DE2714130A1

DE2714130A1 - Optischer feuerdetektor

Info

Publication number: DE2714130A1
Application number: DE19772714130
Authority: DE
Inventors: Erik Gustaf Lindgren
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1976-04-15
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1977-10-27
Also published as: FI61769B; NO138306B; US4119949A; AU2348577A; FR2366653B1; IT1077786B; NL7704154A; SE7604502L; GB1527965A; DE2714130C2; CH613064A5; FI770982A; DK166177A; NO771312L; FI61769C; NO138306C; CA1082336A; AU499326B2; BE853380A; FR2366653A1

Description

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Telefonaktiebolaget L M Ericsson, Stockholm, Schweden Optischer Feuerdetektor

Die Erfindung betrifft einen optischen Feuerdetektor, bei dem ein Strahlungsssender zum Aussenden eines Strahls und eine Strahlungsdetektpreinrichtung zum Empfang des Strahls nach Durchlaufen der dazwischenliegenden Luft vorgesehen sind, so daß ein Alarm bei Verdunkelung des Strahls ausgelöst wird, wobei die Strahlungsdetektoreinrichtung eine erste Einrichtung zum individuellen Messen der Intensität in einem ersten bzw. in einem zweiten Wellenlängenband des Strahls und eine Einrichtung zum Vergleichen der individuell gemessenen Intensitäten und zur Auslösung des Alarms beim Vorliegen einer vorbestimmten Differenz dazwischen enthält.

In der schwedischen Patentschrift 335 080 ist ein optischer Feuerdetektor beschrieben, bei dem eine geringere Störungsempfindlichkeit dadurch erhalten wird, daß ein Strahl in zwei parallele Strahlen aufgeteilt wird, die getrennte Meßräume durchlaufen, um so bei Feuer verschiedenen Einflüssen ausgesetzt zu werden, und deren Intensitäten getrennt gemessen und dann miteinander verglichen werden, wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn eine vorbestimmte Differenz dazwischen vorliegt.

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In der britischen Patentschrift 1 405 615 ist ein optischer Feuerdetektor beschrieben, bei dem ein beliebiger Meßraum, beispielsweise der überwachte Raum, derart verwendet wird, daß ein Strahl durch ihn hindurchläuft. Hierbei erhält man eine geringe Störungsempfindlichkeit, indem eine Strahlungsquelle verwendet wird, die mit einer bestimmten Frequenz intensitätsmoduliert wird, zusammen mit einem Strahlungsdetektor, der bezüglich der Frequenz der Intensitätsmodulation der Strahlungsquelle frequenzselektiv arbeitet. Ein derartiger optischer Feuerdetektor kann auf Hitze wie auf Rauch ansprechen. Die Befäh-igung dieses Feuerdetektors zur Auslösung eines frühzeitigen Feueralarms ist jedoch eingeschränkt, weil keine Differenzmessung der Intensität von zwei Strahlen durchgeführt wird. Aber auch der bereits erwähnte Feuerdetektor nach der schwedischen Patentschrift 335 080 ist ungeeignet zur Auslösung eines frühzeitigen Feueralarms, weil es beträchtliche Zeit erfordert, um eine Luftprobe aus einem überwachten Raum in einen getrennten Meßraum zu bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen optischen Feuerdetektor zu schaffen, bei dem ein beliebiger Meßraum verwendet werden kann und bei dem eine niedrige Störungsempfindlichkeit mit der Befähigung zur Auslösung eines frühzeitigen Feueralarms verbunden ist.

Diese Aufgabe wird durch einen optischen Feuerdetektor der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Einrichtung ein strahlungsempfindliches Element enthält, das so angeordnet ist, daß es alternierend mit einem ersten bzw. zweiten Eingang der zweiten Einrichtung verbunden wird, wobei wenigstens der eine Eingang mit einem Speicher versehen ist, und daß eine dritte Einrichtung so angeordnet ist, daß sie alternierend den Strahl in die zwei Wellenlängenbänder synchron mit dem abwechselnden Umschalten des strahlungsempfindlichen Elements aufteilt.

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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform mit zwei Strahlungsdetektoreinrichtungen; und

Fig. 2 drei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung mit nur einer Strahlungsdetektoreinrichtung in dem optischen Feuerdetektor.

