DE2705263C3 - Rauchdetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rauchdetektor mit einer ein Strahlungsemittierendes Element in der Achse eines rotationssymmetrischen optischen Systems enthaltenden Strahlungsquelle, weiche Strahlung in einen kegelringförmigen Bereich aussendet, und einem Strahlungsempfänger, der außerhalb des direkten Strahlungsbereichs in der Kegelachse angeordnet ist und dem die an Partikeln im Strahlungsweg gestreute Strahlung zugeführt wird, nach Patent 2θ 19 082.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach dem Hauptpatent wird die kegelringförmige Strahlungscharakteristik der Strahlungsquelle durch einen schiefachsigen Kepelschnitt-Rotationsflächen-Reflektor erzeugt, durch welchen die von einem strahlungsemitticrenden Element ausgesandtc Strahlung ringför- mig gebündelt wird. Als Erzeugende der Reflektorfläche kann dabei ein beliebiger geeigneter Kegelschnitt dienen, z, B. eine Parabel, eine Ellipse oder ein Kreis, je nach gewünschtem Grad der Fokussierung. Um eine kegelringförmige Charakteristik zu erhalten, ist es notwendig, daß die Rotationsachse schief zur Parabeloder Ellipsenachse verläuft, bzw. nicht durch den Kugelmittelpunkt geht. Zusätzlich kann eine strahlungsbrechende Fläche vorgesehen sein, welche mit dem

in Reflektor zusammenwirkt und welche ebenfaL's als schiefachsige Kegelschnitt-Rotationsfläche oder als Kegelfläche, bzw. im Entartungsfall als Ebene ausgebildet sein kann. Der Zwischenraum zwischen Reflektor und brechender Fläche wird in diesem Falle von einem strahlungsbrechenden Medium, z. B. von einem geeigneten transparenten Kunststoff gebildet.

Bei einer solchen Strahlungsquelle wird jedoch nur die vom Strahlungsemittierenden Element von der Rotationsachse aus seitlich gerichtete Strahlung ring förmig gebündelt. Die nach vorn gerichtete, die Rotationsachse in einem kegelförmigen Raumwinkelbereich umgebende Strahlung geht dagegen verloren. Ein mit einer derartigen Strahlungsquelle ausgerüsteter Rauchdetektor besitzt daher noch nicht den theoretisch

?<-> möglichen optimalen Wirkungsgrad. Außerdem herrscht in Achsenrichtung aus dem genannten Grund immer noch eine gewisse Strahlungsintensität, so daß der dort angeordnete Strahlungsempfänger von der direkten Strahlung durch ein kompliziertes Blendensy-

Mi stern abgeschirmt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile und insbesondere die Schaffung einer Strahlungsquelle mit verbesserter Bündelung der Strahlung in einem kegelringförmigen Bereich, welche

r> die Herstellung eines Rauchdetektors mit verbessertem Wirkungsgrad und einfacherer Konstruktion gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst. Dabei ist außer einer bereits bekannten schiefachsigen

4<> reflektierenden Kegelschnitt-Rotationsfläche, welche die vom strahlungsemitlierenden Element seitlich zur Rotationsachse ausgesandte Strahlung, gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit einer die Achse ringförmig umgebenden ersten brechenden Fläche, die ebenfalls als

Vt schiefachsige Kegelschnitt-Rotationsfläche ausgebildet sein kann, in einer kcgelringförmigen Zone bündelt, eine weitere, ebenfalls als schiefachsige Kegelschnitt-Rotationsfläche ausgebildete Fläche vorgesehen, die innerhalb der ersten brechenden Fläche liegt und die

Mt Rotationsachse einschließt und welche so ausgebildet und angeordnet ist, daß die vom slrahlungsemittierenden Element nach vorn in Richtung der Rotationsachse ausgesandte Strahlung in der gleichen kegelringförmigeii Zone gebündelt wird, wie durch den Reflektor und

5-s die erste brechende Fläche.

Die Erfindung wird durch zwei in den F i g. I und 2 dargestellte Ausführungsbeispiele erläutert, welche Strahlungsquellen erfindungsgemäßer Rauchdetektoren im Schnitt zeigen.

