-
Einrichtung zum Melden von optischen Feuererscheinungen,
-
insbesondere Funken
Die Erfindung bezieht sich auf
eine Einrichtung zum Melden von optischen Feuererscheinungen, insbesondere Funken,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Einrichtungen finden insbesondere Verwendung
zur Uberwachung des Inneren von Kanälen, in denen ein brennbares, aus Feststoffpartikeln
bestehendes Schüttgut mittels eines Förderluftstroms transportiert wird. Der verwendete
optisch-elektrische Wandler kann dabei auf beliebige, geeignet gewählte spektrale
Wellenlängen der auf ihn auffallenden Strahlung ansprechen; unter einer optischen
Strahlung soll im vorliegenden Zusammenhang jede Strahlung verstanden werden, die
wie Licht optisch verarbeitet werden kann, beispielsweise also auch UV- und IR-Strahlung.
-
Bei einer bekannten, insbesondere zur Überwachung von Sägespan-Absaugeinrichtungen
verwendeten Einrichtung der vorstehend genannten Art sitzt der Wandler innerhalb
eines Gehäuses hinter einem Lichteintrittsfenster, und das Gehäuse ist mit in einer
Durchtrittsöffnung der Wandung des Kanals liegendem Lichteintrittsfenster an der
Außenseite der Wandung befestigt, so daß die Sichtachse, d.h. die Symmetrieachse-des
den Sichtbereich begrenzenden Kegels, diametral zum Kanal und damit senkrecht zu
dessen Mittelachse verläuft.
-
Hierbei muß der genannte, den Sichtbereich begrenzende Kegel einen
sehr großen Spitzenwinkel von annähernd 1800 haben, damit der gesamte Innenquerschnitt
des Kanals erfaßt werden kann, was konstruktiv nur mit großem Aufwand zu verwirklichen
ist. Weiter führt dieser große Gesichtsfeldkegel zu einer relativ geringen Empfindlichkeit
bei der Erfassung von langsam fliegenden und nur schwach glimmenden Funken.
-
Langsam fliegende Funken werden wegen des großen Kegelwinkels schon
relativ früh erfaßt und nach ihrem Vorbeifliegen an der Lichteintrittsöffnung noch
während einer relativ langen Flugstrecke "gesehen", so daß der vom Wandler empfangene
Strahlungsimpuls
einen zeitlich sehr flachen Verlauf hat, wodurch in der Auswerteschaltung vorgesehene
Siebmittel zur Unterdrückung von Störsignalen das entsprechende Ausgangssignal des
Wandlers unterdrücken können. Um diese Wirkung zu vermeiden, muß man bestrebt sein,
die Auswerteschaltung so auszubilden, daß das Meldesignal im wesentlichen in ausschließlicher
Abhängigkeit von der Amplitude des empfangenen Strahlungsimpulses erzeugt wird,
wodurch dann nur schwach glimmende Funken, die zu einer geringen Amplitude führen,
nicht erfaßt werden.
-
Um Funkenmelder mit nicht allzu großem Spitzenwinkel des Sichtbereichkegels
verwenden zu können, ist es auch bekannt, zwei aus Lichteintrittsfenster, Wandler
und Auswerteschaltung bestehende Funkenmelder auf diametral gegenüberliegenden Seiten
des Kanals an dessen Wandung anzusetzen. Ihre Sichtbereiche überschneiden sich dann
derart, daß auch bei geringem Öffnungswinkel des Sichtbereichskegels der gesamte
Kanalquerschnitt erfaßt wird. Hierdurch wird jedoch der Herstellungsaufwand der
Einrichtung im Hinblick auf die zusätzliche Verknüpfung der Meldesignale beider
Funkenmelder mehr als verdoppelt.
-
Zur teilweisen Behebung des vorgenannten Nachteils ist es auch bekannt,
bei einer Einrichtung ähnlich der eingangs genannten Art zwar einen einzigen Wandler
mit nachgeschalteter Auswerteschaltung zu verwenden, diesen jedoch über eine Vielzahl
von an ihrem Lichtaustrittsende vereinigten Lichtleitern mit einer entsprechenden
Anzahl von Umfangsstellen des Kanals zu verbinden, wo die Lichteintrittsenden der
Lichtleiter in Durchtrittsöffnungen auf die Mittelachse des Kanals hin radial ausgerichtet
gehalten sind.
