DE2758517A1 - Rauchdetektor mit einer dunkelfeldoptik - Google Patents

Description

GENERAL ELECTRIC COMPAHY, 1 River Road, Schenectady_y Hew York 12305 (USA)

Rauchdetektor mit einer Dunkelfeldoptik

Die Erfindung betrifft einen Rauchdetektor mit einer Dunkelfeldoptik zur Bestimmung der in einer Meßkamraer vorhandcnen Rauchkonzentration durch Anstrahlung der Rauchteilchen und Messung des außerhalb der Achse des Strahlenbündels vorwärtsgestreuten Lichtes mittels eines Lichtdetektors.

Rauchmelder für den Hausgebrauch fallen gewöhnlich in zwei Kategorien, nämlich die Ionisationsrauchmelder und die optischen Rauchmelder. Der übliche optische Rauchmelder enthält eine Lichtquelle, die eine gegebenenfalls Rauch enthaltende Luftprobe beleuchtet. Bei der Anwesenheit von Rauch v/ird Licht durch die Streuzentren in alle Richtungen gestreut. Bei bekannten optischen Systemen v/ird die Lichtmessung seitlich vom Lichtstrahl außerhalb dessen Achse vorgenommen. Bekanntlich ist die Stärke des Streulichtes eine Funktion des Streuwinkels. Beispielsweise ist die Rückwürtsstreuung schwach; die seitliche streuung erreicht einen Minimalwert und die Vorwärtsstreuung ist verhältnismäßig stark. Die Wirksamkeit der Streuung verändert sich beinahe über zwei Größenordnungen zwischen der Seitwürtsstreuung (senkrecht zum Lichtstrahl) und

809828/0693

der im wesentlichen mit dem Lichtstrahl fluchtenden Vorwärtsstreuung. Unter Ausnutzung dieser Erkenntnis wurde bereits ein System vorgeschlagen, bei dem der Beleuchtungshauptstrahl durch eine Blende abgedeckt wird und das Licht durch eine außerhalb der Beleuchtungsachse hinter der Blende angeordnete Linse gesammelt v/ird. Bei einem solchen außermittigen System sind die Rauinwinkelj deren Streulicht gesammelt wird^klein und somit der Wirkungsgrad des Lichtnachweises gering, da nur ein Teil des gestreuten Lichtes gesammelt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen das Streulicht von Rauchteilchen messenden, für Batteriebetrieb geeigneten und mit einer eigenen Lichtquelle sowie einer Dunkelfeldoptik ausgestatteten Rauchdetektor zu schaffen, der das vorwärtsgestreute Licht mit einem großen Wirkungsgrad mißt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Meßkammer senkrecht und konzentrisch zur Achse des Strahlenbündels eine Blendenöffnung und eine eine zonenförmige öffnung zurücklassende Blende derart angeordnet sind, daß das Strahlenbündel nach Durchqueren der Blendenöffnung von der Blende abfangbar ist, und in der Zonenöffnung um die Blende eine das in die Hone gestreute Licht sammelnde, gegenüber dem Strahlenbündel abgedeckte Linsenanordnung vorgesehen ist, hinter der sich in Richtung und auf der Achse des Strahlenbündels der das durch die Rauchteilchen gestreute Licht nachweisende Lichtdetektor befindet.

Der Rauchdetektor verfügt über eine Anordnung mit der ein Strahlenbündel entlang dor Achse durch die Eingangs-Blendenöffnung und in die Maßkammer zur Beleuchtung der

809828/0693

in der Meßkanuner vorhandenen Rauchteilchen projiziert wird, wobei das Strahlenbündel eine im Innern angeordnete Blendenöffnung durchquert und von einer zentrisch angeordneten Blende aufgefangen wird. Eine Okularlinse umgibt den zonenförmigen Ausgang um die Blende und sammelt das in die Zone gestreute Licht. Die Linse ist gegenüber den Strahlen des Strahlenbündel durch die innere Blendenöffnung und die Blende abgedeckt, sammelt jedoch bei der Anwesenheit von Streuteilchen das anfallende Streulicht. Schließlich verfügt der Rauchdetektor Über einen hinter der Okularlinse auf der Achse angeordneten Lichtdetektor, um das von der Okularlinse gesammelte Streulicht nachzuweisen. Erfindungsgemäß ist eine vordere Kammer vorgesehen, in die in der Luft schwebende Teilchen der Verbrennungsrückstände nicht eindringen können und die bis auf die Ausnahme einer Ausgnngsblendenüffnung zu der Keßkammer lichtdicht ist. Die Vorrichtung zur Strahlenbündelerzeugung besteht aus einer lichtemittierenden Diode mit einer angegossenen Beleuchtungslinse, die ein divergentes Lichtstrahlenbündel erzeugt. Das divergente Strahlenbündel wird durch eine strahlenbündelnde Linse zu einem engeren Strahlenbündel konzentriert. Vorzugsweise ist die angegossene Linse in eine kreisförmige Blendenöffnung eingesetzt, um eine scharf begrenzte Lichtquelle zu erhalten. Öle strahlenbündelndc Linse erzeugt ein Bild der begrenzten, virtuellen Lichtquelle in der Ebene der im Innern der lleßkammer angeordneten Blendenöffnung. Dadurch sind die Begrenzungslinien des Bildes der virtuellen Quelle gut definiert,und eine Bestrahlung der Ränder der Blendenöffnung wird vermieden, wenn das bild kleiner als die Blendenöffnung ist. Die Beleuchtung der Ränder sollte vermieden werden, um das Feld des Detektors dunkel zu halten. Die strahlenbündelnde

809828/0693

Linse ist so angeordnet, daß sj.(> von dor Linse· v:oiL auseinanderlauf eiues Licht sammeln Lann. Ua unter dienen bedingungen die sphärische Aberration tias bild der virtuellen Quelle wesentlich vergrü ßort, verfugt die stralilenl.iündelnde Linse über einen ..!sphärischen Aufbau. Oie genaue Krümmung der Linse LsL so berechnet, daß die sphärische Aberration in der besaiten Liciitquell e und die bildlage korrigiert werden, so <kifl die .Schärfe des HiJ des der virtuellen Quelle, das in der im Inneren der Meßkammer angeordneten Islendenüf f nung entsteht, verbessert v/ird. Dies fährt zu einer i.r. Lf inulichkeitserhonung des Systems.

