleitmodul über die zweite Lichtein-/austrittsfläche minimiert. Ebenso werden mögliche optische Brechungen beim Übergang eines Teils des aus der zweiten Lichtein-/austrittsfläche des Lichtleitkörpers des Lichtleitmoduls auskoppelnden Streulichts in den gegenüberliegenden Photosensor minimiert.According to a further embodiment, the one and the same potting compound has a refractive index, the amount by a maximum of 10%, preferably at most 5%, of the refractive index of the light guide, i. differs from the material of the light guide, with the respective recess. Ideally, the refractive index of one and the same potting compound corresponds to the refractive index of the material of the light-guiding body of the light-guiding module. As a result, the potting compound and the material of the light guide are optically matched. Thus, possible optical refractions of a part of the light emitted by the light emitting diode during the transition from the light emitting diode into the light guide module via the second light in / out surface are minimized. Likewise, possible optical refractions are minimized in the transition of a portion of the outgoing light from the second Lichtein- / exit surface of the light guide of the Lichtleitmoduls scattered light in the opposite photosensor.
Der komplette Rauchdetektionsblock weist definierte und bereits kalibrierte optische und elektrische Eigenschaften auf. Durch das Integrieren der optoelektronischen SMD-Bauelemente bereits in das optische Lichtleitmodul gibt es keine mechanischen Versätze mehr. Der komplette Rauchdetektionsblock wird lediglich auf dem Schaltungsträger appliziert und mit diesem verlötet. Mechanische Toleranzen des Meldergehäuses wirken sich nicht mehr auf die Streulichtdetektion aus.The complete smoke detection block has defined and already calibrated optical and electrical properties. By integrating the optoelectronic SMD components already in the optical light guide module, there are no more mechanical offsets. The complete smoke detection block is merely applied to the circuit board and soldered to it. Mechanical tolerances of the detector housing no longer affect the scattered light detection.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter mit einem Rauchdetektionsmodul gelöst, das ein erfindungsgemässes optisches Lichtleitmodul und einen Modulschaltungsträger umfasst. Das optische Lichtleitmodul weist eine Montageseite zur insbesondere unlösbaren (nicht-lösbaren) Anbringung des optischen Lichtleitmoduls auf dem Modulschaltungsträger des Rauchdetektionsmoduls auf. Die Lichtleitkörper weisen eine jeweilige Vertiefung an der Montageseite mit der jeweiligen zweiten Lichtein-/austrittsfläche auf. Es sind auf dem Modulschaltungsträger die jeweiligen optoelektronischen Bauelemente für die Streulichtrauchdetektion derart angeordnet, dass diese nach der Anbringung des optischen Lichtleitmoduls auf dem Modulschaltungsträger von der jeweiligen Vertiefung umfasst sind. Die optoelektronischen Bauelemente weisen elektrische Anschlusskontakte auf, welche mit von aussen zugänglichen Kontaktierungsflächen an der Aussenseite des Modulschaltungsträgers elektrisch verbunden sind.The object of the invention is further achieved with a smoke detection module which comprises an optical light-conducting module according to the invention and a module circuit carrier. The optical light guide module has a mounting side for the particular non-detachable (non-detachable) attachment of the optical light guide module on the Module circuit carrier of the smoke detection module. The light guide bodies have a respective depression on the mounting side with the respective second light entry / exit surface. The respective optoelectronic components for the scattered light smoke detection are arranged on the module circuit carrier in such a way that they are encompassed by the respective recess after the attachment of the optical light guide module to the module circuit carrier. The optoelectronic components have electrical connection contacts, which are electrically connected to externally accessible contacting surfaces on the outside of the module circuit carrier.
Das optische Lichtleitmodul kann anschliessend mit dem Modulschaltungsträger zum erfindungsgemässen Rauchdetektionsmodul verklebt werden, mit dem Modulschaltungsträger verschraubt werden oder über Raststege oder Rastbolzen mit dem Modulschaltungsträger verschnappt werden. Das gesamte Rauchdetektionsmodul kann vorteilhaft auf einen Schaltungsträger eines Rauchmelders appliziert werden, wobei dann der Modulschaltungsträger mit dem Schaltungsträger des Rauchmelders verlötet wird.The optical light-conducting module can then be glued to the module circuit carrier to the smoke detection module according to the invention, be screwed to the module circuit carrier or snapped over latching webs or locking bolts with the module circuit carrier. The entire smoke detection module can be advantageously applied to a circuit carrier of a smoke detector, in which case the module circuit carrier is soldered to the circuit carrier of the smoke detector.
