DE2703225A1

DE2703225A1 - Rauchdetektor-anordnung

Info

Publication number: DE2703225A1
Application number: DE19772703225
Authority: DE
Inventors: Zoltan Horvath; Erwin Tresch
Original assignee: Cerberus AG
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1976-03-18
Filing date: 1977-01-27
Publication date: 1977-09-22
Also published as: CH592931A5; JPS52113785A

Description

Rauchdetektor-Anordnung
Die Erfindung betrifft eine Rauchdetektor-Anordnung mit einem Strahlungsempfänger, dessen Bestrahlung sich bei Anwesenheit von Rauch in der Luft ändert, und einer an den Strahlungsempfänger angeschlossenen Auswerteschaltung.
Solange sich kein Rauch in der Luft befindet, erhält bei solchen Anordnungen der Strahlungsempfänger von wenigstens einem Strahlungssender die ungeschwächte Strahlung in Form von Lichtlinfraroter oder ultravioletter Strahlung. Sobald nun Rauch in der Atmosphäre auftritt, nimmt die Bestrahlung des Strahlungsempfängers ab infolge Strahlungsabsorption und Streuung, und eine daran angeschlossene Auswerteschaltung gibt bei einer bestimmten Strahlungsabnahme ein Alarmsignal ab.
Vorbekannte Rauchdetektoren dieser Art haben bei der Verwendung zur Brandmeldung jedoch verschiedene Nachteile gezeigt. Einerseits sind zur Detektion geringer Rauchdichten relativ grosse Strahlungsweglängen notwendig. Bei einer bekannten Brandmeldeanordnung ist daher ein Strahlungssender an einer Raumseite angeordnet und der Empfänger an der gegenüberliegenden Seite. Dadurch wird im wesentlichen nur die Umgebung einer Linie geschützt, und es wird nicht sofort ein Alarmsignal gegeben, wenn sich ein Brandherd ausserhalb der direkten Verbindung von Sender und Empfänger befindet, sondern erst, wenn sich der Rauch über den gesamten Raum ausgebreitet hat.
Es ist bereits versucht worden, diesen Nachteil durch mehrfache Umlenkung der Strahlung mittels eines oder mehrerer Hilfsspiegel dadurch zu beseitigen, dass bei dieser mehrfachen Umlenkung der grösste Teil des geschützten Raumes durchsetzt wird. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass die Ausstrahlungsrichtung und die einzelnen Spiegel sehr genau justiert werden müssen, was das System ausserordentlich kompliziert macht. Ausserdem verstauben die Spiegel relativ schnell, so dass die Empfindlichkeit des Systems in der Praxis schnell abnimmt oder eine häufige Reinigung notwendig ist.
Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile und die Schaffung eines unkomplizierten Rauchdetektionssystemes, mit welchem eine grosse Fläche geschützt werden kann, welches sicher und schnell anspricht, welches fehlalarmsicher arbeitet und dessen Empfindlichkeit über längere Zeit aufrechterhalten wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strahlungssender im Raum verteilt angeordnet sind und dass der Strahlungsempfänger zentral zwischen den Strahlungssendern so angeordnet ist, dass er Strahlung von allen Strahlungssendern empfängt, sowie dass die Auswerteschaltung eingerichtet ist, ein Alarmsignal zu geben, wenn die von einem der Strahlungssender empfangene Strahlung um einen vorgegebenen Wert durch Rauch geschwächt ist. Bevorzugt sind Strahlungssender und Strahlungsempfänger in einer Horizontalebene angeordnet und der Strahlungsempfänger ist bevorzugt für Strahlung in dieser Ebene empfindlich.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
Figur 1 zeigt ein Beispiel einer Anordnung gemäss der Erfindung.
Figur 2a zeigt einen Vertikalschnitt einer solchen Anordnung.
Figur 2b zeigt einen Strahlungsempfänger für eine erfindungsgemässe Anordnung.
Figur 3 zeigt das Blockschaltbild einer geeigneten Auswerteschaltung.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel ist im Zentrum eines Raumes 1 ein Strahlungsempfänger 2 angeordnet. In den Ecken und entlang der Wände sind in einer Horizontalebene mit dem Strahlungsempfänger 2 eine Vielzahl von Strahlungssendern 3 angebracht, welche mittels einer Ringleitung 4 miteinander und mit einer gemeinsamen Steuer- und Auswerteschaltung 5 verbunden sind. Die Strahlung der Strahlungssender 3 ist dabei ungefähr in Richtung auf den Strahlungsempfänger 2 gerichtet. Eine genaue Justierung ist jedoch nicht erforderlich.