Um das I'eld weiter zu vcrdunkoln₍ haben die vordere Kaiiuner und die !'e!ikai;uT;er, die im wesentlichen eine zylindrische Gestalt aufweisen, ein reflextionsariiies Inneres. Jede ist mit wenigstens einer sich von den zylindrischen V.'änden nach innen erstreckenden Lichtfalle ausgerüstet:, um die in die strahlenbündel ndo Linse und die Aus'jan<jsoptik einfallende Streulichtnienge zu reduzieren, bin weiterer Schritt zur VorduiikoJ Uni; des Feidos besteht darin, daii die r.iitti'j anyeoidnete Ulonde konisch in die Ausqanqsoptik liineinrarjend auscieiii ldet ist und auf der Tnnensoite lichtundurciiJ ässig und ref lextionsarii ist, so daß tile in die AusqaiKfsoptik fjostreute Lichtmenfje verringert v/irci. Gemäß -./eiterer i!rfindung besteht die Ausnanqsoptik aus lirei Lintel linsen hoher Hrec:h)-.ra ΓΙ , wobei wenigstens eine ni nson fläche asphärisch ausgebildet, int, um aio

sphärische ^AJi<?rration zu J'.orrigieren und das auf den Lichtdetektor fokussiert^ HiId (.',or, SLreuliciits sciiärfcr v/erden zu lassen. Genauer gesagt hat die Vorderseite der ersten llinzo] linse eine geringe i-rechkraft um uns Sammeln des stark divergenten Licht<-s /.a erleichtern.

809828/0693

Die Rückseite iler ersten Linse ist asphärisch iiiiu hat eine stärkere Drechkraft als die Vorderseite. Die Rückseite der zweiten Linse hat eine kleine Brechkraft um einen großen Konvergenzwinke], für den Lichtdetektor zu ermöglichen. Die Vorderseite der zweiten Linne hat eine höhere Drechkraft als die Rückseite. Oio dritte Linzellinse der Ausgangsoptik ist eine hemisph'Lrische Inunersionslinse, die Licht über einen großen Winkel in den Lichtdetektor einkoppelt.

In der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel der Lrfindung dargestellt und zeigt den erfindungsgesaäßen Rauchdetektor, in dom eine Luftprobe beleuchtet und das vorwärtsgestreute Licht gesammelt v/ird, in einem axialen Schnitt.

- 10 -

809828/0693

Lei dem in tier Zeichnung dargostoll ton crfindungsqemüßen optischen Rauchdetektor wird Licht in eine Rauch enthaltende Kammer projiziert und zur Bestimmung der ,"iauciikonzentration das vorwärtsgestreute Licht gemessen. Oi ο optischen Lautjruppen des Gerätes sind ir. drei liciitgc koppel ten, jedoch lichtdichten, koaxial ungeordneten, zylindrischen Kammern 11, 12 und 13 untergebracht. In der ersten Quer vorderen Kammer 11 sind eine Lichtquelle 1-1 eine Blonuenöffnung 15 für die Lichtquelle und eine strahlenbunue Inde Linse 16 eingebaut. Die vordere Kainmcr 11 ist abgedichtet, um das iündringen von Rauch oder Staub zu verhindern. Die Meßkamner 12 ist über zwei Offnungen K) r.iit eier AuiienLuft zum Einlassen von in der Luft schwebenden Teilchen aus Verbrennungsrückständen, d.h. .!auch, verbunden und ist durch ein Geliause aus zwei sich überlappenden Bächsenteilen i.iit u-förmigem Längsschnitt aligeschirmt, um eine Li.chtl.oppl ung außer zu der vorderen und hinteren Kammer 11, 13 zu verhindern. Die Meßkarnmer 12 vorlügt über eine nicht von der vorderen Kammer einlassende Blendenüffnung 17, die der strahlenbündelnden Linse 16 zugeordnet ist, über eine in ihrem Innern angeordnete Blendenöffnung 1h und über eine am Ausgang angeordnete Blende 19. J ie Blende 19 ist als lichtundurchlässige, geschwärzte, konische Vertiefung in der Mitte einer aus drei Linzellinnen bestehenden Linsenanordnung 2υ, 21, 22 ausgebildet. Die Blende und die Einzellinse 20 bilden die Begrenzung zwischen der iMeßkammer 12 und der hinteren Kummer 13. Die ebenfalls gegen Rauch und Stau)) abgedichtete hintere Kammer 13 ist über den nicht abgedeckten, ringförmigen Bereich der Uinzcllinse 20 mit der Mefiku;.u.ier 12 opt inch gekoppelt. Die hintere Kanuner 13 enthält die aas drei L Lnzell insen bestehende Linsenanordnung 2O, 21, 22 und einen Lichtdetektor 23. Die Linsenanordnung is^ v/ie gezeigt worden wird_/ abgedeckt, um den direkten Linfall von .Strahlen aus der

- 11 -

809828/0693

Quelle 14, 15 und Licht von den Hauptstreuflächen zu unterdrücken. Der nicht abgedeckte Bereich dor am Ausgang angeordneten Linsenanordnung sammelt da?; in der nähe der in der Meßkammer 12 angeordneten blende 1o durch Rauch gestreute Licht und fokussiert es auf den Lichtdetektor 23.

Im wesentlichen verwendet der Rauchdetektor dan vorwärts gestreute und über einen großen !lauuwinkol in eine;.. Dunkel feldsystera gesammelte Licht, um eine hohe Rauchnachweisempfindlichkeit zu erreichen. Die auegangsseitige Optik 20, 21, 22 ist koaxial zum Lichtstrahl und der strahlenbündelnuen Optik in Richtung des Lichtweges des Strahlenbündels angeordnet. Dadurch befindet sich die Ausgangsoptik, die zur Vermeidung einer" diro'.ten üestrahlung durch das Lichtbündel in der Mitte abgedockt ist, im !-».reich der Vorwärtsstrouun;), wo die Intensität des Streulichtes bei einer gegebenen Konzentration der lichtstreuenden Itauchteilchen um eine oiler zv.'ei Grüßenordnungen höher ist als die des seitwärts odor rückwärts gestreuten Lichtes. Der zweite Vorteil der koaxialen Anordnung besteht darin, daß die i:ai.j!»?.lo_tjti): «.ion Lichtstrahl umgeben kann und gestreutes leicht über einen vollen, den Strahl einkreisenden Uingbemich iir. üeger,-satz zu <:inoi;i kloinen Uogiiiont einos ::in<jes gesaiiiMel t werden kann, wie es der l-'all ist, ./ein. viir. :\i\;.\i .el J i n:;<· sich an einer einzelnen auüerhaln it.. r Achse 1 ie.goin;e:i Stelle LefiiK.ot. Hei der vorl ioge.n> <.·η Anordnuii^j r.:.igibt cir äußer·.· Optik einen <|ri"i:J«.;reii "<aii .v/i ii! el als üblich und der ^.tuiuwinkel u.uT.v.'.t J- h i.«'<ri:icli .jr</i;i.t.-r i'tre.jung '/.ar i;r7.i<luinj einer grö;Jtt.i<-glichen ;,icht- :;a;i;i.l uiuj uiul größtmöglichen üMpf i ι... 1 Lc'iLi. i I.. wer "aucimi'Lel.tor arbeitet auf ιϊ'.·ι: Grutml.ije <i- ■:; ,Junl.el-