Die Aufgabe der Erfindung wird schliesslich mit einem Streulichtrauchmelder gelöst, der ein Meldergehäuse mit zumindest einer Raucheintrittsöffnung, eine im Meldergehäuse aufgenommene, für zu detektierenden Rauch durchlässige optische Messkammer sowie einen Schaltungsträger umfasst.The object of the invention is finally achieved with a scattered light smoke detector which comprises a detector housing with at least one smoke inlet opening, an optical measuring chamber accommodated in the detector housing, which is permeable to smoke to be detected, and a circuit carrier.
Die optische Messkammer weist ein erfindungsgemässes optisches Lichtleitmodul auf, welches auf dem Schaltungsträger des Streulichtrauchmelders mit den jeweiligen, dem optischen Lichtleitmodul gegenüberliegenden optoelektronischen Bauelementen angebracht ist.The optical measuring chamber has an optical light guide module according to the invention, which is mounted on the circuit carrier of the scattered light smoke detector with the respective optoelectronic components opposite the optical light guide module.
Alternativ dazu kann die optische Messkammer einen erfindungsgemässen Rauchdetektionsblock aufweisen, der auf dem Schaltungsträger des Streulichtrauchmelders angebracht ist. Dabei kontaktieren die elektrischen Anschlusskontakte der jeweiligen optoelektronischen Bauelemente des Rauchdetektionsblocks mit Kontaktierungsflächen auf dem Schaltungsträger.Alternatively, the optical measuring chamber may comprise a smoke detection block according to the invention, which is mounted on the circuit carrier of the scattered light smoke detector. In this case, the electrical connection contacts of the respective optoelectronic components of the smoke detection block contact contacting surfaces on the circuit carrier.
Weiter alternativ dazu kann die optische Messkammer ein Rauchdetektionsmodul aufweisen, welches auf dem Schaltungsträger des Streulichtrauchmelders angebracht ist. Der Modulschaltungsträger des Rauchdetektionsmoduls ist über dessen Kontaktierungsflächen elektrisch mit korrespondierenden Kontaktierungsflächen auf dem Schaltungsträger verbunden.As a further alternative, the optical measuring chamber can have a smoke detection module, which is mounted on the circuit carrier of the scattered light smoke detector. The module circuit carrier of the smoke detection module is electrically connected via its contacting surfaces with corresponding contacting surfaces on the circuit carrier.
In allen drei zuvor genannten Alternativen ist zumindest eines der optoelektronischen Bauelemente eine lichtemittierende Komponente, insbesondere eine Leuchtdiode, und zumindest ein weiteres optoelektronisches Bauelement ein Photosensor. Der Streulichtrauchmelder weist dabei eine Steuereinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, die zumindest eine Leuchtdiode gepulst anzusteuern, ein vom jeweiligen Photosensor ausgegebenes Photosignal zu erfassen, einen Brandfall zu detektieren und bei einem detektierten Brandfall eine Warn- oder Alarmmeldung auszugeben.In all three aforementioned alternatives, at least one of the optoelectronic components is a light-emitting component, in particular a light-emitting diode, and at least one further optoelectronic component is a photosensor. The scattered light smoke detector in this case has a control unit which is set up to trigger the at least one light-emitting diode in a pulsed manner, to detect a photosignal output by the respective photosensor, to detect a fire and to issue a warning or alarm message in the event of a detected fire.
Ein derartiger Streulichtrauchmelder ist typischerweise als Punktmelder zum Betrieb an einer Melderlinie mit einer Vielzahl weiterer daran angeschlossener Rauchmelder oder zum batteriegestützten Stand-Alone-Betrieb eingerichtet. Anstelle der Melderlinie kann auch ein Feldbus eingesetzt werden.Such a scattered light smoke detector is typically set up as a point detector for operation on a detector line with a plurality of other connected smoke detectors or for battery-powered stand-alone operation. Instead of the detector line, a fieldbus can also be used.