-
Dabei erfordern jedoch diese Lichtleiter mit ihren Befestigungsmitteln
an der Wandung des Kanals und dem Kopf, der
sie bündelt, einen
beträchtlichen Bauaufwand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art in konstruktiv einfacher Weise so we-iterzubilden, daß auch langsam
fliegende Funken und nur schwach- glimmende Funken noch mit Sicherheit erfaßt werden.
-
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs
genannten Art durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
-
Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung liegt die Lichte in trittsfläche
in der Mitte des Kanals konzentrisch zu dessen Mittelachse derart, daß die Achse
des den Sichtbereich außen begrenzenden Kegels mit der Mittelachse des Kanals zusammenfällt.
Hierbei t nur eine einzige Lichteintrittsfläche und ein einziger Wandler vorgesehen,
so daß die zu deren optischer Verbindung verwendeten Kopplungsmittel nicht allzu
aufwendig sind. Hinsichtlich der Empfindlichkeit der Erfassung von vorbeifliegenden
Funken wird durch die Anordnung der Lichteintrittsfläche erreicht, daß diese Funken
den den Sichtbereich begrenzenden Kegel unter einem relativ großen Winkel zu dessen
Mantellinien verlassen, wodurch sich nach dem Vorbeifliegen des Funkens an der Lichteintrittsfläche
eine plötzliche, starke Signaländerung ergibt, die leicht auswertbar ist. Zudem
wird die Empfindlichkeit dadurch erhöht, daß der Abstand, in dem die Funken an ir
Lichteintrittsfläche im Sichtbereich vorbeifliegen können, höchstens einen Wert
hat, der annähernd so groß ist wie die Hälfte der größten Innenabmessung des Kanals,
bei kreisrundem Querschnitt also wie der Radius dieses Kanals. Da die von der Lichteintrittsfläche
empfangene Lichtleistung mit dem Quadrat des Abstands des vorbeifliegenden Funkens
von der Lichteintrittsfläche abni;nt, geutet dies gegenüber den
bekannten
Lösungen, bei denen die Lichteintrittsöffnung in der Wandung des Kanals liegt und
noch einen an der gegenüberliegenden Seite des Kanals entlangfliegenden Funken erfassen
muß, bei gegebener Intensität eines Funkens eine vierfache Erhöhung der mindestens
empfangenen Strahlungsleistung und eine entsprechende Erhöhung der Empfindlich -keit.
Grundsätzlich ist es auch nicht erforderlich, daß der Spitzenwinkel des den Sichtbereich
außen begrenzenden Kegels sehr große Werte hat. Sofern dies bei noch zu beschreibenden
Ausgestaltungen trotzdem angestrebt wird, wird andererseits auf die Erfassung eines
inneren, ausgeblendeten Kegels des Sichtbereichs verzichtet, wodurch die Vergrößerung
des Spitzenwinkels des den Sichtbereich außen begrenzenden Kegels mit nicht allzu
aufwendigen Mitteln möglich ist und dabei noch eine beträchtliche Erhöhung der Empfindlichkeit
erreicht wird.
-
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert,
in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Funkenmeldeeinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Funkenmeldeeinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 3 bis 6 alternativ mögliche
Ausgestaltungen der Einrichtung gemäß Fig. 1 oder 2; Fig. 7 ein Prinzipschaltbild
der Auswerteschaltung einer Einrichtung gemäß Fig. 1 oder 2;
Fig.
8 eine Ausführungsmöglichkeit der Auswerteschaltung der Einrichtung gemäß Fig. 1
oder 2.
-
In Fig. 1 ist-der zu überwachende Kanal das Rohr 10 einer Sägespan-Absaugvorrichtung,
in dem in Richtung des Pfeiles 12 ein Förderluftstrom geführt ist, der an einer
Holzbearbeitungsmaschine abgesaugt wird und bei der Bearbeitung von Werkstücken
Sägespäne mit sich führt. Funkenbildung an Holzbearbeitungsmaschinen kann nie ganz
ausgeschlossen werden. Am häufigsten sind Nägel, Geschosse und andere Metallgegenstände
die Ursache. Auch lose Äste können sich lösen und, da sie konisch geformt sind,
als Keil an die Sägeblätter gedrückt werden und sich dort aufgrund der hohen Reibungswärme
sofort entzünden. Es ist daher wichtig, zündfähige Funken sofort zu erkennen, bevor
sie beispielsweise in eine nachgeschaltete Entstaubungsanlage, in Filtereinrichtungen
oder Silos gelangen, und automatisch abzulöschen.