- 12 - ^BAD0RIGINAL

809828/0693

feldprinzips,wobei die Ausgangslinse bei der Abwesenheit von Rauch im Idealfall kein Licht und bei Vorhandensein von Rauch eine bedeutende Lichtmenge aufnimmt.

Die Wirkungsweise des Rauchdetektors v/ird im folgenden in Einzelheiten unter weiterer Behandlung der einzelnen Baugruppen erläutert. Die Lichtquelle 1Ί, 15 ist eine pulsierende, energiesparend ausgelegte Halbleiter-Lichtquelle. Der sparsame Energieverbrauch ermöglicht eine Betriebszeit von einem Jahr mit einer kleinen Trockenzelle. Die Lichtquelle ist eine Halbleiterdiode, dio Licht in infraroten oder roten Teil des elektromagnetischen Spektrums aussendet. Das Bauelement hat einen typischen Durchmesser von 5,08 inm und weist einen lichtundurchlässigen Grundteil und einen eigenen Reflektor 26 mit einer Kondensorlinse 27 auf, um Licht über einen Raumwinkel zu erzeugen, dessen Längsschnitt sich über etwa 40 erstreckt. Wegen einer Unsicherheit von t 7 in der Richtung des in Bezug auf den Grundteil der lichtemittierenden Diode 14 ausgesandten Lichtes ist das tatsächlich von der strahlenbündelnden Linse 16 gesammelte Licht normalerweise auf einen kleineren Raumwinkel begrenzt, in dem eine Lichtemiseian mit völliger Sicherheit vorhanden ist. Dieser Uaumwinkel ist typisch ein Raumwinkel, dessen Längsschnitt einen Winkel von ungefähr 26° einschließt. Wie oben etrtffihnt, ist die Lichtquelle 14, 26, 27 in die vordere Kammer 11 eingesetzt, die bis auf eine BlendenöffnUhf 15 zum Einlaß des von der lichtemittierenden Diode 14 ausgeeandten Lichtes und eine Blendenöffnung 17, 28 ium Projizieren des Lichtes in die Meßkammer 12 lichtdicht ist. Die äußere Begrenzung der lichtemittiefeliden Diode 14 wird genau durch die kreisförmig· Blende 15 fest-

- η -oma*«. _IN

809828/0693

gelegt, durch die das Licht in die vordere Kammer 11 eingelassen wird. Die Blende 15 hat einen verkleinerten Durchmesser (3,5 mm) und ist an der Spitze der Linse der lichtemittierenden Diode 14 angeordnet. Das von der lichtemittierenden Diode 14 ausgehende Licht wird von der Linse 16 gesammelt und zu einem Strahlenbündel geformt, das in die Meßkammer 12 projiziert wird.

Die strahlenbündelnde Linse 16 ist eine Linse mittlerer Stürke und mittlerer numerischer Apertur, um einen genau festgelegten Bereich in der Meßkammer 12 in der Nähe der Mitte der inneren Blendenöffnung 18 gleichmäßig auszuleuchten. Die Linse 1G ist eine asphärische Linse mit einer ebenen, der lichtemittierenden Diode 14 zugewandten Seite und einer konvexen, zweiten Seite, die in Richtung auf die Meßkammer 12 weist. Die Krümmung der Linse 16 ist so bestimmt, daß sich eine sphärische Aberration von Null ergibt. Das Rechenprogramm, mit dessen Hilfe die Krümmung berechnet wird, berücksichtigt sowohl die Anordung der "virtuellen Quelle" als auch des Bildes tier virtuellen Quelle. Die konvexe überfläche der Linse ist in eine Blendenöffnung 17, 28 eingesetzt, die die Öffnung bildet, durch welche das Licht in die Rauchkammer hineinprojiziert wird. Die numerische Apertur der Linse 16 ist ungefähr 0,23. Die Linse 16 bildet die Blendenöffnung der Lichtquelle 14, 15 in die Ebene der Blendenöffnung 18 ab, wobei das Bild größer (4,7625 mm) als die Lichtquelle (3,5 mm) ist und sich in der Nähe der Mitte der inneren Blendenöffnung 18 befindet. Gemäß den bekannten Beleuchtungsprinzipien bildet nicht das Licht der lichtanittierenden Diode 14 selbst, sondern vielmehr die Oberfläche, der an die lichtemittierende Diode 14 angegossenen Linse 27 die virtuell« Lichtquelle, die in die Lbene der

- 14 -

809828/0693

Blendenöffnung 18 abgebildet wird. Diese optische Anordnung bewirkt eine weiche, gleichmäßige Beleuchtung in der Ebene der Blendenöffnung 18 ohne Randschärfenverlust der beleuchteten Fläche. Die innere Blendenöffnung verfügt über einen größeren Durchmesser (6,985 mm) als das fokussierte Bild (4,7625 mm) und verfügt zur Verringerung von Randreflektionen in die Ausgangsoptik über einen scharfkantigen Innenrand (kleiner Radius). Diese Vorsichtsmaßnahme gewährleistet, dab kein Teil des Strahlenbündels auf die Ränder der inneren Blendenöffnung 18 auftrifft und vermindert Randreflektionen in die Ausgangsoptik. Das Beleuchtungsstrahlenbündel, dessen Randstrahlen in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien 29 veranschaulicht sind, wird am Ende der Rauch- und Meßkammer 12 durch eine konische Blende 19 aufgefangen, die wesentlich größer als das aufgefangene Strahlenbündel ist. Das die Meßkammer 12 verlassende Licht wird in einem ringförmigen Bereich außerhalb dieser Blende gesammmelt.