In Figur 2a ist eine solche Anordnung im Schnitt dargestellt.
Wiederum sind an den Wänden Strahlungssender 3 mit einer licht emittierenden Diode angebracht, während im Zentrum ein Strahlungsempfänger 2 angeordnet ist. Im dargestellten Beispiel besteht er aus einem einzigen strahlungsempfindlichen Element 6, zu welchem die Strahlung von den einzelnen Strahlungssendern 3 mittels eines Umlenkkegels 7 geleitet wird, so dass das Element 6 gleichzeitig Strahlung von allen Sendern 3 erhält.
Statt strahlungsumlenkender Mittel können, wie in Figur 2b dargestellt, auch mehrere in Serie oder parallel geschaltete Photoelemente 6', 6" ... in einem Strahlungsempfänger vorgesehen sein, die bewirken, dass Strahlung von allen, in einer Horizontalebene angeordneten Strahlungssendern empfangen wird. Durch eine Sockelplatte 8 und eine Deckplatte 9 wird hierbei die schräg eintreffende Strahlung weitgehend abgeschirmt, so dass der Strahlungsempfänger bei dieser Anordnung der Photoelemente ebenso wie im vorhergehenden Beispiel bevorzugt in der Horizontalebene, in der auch die Strahlungssender angebracht sind, empfindlich ist.
Figur 3 zeigt eine geeignete Auswerteschaltung, Dabei werden von einem Impulsgenerator 10 einer Sendestufe 11 elektrische Impulse zugeführt, so dass die daran angeschlossenen Strahlungssender 3 periodische Strahlungsimpulse aussenden. Diese werden vom Empfänger 2 aufgenommen und mit einem Impulsverstärker 12 verstärkt. Der Ausgang dieses Impulsverstärkers ist mit dem Eingang eines And-Gate 13 verbunden, dessen anderer Eingang eine direkte Verbindung mit dem Impulsgenerator 10 aufweist. Am Ausgang des And-Gate 13 erscheint also nur dann eine Impulsfolge, wenn Sendeimpulse und empfangene Impulse synchron sind. An den Ausgang des And-Gate 13 ist eine Amplituden-Demodulator 14 angeschlossen, an dessen Ausgang ein konstantes Signal auftritt, solange sich die Intensität der eintreffenden Strahlungsimpulse nicht ändert. Wenn jedoch infolge Auftretens von Rauch oder anderer Störungen, z. B. Ausfall eines Strahlungssenders oder Eindringen eines Gegenstandes in einen der Strahlungswege, so erscheint am Ausgang ein Signal schwankender Intensität.
Einerseits ist an den Ausgang des Amplituden-Demodulators 14 ein Schwellwertschalter 15 angeschlossen, welcher ein Störungssignal abgibt, wenn das Ausgangssignal schnell unter eine vorgegebene Schwelle sinkt, denn in diesem Fall muss vermutet werden, dass diese Aenderung nicht von Rauch herrührt, sondern von einer Störung, z. B. Ausfall eines Strahlungssenders oder Dazwischentreten eines Objektes.
Andererseits ist der Ausgang des Amplituden-Demodulators 14 mit einem Differenzierglied 16 verbunden, dessen Ausgang wiederum mit einem Integrierglied 17 verbunden ist. Da der Frequenzbereich von Differenzier-und Integrierglied jedoch beschränkt ist, wirkt diese Serieschaltung von Differenzier- und Integrierglied wie ein Wechs elspannungsverstärker mit sehr niedrigem Durchlassbereich. Dieser kann beispielsweise zwischen 1 und 10 Hz gewählt werden. Durch diese Schaltung werden sowohl sehr langsame als auch sehr schnelle Aenderungen eliminiert, d. h. langsame Aenderungen, welche z. B. durch Eigenschaftsänderungen der einzelnen Komponenten im Laufe der Zeit hervorgerufen sein konnten oder durch Temperaturschwankungen werden automatisch kompensiert.
Andererseits werden schnelle Aenderungen in diesem Kanal nicht angezeigt, sondern nur durch die bereits beschriebene Störungsauswertung.
Das Ausgangssignal des Integrators 17 wird weiter einem Schwellenwertgeber 18 zugeführt, welcher eine Alarmstufe 19 ansteuert, falls die wahrgenommene Amplitudenänderung eine bestimmte Schwelle übersteigt, Sowohl Alarm wie auch Störung können in bekannter Weise über weitere Leitungen oder drahtlos an eine zentrale Beobachtungsstelle 20 weitergegeben werden.
Die beschriebene Anordnung weist die Vorteile auf, dass der Aufbau einfach und unkompliziert ist, dass keine genaue Justierung nötig ist, dass die Empfindlichkeit sich im Laufe der Zeit kaum ändert, dass die Betriebssicherheit erhöht ist und dass ein grösserer Bereich mit nur einer einzigen Auswerteschaltung geschützt werden kann.
Leerseite