Bei dem in Figur 1 gezeigten optischen Feuerdetektor enthält ein Strahlungssender 1 eine Glühlampe 2, die mit einer Spannungsquelle verbunden ist und so angeordnet ist, daß ein auslaufender Strahl ausgesendet wird. Ein Strahlungsdetektor 4 ist so angeordnet, daß er einen ankommenden Strahl empfängt, der durch Reflexion des auslaufenden Strahls über einen (nicht dargestellten) Reflektor gebildet wird, der im Abstand angeordnet ist, so daß ein Alarm ausgelöst wird, wenn eine teilweise Verdunkelung bzw. Abschwächung der ankommenden Strahlung erfolgt. Der Strahlungsdetektor 4 enthält zwei strahlungsempfindliche Einrichtungen 5 und 6, die so angeordnet sind, daß eine selektive Messung der Intensität in einem ersten bzw. in einem zweiten Wellenlängenband der Strahlung durchgeführt werden kann. Hierzu ist ein dichroitisches Filter 7 vor der einen strahlungsempfindlichen Einrichtung 5 in den Weg des

von

einlaufenden Strahls gesetzt und unter einem Winkel/45° dazu angeordnet, während die zweite strahlungsempfindliche Einrichtung in den Weg eines Teiles des einlaufenden Strahls gesetzt ist, der von dem dichroitischen Filter reflektiert wird. Das an sich bekannte dichroitische Filter 7 läßt beispielsweise die langwellige Strahlung zu dem strahlungsempfindlichen Element 5 durch und reflektiert die kurzwellige Strahlung zu dem strahlungsempfindlichen Element 6. Letzteres ist in wohlbekannter Weise mit einem Vergleicher 8 verbunden, der so ausgebildet ist, daß er Meßwerte der Intensitäten der jeweiligen Strahlen vergleicht und einen Alarm auslöst, wenn eine vorbestimmte Differenz zwischen den Intensitäten vorhanden ist.

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Figur 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des optischen Feuerdetektors nach Figur 1; hier wird in dem Strahlungsdetektor nur ein strahlungsempfindliches Element 10 verwendet, das durch einen Schalter 11 alternativ mit einem ersten bzw. zweiten Eingang eines Vergleichers 12 verbunden werden kann, der dieselbe Funktion erfüllt wie der Vergleicher 8 in Figur 1, jedoch an jedem Eingang mit einem Speicher in der Form eines Kondensators 13 bzw. 14 versehen ist. Eine Strahlungsquelle 15 weist zwei Glühlampen 16 und 17 auf, die so angeordnet sind, daß sie über einen Schalter 19 abwechselnd synchron mit der abwechselnden Verbindung des strahlungsempfindlichen Elements 10 mit dem Vergleicher 12 mit einer Spannungsquelle 18 verbunden werden. Damit ein auslaufender Strahl von der Strahlungsquelle 15 erzeugt wird, der zwei, nämlich eine erste und eine zweite, durch Zeitmultiplex verarbeitete Wellenlängenbänder enthält, ist ein dichroitisches Filter 20 entsprechend Filter 7 in Figur 1 in den Weg des auslaufenden Strahls der einen Glühlampe 16 gestellt und unter einem Winkel von 45° gegen diesen geneigt, während die andere Glühlampe 17 so angeordnet ist, daß ihr Ausgangsstrahl von dem dichroitischen Filter entlang demselben Weg reflektiert wird wie der auslaufende Strahl der Glühlampe 16. Der Schalter 11 in dem Strahlungsdetektor 9 und der Schalter 19 in der Strahlungsquelle 15 werden jeweils über ein Steuereingangssignal gemeinsam mit einem Ausgang eines externen Taktimpulsgenerators 21 verbunden, um deren synchrones Arbeiten zu gewährleisten.

Figur 3 zeigt eine weitere Abwandlung des optischen Feuerdetektors nach Figur 1. Hier entspricht die Strahlungsquelle 22 vollständig der Strahlungsquelle 1 in Figur 1, und der Strahlungsdetektor 23 macht nur von einem strahlungsempfindlichen Element 24 Gebrauch, das so angeordnet ist, daß es alternativ über einen Schalter 25 mit einem ersten oder zweiten Eingang eines Vergleichers 26 verbunden werden kann, der dieselbe Funktion erfüllt wie der Vergleicher 8 in Figur 1 und der Vergleicher 12 in Figur 2; er ist