Die Ausgabe der Warn- oder Alarmmeldung kann optisch und/oder akustisch am Streulichtrauchmelder selbst erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Warn- oder Alarmmeldung über die Melderlinie an eine übergeordnete, an der Melderlinie angeschlossene Brandmeldezentrale auszugeben. Die Steuereinheit kann zudem alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet sein, die Warn- oder Alarmmeldung zumindest mittelbar und drahtlos an eine übergeordnete funkgestützte Brandmeldezentrale auszugeben.The output of the warning or alarm message can be made visually and / or acoustically on the scattered light smoke detector itself. Alternatively or additionally, the control unit may be configured to output the warning or alarm message via the detector line to a higher-level, connected to the detector line fire panel. The control unit may also be configured alternatively or additionally to output the warning or alarm message at least indirectly and wirelessly to a higher-level radio-controlled fire panel.
Bei allen erfindungsgemässen Vorrichtungen kann die Leuchtdiode auch eine Zweifarben-Leuchtdiode sein. Eine solche Zweifarben-Leuchtdiode ist dazu ausgebildet, entsprechend ihrer elektrischen Ansteuerung Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und Licht in einem davon verschiedenen zweiten Wellenlängenbereich auszusenden. Vorzugsweise weist die Zweifarben-Leuchtdiode einen ersten LED-Chip zum Aussenden von Licht des ersten Wellenlängenbereichs und einen zweiten LED-Chip zum Aussenden von Licht des zweiten Wellenlängenbereichs auf. Der Photosensor ist in diesem Fall dazu ausgebildet, zumindest Licht in diesem ersten und zweiten Wellenlängenbereich zu detektieren. Zur Aussendung von rotem oder infrarotem Licht des ersten Wellenlängenbereichs ist der Einsatz eines rotleuchtenden LED- oder eines Infrarot-LED-Chips bekannt. Zur Aussendung von blauem oder violettem Licht des zweiten Wellenlängenbereichs ist der Einsatz eines blau- bzw. violett leuchtenden LED-Chips bekannt. Durch geeignete Auswertung des vom Photosensor empfangenen jeweiligen farbigen Streulichts, wie z.B. durch Verhältnisbildung, ist dann eine Auswertung hinsichtlich der Partikelgrösse der detektierten Rauchpartikel möglich. Mittels geeigneter Bewertung der ermittelten Partikelgrösse ist z.B. eine Unterscheidung von Rauch, Staub und Wasserdampf möglich. Die Ausgabe eines möglichen Fehlalarms wird dadurch vermieden.In all the devices according to the invention, the light-emitting diode can also be a two-color light-emitting diode. Such a two-color light-emitting diode is designed to emit light in a first wavelength range and light in a different second wavelength range in accordance with its electrical activation. The two-color light-emitting diode preferably has a first LED chip for emitting light of the first wavelength range and a second LED chip for emitting light of the second wavelength range. In this case, the photosensor is designed to detect at least light in this first and second wavelength range. For emitting red or infrared light of the first wavelength range, the use of a red-emitting LED or an infrared LED chip is known. To emit blue or violet light of the second wavelength range, the use of a blue or violet-emitting LED chip is known. By suitable evaluation of the respective colored scattered light received from the photosensor, e.g. by ratio formation, then an evaluation of the particle size of the detected smoke particles is possible. By suitable evaluation of the determined particle size is e.g. a distinction of smoke, dust and water vapor possible. The output of a possible false alarm is thereby avoided.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine Schnittdarstellung durch ein beispielhaftes Lichtleitmodul bzw. durch einen beispielhaften Rauchdetektionsblock gemäss der Erfindung mit zwei Lichtleitkörpern entlang der in2 eingezeichneten Schnittlinie I-I, -
2 eine Draufsicht auf das Lichtleitmodul bzw. auf den Rauchdetektionsblock gemäss1 , -