-
Der Erkennung und Meldung dient die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung,
die eine hinter ihr im Rohr liegende, nicht dargestellten Löscheinrichtung steuert.
Gleichzeitig kann das Meldesignal andere der Sicherheit dienende Funktionen auslösen,
beispielsweise die Abschaltung der Maschinen, das Stillsetzen von Förderschnecken,
das Ansteuern von Brandschutzklappen usw.
-
Die dargestellte Einrichtung weist einen in Fig. 1 nicht gezeigten
optisch-elektrischen Wandler und eine diesem nachgeschaltete Auswerteschaltung (Fig.
7 oder 8) auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse 14 untergebracht sind. Weiter sind
optische Kopplungsmittel zur Ubertragung von Funken ausgehender, aufgefangener Strahlung
zu dem Wandler vorgesehen, und diese umfassen eine Strahlungsleitvorrichtung 16
mit zwei miteinander L-förmig verbundenen, unterschiedlich langen, senkrecht zueinander
verlaufenden Schenkeln
18, 20, wobei der längere Schenkel 20 mit
einem auf der Außenseite der Wandung des Rohres 10 liegenden Befestigungsflansch
22 verbunden ist, die Längsachse des kürzeren Schenkels 18 von der der Wandung zugewandten
Auflagefläche 24 einer auf dem Flansch 22 liegenden Dichtungszwischenlage 26 einen
Abstand hat, der gleich dem Abstand der Mittelachse des Rohres 10 von dessen Außenseite
ist und an dem dem längeren Schenkel 20 abgewandten freien Ende 28 des kürzeren
Schenkels 18 die Strahlungseintrittsfläche 30 gebildet ist. Der längere Schenkel
20 durchsetzt eine Durchtrittsöffnung 32 in der Wandung des Rohres 10 und den mit
ihm verbundenen Flansch 22 und endet in geringem Abstand von der Außenseite des
Rohres 10. Der kürzere Schenkel 18 erstreckt sich vom längeren Schenkel 20 fort
in Gegenrichtung zur Strömungsrichtung (Pfeil 12) des Luftstromes und trägt an seinem
freien Ende 28 einen kegelförmigen Fortsatz 34, dessen Außenseite beim Ausführungsbeispiel
die Lichteintrittsfläche 38 bildet. Die Kegelform des Fortsatzes 34 verhindert,
daß sich auf ihm und auf dem freien Ende des kürzeren Schenkels 18 Sägespäne oder
andere Verunreinigungen festsetzen können, die den Lichteintritt in die Lichteintrittsfläche
30 behindern würden. Aus dem gleichen Grund ist es zweckmäßig, daß die Kegelachse
des Fortsatzes 34 mit der Längsachse des kürzeren Schenkels 18 zusammenfällt und
daß die Grundseite des Fortsatzes 34 denselben im Ausführungsbeispiel kreisrunden
Querschnitt wie das ihn tragende freie Ende 28 des kürzeren Schenkels 18 hat.
-
Die Strahlungsleitvorrichtung 16 ist selbsttragend ausgebildet, d.h.
die Lichteintrittsfläche 30 steht allein dadurch in der Mittel des Rohres 10 fest,
daß sie über die Strahlungsleitvorrichtung 16 und den Flansch 22 an der Wandung
des Rohres 10 gehalten ist, ohne daß weitere Befestigungsmittel erforderlich wären.
Hierzu ist die Strahlungsleitvorrichtung 16 in ihren beiden Schenkeln 18, 20 außenseitig
von
einem entsprechend stabilen Rohr 36 gebildet.
-
Der Sichtbereich 38, der von der Lichteintrittsfläche 34 ausgeht,
ist in Fig. 1 schraffiert angedeutet. Er ist nach außen von einem Kegel 38 begrenzt,
dessen Mantellinien in Fig. 1 eingezeichnet sind und dessen Spitzenwinkel annähernd
1800 beträgt. Wie dieser große Spitzenwinkel in einfacher Weise erreicht wird, wird
noch anhand von Fig. 4 bis 6 zu erläutern sein. Weiter wird durch ebenfalls noch
zu beschreibende optische Mittel erreicht, daß aus dem Sichtbereich 36 ein Innenkegel
40 ausgeblendet ist, von dem in Fig.
-
1 Mantellinien sichtbar sind und dessen Spitzenwinkel gegenüber demjenigen
des äußeren Kegels 38 geringer ist. Der Spitzenwinkel des inneren Kegels 40 kann
90" oder mehr betragen.
