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Rauchdetektor
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Die Erfindung betrifft einen Rauchdetektor mit einer Strahlungsquelle,
welche Strahlung in einen bestimmten Raumbereich aussendet und einem Strahlungsempfänger,
der ausserhalb des direkten Strahlungsbereiches angeordnet ist und dem die an Partikeln
im Strahlungsweg gestreute Strahlung zugeführt wird, wobei die Strahlungsquelle
eine kegelringförmige Strahlungscharakteristik besitzt und der Strahlungsempfänger
in der Kegelachse angeordnet ist, nach Patent Nr. 26 19 082.
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Ein wichtiges Problem bei solchen Rauchdetektoren besteht darin, die
Bestrahlung des Strahlungsempfängers ohne Anwesenheit von Rauch im Strahlungsbereich
möglichst klein zu halten, so dass bereits die geringste, durch Rauchpartikel im
Streustrahlungsbereich hervorgerufene Streustrahlung ein Signal am Ausgang des Strahlungsempfängers
hervorruft.
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Ein solcher Rauchdetektor würde bereits auf geringste Rauchkonzentrationen
ansprechen und die Anwesenheit von Rauch mit erhöhter Empfindlichkeit signalisieren.
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In der Praxis ist jedoch stets ein gewisses Störstrahlungsniveau vorhanden,
durch welches die Erreichung dieses Zieles verhindert wird. Es ist daher bekannt
geworden, die von aussen in einem Rauchdetektor durch die Gehäuseöffnungen eindringende
Störstrahlung durch Schikanen an den Lufteintrittsöffnungen fernzuhalten und somit
das Störstrahlungsniveau
herabzusetzen. Eine weitere bekannte Massnahme
besteht darin, die Strahlungsquelle zu modulieren und den Strahlungsempfänger darauf
abzustimmen, so dass dieser vorzugsweise nur für Strahlung empfindlich ist, deren
Modulation derjenigen der Strahlungsquelle gleicht.
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Auf die genannte Weise kann jedoch nicht verhindert werden, dass von
der Strahlungsquelle ausgehende, an der Gehäuseinnenwand gestreute Strahlung ebenfalls
als Störstrahlung auf den Strahlungsempfänger trifft. Eine solche Störstrahlung
wird vom Empfänger in gleicher Weise wie echte, an Rauchpartikeln im Strahlungsbereich
gestreute Strahlung verarbeitet, da sie genau die gleiche Modulation aufweist.
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Zur Verminderung dieser Art von Störstrahlung ist es bekannt geworden,
die Gehäuseinnenseite des Rauchdetektors weitgehend, jedoch zumindest an den Auftreffstellen
der direkten Strahlung im Strahlungsbereich strahlungsabsorbierend auszubilden,
beispielsweise matt-schwarz auszuführen, mit Rippen zu versehen oder als Strahlungsfalle
auszubilden.
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Nachteilig hierbei ist es, dass sich auf den strahlungsabsorbierenden
Elementen, z.B. auf den matt-schwarzen Flächen oder den Kanten der aufgesetzten
Rippen im Laufe der Zeit Staub niederschlägt, welcher das Reflexionsvermögen erhöht
und die strahlungsabsorbierende Wirkung wieder aufhebt. Solche vorbekannte Rauchdetektoren
werden also im Laufe der Zeit mit zunehmender Verstaubung der Gehäuseinnenseite
störanfällig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten
Nachteile vorbekannter Rauchdetektoren einen solchen zu schaffen, der eine geringere
Störstrahlungsempfindlichkeit besitzt und der eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist,
welche auch über längere Zeiträume und bei zunehmender
Verstaubung
erhalten bleibt und welcher demgemäss über längere Zeiträume betriebssicher ohne
die Notwendigkeit einer Reinigung arbeitet.
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Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemässen Rauchdetektor dadurch
gelöst, dass der kegelringförmige Strahlungsbereich durch konzentrische, in Kreisringform
und zur Kegel achse rotationssymmetrisch angeordnete Stege abgeschlossen ist. Eine
vorteilhafte WeìterbiLdung der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Oberkante der
Stege hinter der strahlungsempfindlichen Oberseite des Strahlungsempfängers angeordnet
ist. Dadurch wird erreicht, dass die von den Stegen ausgehende Streustrahlung erst
nach mehrfacher Umlenkung und entsprechender Schwächung auf den Strahlungsempfänger
auftreffen kann.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, die Stege so auszubilden, dass,deren
Innenflächen nahezu parallel zur Kegelachse,also vertikal sind,wahrend die Aussenflächen
leicht konisch ausgebildet sind, und zwar mit einem Winkel, welcher kleiner ist
als der Strahlungskegelwinkel. Damit wird erreicht, dass die direkte Strahlung nur
auf vertikale Flächen fällt, auf welche sich Staub nicht oder nur in geringerem
Masse absetzen kann. Die Wirkung einer langsamen Verstaubung auf das Störstrahlungsniveau
wird hierdurch noch weiter herabgesetzt.
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Die Erfindung wird anhand des in der Figur wiedergegebenen Ausführungsbeispieles
beschrieben.
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Diese Figur zeigt im Schnitt den Aufbau eines Beispieles eines erfindungsgemässen
Rauchdetektors.
