DE2046492C3 - smoke detector - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rauchmelder gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a smoke alarm according to the preamble of patent claim 1.
Bei einem bekannten derartigen Rauchmelder (US-PS 34 60 124) ist ein Gehäuse zur Anbringung an einer Wand vorgesehen, das an seinem wandfernen Ende zwei im wesentlichen ?ueinander parallel verlaufende kreisringförmige Einlaßkanäle aufweist, von denen jeder jeweils über ein Labyrinth mit einer Rauchkammer verbunden ist, in der eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten von in diese Kammer eingedrungenen Rauchpartikeln sowie eine Lichtaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des von den beleuchteten Partikeln reflektierten Lichts vorgesehen ist. Beide Kanäle sind als Raucheinlaß vorgesehen, während die Rauchkammer, die die Überprüfstrecke bildet, keinen gesonderten und speziell für diesen Zweck vorgesehenen Rauchauslaß aufweist, so daß sie sich grundsätziieh durch Diffusion mit Rauch füllt Diese Diffusion wird allerdings durch Strömungen überlagert, wenn der bekannte Rauchmelder von irgendeiner Seite her angeströmt wird, wobei diese Strömungen richtungsabhängig unterschiedliche Wirkungen im Rauchmelder auslösen und möglicherweise hierbei in der Lage sind, das Eindringen von Rauch in die Rauchkammer zu unterstützen. Gleichzeitig wird aber die Diffusion durch die Strömungen gestört Wenn die Ansprechzeit diesesIn a known smoke detector of this type (US-PS 34 60 124), a housing is to be attached a wall is provided which, at its end remote from the wall, has two substantially parallel to one another Has annular inlet channels, each of which has a labyrinth with a Smoke chamber is connected, in which a lighting device for illuminating in this chamber penetrated smoke particles and a light receiving device for receiving the from the illuminated particles of reflected light is provided. Both channels are intended as smoke inlets, while the smoke chamber, which forms the test section, is not a separate and special one for this purpose provided smoke outlet, so that it fills with smoke in principle by diffusion Diffusion is, however, overlaid by currents if the known smoke alarm is from any side is flowed against, with these flows depending on the direction different effects in the smoke detector trigger and possibly be able to prevent smoke from entering the smoke chamber support. At the same time, however, the diffusion is disturbed by the currents If the response time this
ίο Rauchmelders bei Vorliegen von Strömungen auch gegenüber dem Vorliegen reiner Diffusion verbessert sein mag, so ist die Wirkung dieses Rauchmelders doch, im ganzen betrachtet, unsicher und von äußeren Faktoren abhängig.ίο smoke detector in the presence of currents too may be improved compared to the presence of pure diffusion, the effect of this smoke alarm is nevertheless, considered as a whole, uncertain and dependent on external factors.
Es ist ein weiterer Rauchmelder bekannt, der an der Decke eines Raumes angebracht wird. Im Gehäuse des Rauchmelders sind zwei Kammern vorgesehen, von denen die eine trübstofffreie Luft enthält, während die andere von turbulenter Luft durchströmt wird, die Rauch aus dem Raum mitführen kann, da dieser Luftstrom aus zwei im Gehäuse aufeinandertreffenden Luftströmen gebildet wird, die als freie Konvektionsströme durch Schlitze und Düsen in das Gehäuseinnere geführt werden. In der von Raumluft durchströmten Kammer sowie in der Vergleichskammer ist jtweils eine Photozelle angeordnet, auf die von ein und derselben Lichtquel'e stammendes Licht auftrifft, das durch die Kammern hindurchgegangen ist. Die Photozellen sind so aufeinander abgestimmt, daß ab einem bestimmten Unterschied der auftreffenden Lichtenergie auf die Zellen das Alarmsignal ausgelöst wird. Diese Differenz tritt dann ein, wenn die Raumluft, welche turbulent die eine Kammer durchströmt, eine bestimmte Menge Rauch enthält (deutsche Auslegeschrift 10 38 454).Another smoke alarm is known which is attached to the ceiling of a room. In the housing of the Smoke alarm, two chambers are provided, one of which contains air that is free of turbidity, while the another is flowed through by turbulent air, which can carry smoke out of the room as it Air flow is formed from two air flows that meet in the housing, which are called free convection flows be fed through slots and nozzles into the interior of the housing. In the room air flowed through Chamber, as well as in the comparison chamber, a photocell is in each case arranged on which one and the same Lichtquel'e struck light, which through the Chambers went through. The photocells are coordinated so that from a certain Difference of the incident light energy on the cells the alarm signal is triggered. This difference occurs when the room air, which flows turbulently through one chamber, has a certain amount Contains smoke (German interpretation 10 38 454).
Dieser Rauchmelder spricht jedoch nur sehr langsam an, da der Rauch nur durch relativ langsame Konvektionsströme dem Rauchmelder zuströmt und in dessen Innenraum geführt werden muß. Außerdem wird das Ansprechvermögen des Rauchmelders durch von außen in das Gehäuseinnere eindringendes Umgebungslicht beeinträchtigt. However, this smoke alarm responds only very slowly, as the smoke only occurs through relatively slow Convection currents flows towards the smoke detector and must be guided into its interior. Also will the response of the smoke detector is impaired by ambient light penetrating the inside of the housing from the outside.