-
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfassen die Kopplungsmittel
zwischen Lichteintrittsfläche 30 und optischelektrischem Wandler und deren Strahlungsleitvorrichtung
16 als Strahlungsleitmittel einfaseroptisches Kabel 42, das aus einem strahlungsleitenden
Faserbündel, zweckmäßig aus Glasfasern, sowie einem das Faserbündel umgebenden,
zweckmäßig thermisch isolierenden, flexiblen Mantel besteht, das mit seiner Lichteintrittsseite
am freien Ende 28 des kürzeren Schenkels 18 liegt, das sich ununterbrochen durch
das Rohr 36 in beiden Schenkel 18, 20 hindurch erstreckt und das sich über das äußere
Ende des längeren Schenkels 20 hinaus bis zum optischen Wandler im Gehäuse 14 erstreckt.
-
Zum Schutz des Kabels 42 ist dieses im Bereich zwischen dem längeren
Schenkel 20 und dem Gehäuse 14 von einem weiteren, beispielsweise als Faltenbalg
oder in sonstiger Weise flexibel ausgebildeten Mantel 44 umgeben, der längeren Schenkel
20 und Gehäuse 14 verbindet. An der Verbindunqsstelle des Rohres 36 am äußeren Ende
des längeren Schenkels 20 mit dem weiteren Mantel 44 liegt zweckmäßig zwischen beiden
eine
thermisch isolierende, beim Ausführungsbeispiel rohrförmige Schicht 46, um die Übertragung
von Wärme zu den wärmeempfindlichen Teilen der Einrichtung im Gehäuse 14 zu vermeiden.
-
Wie weiter aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt die Einrichtung eine mittels
eines Tastschalters 48 willkürlich betätigbare, in der Wandung des Rohres 10 im
Sichtbereich 36 der Lichteintrittsfläche 30 gehaltene Lampe 50, deren emitertes
Strahlungsspektrum zweckmäßig annähernd mit demjenigen von Funken übereinstimmt
und die hierzu beispielsweise als Strahlungsquelle eine Leuchtdiode aufweist. Die
Lampe 50 ist ebenso wie der längere Schenkel 20 im Flansch 22 befestigt und über
ein Kabel 52 mit dem Gehäuse 14 und dem Tastschalter 48 verbunden. Durch willkürliches
Aufleuchtenlassen der Lampe 50 kann geprüft werden, ob die Einrichtung funktionsfähig
ist. Die Lichtleistung der Lampe 50 wird dabei zweckmäßig so gering bemessen, daß
sie die Intensität eines gerade eben noch zu erfassendin, schwach glimmenden Funkens
simuliert; erfolgt beim Einschalten der Lampe 50 keine Abgabe eines Meldesignals,
so ist die Einrichtung nicht funktionsfähig.
-
Die in Fig. 2 gezeigte weitere Ausführungsform einer Einrichtung gemäß
der Erfindung stimmt mit derjenigen nach Fig. 1 teilweise überein; gleiche oder
funktionsmäßig gleichartige Teile sind mit denselben Bezugs zeichen bezeichnet,
und für sie gelten auch hinsichtlich der erreichbaren Vorteile die bereits zur Fig.
1 gemachten Ausführungen.
-
Abweichend gegenüber Fig. 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
2, daß die Schenkel 18, 20 der Strahlungsleitvorrichtung 16 von vorzugsweise innen
spiegelnd glatten Rohren 54, 56 gebildet sind und daß an ihrer Verbindungsstelle
in ihrem Inneren ein die Strahlung rechtwinklig um-A
lenkendes
optisches Element - beim Ausführungsbeispiel ein Spiegelprisma 58 - gehalten ist.
Bei dieser Ausführungsform wird der Vorteil erzielt, daß noch höhere Temperaturen
des Luftstromes im Rohr 10 von beispielsweise 4000 C zugelassen werden können, während
bei der Ausführung nach Fig.
-
1 die zulässige Temperatur im wesentlichen durch das Lichtleitkabel
42 begrenzt ist# das im allgemeinen keinen höheren Temperaturen als 250° C bis 2800
C ausgesetzt werden darf. Bei der Sägespanabsaugung und auch bei anderen Einsatzzwecken
ist es nämlich wichtig, relativ hohe Temperaturen des abgesaugten Luftstromes und
der darin enthaltenen Feststoffpartikel zuzulassen, da dann mit relativ geringem
Luftdurchsatz gearbeitet und ein relativ geringer Durchmesser des Rohres 10 verwendet
werden kann.