μ Bei der in F i g. 1 dargestellte Strahlungsquelle ist in eine Hülse 1 ein als Bündelungs-Optik dienender Körper 2 eingesetzt, welcher aus strahlungsbrechendem Material, z. B. einem geeigneten Kunststoff oder Glas besteht. Die Hülse I kann aus dem gleichen Material

μ ausgeführt sein, wie der Körper 2, oder /.. B. als Metallrohr. Die rückseitige Fläche 3 des Körpers 2 hai die Form einer Rotationsfläche einer Parabel, Ellipse oder eines Kreises, wobei die Achsen dieser Kurven

schief zur Rotationsachse A verlaufen, bzw. der Mittelpunkt außerhalb der Achse A liegt. Auf diese Fläche 3 ist eine Verspiegelung aufgebracht. Die Vorderfläche, die nicht verspiegelt, also strahlungsdurchlässig ist, besteht aus zwei konzentrischen Zonen 4 und 5, welche die durchtretende Strahlung in verschiedener Weise brechen. Beide Flächenteile 4 und 5 sind wiederum als Rotationsflächen einer Parabel, Ellipse, eines Kreises, oder im Entartungsfall, einer Geraden ausgebildet, wobei die Rotationsachse wiederum srhiefachsig oder exzentrisch ist. Die äußere Flächenzone 4, die die innere Zone 5 ringförmig umgibt, kann dabei auch als F.bene, die innere Fläche 5 auch als Kegelfläche geformt sein.

In einer an der Rückseite des Körpers vorgesehenen zentrischen Höhlung 7 ist in der Achse A ein Strahlungsemittierendes Element 6, z. B. eine Licht oder Infrarot aussendende Diode LED angebracht, und zwar etwa im Brennpunkt der die Fläche 3 erzeugenden Parabel oder Ellipse. Dadurch wird erreicht, daß die auf die reflektierende Fläche 3 auftreffende Strahlung nach Brechung an der Flächenzone 4 in eine kegelringförmige Zone K um die Achse A mit mehr oder weniger großem Fokussierungsgrad gerichtet wird.

Die nach vorn, etwa in Achsenrichtung gerichtete Strahlung wird dagegen an der Begrenzung der Höhlung 7 und der Flächenzone 5 gebrochen. Beide Flächen 5 und 7 sind nun wiederum so ausgebildet und angeordnet, daß die strahlungsemitlierende Diode 6 ebenfalls etwa im Brennpunkt der aus beiden Rächen gebildeten Optik liegt. Die Schiefheit oder Exzentrizität der Rotationsachse ist zudem so gewählt, daß die von der Diode 6 nach vorn ausgesandte Strahlung in die gleiche kegelringförmige Zone K gerichtet wird, wie die über den Reflektor 3 gehende Strahlung. Damit kann also ein größerer Teil der vom Strahlungsemittierenden Element 6 ausgesandten Strahlung ausgenutzt werden als bisher und somit der Wirkungsgrad eines mit einer solchen Strahlungsquelle ausgerüsteten Rauchdetektors verbessert werden. Außerdem wird bei der beschriebenen Anordnung fast keine Strahlung mehr direkt in Achsenrichtung ausgesandt, so daß auf eine aufwendige Abschirmung des in der Achse angeordneten Strahlungsempfängers verzichtet werden kann.

Wie erwähnt können Hülse I und Optik-Körper 2 aus dem gleichen Material bestehen, z, B. einem transparenten Kunststoff, und als ein Stück ausgebildet sein. Statt

ί dessen kann es auch zweckmäßig sein, die Hülse 1 aus einem anderen Material auszuführen, z. B. aus Metall, wobei der Innenieil 8 zurückgebogen und eingezogen ist. Die Oberfläche dieses Teiles 8 ist dann verspiegelt und bildet den Reflektor 3, wobei die Form der

in Oberfläche wiederum einer schiefachsigen Kegelschnitt-Rotationsfläche entspricht. Nachdem die hintere öffnung 9 durch Einsetzen des Strahlungsemitters 6 verschlossen wurde, kann nun das Innere des Reflektors 3 mit einem geeigneten transparenten Kunststoff

η ausgegossen werden, wobei die Höhlung 7 entfällt. Mittels eines entsprechend geformten Stempels kann dann vor dem Erstarren die Vorderfläche 4, 5 in die gewünschte Form gebracht werden.