Ein anderer lichtelektrischer Rauchmelder besteht aus einer Rauchkammer mit einem Ein- und einem Auslaß, einer auslaßseitig angeordneten Lichtquelle und einer einlaßseitig angeordneten Lichtaufnahmeeinrichtung, die bei Vorhandensein von Rauch die Auslösung des Alarms veranlaßt. Die Rauchkammer selbst besteht aus konzentrisch umeinander angeordneten, in der Höhe gestapelten, trichterförmigen Rohren. Die Achse dieser Anordnung fluchtet mit der Achse des Lichtstrahlenbündels von der Lichtquelle zur Aufnahmeeinrichtung. Primär infolge freier Konvektion in einem Raum strömt die Luft durch die Trichterringräume einfließend nach oben und wird durch die Kegelstumpftrichter konzentrisch zur Achse des Lichtbündels zusammengeführt. Durch die Staffelung in der Höhe der Trichter wird dafür gesorgt, daß die maximale Bündelung des nach oben gerichteten, im wesentlichen laminaren Luftstromes gegenüber der Lichtquelle erfolgt. Geringe Rauchspuren, die durch die Umgebungsluft zugeführt werden, werden deshalb in dem im Lichtbündel strömenden Luftstrom angehäuft, so daß der Rauchmelder durch diese Kumulationswirkung bereits bei geringen Rauchspuren in der UmgebungsatmosphäreAnother photoelectric smoke detector consists of a smoke chamber with one input and one Outlet, a light source arranged on the outlet side and a light receiving device arranged on the inlet side, which triggers the alarm in the presence of smoke. The smoke chamber itself consists made of funnel-shaped tubes arranged concentrically around one another and stacked in height. The axis this arrangement is aligned with the axis of the light beam from the light source to the receiving device. Primarily as a result of free convection in a room, the air flows in through the funnel annulus upwards and is brought together concentrically to the axis of the light beam by the truncated cone funnel. The staggered height of the funnel ensures that the maximum bundling of the upward, essentially laminar air flow relative to the light source takes place. Low Traces of smoke that are brought in by the ambient air are therefore in the light beam flowing air stream accumulated, so that the smoke detector already with this cumulative effect small traces of smoke in the surrounding atmosphere
M ansprechen kann (deutsche Auslegeschrift 10 78 017).M (German interpretation document 10 78 017).
Durch die Ausnutzung des Schornsteinzuges kann zwar eine parallele Bündelung der in den Luftströmen mitgeführten Rauchteilchen in dem LichtbündelwegBy using the chimney draft, a parallel bundling of the air currents entrained smoke particles in the light beam path
erreicht werden, das Ansprechvermögen wird jedoch wiederum von in den Strahlengang eintretendem Licht der Umgebung beeinträchtigt.can be achieved, but the responsiveness will in turn adversely affected by ambient light entering the beam path.
Schließlich ist noch ein Rauchmelder bekannt, bei welchem der den Rauch mitführende Luftstrom über eine Labyrinthanordnung in das Innere eines mit der Meßeinrichtung versehenen Gehäuses ein- und daraus abgeführt wird. Die im Inneren des Gehäuses angeordnete Meßeinrichtung besteht aus einer Lampen-Linsenanordnung, von der parallele Lichtstrahlenbündel ausgehen, die auf den Rauch gerichtet sind, wobei das von den Rauchteilchen erzeugte Streulicht von einem lichtempfindlichen Element aufgenommen wird.Finally, a smoke detector is known at which of the air flow entrained with the smoke via a labyrinth arrangement into the interior of one with the Measuring device provided housing is introduced and discharged therefrom. The inside of the case arranged measuring device consists of a lamp-lens arrangement, from which parallel light beams which are directed at the smoke, the scattered light generated by the smoke particles is picked up by a photosensitive element.
Dieser Rauchmelder hat die Eigenheit, daß das Eindringen des Rauches durch das Labyrinth in das Gehäuse mit der Meßstrecke nur sehr langsam durch Diffusion vor sich geht, so daß der Rauchmelder sehr spät anspricht Da außerdem das Streulicht nur schwach ist und innerhalb des Meßgehäuses in unerwünschter Weise gestreut wird, ist es schwierig, einen Rauchmelder mit hohem Ansprechvermögen zu erhalten, das auf dem Verhältnis von Arbeitssignal zu Nullsignal beruht, was auch als Verhältnis des Signals zum Untergrund 5//Vbetrachtet werden kann.This smoke alarm has the peculiarity that the penetration of smoke through the labyrinth into the Housing with the measuring section is very slow by diffusion, so that the smoke alarm very responds late Since, in addition, the scattered light is only weak and undesirable within the measuring housing Wise scattered, it is difficult to get a smoke alarm with high responsiveness that on the ratio of the working signal to the zero signal, which is also called the ratio of the signal to the background 5 // V can be considered.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Rauchmelder der eingangs genannten Art zu schaffen, der schnell und sicher anspricht.The object on which the invention is based is therefore to provide a smoke detector of the initially described to create the type mentioned, which responds quickly and safely.
Diese Aufgabe wird bei einem Rauchmelder gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1 erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen von Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in a smoke alarm according to the preamble of patent claim 1 solved according to the characterizing part of claim 1.
