DE202006021270U1

DE202006021270U1 - Detektor

Info

Publication number: DE202006021270U1
Application number: DE202006021270.1U
Authority: DE
Original assignee: Thorn Security Ltd
Current assignee: Thorn Security Ltd
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2016-02-18
Also published as: AU2006251046A1; GB0510916D0; US7948628B2; EP1894177A1; WO2006125935A1; AU2006251046B2; US20090103097A1; GB2426577A

Abstract

Detektor, der ein mit einem Fenster versehenes Gehäuse, eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, eine Mehrzahl von Sensoren und einen Reflektor beinhaltet, wobei die elektromagnetische Strahlungsquelle und die Sensoren in dem Gehäuse angebracht sind und der Reflektor außerhalb des Gehäuses angebracht ist, wobei der Reflektor so angeordnet ist, dass er durch das Fenster hindurchtretende elektromagnetische Strahlung der elektromagnetischen Strahlungsquelle durch das Fenster auf die Sensoren zurückwirft, und wobei die Sensoren ein Ausgangssignal bereitstellen, das den Pegel der die Sensoren erreichenden elektromagnetischen Strahlung anzeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brandmelder, und insbesondere auf einen Flammendetektor, der das Vorhandensein eines Feuers dadurch erfaßt, dass er die Anwesenheit einer Flamme abfühlt.
Ein Flammendetektor wird häufig im Aussenbereich in einer rauen Umgebung installiert. Der Sensor des Flammendetektors blickt durch ein Fenster, das schmutzig werden kann, nach draußen, und dies kann dazu führen, dass die Wirksamkeit des Flammendetektors vermindert wird. Der Schmutz kann auf das Fenster des Flammendetektors entweder als nasse oder als trockene, durch Luft übertragene Teilchen geblasen werden. Es ist daher notwendig, zu überprüfen, ob das Fenster eines Flammendetektors sauber genug ist, um für eine präzise Flammenerkennung zu sorgen, und jeden Zustand, in dem das Fenster zu schmutzig ist, um den Detektor korrekt arbeiten zu lassen, zu ermitteln und zu melden.
Üblicherweise wird das Fenster eines Flammendetektors dadurch geprüft, dass eine in dem Detektor vorgesehene Quelle auf einen externen Reflektor strahlt, der das Signal auf einen einzelnen, in dem Flammendetektor angebrachten Sensor zurückwirft. Das reflektierte Signal wird gemessen, und für ein sauberes Fenster wird ein Referenzsignalpegel aufgenommen. Wenn das Fenster schmutzig wird, reduziert sich die Amplitude des Pegels des reflektierten Signals. Wenn der Pegel des reflektierten Signals unter einen vorherbestimmten Referenzpegel fällt, wird das Fenster als zu schmutzig angesehen, um den Flammendetektor korrekt arbeiten zu lassen.
Bekannte Flammendetektoren enthalten ein präzises optisches System, dessen optischer Pfad eine genaue, zuverlässige und gleichmäßige Messung des Referenzsignalpegels ermöglicht. Insbesondere muss der externe Reflektor sorgfältig gestaltet und starr montiert werden. Es ist auch möglich, dass der externe Reflektor auf die Anforderungen des jeweils betroffenen Flammendetektors eingestellt werden muss. Es ist ein Ziel der Erfindung, für einen Flammendetektor zu sorgen, der zum Überprüfen der Sauberkeit des Fensters über eine eingebaute Einrichtung zum Überwachen des optischen Pfades verfügt.
Die vorliegende Erfindung sorgt für einen Detektor, der ein mit einem Fenster versehenes Gehäuse, eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, eine Mehrzahl von Sensoren und einen Reflektor beinhaltet, wobei die elektromagnetische Strahlungsquelle und die Sensoren in dem Gehäuse angebracht sind und der Reflektor außerhalb des Gehäuses angebracht ist, wobei der Reflektor so angeordnet ist, dass er die durch das Fenster hindurchtretende elektromagnetische Strahlung der elektromagnetischen Strahlungsquelle durch das Fenster auf die Sensoren zurückwirft, und wobei die Sensoren ein Ausgangssignal bereitstellen, das den Pegel der elektromagnetischen Strahlung, der die Sensoren erreicht, anzeigt.
Vorzugsweise beinhaltet der Detektor eine Mess- und Verarbeitungseinheit, wobei die Sensoren funktionell der Mess- und Verarbeitungseinheit zugeordnet sind, um diese Einheit mit einem Eingangssignal, das den Pegel der die Sensoren erreichenden elektromagnetischen Strahlung anzeigt, zu versorgen. Die Mess- und Verarbeitungseinheit kann in dem Gehäuse angebracht sein.
Vorteilhaft ist das Fenster aus einem Material hergestellt, das für die von der elektromagnetischen Strahlungsquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen durchlässig ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Detektor weiterhin einen weiteren, der elektromagnetischen Strahlungsquelle zugeordneten Reflektor, um Strahlung von dieser Quelle durch das Fenster auf den externen Reflektor zu fokussieren.
Günstig ist es, wenn ein Sensorfeld die Mehrzahl von Sensoren bildet. Vorzugsweise bildet ein 16 × 16-Sensorfeld die Vielzahl von Sensoren.
Vorzugsweise ist jeder Sensor dafür ausgelegt, die elektromagnetische Strahlung von der von der elektromagnetischen Strahlungsquelle abgegebenen Frequenz abzufühlen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Quelle elektromagnetischer Strahlung eine Lichtquelle. Auf diese Weise kann die Strahlungsquelle so angeordnet sein, dass sie Strahlung abgibt, die eine Frequenz aufweist, die mit derjenigen einer Flamme übereinstimmt.
Vorteilhafterweise ist die Quelle elektromagnetischer Strahlung so angeordnet, dass sie ein gepulstes Ausgangssignal abgibt, wobei die Pulse vorzugsweise mit einer regelmäßigen Frequenz abgegeben werden.