-
Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird eine thermische
Isolierung zwischen dem längeren Schenkel 20 und den wärmeempfindlichen Teilen im
Gehäuse 14 dadurch erzielt, daß der lange Schenkel 20 außerhalb der Wandung des
Rohres 10 nahe dieser endet und daß zwischen ihn und das Gehäuse 14 ein in geradliniger
Fortsetzung des längeren Schenkels 20 verlaufendes, thermisch isoliertes oder thermisch
isolierend wirkendes weiteres Rohr 60 eingeschaltet ist, das den längeren Schenkel
20 und das Gehäuse 14 starr verbindet.
-
Anhand von Fig. 3 bis 6 seien nun mögliche Ausbildungen der optischen
Kopplungsmittel im Bereich der Strahlungseintrittsfläche näher erläutert; die dabei
gezeigten-, kegelförmigen Fortsätze 343 bis 346 und die in Zusammenhang damit verwendbaren
strahlungseintrittsflächen 303 bis 306 sind anstelle des Fortsatzes 34 bzw. der
Strahlungseintrittsfläche 30 in Fig. 1 und 2 verwendbar.
-
In Fig. 3 ist eine besonders einfache Konstruktion gezeigt, bei der
der Fortsatz 343 strahlungsdurchlässig ausgebildet ist, so daß seine kegelförmige
Außenfläche als Strahlungseintrittsfläche 303 dient Bei gemäß Fig. 1 vorhandenem
Lichtleitkabel 42 schließt die Lichteintrittsfläche von dessen Faserbündel 62 und
sein flexibler Mantel 62 unmittelbar an die Grundfläche des Fortsatzes 343 an, während
bei der Ausführungsform nach Fig. 2 das Kabel 42 entfällt. Bei dieser Konstruktion
hat jedoch abweichend von Fig. 1 und 2 der den Sichtbereich begrenzende äußere Kegel
38 einen nicht allzu großen Spitzenwinkel, der im wesentlichen durch den öffnungswinkel
begrenzt ist, unter dem einfallendes Licht die Fasern des Faserbündels 62 dieses
Licht noch aufnehmen. Weiter ist hierbei auch der innere Kegel 40 praktisch nicht
vorhanden; nur genau axial auf die Kegelspitze zulaufende Funken werden erst beim
Vorbeilauf unmittelbar an der Lichteintrittsfläche 303 erfaßt. Im allgemeinen hat
der beim Vorbeilauf eines Funkens zum Wandler übertragene Lichtimpuls daher einen
zeitlichen Verlauf, der sich zusammensetzt aus einer relativ langsam ansteigenden
Vorderflanke und einer beim Verlassen des Sichtbereichs auftretenden, relativ steilen
Rückflanke.
-
Gegenüber der Ausführungsmöglichkeit nach Fig. 3 wird bei denjenigen
nach Fig. 4 bis 6 die in Fig. 1 und 2 angedeutete Gestalt des Sichtbereichs 36 mit
großem Spitzenwinkel des äußeren Kegels 38 und mit einem ausgeblendeten inneren
Kegel 40 erreicht. Dadurch wird beim Eintritt des vorbeifliegenden Funkens in den
Sichtbereich 36, nämlich beim Passieren des inneren Kegels 40, ebenfalls eine starke
Signaländerung in Gestalt einer steilen Vorderflanke erhalten, die die Auswertung
erleichtert.
-
Bei der Konstruktion nach Fig. 4 ist der Fortsatz 344 wieder strahlungsdurchlässig
ausgebildet, und im freien Ende
28 des kürzeren Schenkels 18 ist
nächst dem Fortsatz 344 eine Streulinse 66 gehalten. Diese streut aus annähernd
axialer Richtung durch die Lichteintrittsfläche 304 in den Fortsatz 344 eindringende
und auf die Streulinse 66 fallende Strahlung so stark, daß diese nicht auf das Lichteintrittsende
des Faserbündels 62 fällt bzw. bei Ausbildung nach Fig. 2 und nicht vorhandenem
Kabel 42 einen solchen Schrägwinkel zur Achse des kürzeren Schenkels 18 hat, daß
praktisch keine Fortleitung innerhalb der hohlen Strahlungsleitvorrichtung 16 erfolgt.
