DE19821302A1

DE19821302A1 - Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder

Info

Publication number: DE19821302A1
Application number: DE1998121302
Authority: DE
Inventors: Jochen Koepernik; Karsten Schmidt; Michael Wiese
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-05-14
Also published as: DE19821302B4

Abstract

Mit dem erfindungsgemäßen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder wird angestrebt, eine Gerätefamilie zu schaffen, die durch wahlweise Bestückung mit Infrarotdetektoren und Spiegeln anforderungsspezifische Ausbaustufen ermöglicht. Der vorgeschlagene Bewegungsmelder enthält eine Hauptleiterplatte (1), die mit einem Multifunktionsmodul verbunden ist, das aus einem Kunststoffhalter (5) mit darin eingesteckten Detektorleiterplatten (6) besteht, und mit aufsteckbaren Spiegelanordnungen (15) ergänzbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder.

In bekannten Bewegungsmeldern werden ein oder mehrere Infrarotdetektoren zur Detektion von über eine Optik fokussierter Wärmestrahlung eingesetzt. Diese Detek toren müssen im Geräteinneren eine bestimmte Position und Lage haben, da die Optik mit ihren Brennweiten auf die Detektorlage abgestimmt ist und so ganz be stimmte Erfassungsrichtungen realisiert werden. Eine solche Detektorlage läßt sich oft nicht ohne spezielle Adapter realisieren, die eine geräteinterne Elektronikleiter platte mechanisch und elektrisch mit den Detektoren verbinden. Weiterhin sind je nach Erfassungskonzept Spiegel erforderlich, die eine zusätzliche Erfassung von Bereichen ermöglichen, die für die Detektoren nicht direkt erfaßbar sind. Auch für diese Spiegel muß eine bestimmte Lage im Raum und damit eine entsprechende Aufhängung bzw. Befestigung vorgesehen sein. Kommt die Forderung hinzu, eine Gerätefamilie mit verschieden großen Erfassungsbereichen (z. B. 90°, 180°, 270°, 360°) und evtl. gefordertem Unterkriechschutz bereitzustellen, so sind in der Regel mehrere Adapter für die Detektoren und Spiegel notwendig. Spätere Änderungen der Abbildungseigenschaften im Sinne weiterer Gerätevarianten erfordern in der Re gel neue Kunststoffwerkzeuge und Änderungen der zugehörigen Elektronikleiterplat te.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder anzugeben, dessen Aufbau eine wahlweise Bestückung mit mehreren Infrarotdetek toren und optionalen Spiegeln ermöglicht. Auch eine spätere Ergänzung unter Wei terverwendung vorhandener Komponenten soll möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder mit den im An spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in wei teren Ansprüchen angegeben.

Die gemäß Aufgabenstellung gewünschte Flexibilität in der Produktgestaltung wird durch Kombination einer Hauptleiterplatte mit einem Kunststoffhalter erreicht, indem wahlweise Detektorleiterplatten einsteckbar sind, wobei die Detektorleiterplatten wiederum durch Spiegelanordnungen ergänzbar sind.

Die erfindungsgemäße Produktgestaltung hat unter anderem Vorteile beim Herstel len, Prüfen und Montieren der Komponenten, da eine getrennte Vormontage und Prüfung der Komponenten möglich ist. Sehr unterschiedliche Erfassungscharakteri stiken lassen sich auf preisgünstige Weise realisieren. Dabei sind in einem Horizon talbereich Winkelbereiche bis 360° realisierbar, sowie auch eine Überwachung eines Boden- oder Rückfeldbereiches.

Eine weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt nachstehend anhand von Ausfüh rungsbeispielen, die in Zeichnungsfiguren dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Kunststoffhalter,

Fig. 2 den Halter gemäß Fig. 1, jedoch mit eingesteckten Detektorleiterplat ten,

Fig. 3 den Halter mit Detektorleiterplatten und Spiegelanordnungen,

Fig. 4 das Modul gemäß Fig. 3, das mit einer Hauptleiterplatte verbunden ist,

Fig. 5 eine Detektorleiterplatte in einer Ausführung zur Aufnahme einer Spie gelanordnung,

Fig. 6 eine Detektorleiterplatte, die nicht zur Spiegelaufnahme ausgeführt ist,

Fig. 7 eine Detektorleiterplatte gemäß Fig. 5 mit aufgeschnappter Spiege lanordnung,

Fig. 8 eine Spiegelanordnung und

Fig. 9 eine Darstellung einer möglichen Infrarotstrahlenführung in einem Be wegungsmelder.