Bei einem bekannten Rauchmelder (US-PS 34 09 885) mit einem kuppeiförmigen Gehäuse ist eine zentrale und eine sich peripher erstreckende Öffnung vorgesehen, zwischen denen eine Meßstrecke zum Feststellen von Rauch angeordnet ist. Der Verbindungsweg zwischen diametral gegenüberliegenden Punkten der peripheren öffnung weist im Vergleich zum Strömungsweg über das kuppeiförmige Gehäuse eine unterschied- liehe Länge auf. Aufgrund der aerodynamischen Ausbildung dieser Öffnungen kann Luft nur von der zentralen Öffnung in das Innere des Rauchmelders gelangen und ist gezwungen, diesen durch die periphere Öffnung zu verlassen. Es ist somit nicht möglich, daß Luft durch die periphere Öffnung auf der einen Seite in das Gehäuse eindringt und dieses auf der anderen Seite wieder verläßt. Diese bekannte aerodynamische Ausbildung stellt einen nennenswerten Strömungswiderstand dar, durch den die Ansprechzeit des Rauchmelders verlängert wird.In a known smoke detector (US-PS 34 09 885) with a dome-shaped housing is a central and a peripherally extending opening is provided between which a measuring section for detection arranged by smoke. The connection path between diametrically opposite points of the compared to the flow path via the dome-shaped housing, the peripheral opening has a different borrowed length. Due to the aerodynamic design of these openings, air can only flow from the central opening into the interior of the smoke alarm and is forced to pass through the peripheral Leaving opening. It is therefore not possible for air to enter through the peripheral opening on one side penetrates the housing and leaves it on the other side. This known aerodynamic training represents a significant flow resistance, through which the response time of the smoke detector is extended.
Vorteilhafterweise sind bei der Erfindung mindestens ein Lichtabschirmteil oder Blenden so vorgesehen, daß sie die Lichtaufnahmeeinrichtung umgeben und mit einer Öffnung versehen sind, durch die Streulicht auf die Lichtaufnahmeeinrichtung fällt, wobei die öffnung abseits der Hauptlichtstrahlen von der Liichtabgabeeinrichtung vorgesehen ist.Advantageously, at least one light shielding part or screens are provided in the invention so that they surround the light receiving device and are provided with an opening through which scattered light hits the Light receiving device falls, the opening away from the main light rays from the light emitting device is provided.
Damit der Rauchmelder bereits bei geringen Rauchspuren in dem Luftstrom anspricht, ist zweckmäßiger- t>o weise ein Reflektor mit beliebiger Anzahl reflektierender Oberflächen zur mehrfachen Reflexion von von der Lichtabgabeeinrichtung ausgesandten Lichtstrahlen vorgesehen, wobei die reflektierten Lichtstrahlen konzentrisch durch einen vorherbestimmten Raum im Rauchdurchlaß geleitet werden und das vom Rauch erzeugte Streulicht von der Lichtaufnahimeeinrichtung aufgenommen wird.So that the smoke alarm can be activated even if there are only slight traces of smoke responds in the air flow, is more appropriate- t> o wise a reflector with any number of reflective surfaces for multiple reflection of the Light emitting device provided light beams emitted, wherein the reflected light beams be conducted concentrically through a predetermined space in the smoke passage and that of the smoke generated scattered light is received by the light receiving device.
Die Ansprechempfindlichkeit läßt sich noch dadurch verbessern, daß die Lichtaufnahmeeinrichtung gegen alle Lichtstrahlen mit Ausnahme des Streulichts, das vom Rauch im Rauchdurchgang reflektiert wird, abgeschirmt istThe responsiveness can be improved by the fact that the light receiving device against all light rays with the exception of the scattered light that is reflected by the smoke in the smoke passage, is shielded
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutertThe invention is explained in more detail, for example, with reference to the drawings
F i g. 1 ist ein Schnitt durch den Rauchmelder von Fig. 2;F i g. Figure 1 is a section through the smoke alarm of Figure 2;
Fig.2 zeigt eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf den Rauchmelder;2 shows a partially broken away plan view on the smoke alarm;
Fig.3 zeigt in einem Diagramm das zeitabhängige Ansprechen auf Rauch eines erfindungsgemäßen und eines bekannten Rauchmelders;3 shows the time-dependent in a diagram Response to smoke of a smoke alarm according to the invention and a known smoke alarm;
Fig.4 zeigt schematisch einen Querschnitt ähnlich Fig.2 einer weiteren Ausführungsform eines Rauchmelders; 4 shows schematically a cross section similar 2 shows a further embodiment of a smoke alarm;
F i g. 5 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit des Widerstandswertes der Lichtaufnahmeeinrichtung von deren Lage bezüglich der von der Lichtquelle ausgehenden parallelen Lichtstrahlen;F i g. 5 shows in a diagram the dependence of the resistance value of the light receiving device on their position in relation to the parallel light rays emanating from the light source;
Fig.6 zeigt schematisch die Anordnung von ebenen Spiegeln als Reflexionsflächen in einem Rauchmelder;6 shows schematically the arrangement of planes Mirrors as reflective surfaces in a smoke detector;
Fig. 7 zeigt schematisch die Anordnung einer zylindrischen Spiegelfläche für die Reflexion im Rauchmelder;Fig. 7 shows schematically the arrangement of a cylindrical mirror surface for reflection in the Smoke detector;
F i g. 8 zeigt die Anordnung von F i g. 7 geschnitten in einer Seitenansicht;F i g. 8 shows the arrangement of FIG. 7 sectioned in a side view;
Fig.9 und 10 zeigen schematisch wie Fig.7 die Anordnung von weiteren Reflektoren;Fig.9 and 10 show schematically how Fig.7 the Arrangement of further reflectors;
F i g. 11 zeigt in einer Ansicht wie F i g. 4 eine weitere Ausführungsform eines Rauchmelders;F i g. 11 shows in a view like FIG. 4 another Embodiment of a smoke alarm;
F i g. 12 zeigt in einem Diagramm das Verhältnis von Arbeitssignal zu Null-Signal.F i g. 12 shows a diagram of the ratio of the working signal to the zero signal.