Es können zwei oder mehr der genannten Quellen elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren bereit, um die Sauberkeit eines Fensters zu beurteilen, welches Teil eines Detektors ist, wobei in dem Detektor eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, eine Mehrzahl von Sensoren und eine Mess- und Verarbeitungseinheit untergebracht ist, wobei der Detektor weiterhin einen externen Reflektor beinhaltet, der so angeordnet ist, dass er die durch das Fenster hindurchtretende elektromagnetische Strahlung der elektromagnetischen Strahlungsquelle durch das Fenster auf die Sensoren zurückwirft, wobei die Sensoren funktionell der Mess- und Verarbeitungseinheit zugeordnet sind, um diese Einheit mit einem Eingangssignal, das den Pegel der elektromagnetischen Strahlung, die die Sensoren erreicht, anzeigt, zu versorgen, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, das Eingangssignal von den Sensoren zu der Mess- und Verarbeitungseinheit zu vergleichen, wenn bekannt ist, dass das Fenster sauber ist und wenn der Detektor für einige Zeit im Betrieb stand, wodurch die Mess- und Verarbeitungseinheit einen Hinweis auf den Sauberkeitszustand des Fensters liefert.
Die Mess- und Verarbeitungseinheit stellt vorzugsweise ein Ausgangssignal bei einem Referenzpegel bereit, wenn bekannt ist, dass das Fenster sauber ist, und stellt ein Ausgangssignal bereit, das einen ersten vorherbestimmten Verschmutzungsgrad anzeigt, wenn sich das Eingangssignal zu der Mess- und Verarbeitungseinheit um einen ersten vorherbestimmten Betrag von dem Referenzpegel unterscheidet.
Vorteilhaft stellt die Mess- und Verarbeitungseinheit ein zweites Ausgangssignal bereit, das einen zweiten vorherbestimmten Verschmutzungsgrad anzeigt, wenn sich das Eingangssignal zu der Mess- und Verarbeitungseinheit um einen zweiten vorherbestimmten Betrag von dem Referenzpegel unterscheidet.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung in größeren Einzelheiten beschrieben, wobei die einzige Figur eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß aufgebauten Flammendetektors ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung weist ein Flammendetektor ein Gehäuse 1 auf, das mit einer Flammendetektor-Mess- und Verarbeitungseinheit 2 zum Erfassen des Vorhandenseins einer Flamme außerhalb des Detektors durch ein Fenster 3 versehen ist. In dem Detektorgehäuse 1 ist eine Leuchte 4 angebracht, wobei ein konkaver, der Leuchte 4 zugeordneter Reflektor 5 Licht von der Leuchte durch das Fenster 3 auf einen externen Reflektor 6 fokussiert. Die Leuchte 4 wird von einem (nicht gezeigten) Schaltkreis elektrisch überwacht, um zu bestätigen, dass sie funktioniert und sich in einem funktionierenden Zustand befindet. Der Schaltkreis misst den durch die Leuchte fließenden Strom, sobald ein sich beim Einschalten bildender Stromstoß abgeklungen ist.
Der Winkel des Reflektors 6 ist so gewählt, dass dieser Licht von der Leuchte 4 durch das Fenster 3 auf ein in dem Gehäuse 1 angebrachtes Sensorfeld 7 zurückwirft. Normalerweise besteht das Sensorfeld 7 aus einem Raster von 16 × 16 Strahlungssensoren. Die Leuchte 4 verwendet denselben Bereich des elektromagnetischen Spektrums, wie ihn die Mess- und Verarbeitungseinheit 2 für die Flammenerkennung verwendet, so dass die Sauberkeit des Fensters 3 bei der Betriebswellenlänge beurteilt wird. Die Leuchte 4 ist so angeordnet, dass sie ein gepulstes Ausgangssignal erzeugt. Auf diese Weise wird das Signal von der Hintergrundstrahlung unterschieden.
Das von dem Reflektor 6 reflektierte Lichtsignal wird von jedem der Sensoren in dem Feld 7 gemessen, wobei deren Ausgangssignale in der Mess- und Verarbeitungseinheit 2 zusammengefasst werden, um für eine genaue Messung der Sauberkeit des Fensters 3 zu sorgen. Während oder nach der Herstellung des Detektors, und bevor der Detektor installiert wird, wird eine Messung durchgeführt, wenn das Fenster 3 sauber ist, um einen Referenzpegel, der ein sauberes Fenster anzeigt, bereitzustellen. Wenn der Flammendetektor für den Betriebseinsatz aufgestellt ist, werden Messungen, entweder manuell oder automatisch, regelmäßig durchgeführt. Wenn eine solche Messung einen Pegel liefert, der unter einen ersten vorherbestimmten Grenzwert fällt, wird das Fenster 3 als schmutzig angesehen. Wenn der gemessene Signalpegel jedoch unter einen zweiten, niedrigeren, vorherbestimmten Grenzwert fällt, wird das Fenster 3 als verdeckt angesehen. In beiden Fällen ist der Flammendetektor so eingerichtet, dass er ein Warnsignal über den Zustand des Fensters liefert. Das Warnsignal kann beispielsweise von LEDS unterschiedlicher Farben, die einen Teil des Flammendetektors bilden, bereitgestellt werden, oder es kann über eine Steuerschaltung an eine zentrale Steuereinheit übertragen werden.
Es ist ersichtlich, dass die Verwendung eines Felds 7 von Sensoren das von dem Reflektor 6 zurückgeworfene Lichtsignal mittelt, so dass eine größere Nachgiebigkeit gegenüber Toleranzen in dem optischen Pfad entsteht. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn das Fenster 3 unterschiedlichen Verschmutzungsgraden ausgesetzt ist. Die Verwendung mehrerer Sensoren stellt auch sicher, dass das von dem Reflektor 6 reflektierte Lichtsignal über einen relativ großen Bereich erfasst werden kann. Das System kann daher im Vergleich mit der Verwendung eines einen einzelnen Sensor verwendenden Systems mit größeren Schwankungen in dem optischen Pfad umgehen.
Da das Signal über einen großen Bereich erfasst wird, wird auch die Sauberkeit des Fensters 3 über einen großen Bereich gemessen, was zu einer verbesserten Prüfung der Sauberkeit des Fensters führt.
Vorzugsweise werden statt der oben beschriebenen einen Leuchte zwei Leuchten verwendet, was dem System im Fall des Ausfalls einer Leuchte größere Ausfallsicherheit gibt.