Fig. 1 zeigt als eine erfindungswesentliche Komponente einen Kunststoffhalter 5, der mit einer Hauptleiterplatte 1 (Fig. 4) verrastbar ist. Der Halter 5 weist mehrere, in der Ausführung gemäß Fig. 1 drei Aufnahmerahmen 7 für Detektorleiterplatten 6 (Fig. 2) auf. Im Fall von vier Aufnahmerahmen 7, könnten diese z. B. in einem Winkel α von 90° zueinander angeordnet sein, bei drei Aufnahmerahmen 7 sind auch andere Win kel α, z. B. 70° wählbar. Zur Erleichterung der Handhabung während der Montage sind ein Griffstück 21 und ein Stabilisierungsstück 24 angeordnet. Angeformte Posi tionsstifte 22 ermöglichen eine exakte Montage auf der Hauptleiterplatte 1 (Fig. 4) und erste Rastelemente 8 eine Verrastung mit der Hauptleiterplatte 1. Im Bereich der Aufnahmerahmen 7 sind jeweils zweite Rastelemente 12 angeordnet, die eine Ver rastung eingeschobener Detektorleiterplatten 6 ermöglichen. Optional können am Halter 5 Löcher 23 für eine Spiegelbefestigung vorgesehen sein, soweit solche Spie gel nicht an der Detektorleiterplatte 6 befestigt werden, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Fig. 2 zeigt nochmals den Halter 5, jedoch mit drei eingeschobenen Detektorleiter platten 6. Diese sind jeweils mit einem Infrarotdetektor 14 bestückt, sowie optional mit Bauelementen 13 zur Konditionierung des Detektorsignals. Eine kanalspezifische Signalvorkonditionierung kann beispielsweise mit einem Spannungsteiler erreicht werden. Die Detektorleiterplatten 6 weisen Anschlußleisten 9 auf, die über den - in Fig. 2 - unteren Halterrand überstehen.

Fig. 3 zeigt den Halter 5 in einer im Vergleich zu den Fig. 1 und 2 umgekehrten Lage, nämlich der typischen Einbaulage in einem Bewegungsmelder. Es sind drei Detektorleiterplatten 6 in den Halter 5 eingesteckt. Auf jeder Detektorleiterplatte 6 ist eine Spiegelanordnung 15 aufgeschnappt, wie mit den Fig. 5, 7 und 8 noch wei ter verdeutlicht wird.

Fig. 4 zeigt das in Fig. 3 dargestellte Multifunktionsmodul, bestehend aus Halter 5 mit Detektorleiterplatten 6 und Spiegelanordnungen 15, wobei dieses Modul mit ei ner Hauptleiterplatte 1 verbunden ist. Außerdem ist eine Linsenanordnung 18 dar gestellt, durch die Infrarotstrahlen IR auf Detektoren 14 treffen können.

Die Hauptleiterplatte 1 besteht aus elektrisch isolierendem Material und trägt auf wenigstens einer ihrer Hauptflächen 2, in Fig. 4 auf der oben liegenden Seite Leiter bahnen 3. Durch erste Öffnungen 4 der Hauptleiterplatte 1 ragen erste Rastelemente 8 der drei Detektorleiterplatten 6 hindurch. Durch zweite Öffnungen 11 der Hauptlei terplatte 1 sind jeweils mehrpolige Anschlußleisten 9 der Detektorleiterplatten 6 hin durchgeführt. Auf den Anschlußleisten 9 befindliche Anschlüsse 10 sind Leiterbah nen 3 der Hauptleiterplatte 1 durch Löten verbunden. Alternative Kontaktierungen, z. B. mittels Stecksockel sind möglich. Durch dritte Öffnungen 25 der Hauptleiterplat te 1 sind Positionierungsstifte 22 der Halter 5 gesteckt. Die Hauptleiterplatte 1 ist für die Aufnahme der maximalen Anzahl von Detektorleiterplatten 6 und die Signalver arbeitung entsprechend der maximal möglichen Kanalzahl vorbereitet. Eine Anpas sung an Ausbaustufen kann durch Bauelementebestückung auf der Hauptleiterplatte 1 vorgenommen werden. Die Schnittstellen zu den Detektorleiterplatten sind alle gleich ausgeführt.

Fig. 5 zeigt eine Detektorleiterplatte 6 mit einem Detektor 14, die erste Einschnitte 26 hat, in die die zweiten Rastelemente 12 (siehe Fig. 1) des Halters 5 eingreifen kön nen. Durch die Verrastung wird verhindert, daß Detektorleiterplatten 6 nach der Montage aus dem Halter 5 herausfallen können. Zweite Einschnitte 16 im Randbe reich sind bei der dargestellten Ausführung vorhanden und vorgesehen zum Auf schnappen einer Spiegelanordnung 15 mittels deren Rastelemente 17, wie die Fig. 7 und 8 zeigen. In Fig. 5 ist außerdem die Anschlußleiste 9 mit Anschlüssen 10 er sichtlich. Die Anschlüsse 10 sind mit nicht dargestellten Leiterbahnen auf der Detek torleiterplatte 6 verbunden. Die auf Detektorleiterplatten 6 aufsetzbaren Detektoren 14 können unterschiedlicher Art sein, z. B. Dual- oder Quad-Elementsensoren, je nach gewünschter räumlicher Auflösung des Überwachungsbereiches. Außerdem kann, falls erforderlich, durch Ändern der Detektorposition nur auf der Detektorlei terplatte ein neues Abbildungskonzept, resp. Erfassungscharakteristik, erreicht wer den, ohne den Halter oder die Hauptleiterplatte zu ändern.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung der Detektorleiterplatte 6, die nicht zum Aufschnappen eines Spiegels vorgesehen ist.