Der in F i g. 1 und 2 gezeigte Rauchmelder besteht aus einem Gehäuse 1, das auf einer Grundplatte 3 durch Schrauben 2 an der Decke A befestigbar ist. Das Gehäuse 1 hat ein Innengehäuse 6, dessen deckenseitige Platte 6' über Stützen 5 mit der Grundplatte 3 verbunden ist. Die deckenseitige Platte 6' des Innengehäuses 6 geht über ein sich konisch verjüngendes Mantelstück in ein ebenes, im wesentlichen zur deckenseitigen Platte 6' paralleles Abdeckteil 6" über. Im Abstand zu dem Innengehäuse 6 ist auf der Platte 6' ein das Gehäuse 6 umgebender schalenförmiger Deckel 4 angeordnet. In der deckenseitigen Platte 6' des rotationssymmetrischen Innengehäuses 6 ist mittig eine öffnung 9 vorgesehen, die mit einer Öffnung 10 in dem ebenen Abdeckteil 6" fluchtet, über der auf Stützen 12 sitzend in dem freien Raum zwischen dem Deckel 4 und dem Innengehäuse 6 eine Lichtabschirmplatte 11 sitzt. Ober der Lichtabschirmplatte 11 hat der Deckel 4 eine von einem Sieb abgedeckte öffnung 8.The in F i g. The smoke detector shown in FIGS. 1 and 2 consists of a housing 1 which can be fastened to the ceiling A on a base plate 3 by screws 2. The housing 1 has an inner housing 6, the ceiling-side plate 6 'of which is connected to the base plate 3 via supports 5. The top-side plate 6 'of the inner housing 6 merges via a conically tapering jacket piece into a flat cover part 6 "which is essentially parallel to the top-side plate 6' In the top-side plate 6 'of the rotationally symmetrical inner housing 6, an opening 9 is provided in the center, which is aligned with an opening 10 in the flat cover part 6 ″, above which, sitting on supports 12 in the free space between the cover 4 and the Inner housing 6 a light shielding plate 11 is seated. Above the light shielding plate 11, the cover 4 has an opening 8 covered by a sieve.
Im Falle eines Brandes strömt Rauch enthaltende Luft B an der Decke A entlang und teilt sich vor dem Rauchmelder in zwei Luftströme. Der längere Luftstrom geht längs der Leitfläche 15 auf der Außenseite des Deckels 4 um den Rauchmelder herum, während der kürzere Luftstrom durch den geraden Strömungskanal 7 geht, der zwischen der Platte 6' und der Grundplatte 3 ausgebildet ist. Infolge der unterschiedlich langen Wege und sr>mit der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten der Luftströme entsteht ein Druckunterschied, durch den Rauch enthaltende Luft aus dem durch den Strömungskanal 7 gehenden Luftstrom durch die Öffnungen 9, 10 und 8 zu dem an der Leitfläche 15 entlangströmenden Luftstrom gezogen wird. In dem Innengehäuse 6 sind in dem Mantelstück eineIn the event of a fire, air B containing smoke flows along the ceiling A and splits into two air flows in front of the smoke detector. The longer air flow goes along the guide surface 15 on the outside of the cover 4 around the smoke detector, while the shorter air flow goes through the straight flow channel 7 which is formed between the plate 6 ′ and the base plate 3. As a result of the different lengths of paths and sr> with the different flow speeds of the air flows, a pressure difference arises through which air containing smoke is drawn from the air flow passing through the flow channel 7 through the openings 9, 10 and 8 to the air flow flowing along the guide surface 15. In the inner housing 6 are in the jacket piece
Lichtquelle 13 und eine Lichtaufnahmeeinrichiung 14 so angeordnet, daß der von der Lichtquelle 13 ausgehende Lichtstrahl L, auf die Rauchpartikel in dem Luftstrom projiziert wird, der von der öffnung 9 zur öffnung 10 in dem Innengehäuse 6 strömt. Der Lichtstrahl L\ erzeugt an den Rauchpartikeln Streulicht Li, das von der Aufnahmeeinrichlung 14 empfangen wird. Die Krümmung des Deckels 4 und die Stärke der Stützen 12 sind so gewählt, daß der Luftstrom längs der Leitfläche 15, im Kanal 7 und durch das Innengehäuse 6 nicht turbulent wird. In der Platte 6' sind gegenüber der Grundplatte 3 Ausnehmungen 16 für die Aufnahme von Verstärkern für die Lichtaufnahmeeinrichtung 14 vorgesehen, die von Deckeln 17 gegen den Strömungskanal 7 abgeschlossen sind. Die Lichtquelle 13 hat eine Glühbirne 18 und eine Linse 19. In der Lichtaulnahmeeinrichtung 14 ist eine Linse 19' angeordnet.The light source 13 and a light receiving device 14 are arranged in such a way that the light beam L emanating from the light source 13 is projected onto the smoke particles in the air stream flowing from the opening 9 to the opening 10 in the inner housing 6. The light beam L \ generates scattered light Li on the smoke particles, which is received by the receiving device 14. The curvature of the cover 4 and the strength of the supports 12 are chosen so that the air flow along the guide surface 15, in the channel 7 and through the inner housing 6 does not become turbulent. In the plate 6 ′, opposite the base plate 3, recesses 16 are provided for receiving amplifiers for the light receiving device 14, which are closed off from the flow channel 7 by covers 17. The light source 13 has a light bulb 18 and a lens 19. A lens 19 'is arranged in the light receiving device 14.