Die oben beschriebenen Elemente einschließlich der abgeblendeten, durch eine lichtemittierende Diode gebildeten Lichtquelle (14, 15, 26, 27), der strahlenbündelnden Linse 16, den Blendenöffnungen 17, 28, 18 und der konischen Blende 1 9 dienen dazu, eine gegebenenfalls Rauch enthaltende Luftprobe in einer für die Dunkelfeldbetrachtung geeigne ten Weise anzuleuchten. Die Bauelemente sind entlang einer gemeinsamen Achse derart angeordnet, daß der durch die Linse 16 gebildete Lichtstrahl auf keine Fläche auftrifft, die Licht in den ringförmigen, die konische Blende 19 umgebenden Bereich streut. Wenn in der Meßkammer kein Rauch vorhanden ist, führt der Durchgang des durch die Linien 29 veranschaulichten Strahles durch die Kammer zu keinem Signal, da keine Streuaentren im Strahlengang beleuchtet werden und Licht aus dem Strahlengang heraus ablenken. Im Idealfall ist das Feld bei diesen Bedingungen schwarz und der Licht-

809828/0693

- Ii -

detektor 23 erzeugt kein Ausgangssignal. Wenn Rauch in der Rauch- und Meßkamraer 12 vorhanden ist, befinden sich im Strahlengang sekundäre Streuzentren zwischen der am Eingang angeordneten Blendenöffnung 17 und der Blende 19. Diese sekundären Streuzentren stellen sekundäre Lichtquellen dar, die entlang dem Strahlengang eine Quelle mit unbestimmter Ausstrahlung bilden. Wenn dies geschieht, streuen alle Teile des Strahlenbündels Licht, wenn auch ungleichmäßig kugelförmig in alle Richtungen. Ein Teil des leuchtenden Bündels und insbesondere das in der Nähe der inneren Blendenöffnung 18 streut von dem ringförmigen, die Blende umgebenden Bereich aus sichtbares Licht, das dort von der Ausgangsoptik gesammelt wird. Das Ausgangsfeld wird aufgehellt und der Lichtdetektor erzeugt ein Ausgangssignal.

Streulicht von anderen Quellen als Rauchteilchen tritt gewöhnlich auf und muß schwach gehalten werden, um ein dunkles Feld während der Abwesenheit von Rauch zu erhalten. Streuzentren treten in und auf der Oberfläche der Linse 16, den Rändern der am Eingang angeordneten Blendenöffnungen 17, 28, dem Rand del: inneren Blendenöffnung 18, der Oberfläche der Blende 19 und an den Händen der vorderen Kammer 11. und der Meßkammer 12 auf. Dies« Streuzentren stellen neue Lichtquellen dar und führen dazu, daü Licht in die Auegangelinsen hineinreflektiert wird, wenn das Innere der Meekammer reflektierend iei und ein Auebreitungsweg vorhanden ist. Jede« in den Attsgangallnsen gesammelte Störlieht verursacht einen EmpflndllehkeiterÜckgang dee Systeme für kleine lumchkonzentrattonen. Wt* durch die geetrichelten Linien 30 veranschaulicht 1st, sind die Blendenöffnungen 17, 18 und die konieche Blende 1f derart angeordnet, d«B ein direktes Einetreuen von Lieht in die Ausgangeoptik durch einen beliebigen Teil der Line* 16 verhindert wird.

Da· Innere der Vorkammer 11 und der ftettkammer 12, sowie die Blendenöffnungefi 17, 18, 21 und die ftlende 19 Bind so ausgebildet, daß lftterne Reflektlonen unterdrückt werden und eine

809828/0693

-Ki-

erhöhte Rauchempfindlichkeit errreicht wird. Die Innenflächen sind normalerweise schwarz und können mit Furchen versehen oder beflockt sein. Falls beispielsweise die Blende 19 nicht sorgfältig entworfen ist, kann sie eine wesentliche Bekundäre, in die Ausgangsoptik streuende Lichtquelle darstellen. Beim Beleuchten durch den Strahl kann die Blende 19 etwas Licht zurück auf die Wandung der inneren Blendenöffnung 18 zurückreflektieren, von wo aus diese» Licht durch eine zweite Reflektion in die Ausgangsoptik gelangen kann. In ähnlicher Weise kann an der Innenwand oder auf jeder Fläche der strahlenbündelnden Linse 16 gestreutes Licht in die Eingangeoptik gelangen. Während direkte, von den Oberflächen und dem Inneren der Linse 16 ausgehende Strahlen durch die Blendenöffnungen 17, 18 und die Blende 19, wie oben beschrieben, ausgeblendet werden und nicht in die Ausgangsoptik gelangen, kann jedoch das an der Linse gestreute Licht eine Seitenwand der Kammer erleuchten und nach einer einzigen Reflektion durch die Ausgangsoptik aufgefangen werden. Störlicht aus beiden Störquellen kann soweit unterdrückt werden, data das Störlicht weniger als 10 % des Ausgangslichtes bei der erwünschten maximalen Rauchempfindlichkeit (typisch 1 %) darstellt. Aus diesem Grunde können die Reflektionen zurück in die Kammer bis unterhalb des kritischen Wertes reduziert werden, wenn die Blende 19 als eine nichtreflektierende und dunkel überzogene, konische Vertiefung ausgebildet ist. Auf ähnliche Weise können Reflektionen «ntlang den zylindrischen Seitenwänden der Vorkammer 11 und der Meükammer 12 bis unter den kritischen Wert durch Verwendung eines reflektionsarmen Überzugs und ringförmiger Lichtfallen (je zwei in diesen Kammern) gedämpft werden. In der Vorkammer 11 fangen zwei Lichtfallen 24 alle Einfachreflektionen auf, die durch Streuung in der Linse 16 und ihrer Blendenöffnung 17 entstehen. Dies ist normalerweise ausreichend, wenn die vordere Kammer 11 mit einem reflektionsarmen Material ausgekleidet ist. In ähnlicher Weise sind zwei Lichtfallen in der Meükammer 12 gewöhnlich ausreichend, um die meisten,

809828/0693

- 17 -

In der vorderen Kammer In der etrahlenbündelnden Linse und ihrer Blendenöffnung 17 entstehenden Einfachreflektionen unwirksam zu machen. Die Lichtfallen 24, 25 er strecken sich in allen Fällen um einen festen Betrag in Richtung auf das Strahlenbündel, ohne dies jedoch zu be rühren und enden in einer koaxialen Blendenöffnung, die zur Vermeidung von Reflektionen vorzugsweise Messerkanten (kleiner Radius) aufweisen.

