DE1969803U

DE1969803U - Lichtdichtes gehaeuse fuer lichtoptische nachweisvorrichtungen.

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Publication number: DE1969803U
Application number: DEP29223U
Authority: DE
Original assignee: PYROTECTOR GmbH
Current assignee: PYROTECTOR GmbH
Priority date: 1967-04-26
Filing date: 1967-04-26
Publication date: 1967-10-05

Description

ΪΑ.232 439*26.4.67

PYROTECTOR GMBH in B a a r / Zug (Schweiz)

Lichtdichtes Gehäuse für lichtoptische Nachweisvorrichtungen

Die Neuerung betrifft ein lichtdichtes Gehäuse für lichtoptische Nachweisvorrichtungen für eine Schwebeteilchenkonzentration in einem gasförmigen Medium, welches im wesentlichen von einem kurzen zylindrischen Mantel und zwei den Mantel außen überlappenden Stirnflächenabdeckungen gebildet ist und in welches Rohrstutzen zur Aufnahme der Nachweiselemente, wie Lichtquelle, Fotozelle, Sammellinsen und dgl., eingesetzt sind.

Bei bekannten Nachweisvorrichtungen für Schwebeteilchenkonzentrationen, beispielsweise bei Rauchdetektoren in Feuerfrühwarnanlagen, ist meist eine mit einer Optik versehene Lichtquelle vorgesehen, deren Strahlung von einer Fotozelle nicht direkt gesehen werden kann, bei welchen allerdings eine gewisse Schwebeteilchenkonzentration im Bereich der Strahlung der Lichtquelle ausreicht, um die Fotozelle zum Ansprechen zu bringen. Eine derartige Nachweisvorrichtung ist beispielsweise aus dem DBGM 1 109 ^?1 der Anmelderin bekannt geworden. Diese bekannte Nachweisvorrichtung enthält ein zylindrisches Gehäuse, in welchem Lichtquelle und Fotozelle in seitlich in das Gehäuse eingeführten Tubussen gelagert sind. Bei dieser' bekannten Vorrichtung verlaufen die optischen Achsen der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung und die der Sucheroptik der Fotozelle orthogonal zueinander.

Die Gehäuse für in der Praxis verwendbare Naehweisvorrichtungen für eine Schwebeteilchenkonzentration sind zwar gegen direkte Bestrahlung gegen äußeres Störlicht einigermaßen geschützt, sie stellen jedoch keine absolut lichtdichten Kammern dar, wie man sie in manchen Fällen für die Durchführung besonders empflichtlicher Messungen beim Vorliegen nur geringer Schwebeteilchenkonzentrationen wünscht. Eine gewisse Schwierigkeit bei'der Schaffung absolut lichtdichter Kammern bzw. Gehäusen liegt darin, daß man zwar in der Lage ist, durch eine geeignete Umlenkung des Lichtweges und durch die reflexarme

Ausgestaltung der Innenwandungen eines solchen Gehäuses dasselbe weitgehend lichtdicht zu machen, daß man dabei aber zwangsläufig auch die freie Zufuhr der im gasförmigen Medium suspendierten Teilchen zur Messkammer so stark stören würde, daß die Anzeigeempfindlichkeit von mit derartigen Gehäusen ausgerüsteten Geräten in unerwünschter Weise verschlechtert würde.