3 eine erste Ausführungsform des Lichtleitmoduls bzw. des Rauchdetektionsblocks mit einem im Vergleich zu1 kleineren Höhenwinkel und mit einem grösseren Streulichtwinkel, -
4 eine Schnittdarstellung durch ein beispielhaftes Lichtleitmodul bzw. durch einen beispielhaften Rauchdetektionsblock gemäss einer zweiten Ausführungsform mit einer Vorwärts- und Rückwärtsstreulichtanordnung, -
5 eine Schnittdarstellung durch ein beispielhaftes Lichtleitmodul bzw. durch einen beispielhaften Rauchdetektionsblock gemäss einer dritten Ausführungsform entlang der in6 eingezeichneten SchnittlinieV-V mit einer gewinkelten Anordnung zweier Lichtleitkörper mit einem Achsenwinkel, -
6 eine Draufsicht auf das Lichtleitmodul bzw. aufden Rauchdetektionsblock gemäss 5 , -
7 eine Schnittdarstellung durch ein beispielhaftes Lichtleitmodul bzw. durch einen beispielhaften Rauchdetektionsblock gemäss einer vierten Ausführungsform mit einer Vorwärts- und Rückwärtsstreulichtanordnung mit einer „Sidelooker“-Leuchtdiode" und mit einer „Sidelooker“-Photodiode, -
8 eine Draufsicht auf das Lichtleitmodul bzw. auf den Rauchdetektionsblock gemäss7 , -
9 eine Schnittdarstellung im Bereich einer Vertiefung eines beispielhaften Rauchdetektionsblocks mit einer ersten Vergussmasse zur «seitlichen» Fixierung eines optoelektronischen Bauelements ausserhalb des optischen Pfads gemäss der Erfindung, -
10 eine Schnittdarstellung im Bereich einer Vertiefung eines beispielhaften Rauchdetektionsblocks mit ein und derselben Vergussmasse zur mechanischen Fixierung sowie zur vorzugsweise indexgleichen optischen Anpassung eines optoelektronischen Bauelements in der Vertiefung gemäss der Erfindung, -
11 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemässes Rauchdetektionsmodul mit einem Modulschaltungsträger und mit einer Kunststoffabdeckung, -
12 eine Schnittdarstellung durch die Kunststoffabdeckung gemäss11 als einstückiges Bauteil, -
13 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchdetektionsmoduls mit einer „Sidelooker“-LED.
-
1 a sectional view through an exemplary Lichtleitmodul or by an exemplary smoke detection block according to the invention with two light guide along the in2 drawn section line II, -
2 a plan view of the Lichtleitmodul or on the smoke detection block according to1 . -
3 a first embodiment of the Lichtleitmoduls or the smoke detection block with a comparison with1 smaller elevation angle and with a larger scattered light angle, -
4 3 is a sectional view through an exemplary light guide module or through an exemplary smoke detection block according to a second embodiment with a forward and backward scattered light arrangement, -
5 a sectional view through an exemplary Lichtleitmodul or by an exemplary smoke detection block according to a third embodiment along in6 drawn cutting lineVV with an angled arrangement of two light guide bodies with an axis angle, -
6 a plan view of the Lichtleitmodul or on the smoke detection block according to5 . -
7 3 is a sectional view through an exemplary light guide module or through an exemplary smoke detection block according to a fourth embodiment with a forward and backward scattering light arrangement with a "sidelooker" light-emitting diode "and with a" sidelooker "photodiode, -
8th a plan view of the Lichtleitmodul or on the smoke detection block according to7 . -
9 3 is a sectional view in the region of a depression of an exemplary smoke detection block with a first potting compound for "lateral" fixation of an optoelectronic component outside the optical path according to the invention, -
10 a sectional view in the region of a recess of an exemplary smoke detection block with one and the same potting compound for mechanical fixation and for preferably index-like optical adjustment of an optoelectronic device in the recess according to the invention, -
11 a sectional view through a smoke detection module according to the invention with a module circuit carrier and with a plastic cover, -
12 a sectional view through the plastic cover according to11 as a one-piece component, -
13 a sectional view through an embodiment of the inventive smoke detection module with a "sidelooker" LED.