Die Ausgangsoptik enthält die aus drei Einzellinsen be stehende Linsenanordnung 20, 21, 22, den Lichtdetektor sowie die Blendenöffnung 18 und die Blende 19, die das Zonen-Gesichtsfeld der Auegangsoptik begrenzen. Das Gesichtsfeld der Ausgangsoptik kann als eine Polarzone einer Kugel beschrieben werden, die auf der optischen Achse des Detektors zentriert ist und in der ein Teil der Polar zone aus dem Gesichtsfeld durch die ebenfalls auf der Achse zentrierte Blende entfernt ist. Die Linsenanordnung 20, 21, sammelt Licht innerhalb der ringförmigen oder "zonalen" Oberfläche außerhalb der in der Mitte angeordneten Blende und innerhalb der zylindrischen Wand des Detektors. Das Gesichtsfeld der Linsenanordnung ist in der Zeichnung durch vier Paare strich-doppelpunktierter Linien veranschaulicht. Wie oben erläutert, sammelt die Ausgangsoptik das vorwärts gestreute Licht des Strahlenbündels und ist gleichzeitig abgedeckt, um ein Sammeln des Lichtes des Strahlenbündels selbst oder von der Hauptstreurichtung zu vermeiden. Die Blende 19 ist eine lichtundurchlässige, geschwärzte, ko nische Vertiefung in der Mitte der aus drei Elementen be stehenden Ausgangslinsenanordnung (20, 21, 22). Der Konus hat seine größte Querschnittsfläche am ersten Linsenelement 20, eine kleinere Querschnittefläche am zweiten Linsen element (21) und die Spitze des Konus drängt in das letzte Immersionselement (22) ein. Der Konus ist so dimensioniert, daß eine sorgfältig bestimmte, ringförmige Fläche des ersten Linsenelementes 20 zur LichtSammlung nichtmaskiert Ubrig-

•09828/0683

- 1d -

bleibt und eine Interferenz mit den gesammelten, nützlichen Strahlen bei ihrem Durchgang durch das erste Element (20) und die zwei folgenden Elemente (21, 22) der Ausgangsoptik verhindert wird.

Die Brennweite der Ausgangsoptik (20, 21, 22) ist so gewählt, daß die beleuchteten, in der Luft schwebenden Streuzentren in der Ebene der Blendenöffnung 18 auf die Fotodiode 23 fokussiert werden. Wenn derartige Streuzentren nicht vorhanden sind, ist kein beleuchtetes Bild zum Fokussieren auf die Fotodiode 23 vorhanden und im Idealfall auch kein Lichtausgangssignal. Das erste Element der Ausgangslinse ist eine bikonvexe Linse 20 hoher Brechkraft. Da der mittlere Teil der Linse 20 durch die Blende 19 abgedeckt ist, ist nur der ringförmige, radial über den Umfang der Abdeckung hinausragende Bereich der Linse optisch aktiv. Die Vorderseite der Linse 20 weist eine sphärische Krümmung und eine geringe Brechkraft in Bezug auf die Rückseite auf, um das Sammeln von Licht zu erleichtern, das von axial in der Nähe der Linse vorhandenen Streuzentren weit divergierend ausgeht . Der unbenutzte mittlere Teil der Linse 20 kann die gleiche sphärische Krümmung aufweisen oder flach oder teilweise hohl,wie dargestellt,sein. Die aktive Rückseite der Linse 20 und insbesondere der Ringbereich im Strahlengang der nützlichen Strahlen von der Vorderseibe ist asphärisch. Die vorhandene Krümmung der Rückseite ist derart berechnet, daü die sphärische Aberration auf Null reduziert wird und eine höhere Brechkraft als die an der Vorderseite der Linse vorhandene Brechkraft erreicht wird. Das zweite Linsenelement 21 verfügt über eine konvexe Vorderfläche ringförmiger Gestalt mit einer Brechkraft, die mit der der Rückseite der ersten Linse vergleichbar ist und ist entweder asphärisch oder sphärisch. Die optisch aktive Rückseite der zweiten Linse ist flach. Um die gesamte axiale Baulänge der Linsen zu verkleinern, sind sowohl der unbe-

809828/0693

- 19 -

nutzte mittlere Teil der ersten (20) als auch der unbenutzte mittlere Teil der zweiten (21) Linse abgeflacht und die abgeflachten Flächen miteinander verbunden. Wie oben bereits erwähnt, erstreckt sich die konische Blende 19 durch das erste und das zweite Linsenelement. Das dritte und letzte Element in der Ausgangslinsenanordnung ist eine Immersionslinse 22, in die die Ausgangs-Foto diode 23 eingegossen ist. Sie ist sphärisch und kann einen Raumwinkel ausfüllen, der etwas kleiner als der einer Halbkugel ist. Ein Vorteil der Immersionslinse besteht darin, daß sie zwei Luft-Grenzflächen vermeidet, die Lichtverluste an der Ausgangsseite der Immersionslinse und der Eingangsseite der Fotodiode 23 hervorrufen.

Zur Erzielung der notwendigen Brechkraft sind die drei beschriebenen Elemente erforderlich. Die erste Linse 20 ist so ausgebildet, daß ein unter einem Winkel von 45° von der Mitte der Blendenöffnung 17 ausgehender Lichtstrahl auf einen konvergierenden Weg (typisch 15°) umgelenkt wird, während der von der unteren Kante der Blendenöffnung (wie in der Zeichnung dargestellt) ausgehende Strahl parallel zur Achse abgelenkt wird und der Strahl von dem oberen Rand der Blendenöffnung auf einen um 30° auf die Achse zu konvergierenden Pfad gebracht wird. Das zweite Linsenelement 21 verursacht eine zusätzliche mittlere Konvergenz von etwa 30°, so daß alle aufgesammelten Strahlen auf die Oberfläche dee Immersioneelementes 22 mit einem mittleren Konvergenzwinkel von ungefähr 45° auftreffen. Ein von der Mitte der Blende 16 ausgehender Strahl wird somit um 90° umgelenkt, bis er auf die Oberfläche der Immersionslinse 23 auftrifft. Die Immersionslinse 23 sammelt Licht über einen großen Raumwlnkel, ohne den Umlenkwinkel wesentlich zu er höhen. Die Immersionslinse 23 vergröbert die scheinbare Ausdehnung der Fotodiode gegenüber den zusammenlaufenden, von der Linse 21 ausgehenden Strahlen. Das Rechenprogramm, durch das die Linsenoberfläche berechnet wurde, ermöglicht

809828/0693

für eine in der Ebene der Blendenöffnung 18 angeordnete und in die Lage der Fotodiode 23 abgebildete Lichtquelle eine sphärische Aberration Null.