Fig. 3 zeigt die Kennlinie £des erfindungsgemäßen Rauchmelders im Vergleich zu einer Kennlinie 5 eines bekannten Rauchmelders mit Zuführung der Rauch enthaltenden Luft durch ein Labyrinth. Dabei ist bei Bestimmung der Kennlinien die gleiche Lichtquellen-Lichtaufnahmeeinrichtung-Anordnung verwendet. Bei dem erfindungsgemäßen Rauchdetektor ist nach 30 Sekunden nach dem Entstehen des Rauches der als Signalabgabe bezeichnete Ansprechwert etwa zweimal so groß wie der bei dem bekannten Rauchdetektor. Die für das Erreichen einer Signalabgabe von 90% erforderliche Zeit liegt bei etwa '/b des Wertes des bekannten Rauchmelders.3 shows the characteristic curve £ of the smoke alarm according to the invention in comparison with a characteristic curve 5 of a known smoke alarm with the air containing smoke being fed through a labyrinth. The same light source / light receiving device arrangement is used when determining the characteristic curves. In the smoke detector according to the invention, after 30 seconds after the smoke has arisen, the response value referred to as the signal output is approximately twice as large as that in the known smoke detector. The time required to achieve a signal output of 90% is about 1/3 of the value of the known smoke detector.
Der in Fig. 1 und 2 in der Mitte des Deckels 4 vorgesehene Auslaß 8 für den Luftstrom, der von einem Sieb abgedeckt ist, kann auch durch einen in der Seitenwand des Deckels 4 vorgesehenen Av 'aß ersetzt werden. Falls der Rauchmelder an einem dunklen Ort angebracht wird, kann der Deckel 4 weggelassen wurden, so daß der gehäuseaußenseitige Luftstrom an der Leitfläche 15' des Innengehäuses 6 entlangströmt.The intended in FIGS. 1 and 2 in the center of the lid 4 the outlet 8 for the air flow, which is covered by a sieve, can be replaced by a ate also provided in the side wall of the lid 4 Av '. If the smoke alarm is installed in a dark place, the cover 4 can be omitted so that the air flow on the outside of the housing flows along the guide surface 15 ′ of the inner housing 6.
Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform eines Rauchmelders läßt sich nun hinsichtlich des Ansprechvermögens bzw. des Rauchabstandes weiter verbessern, was in F i g. 4 gezeigt ist. Von der Lichtabgabeeinrichtung 13 mit einer Glühbirne 18 und einer Linse 19, die in der Wand des Innengehäuses 6 sitzt, wird ein Bündel paralleler Lichtstrahlen in Richtung der Achse A ausgesandt, welches auf den senkrecht dazu durch die Öffnung 9 in das Gehäuseinnere eingeführten Luft-Rauch-Strom trifft. Die Achse ßder Lichtaufnahmeeinrichtung 14, die aus einem Lichtaufnahmeelement 23, beispielsweise einem CdS-Element, und einer Linse 19' besteht, ist zu der Achse A des parallelen L-chtbündels aus der Lichtquelle 13 um den Winkel Θ im Umfang des Innengehäuses 6 versetzt. Die Lichtaufnahmeeinrichtung 14 ist von einer Blende 20 abgedeckt, die in der Achse B eine Blendenöffnung 22 mit Außenrändern 21 hat.The embodiment of a smoke alarm shown in FIGS. 1 and 2 can now be further improved with regard to the response or the smoke distance, which is shown in FIG. 4 is shown. From the light emitting device 13 with a light bulb 18 and a lens 19, which sits in the wall of the inner housing 6, a bundle of parallel light rays is emitted in the direction of the axis A , which is directed perpendicular to the air smoke introduced through the opening 9 into the interior of the housing -Current meets. The axis ß of the light receiving device 14, which consists of a light receiving element 23, for example a CdS element, and a lens 19 ', is offset from the axis A of the parallel L-beam from the light source 13 by the angle Θ in the circumference of the inner housing 6. The light receiving device 14 is covered by a diaphragm 20 which has a diaphragm opening 22 with outer edges 21 in the axis B.