Man muß daher bei der Schaffung eines lichtdichten Gehäuses stets einen Kompromiß zwischen einer Konstruktion schaffen, die einen möglichen freien Teilchendurchgang gewährleistet, und einer solchen Konstruktion, die eine möglichst gute Abschirmung des unerwünschten Umgebungslichtes sicherstellt. Will man die eine Eigenschaft des Gehäuses verbessern, so kann man dies zwangsläufig nur auf Kosten der anderen Eigenschaft erreichen. Um möglichst wenig Streulicht im Innenraum des Gehäuses zu haben, ist es auch aus dem bereits genannten DBGM bekannt, in der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite des Gehäuses einen an seiner Innenfläche geschwärzten Tubus zur Absorption der in diesem Bereich auftreffenden Strahlung vorzusehen. Trotzdem läßt es sich nicht vermeiden, daß eine gewisse Streustrahlung auf die Wandungen des zylindrischen Gehäuses auftrifft und dort reflektiert wird. Die Hauptrichtung der Reflexion liegt dabei stets in der Ebene des Lichtstrahls der Lichtquelle, so daß von der Seite des zylindrischen Gehäuses gesehen eine Streulichtintensitätsverteilung beobachtbar

ist, die ihr Maximum in der Ebene des von der Lichtquelle abgegebenen Strahls hat. Im übrigen ist es insbesondere bei Anbringung derartiger Gehäuse in unmittelbarer Nachbarschaft starker Lichtquellen bei bekannten Einrichtungen nicht immer möglich, das Eindringen von Streulicht aus dem Außenraum in die Meßkammer zu vermeiden.

Es ist daher das Ziel der Neuerung, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche einmal bei genügender Durchlässigkeit für die zu messenden Schwebeteilchen, insbesondere Rauch, einen ausreichenden Schutz gegen eindringendes Streulicht bietet und die gemäß einer besonderen Ausführungsform der " Neuerung eine möglichst geringe Beeinflussung der Fotozelle durch das zwangsläufig im Gehäuseinneren befindliche Streulicht gewährleisten soll.

Gemäß der Neuerung wird dieses Ziel mit einer Vorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der beiden Stirnflächenabdeckungen mit einem zusätzlichen Blendschutzring versehen ist, dessen Durchmesser geringer als der Durchmesser des Mantelteils und dessen Höhe etwas geringer als die Höhe der den Mantelteil außen überlappenden Kragen der Stirnflächenabdeckung ist.

Führt man sämtliche drei Tubusse, nämlich den die Lichtquelle enthaltenden Tubus, den die Lichtfalle enthaltenden Tubus und den Tubus mit der Fotozelle, in den Mantelteil des Gehäuses ein, so sind zweckmäßigerweise beide Stirnflächenabdeckungen des Gehäuses mit Blendschutzringen versehen. Führt man jedoch gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel zur Erhöhung der Empfindlichkeit der lichtoptischen Nachweisvorrichtung den Fotozellentubus in die eine Stirnflächenabdeckung ein, während Lichtquellen- und Lichtfallentubus im Mantelteil verbleiben, genügt es, nur die der Fotozelle gegenüberliegende Stirnflächenabdeckung mit einem Blendschutzring zu versehen.

Die Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit der letztgenannten Variante der Neuerung beruht darauf, daß das von der Fotozelle "gesehene" zwangsläufig im Gehäuse befindliche und von der Lichtquelle her stammende Streulicht bei Anordnung des Fotozellentubus in einer Stirnflächenabdeckung weniger als bei Anordnung im Mantelteil des Gehäuses ist. Auf die Ursache dieser Erscheinung soll noch an späterer Stelle eingegangen werden.

Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 zeigt einen Mittellängsschnitt durch ein lichtdichtes Gehäuse gemäß der Neuerung, bei welchem drei Tubusse in den Mantelteil einmünden.

Pig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II in Pig. 1.

Fig. J5 ist ein Mittellängsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Neuerung, bei welchem der Fotozellentubus in die Stirnflächenabdeckung des Gehäuses eingesetzt ist.

Pig. 4 ist ein Diagramm und zeigt die Streulichtverteilung im Inneren des Gehäuses gemäß den Pig. 1 bis 5·

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Streulichtverteilung im Inneren des Gehäuses.

Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und dient zusammen mit Fig. 5 zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels.