Der in der Nähe der Blendenöffnung 18 liegende Bereich der Meßkammer 12 ist der für den Rauchnachweis wesentliche Bereich. Licht kann nur von solchen Rauchpartikeln gesammelt werden, die sich innerhalb der Grenzen des Lichtbündels befinden. Dieser Bereich ist durch die strich-punktierten Linien 29 begrenzt. Weiterhin kann Licht nur von solchen beleuchteten Streuzentren gesammelt werden, das sich innerhalb des Sichtfeldes der Ausgangsoptik befindet. Dieses Gesichtsfeld ist durch die strich-punktierten Linien 31 begrenzt. Schließlich werden tatsächlich nur diejenigen Lichtstrahlen erfaßt und gemessen, die die beiden vorgenannten Kriterien erfüllen und die unter einem solchen Winkel in die Sammellinse fallen, daß sie auf den Lichtdetektor 23 auftreffen. Unter Verwendung der umgekehrten Eigenschaften der Ausgangslinsen (21, 22, 23) füllt das Bild des Lichtdetektors 23 die Blendenöffnung 18 bei weitem aus und besteht aus einem Quadrat mit 5,08 mm Kantenlänge. Somit werden einige der Strahlen eines in der angenommenen Bildebene des Detektors befindlichen Streuzentrums auf den Detektor auftreffen und nachgewiesen werden. Streuzentren die sich außerhalb der Bildposition, jedoch innerhalb der Bildebene befinden, erzeugen im allgemeinen keine nachweis baren Lichtstrahlen. In ähnlicher Weise sind von axial gegenüber dem Bild verschobenen Streurentren ausgehenden Strahlen einige Strahlen,die auf den Detektor auftreffen und nachgewiesen werden und einige nicht nachweisbare Strehlen. In der Praxis definieren diese Eigenschaften einen rftUOhempfindlichen Bereich in der NMhe der Blendenbffnung 18, der sich axial sowohl in Richtung auf dl« Ebene dar Blendenöffnung zu ale auch von ihr weg erstreckt.

- 21 -

809828/0693

Die optische Konstruktion wurde in Bezug auf ihre Herstellbarkeit als ein preiswertes Massenprodukt optimiert. Dabei wurde es als wesentlich erachtet, dau die Abmessungen des optischen Systems mit üblichen, z. Zt. auf dem Markt befindlichen Gehäusen kompatibel sind. Dies hat einen maximalen Durchmesser von 2,54 cm bis .1,27 cm und eine maximale Gesamtlänge von 12,7 bis 15,24 cm für die optischen Elemente zur Folge. Zusätzlich sollten die Linsen bei niedrigen Kosten als Massenartikel herstellbar sein, d.h. gegossene Kunststoff linsen sein , und die Fotodiode, die ein wesentlicher Kostenfaktor ist und deren Preis proportional ihrer Gröue 1st, sollte eine möglichst geringe Groue (z. B. 2,5x2,5 mm) haben.

Wenn davon ausgegangen wird, daß der maximale Durchmesser des Linsensystems eine wesentliche Konstruktionsbedingung ist, wird die Gröue des Lichtdetektors dadurch verringert, daii der Lichtdetektor in ein optisches Material mit einem hohen Berechnungsindex (spritzgegossenes Styrol-Acrylnitril oder SAN mit η = 1,57) eingetaucht wird und der von dem Detektor gesehene öffnungswinkel der Ausgangslinsen möglichst groii gemacht wird. Zur gleichen Zeit wird auf der Vorderseite der Ausgangslinse in Richtung auf die Meokammer 12 der Öffnungswinkel der Linse, wie er von der inneren Blendenöffnung 18, wo der Beleuchtungsstrahl am konzentriertesten ist, gesehen wird, ebenfalls so groß wie möglich gemacht. Ein iteratives Rechnerprogramm zeigt, daß der Wirkungsgrad der Streulichtsamralung an größten ist, wenn die Streuzentren in der Ebene der inneren Blendenöffnung 18 durch die Ausgangsoptik auf den Detektor abgebildet werden. Das Programm enthält einen Faktor für den Wirkungsgrad der Streuung als eine Funktion des Streuwinkels.

IMi die gesamte Länge des Systems als Konstruktionsbedingung vorgegeben ist (z· B. kleiner als 12,7 cm), wurden nach Reservieren der erforderlichen Länge *ör die Ausgangeoptik

80M28/0693 original inspected

- 22 -

(z.B. 3,175 cm)von der Blende 19 bis zum Lichtdetektor 23, 20 die Entfernung von der Lichtquelle bis zur strahlenbündelnden Linse 16 und von der Linse 16 bis zur internen Blendenöffnung so gewählt, dau die Grö.je der Blende 19 auf der Ausgangsoptik so klein wie möglich wird. Dieser letzte Faktor führt wiederum zu einem groben Raumwinkel, über den von dem Rauch gestreutes Licht aufgefangen werden kann. Die letzte Dimensionierungsbedingung bestimmt die Brennweite der strahlenbündelnden Linse 16 (15,24 mm). Da die strahlenbündelnde Linse 16 im Mittel Licht über einen Winkel sammeln sollte, der ausgeleuchtet wird, wenn Dioden mit einem Richtungsfehler von 7° bis 9° auswechselbar vorgesehen sind , sollte der öffnungswinkel der strahlenbündelnden Linse gegenüber dem für eine bestimmte Diode möglichen 40° Winkellängsschnitt auf den 20° bis betragenden Winkellängsschnitt verkleinert werden, den alle Dioden ausleuchten.