Da die Lichtaufnahmeeinrichtung 14 auf das Streulicht L1 ansprechen soll, darf sie selbstverständlich nicht in der Strahlenbahn des aus der Lichtquelle 13 kommenden Lichtbündels L\ angeordnet sein. Die Abhängigkeit des Ansprechvermögens der Lichiaufnahmeeinrichtung 14 vom Winkel θ ist in Fig.5 gezeigt, wobei als Meßgröße für das Ansprechvermögen der Widerstand R des CdS-EIemenles aufgetragen ist Wenn sich im Innengehäuse 6 eines Rauchmelders gemäß Fig. 1 Rauch mit einer Lichtauolöschung von 20%/m befindet, erhält man die durch die Kurve RS gekennzeichnete Abhängigkeit des Widerstandes des Lichtaufnahmeelementes von dem Winkel Θ. Die Kurve RN'erhält man, wenn sich in dem Gehäuse kein Rauch befindet. Da die Empfindlichkeit der Meßanordnung des Rauchmelders durch das Verhältnis RSIRN'gegeben ist, möchte man einerseits zur Erreichung eines niedrigen Wertes von /{Seinen kleinen Winkel Θ, andererseits soll jedoch das Auftreffen von direktem Licht aus der Lichtquelle ausgeschlossen werden, so daß man bezüglich RN' einen größeren Wert von Θ anstrebt. Da die Kurven /?Sund RN'annähernd ähnlich verlaufen, ist abhängig vom Winkel Θ das Verhältnis von RSIRN' kaum verbesserbar.Since the light receiving device 14 should respond to the scattered light L 1 , it must of course not be arranged in the beam path of the light bundle L \ coming from the light source 13. The dependence of the response of the light pick-up device 14 on the angle θ is shown in FIG. 5, with the resistance R of the CdS element being plotted as a measured variable for the response. / m, one obtains the dependence of the resistance of the light receiving element on the angle Θ, which is characterized by the curve RS. The curve RN ' is obtained when there is no smoke in the housing. Since the sensitivity of the measuring arrangement of the smoke detector is given by the ratio RSIRN ' , one would like to achieve a low value of / {His small angle Θ on the one hand, but on the other hand the impingement of direct light from the light source should be excluded, so that one with respect to RN ' aims for a larger value of Θ. Since the curves /? Sund RN 'are approximately similar, the ratio of RSIRN' can hardly be improved depending on the angle Θ.
Man hat deshalb versucht, im Weg des parallelen Strahlenbündels L\ zwischen der Lichtquelle 13 und der Öffnung 9 Blenden anzuordnen, deren Öffnungen fluchtend zur Lichtquelle ausgerichtet sind. Dadurch erhält man zwar eine geringfügige Erhöhung des in die Lichtaufnahmeeinrichtung fallenden Streulichtes, was durch die Kurve RN" m F i g. 5 gezeigt ist, jedoch wird dadurch das Verhältnis des Rauschabstandes und somit die Empfindlichkeit der Meßanordnung nicht wesentlich verbessert. Ordnet man jedoch die in F i g. 4 gezeigte Blende 20 an, die die Lichlaufnahmeeinrichtung 14 abschirmt, so erhält man bei rauchlosem Gehäuseinneren die in F i g. 5 mit RN bezeichnete Kurve. Dies zeigt, daß mit der Anordnung von Fig.4, bei welcher der Winkel Θ 30° beträgt, eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit erreicht wird. Bei diesem Winkel beträgt das Signal-zu-Rausch-Verhältnis 200 und ist somit 33mal größer als der Wert sechs dieses Verhältnisses bei einem Winkel von 90°. Ohne das Einströmen des Rauches durch die Öffnung 9 zu beeinträchtigen, kann somit mit der in F ι g. 4 gezeigten Ausführungsform des Rauchmelders bei einem kleinen Winkel Θ eine ausreichende Aufnahme von Streulicht durch die Lichtaufnahmeeinrichtung festgestellt werden, wodurch ein sehr rasches Ansprechen des Rauchmelders gewährleistet ist.Attempts have therefore been made to arrange diaphragms in the path of the parallel beam L \ between the light source 13 and the opening 9, the openings of which are aligned with the light source. This results in a slight increase in the scattered light falling into the light receiving device , which is shown by the curve RN "m FIG 4, which shields the light recording device 14, the curve denoted by RN in FIG. 5 is obtained when the interior of the housing is smokeless Angle Θ 30 °, a significant increase in sensitivity is achieved. At this angle, the signal-to-noise ratio is 200 and is thus 33 times greater than the value six of this ratio at an angle of 90 °. Without the inflow of smoke through the opening 9, with the embodiment of the smoke alarm shown in FIG h the light receiving device can be determined, whereby a very quick response of the smoke alarm is guaranteed.
Die in den Fig.6 bis 10 gezeigte Ausführungsform dient dazu, ein gutes Ansprechvermögen des Rauchmelders auch dann zu erreichen, wenn nur wenig Rauchpartikel in dem Luftstrom enthalten sind, das heißt der Rauch sehr »dünn« ist. Zu diesem Zweck ordnet man im Inneren des Gehäuses einen Reflektor 31 an, der dafür sorgt, daß die von der Lichtquelle 13 ausgehenden Lichtstrahlen L\ öfters so reflektiert werden, daß einige der reflektierten Lichtstrahlen 34, 34' konzentrisch durch einen festgelegten Raum 36 im Rauchdurchlaß 35 geführt werden.The embodiment shown in FIGS. 6 to 10 is used to achieve a good response of the smoke alarm even when there are only a few smoke particles in the air flow, that is to say the smoke is very "thin". For this purpose, arranged inside the housing a reflector 31 at which ensures that emanating from the light source 13 light beams L \ be repeatedly reflected such that some of the reflected light beams 34, 34 'concentrically by a predetermined space 36 in the flue passage 35 are performed.