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mit einem Speicher für jeden Eingang in Form eines Kondensators 27 bzw. 28 versehen. Ein optisches Interferenzfilter 29 weist einen elektrischen Steuereingang 30 auf, der gemeinsam mit einem Steuereingang 31 des Schalters 25 mit einem Ausgang eines Taktimpulsgenerators 32 verbunden ist, um zu erreichen, daß das strahlungsempfindliche Element 24 einen Strahl empfängt, der durch Reflexion eines auslaufenden Strahls an der Strahlungsquelle 22 erzeugt wird und ein erstes und ein zweites Wellenlängenband enthält, die von dem Interferenzfilter 29 durch Zeitmultiplex synchron mit der abwechselnden Verbindung des strahlungsempfindlichen Elements 24 mit dem Vergleicher 26 verarbeitet werden. Das Interferenzfilter 29 ist beispielsweise von der Art, die in JOURNAL ELECTRONICS LETTERS (GB), VoI 11, Nr. 19, 18. September 1975, Seite 471, 472 beschrieben ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des optischen Feuerdetektors erfolgt eine selektive Messung der Intensität innerhalb eines ersten und eines zweiten Wellenlängenbandes eines Strahls, nachdem dieser dazwischenliegende Luft durchquert hat, und die gemessenen Intensitäten werden miteinander verglichen, wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn eine vorbestimmte Differenz zwischen diesen Intensitäten vorliegt. Die Erfindung basiert folglich auf der Erkenntnis, daß bei Feuer entstehende Gase eine Strahlung in verschiedenen Wellenlängenbändern verschieden stark abschwächt. Eine frühzeitige Alarmauslösung bei Feuer wird erreicht, indem die Wellenlängenbänder in geeigneter Weise gewählt werden. Bei Verbrennung von beispielsweise polyvinylchloridhaltigen Substanzen erhält man eine frühzeitige Alarmauslösung, wenn eines der Wellenlängenbänder auf das schmale Intervall 1 ,7 bis 1,8μ begrenzt ist.

Die Störungsempfindlichkeit des erfindungsgemäßen optischen Feuerdetektors kann in bekannter Weise dadurch auf ein Minimum herabgesetzt werden, daß die Strahlungsquelle intensitätsmoduliert wird und der Strahlungsdetektor bezüglich der Frequenz der Intensitätsmodulation der Strahlungsquelle frequenzselektiv ausgebildet

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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsformen beschränkt, es sind weitere Abwandlungen vorgesehen, die im Rahmen der Erfindung liegen. Beispielsweise können die Glüh lampen 16 und 17 und das dichroitische Filter 20 nach Figur 2 durch zwei Leuchtdioden ersetzt werden, die so gewählt sind, daß sie grünes bzw. rotes Licht aussenden und daß sie alternativ über den Schalter 19 mit der Spannungsquelle 18 verbunden werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, diese zwei Leuchtdioden durch nur eine Leuchtdiode zu ersetzen, die eine sogenannte multi-diochroitische Arbeitsweise aufweist und aus einem monolithischen Substrat hergestellt wird, wobei diese Leuchtdiode dann alternierend und synchron mit der alternierenden Verbindung des strahlungsempfindlichen Elements 10 mit dem Vergleicher 12 mit einer ersten bzw. einer zweiten Spannung verbunden wird, wodurch eine Ausgangsstrahlung innerhalb eines ersten bzw. zweiten Wellenlängenbandes erzeugt wird.

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Claims

27H130 Telefonaktiebolaget L M Ericsson, Stockholm, Schweden Patentansprüche

1. Optischer Feuerdetektor, bei dem ein Strahlungssender zum Aussenden eines Strahls und eine Strahlungsdetektoreinrichtung zum Empfang des Strahls nach Durchlaufen der dazwischenliegenden Luft vorgesehen sind, so daß ein Alarm bei Verdunkelung des Strahls ausgelöst wird, wobei die Strahlungsdetektoreinrichtung eine erste Einrichtung zum individuellen Messen der Intensität in einem ersten bzw. in einem zweiten Wellenlängenband des Strahls und eine Einrichtung zum Vergleichen der individuell gemessenen Intensitäten und zur Auslösung des Alarms beim Vorliegen einer vorbestimmten Differenz dazwischen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung ein strahlungsempfindliches Element (10, 24) enthält, das so angeordnet ist, daß es alternierend mit einem ersten bzw. zweiten Eingang der zweiten Einrichtung (12, 26) verbunden wird, wobei wenigstens der eine Eingang mit einem Speicher (13, 14, 27, 28) versehen ist, und daß eine dritte Einrichtung so angeordnet ist, daß sie alternierend den Strahl in die zwei Wellenlängenbänder synchron mit dem abwechselnden Umschalten des strahlungsempfindlichen Elements aufteilt.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Optischer Feuerdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung in dem Strahlungssender enthalten ist und aus zwei Strahlungssenderelementen (16, 17) besteht, die so angeordnet sind, daß sie alternierend erregt werden, so daß eine Emission in dem ersten bzw. in dem zweiten Wellenlängenband stattfindet.

3. Optischer Feuerdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung in dem Strahlungsdetektor enthalten ist und aus einem optischen Filter (29) besteht, das elektrisch abstimmbar ist, um alternierend in dem ersten bzw. in dem zweiten Wellenlängenband durchlässig zu werden.

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