Fig.2 zeigt eine ähnliche Strahlungsquelle, bei

2» welcher die Hülse 1 und der Reflektor 10 als gelrennte Teile ausgeführt sind. Die Hülse ist in diesem Beispiel durch eine strahlungsbrechende Vorucrfläche abgeschlossen, die wiederum zwei konzentrische Zonen 4 und 5 aufweist, deren Form der nach Fi g. 1 entspricht.

r. Die Innenfläche 1 i kann ebenfalls aus zwei Zonen analoger Art bestehen oder als Kugelfläche ausgebildet sein. Die Oberfläche des Reflektorteiles 3 ist wiederum analog zum Beispiel nach F i g. 1 geformt und strahlungsreflektierend ausgebildet Wiederum ist in den

to Reflektor 10 ein Strahlungsemittierendes Element 6 eingesetzt. Setzt man die vorgefertigten Teile, d. h. die Hülse I und den Reflektor 10 zusammen, so entsteht wiederum die Wirkung, daß die seitlich gerichtete Strahlung über die Reflexionsfläche 3 und die Zone 4 in

r> eine kegelmantelförmige Zone gerichtet wird, und daß zugleich die nach vorn gerichtete Strahlung durch Brechung an de;· Zone 5 in den gleichen kegelman (eiförmigen Bereich geleitet und von der Achse A ferngehalten wird.

4» Der Zwischenraum 12 zwischen Reflektor 110 und der Vorderseite 11 der Hülse 1 kann im übrigen auch mit einer transparenten Vergußmasse ausgefüllt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rauchdetektor mit einer ein strahlungsemittierendes Element in der Achse eines rotationssymmetrischen optischen Systems enthaltenden Strahlungsquelle, welche Strahlung in einen kegelringförmigen Bereich aussendet, und einem Strahlungsempfänger, der außerhalb des direkten Strahlungsbereichs in der Kegelachse angeordnet ist und dem die an Partikeln im Strahlungsweg gestreute Strahlung zugeführt wird, nach Patent 26 19 082, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle ein Strahlungsemittierendes Element (6), eine als schiefachsige oder exzentrische Kegelschnitt-Rotationsfläche ausgebildete Reflexionsfläche (3) sowie eine aus zwei konzentrisch angeordneten Zonen (4, 5) bestehende, strahlungsbrechende Fläche aufweist, wobei beide strahlungsbrechenden Flächen (4, 5) ebenfalls als schiefachsige bzw. exzentrische Kegelschnitt-Rotationsflächen, mit Einschluß von zu Kreisen oder Geraden entarteten Kegelschnitten als Erzeugenden, ausgebildet sind, und wobei die Flächen (3, 4, 5) so geformt und mit dem Strahlungsemittierenden Element (6) so angeordnet sind, daß die vom Element (6) zum ReRektor (3) ausgesandte und durch die äußere Zone (4) gebrochene Strahlung in den gleichen kegelringförmigen Bereich (K) gerichtet wird, wie die vom Element (6) direkt auf die innere Zone (S) gerichtete und an dieser gebrochene Strahlung.

2. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der Reflexionsfläche (3) eine ellipse oder eine Parabel ist, in deren Brennpunkt das strahluKgsemiu erende Element (6) angeordnet ist.

3. Rauchdetektor nach Anspruc^: I oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß außer der strahlungsbrechenden Fläche (4,5) eine weitere brechende Fläche (11) vorgesehen ist, wobei zwischen diesen beiden Flächen ein strahlungsbrechendes Medium angeordnet ist.

4. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen der Reflexionsfläche (3) und der brechenden Fläche (4, 5) mit einem strahlungsbrechenden Medium ausgefüllt ist.

5. Rauchdetektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium aus einem transparenten Kunststoff besteht.