Der in Fig.6 schematisch gezeigte Reflektor 31 besteht aus zwei einander gegenüberliegenden ebenen reflektierenden Flächen 31' und 31", die parallel zueinander angeordnet sind. Die gestrichelt gezeichneten Linien zeigen das zur Lichtaufnahmeeinrichtung 14 gehende StreulichtThe reflector 31 shown schematically in FIG consists of two opposing flat reflective surfaces 31 'and 31 "which are parallel are arranged to each other. The dashed lines show that relating to the light receiving device 14 walking stray light
Der in Fig.7 bis 10 gezeigte Reflektor 31 hat eine zylindrische Fläche 3Γ", wobei bei der in Fig.7 gezeigten Ausführungsform der Auftreffwinkel auf die zylindrische Fläche 3t'" von der Lichtquelle 13 her klein ist so daß die reflektierten Lichtstrahlen 34, 34' ein sternförmiges Gebilde erzeugen und so in dem festgelegten Raum 36 konzentriert werden. Die gleiche Wirkung erhält man durch die Anordnung von zwei konkaven Reflektorflächen anstelle der ebenen Reflektorflächen3l'und31"von Fig.6.The reflector 31 shown in Figure 7 to 10 has a cylindrical surface 3Γ ", wherein in the embodiment shown in Figure 7, the angle of incidence on the cylindrical surface 3t '"from the light source 13 is small so that the reflected light rays 34, 34' a Create a star-shaped structure and thus be concentrated in the defined space 36. The same The effect is obtained by arranging two concave reflector surfaces instead of the flat reflector surfaces 31 'and 31 "of Fig. 6.
Bei der in Fig. 9 und 10 gezeigten Reflekloranordnung ist der Auftreffwinkel der aus der Lichtquelle kommenden Lichtstrahlen L\ zunehmend vergrößert.In the reflector arrangement shown in FIGS. 9 and 10, the angle of incidence of the light rays L \ coming from the light source is increasingly enlarged.
Anstelle der Ausführungsform von F i g. 9 können somit drei ebene Reflektoren, anstelle der Ausführungsform von Fig. 10 vier ebene Reflektoren, verwendet werden. Die Lichtaufnahmeeinrichtung 14 ist so angeordnet, daß sie jeden der Streulichtstrahlen L2 von dem festgelegten Raum 36 her empfängt. Zweckmäßigerweise wird sie unmittelbar oberhalb des Raumes 36 angeordnet, was aus der in F i g. 6 und 8 gezeigten Ansicht erkennbar ist Bei den in den Fig.6 bis 10 gezeigten Anordnungen wird gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bei gleicher Rauchdichte mehr Streulicht auf die Lichtaufnahmeeinrichtung gerichtet, so daß der Rauchmelder auch bei geringen Rauchspuren im I jj/tstrom bereits anspricht Da das StreuHcht außerdem keine bevorzugte Richtung hat, da es sich aus den reflektierten Lichtstrahlen mit verschiedenen Richtungen herleitet, wird die Empfindlichkeit der Anordnung durch eine Neigung der Lichtaufnahmeeinrichtung kaum beeinträchtigt. Da außerdem kaum von außen kommendes Licht in das Gehäuse eintritt und gestreut wird, ist ein die Messung nachteilig beeinflussendes Nebengeräusch durch solches Licht nicht feststellbar.Instead of the embodiment of FIG. 9, three planar reflectors can thus be used instead of the embodiment of FIG. 10, four planar reflectors. The light receiving device 14 is arranged to receive each of the scattered light rays L 2 from the specified space 36. It is expediently arranged directly above the space 36, which can be seen from the FIG. 6 and 8 can be seen. In the arrangements shown in FIGS. 6 to 10, compared to the embodiments described above, with the same smoke density, more scattered light is directed onto the light receiving device, so that the smoke alarm already responds to small traces of smoke in the I jj / t current Da In addition, since the scattered light has no preferred direction, since it is derived from the reflected light rays having different directions, the sensitivity of the arrangement is hardly affected by an inclination of the light receiving device. In addition, since hardly any light coming from the outside enters the housing and is scattered, any background noise that adversely affects the measurement cannot be detected by such light.
Bei der in F i g. 11 in der Draufsicht im Schnitt gezeigten Ausführungsform des Rauchmelders wird Streulicht nur aus dem Bereich der öffnung 9 aufgenommen. Die Lichtaufnahmeeinrichtung 14 ist von einer Blende 20' abgeschirmt, die eine Öffnung 22' hat Bei dieser Anordnung wird das von der Innenseite des Gehäuses 6 in den Bereichen 49 gestreute Licht dadurch abgeschwächt, daß diese Bereiche so ausgebildet sind, daß das auftreffende Licht ganz oder größtenteils absorbiert wird. Dies führt ebenfalls zu einer Steigerung der Ansprechempfindlichkeit des Rauchmelders.In the case of the in FIG. 11 in a plan view in section The embodiment of the smoke detector shown is scattered light only from the area of the opening 9 recorded. The light receiving device 14 is shielded by a diaphragm 20 'which has an opening 22' With this arrangement, the light scattered from the inside of the housing 6 in the areas 49 is thereby attenuated that these areas are designed so that the incident light wholly or largely is absorbed. This also leads to an increase in the response sensitivity of the smoke detector.