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Der dargestellte, rotationssymmetrische Rauchdetektor wird von einem
Gehäuse 1 umschlossen, welches Oeffnungen O zum
Eintritt von Luft
in das Detektorinnere aufweist. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Trägerteil 2 vorgesehen,
dessen über das Gehäuse 1 hinausragenderOberteil zur mechanischen Befestigung und
zum elektrischen Anschluss des Rauchdetektors an einen nicht dargestellten Sockel
ausgebildet ist.
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In einer zentralen Bohrung dieses Trägerteiles 2 ist ein Halterungsteil
3 eingesetzt, in weiches die Strahlungsquelle eingesetzt ist.
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Diese Strahlungsquelle besteht aus einem Basisteil 4, welches zentral
eine Licht- oder Infrarotstrahlung emittierende Diode 5 trägt, In Strahlungsrichtung,
d.h. unterhalb dieser Diode 5 ist eine Optik 6 angesetzt, deren optisch wirksame
Flächen so ausgebildet sind, dass die von der Diode 5 emittierte Strahlung eine
kegelringförmige Charakteristik erhält, so dass im wesentlichen nur Strahlung in
einem kegelringftrmigen Strahlungsbereich C vorhanden ist, dagegen nahezu keine
Strahlung in Richtung der Kegelachse A.
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Die in Achsenrichtung verbleibende Reststrahlung wird zusätzlich durch
ein Blendenteil 7 mit strahlungsabsorblerender Oberfläche abgeschirmt. Unterhalb
der Strahiungsquelle und des Blendenteiles ist in der Kegelachse A der Strahlungsempfänger
R so angeordnet, dass seine strahlungsempfangende Oberfläche nach oben, d.h. in
Richtung zur Strahlungsquelle gerichtet ist, so dass vorwärts gestreute Streustrahlung,
welche durch Rauchpartikei im kegelringförmigen Strahlungsbereich C verursacht wird,
auf diesen Strahlungsempfänger R trifft. Der Strahlungsempfänger wird durch einen
Distanzring 8 in der richtigen Position und in richtigem Abstand zur Strahlungsquelle
gehalten.
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An seiner Unterseite wird der Strahlungsbereich C durch ein strahlungsauffangendes
Teil 10 abgeschlossen. Dieses Teil weist eine Anzahl von konzentrischen Stegen S
auf, welche kreisringförmige Querschnitte aufweisen und welche rotationssymmetrisch
um die Kegelachse angeordnet sind.
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Die Innenflächen parallel zur Kegelachse stellen also Zylinderflächen
um die Kegelachsen dar, während die nach aussen gerichteten Flächen der Stege zumindest
im oberen Teil leicht konisch mit spitzem Winkel zur Kegelachse ausgeführt sind.
Der Oeffnungswinkel ist dabei auf den Oeffnungswinkel des Kegelmantels des Strahlungsbereiches
abgestimmt, und zwar wird der Neigungswinkel der Aussenflächen der Stege S gegen
Kegelachse A zweckmässigerweise etwas kleiner gewählt als der Oeffnungswinkel des
kegelringförmigen Strahlungsbereiches. Hierdurch wird erreicht, dass die von der
Strahlungsquelle ausgehende direkte Strahlung nur auf die vertikalen Innenflächen
der Stege S auftrifft, jedoch nicht auf die geneigten Aussenflächen.
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Der Vorteil dieser Massnahme ist, dass sich auf den vertikalen Innenflächen
Staub nahezu nicht absetzen kann. Verstärkt wird die Wirkung dann, wenn der Zwischenraum
zwischen den Stegen S zumindest zum Teil offen ist, so dass in den Detektor eingedrungener
Staub weiter nach unten sinkt und sich überhaupt nicht im Bereich der Stege S absetzt.
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Eine weitere zweckmässige Massnahme ist es, das Teil 10 so im Detektor
anzubringen und zu positionieren, dass die Oberkanten der Stege S unterhalb der
strahlungsempfangenden Fläche des Strahlungsempfängers R angeordnet sind, also dieser
Fläche abgewandt. Dies lässt sich beispielsweise durch geeignete Ausbildung der
Teile 8 und 10 und des Abschirmteiles 9 erreichen, wobei das Teil 10 eine entsprechend
grosse
zentrale Bohrung aufweist, so dass sich dieses Teil nach unten über den Strahlungsempfänger
schieben lässt, und zwar soweit, dass die Oberkanten der.Stege S unterhalb der Oberfläche
des Strahlungsempfängers R zu liegen kommen.
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Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist es, dass die auf die Oberkanten
der Stege S auftreffende direkte Strahlung zwar in geringem Masse dort gestreut
wird. Diese Streustrahlung ersten Grades kann jedoch bei der angegebenen Lage der
einzelnen Teile zueinander nicht direkt auf die strahlungsempfangende Fläche des
Strahlungsempfängers R auftreffen, sondern erst die mehrfach gestreute Strahlung*,
welche dann eine wesentlich schwächere Intensität aufweist, so dass das Störstrahlungsniveau
noch weiter herabgesetzt und die Empfindlichkeit des Rauchdetektors noch mehr vergrössert
werden kann, speziell bei der Verwendung als Brandmelder ist dadurch eine frühzeitigere
Alarmgabe schon bei geringster Rauchdichte und eine Betriebssicherheit über längere
Zeiträume gewährleistet, auch wenn diese Rauchdetektoren unter ungünstigen Umgebungsbedingungen
verwendet und einer langsamen Verstaubung ausgesetzt sind.