Claims

Detektor, der ein mit einem Fenster versehenes Gehäuse, eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, eine Mehrzahl von Sensoren und einen Reflektor beinhaltet, wobei die elektromagnetische Strahlungsquelle und die Sensoren in dem Gehäuse angebracht sind und der Reflektor außerhalb des Gehäuses angebracht ist, wobei der Reflektor so angeordnet ist, dass er durch das Fenster hindurchtretende elektromagnetische Strahlung der elektromagnetischen Strahlungsquelle durch das Fenster auf die Sensoren zurückwirft, und wobei die Sensoren ein Ausgangssignal bereitstellen, das den Pegel der die Sensoren erreichenden elektromagnetischen Strahlung anzeigt.
Detektor nach Anspruch 1, der eine Mess- und Verarbeitungseinheit beinhaltet, wobei die Sensoren funktionell der Mess- und Verarbeitungseinheit zugeordnet sind, um diese Einheit mit einem Eingangssignal, das den Pegel der die Sensoren erreichenden elektromagnetischen Strahlung anzeigt, zu versorgen.
Detektor nach Anspruch 2, bei dem die Signalverarbeitungseinheit in dem Gehäuse angebracht ist.
Detektor nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Fenster aus Material hergestellt ist, das für die von der elektromagnetischen Strahlungsquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen durchlässig ist.
Detektor nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, welcher weiterhin einen weiteren, der elektromagnetischen Strahlungsquelle zugeordneten Reflektor beinhaltet, um Strahlung von dieser Quelle durch das Fenster auf den externen Reflektor zu fokussieren.
Detektor nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Sensorfeld die Mehrzahl von Sensoren bildet.
Detektor nach Anspruch 6, wobei ein 16 × 16-Sensorfeld die Vielzahl von Sensoren bildet.
Detektor nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, bei dem jeder Sensor dafür ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung von der von der elektromagnetischen Strahlungsquelle abgegebenen Frequenz abzufühlen.
Detektor nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Quelle elektromagnetischer Strahlung eine Lichtquelle ist.
Detektor nach Anspruch 9, wobei die Strahlungsquelle so angeordnet ist, dass sie Strahlung abgibt, die wenigstens eine Frequenz aufweist, die mit derjenigen einer Flamme übereinstimmt.
Detektor nach wenigsten einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Quelle der elektromagnetischen Strahlung so angeordnet ist, dass sie ein gepulstes Ausgangssignal abgibt.
Detektor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung zum Überwachen der Quelle elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist, um zu bestätigen, dass diese funktioniert und in einem Licht abgebenden Zustand ist.
Detektor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, der zwei oder mehr der genannten Quellen elektromagnetischer Strahlung beinhaltet.