Ein letzter und sehr wichtiger Faktor bei der Linsenherstellung ist die Korrektur der sphärischen Aberration. Der Effekt eines zu großen Bildes auf dem Lichtdetektor führt zu einer Verschwendung des gestreuten Lichtes und somit einer Empfindlichkeitsverringerung des Systems. In der Ausgangsoptik (20, 21, 22) erzeugt eine unkorrigierte Linse mit der richtigen Brechkraft ein verschwommenes Bild auf der Ausgangsdiode, das dreimal die Gröue des korrigierten Bildes besitzt. Die Rückseite der ersten Linse ist von größter Bedeutung und muß eine asphärisch berechnete Oberfläche sein. Die Vorderfläche der zweiten Linse kann sphärisch sein, jedoch wird ein konzentrierteres Bild erhalten, wenn sie asphärisch ist. Die dritte Linse kann einen einfachen sphärischen Querschnitt haben. In der Eingangsoptik treten ähnliche Probleme auf. Die Eingangsoptik ist so ausgelegt, daß sie ein Höchstmaß an Licht sammelt und es ohne den Rand der Blendenöffnung 18 zu beleuchten in der kleinsten Grobe auf die Blende 19 konzentriert. Eine

809828/0693

- 23 -

-Za, sphärische Linse erzeugt ein Bild der doppelten Größe. Wenn das Strahlenbündel an der Blendenöffnung 18 doppelt so groß ist, muß die Blendenöffnung 18 ebenfalls die doppelte Größe aufweisen, so daß die kreisförmige Blende 19 ebenfalls doppelt so groß gewählt werden nnni, um die Ausgangsoptik gegenüber dem Streulicht der Linse 16 abzudecken. Wenn die Größe der Blende 19 verdoppelt wird, ergibt sich eine nicht hinnehmbare Reduzierung der der Ausgangsoptik zur Verfügung stehenden Fläche.

Die optischen Elemente können wie folgt dimensioniert sein: Linse 16 aus Styrol-Acrylnitril (SAN) mit η *= 1,57

Ebene Vorderseite	Dicke (mm)
Rückseite:	0
Achsenabstand (mm)	0,7366
8,89	1,4224
8,128	2,032
7,366	2,5908
6,604	3,0988
5,842	3,5306
5,O8	3,9116
4,318	4,191
3,556	4,445
2,794	4,5974
2,032	4,699
1,27
0,500

Auegangeoptik Lins· 20 au· Styrol-Acrylnitril (SAH) mit η « 1,57 Vordereeitel Radius von 60,45 mm (sphärisch)

808628/0699

- 24 -

Rückseite:

Achsenabstand (mm) Dicke (mm)

13,97 O

13,208 1.3208

12,446 2,5908

11,684 3,8354

10,922 5,0038

10,16 6,1214

9,398 7,1628

Linse 21 (η = 1 ,57)

Vorderseite: Radius von 19,812 mm (sphärisch) Rückseite: flach

Linse 22 (n = 1,57)

Radius von 7,62 mm (sphärisch).

Ein derartiger optischer Aufbau gewährleistet eine besonders empfindliche Anordnung zum Rauchnachweis. Der Aufbau ermöglicht es, vorwärts gestreutes Licht dort zu sammeln, wo das Streulicht die groute Intensität besitzt, nämlich in einer um die Strahlenbündelachse zentrierten Zone. Weiterhin wird durch die Anordnung des Lichtbündels und der Sammeloptik auf einer gemeinsamen Achse das Sammeln des von einzelnen Streuzentren gestreuten Lichtes über eine Zone in einem ringförmigen Bereich ermöglicht und dadurch ein größerer Raumwinkel erzielt, als gewöhnlich erreichbar ist, wenn das Licht von einer einzelnen, auuerhalb der Achse liegenden Stelle aus gesammelt wii-d.

Das einzige dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel ist selbstverständlich gewisser Abwandlungen fähig, die ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, gemacht werden können. Insbesondere können die beiden ersten Linsenelemente der Ausgangsoptik um die Blende 19 Rücken an Rücken ange-

"098?« /ΠΒ93

ordnete Fresnellinsen sein. Der Nachteil bei der Verwendung von Fresnellinsen in einem Niedrigpreisgerät besteht darin, daß selbst wenn die Linsen gegossen sind, eine genaue konzentrische Befestigung in Bezug auf die einzelnen Zone erforderlich ist. Dieses Justierproblem kann vermieden werden, wenn eine Fresnellinse und eine andere Linse verv/endet werden, die keine Fresnellinse ist. Das optische System kann auch mit einer einen eng gebündelten Lichtstrahl aussendenden lichtemittierenden Diode aufgebaut sein, jedoch kann eine derartige Anordnung zu einem großen Lichtverlust führen, wenn die Ausrichtung der Lichtquelle nicht einstellbar ist. Wenn die lichtemittierende Diode einstellbar ist, kann auf eine getrennte strahlenbündelnde Linse verzichtet werden, wenn man bereit ist, eine etwa IO %ige Qualitätaei niedricjuny in der gesamten strahlenbündelnden Optik hinzunehmen. Falls eine 10 %ige Wirkungsgraderhöhung erwünscht ist, sollte eine strahlenbündelnde Linse verwendet werden, die dann eine "virtuelle Quelle" abbildet, die aus der Oberfläche der lichtemittierende·!: Diode und der sie begrenzenden Blendenöffnung besteht. Normalerweise sollte eine lichtemittierende Diode mit einem breiten Strahlenbündel verwendet werden, wenn eine Justierung unzweckmäßig ist und eine strahlenbündelnde Linse verwendet wird. Die Wahl der Maunahmen zur Reduzierung von Reflektionen im Innern sind im wesentlichen durch die Gröiie und die Gestaltung des Gehäuses bestimmt. Vie η η größere Abmessungen als die beschriebenen hingenommen werden können, können die zur Vermeidung von Reflektionen vorgesehenen Lichtfallen überflüssig werden.