Claims

PATENTANSPRUECHE Rauchdetektor-Anordnung mit einem Strahlungsempfänger (2), dessen Bestrahlung sich bei Anwesenheit von Rauch in der Luft ändert, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strahlungssender (3) im Raum verteilt angeordnet sind und dass der Strahlungsempfänger (2) zentral zwischen den Strahlungssendern (3) so angeordnet ist, dass er Strahlung von allen Strahlungssendern empfängt, sowie dass die Auswerteschaltung eingerichtet ist, ein Alarmsignal zu geben, wenn die von einem der Strahlungssender (3) empfangene Strahlung um einen vorgegebenen Wert durch Rauch geschwächt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger (2) ein oder mehrere photoelektrische Elemente (6, 6', 6" ...) enthält, welche so angeordnet sind, dass sie, gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit strahlungslenkenden Mitteln (7) und Abschirmmitteln (8, 9), bevorzugt Strahlung aus einer Horizontalebene erhalten.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger ein photoelektrisches Element (6) aufweist sowie eine Umlenkeinrichtung (7), durch welche die Strahlung von allen Strahlungssendern (3) auf das Element (6) geleitet wird.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (7) als Kegelreflektor ausgebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger (2) mehrere photoelektrische Elemente (6', 6" ...) aufweist, die in Serie oder parallel an die Auswerteschaltung angeschlossen sind, und deren Empfangsrichtungen so ausgerichtet sind, dass der Strahlungsempfänger wenigstens in einer Ebene allseitig strahlungsempfindlich ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger (2) mehrere Photoelemente aufweist, von denen jedes auf einen der Strahlungsempfänger (3) gerichtet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungssender (3) von einem Impulsgenerator (10) betrieben werden und impulsförmige Strahlung aussenden.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlungssender (3) und Strahlungsempfänger (2) an eine gemeinsame Torschaltung (13) angeschlossen sind, welche nur dann ein Signal abzugeben vermag, wenn Sendeimpulse und empfangene Strahlungsimpulse synchron sind.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Torschaltung (13) mit dem Eingang eines Amplituden-Demodulators (14) verbunden ist, an dessen Ausgang eine elektrische Schaltung (16, 17) mit sehr niederfrequentem Wechselspannungsdurchlassbereich angeschlossen ist, an deren Ausgang wiederum ein Schwellenwertgeber (18) liegt, welcher bei Ueberschreitung eines vorgegebenen Schwellenwertes ein Alarmsignal abzugeben vermag.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des Amplituden-Demodulators (14) zusätzlich ein Schwellenwertschalter (15) angeschlossen ist, welcher ein Störungssignal auszulösen vermag, wenn das Ausgangssignal des Amplituden-Demodulators (14) einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.