Fig. 7 zeigt eine Detektorleiterplatte 6 mit aufgeschnappter Spiegelanordnung 15, wobei die Unterseite 27 verspiegelt ist. Fig. 8 zeigt nur die Spiegelanordnung 15.

In Fig. 9 ist dargestellt, daß neben einer Linsenanordnung 18 zur direkten Lenkung von frontalen Infrarotstrahlen IR1 auf einen der Detektoren 14 auch eine zusätzliche Linsenanordnung 19 vorhanden sein kann, die Infrarotstrahlen IR2 aus einem Bo den- oder Rückfeldbereich 20 über einen Spiegel 15, 27 auf einen Detektor 14 lenkt.

Die optische Abbildung kommt, wie bekannt, durch die Anordnung von mehreren Linsensegmenten um Detektoren herum zustande, wobei der Abstand jedes Linsen segmentes zum zugeordneten Detektor der Brennweite der Linse entspricht. Das Abbildungskonzept und damit die Erfassungscharakteristik wird so von der Lage der Detektoren zu den Linsenzentren bestimmt. Durch einfachen Austausch der Linsen und/oder eine Lageänderung der Detektoren entstehen so auf einfache Weise neue Erfassungscharakteristiken innerhalb einer Gerätefamilie.

Claims

1. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder, der aufweist:

a) eine Hauptleiterplatte (1), die als Platte aus elektrisch isolierendem Material mit wenigstens auf einer Hauptfläche (2) befindlichen Leiterbahnen (3) aus geführt ist,
b) einen Kunststoffhalter (5), der mehrere Aufnahmerahmen (7) für Detektorlei terplatten (6) hat und der an der Hauptleiterplatte (1) befestigt ist, sowie
c) mindestens eine Detektorleiterplatte (6), die in einen der Aufnahmerahmen (7) eingeschoben ist, und die elektrische Anschlüsse (10) hat, die mit Leiter bahnen (3) der Hauptleiterplatte (1) elektrisch leitend verbunden sind, sowie wenigstens einen Detektor (14) für Infrarotstrahlen trägt.

2. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Befestigung des Kunststoffhalters (5) in der Hauptleiterplatte (1) erste Öffnungen (4) vorhanden sind, in erste Rastelemente (8) einrastbar sind, die am Kunststoffhalter (5) angeformt sind.

3. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß sich die elektrischen Anschlüsse (10) der Detektorleiterplatten (6) jeweils auf einer mehrpoligen Anschlußleiste (9) befinden, die an den Detektorleiter platten (6) angeformt sind, und daß in der Hauptleiterplatte (1) zweite Öffnungen (11) vorhanden sind, durch die die mehrpoligen Anschlußleisten (9) hindurchgeführt sind zur elektrischen Verbindung der Anschlüsse (10) mit Leiterbahnen (3) der Hauptlei terplatte (1).

4. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (10) der Detektorleiterplatten (6) mit Lei terbahnen (3) der Hauptleiterplatte (1) verlötet sind.

5. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffhalter (5) zweite Rastelemente (12) aufweist zur Verrastung eingeschobener Detektorleiterplatten (6).

6. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Detektorleiterplatten (6) Signalaufbereitungsmittel (13) aufweist.

7. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Detektorleiterplatten (6) mit einer Spiegelanordnung (15) versehen ist.

8. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils die Detektorleiterplatten (6) und die Spiegelanordnung (15) Mittel (16, 17) zum Aufschnappen der Spiegelanordnung (15) aufweisen.

9. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Linsenanordnung (18) vorhan den ist, mit der Infrarotstrahlen direkt oder nach Umlenkung an einem Spiegel (15) auf wenigstens einen Detektor (14) für Infrarotstrahlen lenkbar sind.

10. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Linsenanordnung (19) vorhanden ist, mit der Infrarotstrahlen aus einem Boden- oder Rückfeldbereich (20) direkt oder nach Umlenkung an einem Spiegel (15) auf wenigstens einen Detektor (14) für Infrarot strahlen lenkbar sind.