Der erfindungsgemässe Rauchdetektionsblock
Das optische Lichtleitmodul
Mit dem Bezugszeichen
Die jeweilige zweite Lichtein-/austrittsfläche
Im vorliegenden Beispiel weist die Leuchtdiode
Weiterhin weist im vorliegenden Beispiel die Photodiode
Die beiden Lichtleitkörper
Alternativ können die Lichtleitkörper
Der in
Wie die
Weiterhin sind die zwei Lichtleitkörper
Ferner sind an der Montageseite
Im Beispiel der vorliegenden
In der gezeigten
Im Beispiel dieser Figur ist die rechte Photodiode
In gleicher Weise und nicht dargestellt kann eine Leuchtdiode
Die Rückwärtsstreulichtanordnung wird durch den links dargestellten Lichtleitkörper
Ergänzend wird angemerkt, dass für den nichtgewinkelten Fall, bei dem der Achsenwinkel
Im Beispiel der vorliegenden
Im linken Teil der
Mit
Im rechten Teil der
Mit
Im Beispiel der
Alternativ kann anstelle einer auf Cyanacrylat-Klebstoffen basierenden Vergussmasse
Mit „transparent“ ist hier wieder gemeint, dass der Werkstoff für das für die optische Streulichtdetektion eingesetzte Licht durchlässig ist. Die Lichtwellenlänge des eingesetzten Lichts liegt in einem Bereich von 400 nm bis 1000 nm. Mit „klar“ ist gemeint, dass der Werkstoff keine Trübung und somit keine nennenswerte optischen Verluste aufweist.By "transparent" is again meant that the material is transparent to the light used for the optical scattered light detection. The light wavelength of the light used is in a range of 400 nm to 1000 nm. By "clear" is meant that the material has no turbidity and thus no appreciable optical losses.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die ein und dieselbe Vergussmasse
Das Rauchdetektionsmodul
Gemäss einer zweiten Alternative umfasst das Rauchdetektionsmodul
Bei beiden Alternativen sind die optoelektronischen Bauelemente
Im Beispiel der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 11-131, 11-13
- Lichtleitkörper,fiber-optic element,
- 22
- Zwischenkörper, VerbindungskörperIntermediate body, connecting body
- 33
- optoelektronisches Bauteil, SMD-Bauteilopto-electronic component, SMD component
- 3131
- Leuchtdiode, SMD-LED, Sideemitter-LEDLED, SMD LED, side emitter LED
- 3232
- Photosensor, Photodiode, Sidelooker-PhotodiodePhotosensor, photodiode, sidelooker photodiode
- 44
- Passelement, Steg, Stift, FixierelementFitting element, bridge, pin, fixing element
- 55
- transparente Vergussmasse, Klebertransparent potting compound, adhesive
- 66
- Leiterplattecircuit board
- 6`6`
- ModulleiterplatteModule board
- 77
- Gehäuse, BauelementgehäuseHousing, component housing
- 88th
- Reflektorreflector
- 99
- LED-ChipLED chip
- 1010
- optisches Lichtleitmoduloptical light-guiding module
- 2020
- RauchdetektionsblockSmoke detection block
- 30 30
- Rauchdetektionsmodul mit LeiterplatteSmoke detection module with printed circuit board
- 5151
- erste Vergussmasse, schnellhärtender Klebstofffirst potting compound, fast-curing adhesive
- 5252
- zweite Vergussmasse, transparenter Klebstoff second potting compound, transparent adhesive
- AA
- Anschlusskontaktconnection contact
- AOAO
- Aufnahmeöffnungreceiving opening
- ABFROM
- (Kunststoff-)abdeckung, Lichtabsorber(Plastic) cover, light absorber
- ANON
- Ausnehmungrecess
- BB
- Lichtbarriere, lichtabsorbierende EinspritzungLight barrier, light-absorbing injection
- BLBL
- Blendecover
- BWBW
- in Rückwärtsrichtung gestreutes Lichtbackscattered light
- CC
- Coating, Überzug, AuftragungCoating, plating, application
- CALCAL
- mögliche Verschiebungsrichtungen für Kalibrierungpossible directions of displacement for calibration
- DODO
- Durchgangsöffnung, BohrungThrough hole, hole
- F1, F2F1, F2
- Lichtein-/austrittsfläche, FensterLight entry / exit surface, window
- FVFV
- formschlüssige Verbindungpositive-locking connection
- FWFW
- in Vorwärtsrichtung gestreutes Lichtlight scattered in the forward direction
- KK
- Kerbe, LichtbarriereNotch, light barrier
- LBLB
- emittiertes Lichtbündelemitted light beam
- LILI
- optisches Element, Linseoptical element, lens
- MSMS
- Montageseite des Lichtleitmoduls, Montageseite des RauchdetektionsblocksMounting side of the light guide module, mounting side of the smoke detection block
- NN
- Nut, RingnutGroove, ring groove
- OAOA
- optische Achseoptical axis
- OSOS
- Oberseite der LeiterplatteTop of the circuit board
- PP
- Kontaktierungsfläche, LötpadContact surface, solder pad