Das in Fig. 12 gezeigte Diagramm vergleicht die Ansprechempfindlichkeit der Ausführungsform eines Rauchmelders gemäß F i g. 4 mit der der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Die Kurve A für den Rauchmelder gemäß F i g. 4 steigt hinter dem Bereich mit dem steilen Anstieg durch das unmittelbare Eintreten von Rauch langsam weiter an, da die von der Photozelle empfangene Lichtmenge langsam durch das vom Rauch gestreute Licht zunimmt, während der Rauch weiterhin langsam aus dem zwischen den öffnungen 9 und 10 im Gehäuse 6 ausgebildeten Strömungsweg in den innenraum des Gehäuses 6 herausdiffundiertThe diagram shown in FIG. 12 compares the response sensitivity of the embodiment of a smoke alarm according to FIG. 4 with that of the embodiment according to FIG. 1. Curve A for the smoke detector according to FIG. 4 continues to rise slowly behind the area with the steep rise due to the immediate entry of smoke, since the amount of light received by the photocell slowly increases due to the light scattered by the smoke, while the smoke continues slowly from between the openings 9 and 10 in the housing 6 formed flow path diffuses out into the interior of the housing 6
Die Kurve /4' kennzeichnet einen Null-Zustand. Man sieht, daß das Verhältnis zwischen Arbeitssignal und Null-Signal, also V\l V2, abnimmt, wenn V2 größer wird.The curve / 4 'indicates a zero state. It can be seen that the ratio between the working signal and the zero signal, i.e. V \ l V 2 , decreases as V 2 increases.
Es soll jedoch ein hohes Verhältnis von VV V2 erzielt werden, was man dadurch erreicht, daß das Streulicht nir»Hi αϊ ic Mt*m nan7An /^phöiico cstnriern nur one /lomHowever, it is to be achieved a high ratio of VV V 2, which is achieved by the fact that the scattered light nir "Hi αϊ ic Mt * m nan7An / ^ phöiico cstnriern only one / lom
Bereich 9, also aus dem Bereich des Strömungsweges aufgenommen wird, was durch die Anordnung gemäß F i g. 11 erreicht wird. Dabei wird von der Photozelle nur das Streulicht aufgenommen, welches von dem dicht und sofort durch die öffnung 9 eingeleiteten Rauch gestreut wird. Bereits wenige Zehntelsekunden nach dem Beginn des Einströmens von Rauch in den Rauchmelder erhält man das Arbeitssignal Vi, das bei der Kurve B entsprechend der Ausführungsform von F i g. 11 nur wenig geringer ist als das der Kurve A entsprechend der Ausführungsform von Fig.4. Andererseits ist der Wert für das Null-Signal V2(B) gegenüber dem Wert V2(A) verhältnismäßig klein. Der Unterschied trägt also zu einem Anstieg des Verhältnisses von Vj/V2 bei, denn aus Fig. 12 ist deutlich zu erkennen, daß V,(A)> V1(B), V2(A)> V2(B). Da Vx(A) minus Vi(Bjkleiner ist als V2(AJmInUS V2(B), ergibt sich, daß das Verhältnis W(A)! V2(A) kleiner ist als V1(B/ V2(B). Das Verhältnis von Arbeitssignal zu Null-Signal, welches dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis S/N (F i g. 5) entspricht, ist somit bei der Ausführungsform von Fig. 11 gegenüber der Ausführungsform gemäß F i g. 4 weiter gesteigertArea 9, that is to say from the area of the flow path, is recorded, which is indicated by the arrangement according to FIG. 11 is reached. In this case, the photocell only records the scattered light which is scattered by the smoke that is introduced tightly and immediately through the opening 9. Just a few tenths of a second after the smoke began to flow into the smoke detector, the work signal Vi is obtained, which is shown in curve B according to the embodiment of FIG. 11 is only slightly less than that of curve A corresponding to the embodiment of FIG. On the other hand, the value for the zero signal V 2 (B ) is relatively small compared to the value V 2 (A). The difference thus contributes to an increase in the ratio of Vj / V 2 , because from FIG. 12 it can be clearly seen that V, (A)> V 1 (B), V 2 (A)> V 2 (B) . Since V x (A) minus Vi (Bj is smaller than V 2 (AJmInUS V 2 (B), it follows that the ratio W (A)! V 2 (A) is smaller than V 1 (B / V 2 (B ). the ratio of the duty signal to zero signal g to the signal-to-noise ratio S / N (F i. 5) corresponds, g is thus in the embodiment of Fig. 11 with respect to the embodiment of F i. 4 further increased
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
•30 208/66• 30 208/66
Claims (4)
daß der zweite Strömungsweg unter nur teilweiser Umgrenzung längs der Leitfläche (15) auf der Außenseite des Deckels (4) verläuft,
daß der erste Strömungskanal (7) von der Grundplatte (3) begrenzt und kürzer als der zweite Strömungsweg ist und1. P.auchmelder with a housing having a base plate and a cover, which is provided with paths for two air streams guided along guide surfaces to the smoke inlet and smoke outlet, of which the first forms a flow channel with smoke inlet and outlet leading through the housing, and between which a photoelectric upper test section for the presence of smoke is formed via openings in the housing, in which light beams are projected onto smoke by a light emitting device and scattered light is picked up by a light pick-up device within the housing, as characterized by
that the second flow path runs with only partial delimitation along the guide surface (15) on the outside of the cover (4),
that the first flow channel (7) is limited by the base plate (3) and is shorter than the second flow path and
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