Wie man aus den Fig. 1,2 erkennt, besteht das lichtdichte Gehäuse 1 für lichtoptische Nachweisvorrichtungen gemäß der Neuerung im wesentlichen aus dem zylindrischen Mantelteil 5 und den beiden daran befestigten Stirnflächenabdekkungen 6, 7, von deren Rändern sich Kragen 10, 11 über einen

gewissen Teil des Mantels 5 erstrecken. Die Stirnflächenabdeckungen 6,7 sind mittels geeigneter Verbindungsstege 18, 19 am Mantelteil 5 befestigt.

Der Mantelteil 5 trägt bei dem in Fig. 1,2 gezeigten Ausführungsbeispiel sämtliche drei Tubusse, nämlich den Tubus 2 mit der Lichtquelle 12 und einer Sammellinse 14, die dazu dient, die von der Lichtquelle 12 ausgesandte Strahlung zu sammeln und in den Bereich des Tubus zu fokussieren. Der Tubus 3 dient somit als Lichtfalle und soll die Ausbreitung der Strahlen im Inneren des Gehäuses durch RefIe x-ionen weitgehend verhindern und dadurch wird das notwendigerweise auftretende Streulicht im Inneren des Gehäuses relativ gering gehalten. Der Fotozellentubus 4 weist die Fotozelle 15 und eine weitere Sammellinse auf, die dazu dient, das Sehstrahlenbündel der Fotozelle zu konvergieren. Der Tubus 4 weist an seinem im Inneren des Gehäuses 1 liegenden Ende in an sich bekannter Weise eine Blende 17 zur Verbindung des direkten Strahleneintritts von der Lichtquelle 12 in die Fotozelle 1j5 sowie eine Blende zur Verhinderung des Eintritts des seitlichen Streulichtes in den Tubus 4 bzw. die FotozelLe 1J auf.

Man erkennt aus Fig. 1, daß das Gehäuse neuerungsgemäß zwei Blendschutzringe 8, 9 aufweist, deren Durch-

messer d geringer als der Durchmesser D des Mantelteils ist und deren Höhe h etwas geringer als die Höhe H der den Mantelteil 5 außen überlappenden Kragen 10, 11 der Stirnflächenabdeckungen 6, 7 ist. Die Blendschutzringe 8, 9 sollen verhindern, daß zusammen mit den in die Nachweisvorrichtung zwischen Mantelteil 5 und den Kragen 10, 11 eindringenden Schwebeteilchen auch in unerwünschter Weise Licht eintritt. Die Blendschutzringe sind so dimensioniert, daß nicht nur keine direkte Strahlung in das Gehäuse eindringen kann, sondern daß auch der Zutritt von indirekter Strahlung in den Sehbereich der Fotozelle 15 weitgehend und besser als bei allen bisher bekannten Konstruktionen vermieden ist.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem beschriebenen in den Pig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der die Fotozellen 15 tragende Tubus 4 nicht in dem Mantelteil 5* "sondern in die obere Stirnflächenabdeckung 7 eingebaut ist. Durch diese Konstruktion kann einmal der obere Blendschutzring 9 eingespart werden, da sich der Fotozellentubus 4 soweit in das Gehäuse 1 hineinerstreckt, daß die seitliche Anordnung eines weiteren Blendschutzringes entfallen kann. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ist daher nur ein Blendschutzring 8

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an der unteren Stirnflächenabdeckung 6 vorgesehen.

Dieses Ausführungsbeispiel der Neuerung bringt neben der Einsparung des Blendschutzringes 9 jedoch noch einen weiteren wesentlichen Vorteil. Die Fig. 4 bis 6 dienen der Erläuterung dieses Vorteils?