- POPO
- Fixieröffnung, Passöffnung, Bohrung, StanzungFixing opening, fitting opening, drilling, punching
- PSPS
- photosensitive Schichtphotosensitive layer
- RFRF
- Reflektorschicht, totalreflektierende SchichtReflector layer, totally reflective layer
- SLSL
- Streulichtscattered light
- SZSZ
- Streulichtvolumen, MessvolumenStray light volume, measuring volume
- VV
- Vertiefung, Aussparung Recess, recess
- αα
- StreulichtwinkelFlare angle
- αρ α ρ
- VorwärtsstreuwinkelForward scattering angle
- αR α R
- RückwärtsstreuwinkelBackscatter angle
- ββ
- Elevation, HöhenwinkelElevation, elevation angle
- δδ
- Achsenwinkelaxis angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- FR 2964743 A1 [0002]FR 2964743 A1 [0002]
- US 2017/370835 A1 [0002]US 2017/370835 A1 [0002]
- WO 2009/036988 A1 [0002, 0007]WO 2009/036988 A1 [0002, 0007]
- WO 2006/114082 A2 [0016]WO 2006/114082 A2 [0016]
Claims (18)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019208841A1 true DE102019208841A1 (en) | 2019-09-05 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3584775A1 (en) |
DE (1) | DE102019208841A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019007562A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-06-17 | Emz-Hanauer Gmbh & Co. Kgaa | Optical sensor, especially for use in an electrical household cleaning device |
US11474018B2 (en) | 2019-12-05 | 2022-10-18 | Carrier Corporation | Fluorescence enhanced LIDAR based particulate detector |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006114082A2 (en) | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optical element, optoelectronic component comprising said element, and the production thereof |
WO2009036988A1 (en) | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co. Kg | Radiation guide for a detector, scattered radiation detector |
FR2964743A1 (en) | 2010-09-14 | 2012-03-16 | Finsecur | SMOKE DETECTION CIRCUIT, SMOKE DETECTOR COMPRISING IT, AND ALARM DEVICE COMPRISING SAME. |
US20170370835A1 (en) | 2014-12-22 | 2017-12-28 | Finsecur | Optical detector of a value of an atmospheric physical quantity representative of a danger |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006006419A1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-16 | Gunda Electronic Gmbh | Smoke detection device, has image detection sensor rotatably supported at axis, two sets of signal units to transmit and receive infrared radiation, respectively, and computing unit to find movements based on data of detection sensor |
DE102013003614B4 (en) * | 2013-02-20 | 2015-10-08 | Job Lizenz Gmbh & Co Kg | Device for detecting smoke in a room and method for checking the functionality of such a device |
-
2018
- 2018-06-19 EP EP18178432.3A patent/EP3584775A1/en not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-06-18 DE DE102019208841.4A patent/DE102019208841A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006114082A2 (en) | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optical element, optoelectronic component comprising said element, and the production thereof |
WO2009036988A1 (en) | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co. Kg | Radiation guide for a detector, scattered radiation detector |
FR2964743A1 (en) | 2010-09-14 | 2012-03-16 | Finsecur | SMOKE DETECTION CIRCUIT, SMOKE DETECTOR COMPRISING IT, AND ALARM DEVICE COMPRISING SAME. |
US20170370835A1 (en) | 2014-12-22 | 2017-12-28 | Finsecur | Optical detector of a value of an atmospheric physical quantity representative of a danger |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019007562A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-06-17 | Emz-Hanauer Gmbh & Co. Kgaa | Optical sensor, especially for use in an electrical household cleaning device |
DE102019007562B4 (en) | 2019-10-30 | 2022-11-24 | Emz-Hanauer Gmbh & Co. Kgaa | Optical sensor, in particular for use in an electrical household cleaning appliance, and method for producing an optical sensor |
US11474018B2 (en) | 2019-12-05 | 2022-10-18 | Carrier Corporation | Fluorescence enhanced LIDAR based particulate detector |
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Publication number | Publication date |
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Representative=s name: MAIER, DANIEL OLIVER, DIPL.-ING. UNIV., DE |
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