809828/0693

L e

e r s e

Claims (3)

1. Patentanwälte Dfpl.-Ing. W. Scherrmann

   7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3. Postfach 348

   28. Dezember 1977 Telefon

   ΡΛ 120 rawa s,_u.i_B.,t β»»,»·»

   Telex 07 256610 smru

   Telegramme Patentschutz \ , Esslingenneckar

   Patentansprüche

   Rauchdetektor mit einer Dunkelfeldoptik zur Bestimmung der in einer Meßkammer vorhandenen Rauchkonzentration durch Anstrahlung der Rauchteilchen und Messung des außerhalb der Achse des Strahlenbündels vorwärtsgestreuten Lichtes mittels eines Lichtdetektors, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßkammer (12) senkrecht und konzentrisch zur Achse des Strahlenbündels eine Blendenöffnung (18) und eine eine zonenfürmige Öffnung zurücklassende Blende (19) derart angeordnet sind, daß das Strahlenbündel nach Durchqueren der Blendenöffnung (18) von der Blende (19) abfangbar ist, und in der Zonenöffnung um die Blende (19) eine das in die Zone gestreute Licht sammelnde, gegenüber dem Strahlenbündel abgedeckte Linsenanordnung (20, 21, 22) vorgesehen ist, hinter der sich in Richtung und auf der Achse des Strahlenbündelε der das durch die Rauchteilchen gestreute Licht nachweisende Lichtdetektor befindet.
2. 2. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine strahlenbündelnde Linse (16) aufweist, die das von der Lichtquelle (14, 15) des Rauchdetektors ausgehende Strahlenbündel in die Ebene der Blendenöffnung (18) im inneren der Meßkammer (12) derart

   809828/0693 original inspected

   fokussiert, daß das Bild kleiner als die Blendenöffnung (1C) ist und wegen des Nichtanleuchtens des Ulendenrandes (18) ein sonst verursachtes Einfallen von Streulicht in die Linsenanordnung (20, 21, 22) unterbunden ist.
3. 3. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkaminer (12) an einem Unde eine das Strahlenbündel einlassende Blendenöffnung (17, 28) aufweist, in der die strahlenbündelnde Linse (16) angeordnet ist und daß die beiden Blendenöffnungen (17, 28; 18) sowie die Blende (19) derart angeordnet sind, uaß ein Einfallen von an der strahlenbündelnden Linse

   (16) gestreutes Licht in die Linsenanordnung (20, 21, 22) unmöglich ist.

   4. Rauchdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durcli die Linsenanordnung (20, 21 , 22) in der L'bene der im Innern der Meßkammer (12) angeordneten Blendenöffnung (13) auftretende Lichtquellen auf den Lichtdetektor (23) abbildbar sind.

   5„ liauchdetektor nach Anspruch 4, t'adurch gekennzeichnet, daß er eine gegenüber dem Rauch in der Heßkammer (12) abgedichtete vordere Kammer {11} aufweist, ULe ä.n ihrem Ausgang über eine senkrecht auf der Zichse des Strahlenbündels konzentrisch angeordnete Blendenöffnung (28) optisch mit der Meßkarrmer (12) verbunden ist und eine lichtemittierende Diode (14) enthält, in deren .Jähe eine Beleuchtungslinse (27) vorgesehen ist, die das ausgesandte Licht zu einem sich entlang der Achse in der vorderen Kammer (11) in Richtung auf die strahlenbündelnde Linse (16) ausbreitende^ auseinanderlaufenden Strahl formt.

   809828/0 6-93

   G. Rauchdetektor nach Anspruch 'j, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungslinse (27) auf der uohi Ausgang eier vorderen Kammer (11) gegenüberliegenden Seite in eine den Rand der Lichtquelle (14, 27)begrenzende kreisförmige Blendenöffnung -(-1 b) < eingesetzt ist und die strahlenbündelnde Linse (16) die durch die kreisförmige Blendenöffnung (15) begrenzte Flüche in die Lbejie der im Innern der Heßkai.urier (12) angeordneten Blendenöffnung (1d) derart abbildet, daß uas UiIu kleiner als die Blendenöffnung (13) ist und eine Beleuchtung der Ränder der Blendenöffnung (13) ausgeschlossen ist.

   7. Rauchdetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenbündelnde Linse (1G) den größten Teil des von der Beleuchtungslinse (27) ausgehenden Lichtes auffängt und ihre sphärische Aberration korrigiert ist, so daß durch die asphärische Ausbildung die Bildgröße der abgeblendenden Beleuchtungslinse (27) in der im Innern der Meßkammer (12) angeordneten Blendenöffnung (13) reduzierbar ist.

   8. Rauchdetektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Kammer (11) zylindrisch mit reflextionsarmen Innenwänden aasgebildet 1st und wenigstens eine sich von den zylindrischen Wänden aus nach innen erstreckende, die in die strahlenbündelnde Linse (16) einfallende Streulichtmenge reduzierende Lichtfalle (24) aufweist.

   9. Rauchdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (19) von konischer, sich in die Linsen anordnung (20, 21, 22) erstreckender Gestalt ist und eine lichtundurchlliesige, reflextionaarme, die in die

   809828/0693

   Linsenanordnung (20, 21, 22) gelangende Streulichtmenge reduzierende Innenfläche aufweist.

   10. Rauchdetektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenanordnung aus drei Einzellinsen (20, 21, 22) besteht und eine hohe Brechkraft sowie wenigstens eine asphärische Fläche aufweist, so daß die sphärische Aberration korrigiert ist und das Bild dos gestreuten Lichtes auf den Lichtdetektor (23) scharf fokussierbar ist.

   11. Rauchdetektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse (20) eine das Sammeln von stark divergentem Licht erleichternde Vorderseite geringer Brechkraft sowie eine asphärische Rückseite mit einer höheren Brechkraft als die Vorderseite hat und daß die zweite Linse (21) eine einen großen Konvergenzwinkel ermöglichende Rückseite geringer Brechkraft, sowie eine Vorderseite mit einer höheren Brechkraft als die der Rückseite aufweist.

   12. Rauchdetektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtdetektor (23) eine geringe Ausdehnung hat und die dritte Linse (22) der Linsenanordnung eine das Licht über einen großen Winkelbereich in den Lichtdetektor einkoppalnde liemisphärische iKKRersionslinse (22) ist.

   13. Rauchdetektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (12) eine im wesentlichen zylindrische Gestalt sowiereflextionsarme Innenwände aufweißt und daß wenigstens eine sich von den zylindrischen Wänden nach innen erstreckende und die in die Linsenanordnung (20, 21, 22) einfallende Streulichtmenge reduxlerende Lichtfalle (25) vorgesehen ist.

   809828/0693 - 5 0"'GiNALiNSPECtEO