In Fig. 4 ist die Streulichtintensitätsverteilung zwischen der unteren und oberen Stirnflächenabdeckung 6, 7 eingezeichnet. Der Maßstab für die Streulichtintensität ist hier willkürlich gewählt. Man erkennt aus der Fig. 4 jedoch, daß die Intensität im Bereich der Achse A ihr Maximum hat, welches durch die Achsen der beiden Tubusse 2,3 bestimmt ist. Das bedeutet, daß die Streulichtintensität in der Achse des die Lichtquelle 12 enthaltenden Tubus 2 die größte ist. In Fig. 5 sind die Verhältnisse schematisch nochmals veranschaulicht. Dabei ist durch eine stärkere Schwärzung im Bereich unmittelbar um die Achse A die dort herrschende Streulichtintensität zum Ausdruck gebracht. Außerdem ist in Fig. 5 und 6 noch die Bündelbegrenzung des Sehstrahles der Fotozelle 13 im Tubus 4 dargestellt. Man erkennt, daß dieser Sehstrahl aus der Ebene A ein relativ kleines Flächenelement 20 ausschneidet. Es leuchtet ein, daß die im Bereich dieses Flächenelementes 20 vorliegende Streulichtintensität wesentlich geringer ist als die vom Sehstrahl der Fotozelle 13 erfasste Streulicht-

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intensität bei Anordnung des Fotozellentubus 4 gemäß den Fig. 1, 2. Im Fall der Anordnung des Tubus '4 im Mantelteil 5 gemäß Fig. 1,2 beaufschlagt nämlich die im Bereich der Ebene A vorherrschende relativ hohe Streulichtintensität in einer wesentlich stärkeren Dichte die Fotozelle 1;5, welche praktisch das in der Ebene A vorliegende Streulicht von der Seite "sieht", während beim Blick von oben auf die Ebene A bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 nur der Bereich 20 "gesehen" wird und der kegelförmige, die Fläche enthaltende Sehstrahl vor und hinter der Fläche 20 durch Bereiche einer wesentlich geringeren Streulichtintensität läuft.

Das lichtdichte Gehäuse gemäß der Neuerung eignet sich besonders gut für empfindliche lichtoptische Nachweisvorrichtungen, in denen bereits geringe Schwebeteilchenkonzentrationen angezeigt werden sollen. Im Rahmen der Entwicklung von empfindlichen Feuerfrühwarnsystemen war es notwendig, ein derartiges lichtdichtes Gehäuse für empfindliche lichtoptische Nachweisvorrichtungen zu schaffen, da erst dadurch eine einwandfreie Funktion dieser Nachweisvorrichtungen gewährleistet werden kann.

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Claims

P.A.232 439*26. U7 Schutzansprüche

1. Lichtdichtes Gehäuse für lichtoptische Nachweisvorrichtungen für eine Schwebeteilchenkonzentration in einem gasförmigen Medium, welches im wesentlichen von einem kurzen zylindrischen Mantel und zwei den Mantel außen überlappenden Stirnflächenabdeckungen gebildet ist und in welches Rohrstutzen zur Aufnahme der Nachweiselemente, wie Lichtquelle, Fotozelle, Linsen u. dgl., eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Stirnflächenabdeckungen (6,7) mit einem zusätzlichen Blendschutzring (8,9) versehen ist, dessen Durchmesser (d) geringer als der Durchmesser (D) des Mantelteils (5) und dessen Höhe (h) etwas geringer als die Höhe (H) der den Mantelteil (5) außen überlappenden Kragen (10,11) der Stirnflächenabdeckung ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der Einführung sämtlicher drei Tubusse (2, 3, 4) in den Mantelteil (5) des Ge häuses (1) beide Stirnflächenabdeckungen (6,7) mit Blendschutzringen (8,9) versehen sind.

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3· Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einführung des die Lichtquelle (12) enthaltenden Tubus (2) und des eine Lichtfalle bildenden gegenüberliegenden Tubus (3) in den Mantelteil (5) des Gehäuses (1) und bei Einführung des die Fotozelle (13) enthaltenden Tubus (4) in die eine Stirnflächenabdeckung (7) des Gehäuses nur die der Fotozelle (13) gegenüberliegende Stirnflächenabdeckung (6) mit einem Blendschutzring (8) versehen ist.