Aus dem Sichtbereich 36 (Fig. 1, 2) mit einer starken radialen Komponente eindringende
Strahlung wird dagegen soweit in eine annähernd axiale Richtung umgelenkt, daß eine
Fortleitung und Erfassung möglich ist. Zweckmäßig ist, wie in Fig. 4 dargestellt,
die Streulinse 66 auf ihrer dem Fortsatz 344 zugewandten Seite konkav, und letzterer
weist eine an der ihm zugewandten Linsenfläche anliegende, konvexe Ausbuchtung 68
auf. Auch das Faserbündel 62 kann abweichend vom Dargestellten mit seiner Lichteintrittsfläche
unmittelbar an der ihm zugewandten Linsenfläche anliegen.
-
Bei den Konstruktionen nach Fig. 5 und 6 ist die Lichteintrittsfläche
305 bzw. 306 nicht von der Außenseite des Fortsatzes 345 bzw. 346 gebildet, so daß
dieser aus einem strahlungsundurchlässigen Material und insbesondere auch aus Metall
bestehen kann. Solche Lösungen sind daher in besonderem Maße dann geeignet, wenn
bei großer Härte der vom Luftstrom mitgeführten Feststoffpartikel die Möglichkeit
besteht, daß diese auf die Außenseite des Fortsatzes auftreffenden Partikel die
Außenseite mit der Zeit mattieren.
-
Die Konstruktion nach Fig. 5 zeichnet sich dadurch aus, daß der kürzere
Schenkel 18 an seinem freien Ende 28 einen
ringförmigen Wandungsabschnitt
70 aus strahlungsdurchlässigem Material aufweist, dessen Außenseite die Strahlungseintrittsfläche
305 bildet, und daß der Fortsatz 345 auf seiner diesem Wandungsteil 70 zugewandten
Seite einen zweckmäßig einstückig gebildeten kegel- oder kegelstumpfartigen weiteren
Fortsatz 72 mit konkaven Mantellinien und mit spiegelnder Oberfläche 74 trägt, der
sich in den ringförmigen Wandabschnitt 70 hinein erstreckt und radial durch diesen
hindurch einfallende Strahlung in eine zumindest annähernd axiale Richtung ins Innere
des kürzeren Schenkels 18 hinein umlenkt. Hierdurch kann durch geeignete Krümmung
der spiegelnden Oberfläche 74 sogar erreicht werden, daß der Spitzenwinkel des äußeren
Kegels 38 mit guter Annäherung 1800 beträgt und daß der Sichtbereich zu einer ebenen
Scheibe endlicher Dicke wird.
-
Letzteres gilt auch für die Konstruktion nach Fig. 6. Dabei ist am
freien Ende 28 des kürzeren Schenkels 18 ein Stopfen 76 getragen, in den strahlungsleitende,
bogenförmig verlaufende Fasern 78 eingegossen sind, deren radial gerichtete Lichteintrittsenden
in einem die Lichteintrittsfläche 306 bildenden Ringbereich der Außenseite des Stopfens
76 liegen und deren Lichtaustrittsenden zu einem axial gerichteten Bündel 80 zusammengefaßt
sind. Bei vorhandenem Kabel 42 schließt dessen Faserbündel 62 dann zweckmäßig unmittelbar
an das Bündel 80 an.
-
Gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen sind auch weitere
Abwandlungen möglich. So sind verschiedene weitere Ausführungen im Bereich der Lichteintrittsfläche
denkbar, durch die die anhand von Fig. 1 und 2 beschriebene Gestalt des Sichtbereichs
36 erreicht wird. Auch kann sich abweichend von den Figuren der kürzere Schenkel
18 vom längeren Schenkel 20 aus nicht entgegen der Luftströmungsrichtung
(Pfeil
12), sondern in deren Richtung erstrecken, so daß dann der kegelförmige Fortsatz
30 entfallen kann. Auch in diesem Fall sollte allerdings der Sichtbereich eine gut
definierte hintere Grenze entsprechend dem äußerem Kegel 38 in Fig. 1 und 2 haben,
was dann beispielsweise durch Verwendung des Wandabschnitts 70 und des Fortsatzes
72 mit der Oberfläche 74 nach Fig.
-
5 oder des Stopfens 76 mit den Fasern 78 nach Fig. 6 erreicht werden
kann.
-
Fig. 7 zeigt eine Prinzipschaltskizze der Auswerteschaltung der Einrichtung.
Hierbei ist dem beispielsweise als fotoelektrisches Element 116 ausgebildeten Wandler
ein differenzierend wirkender Verstärker VD nachgeschaltet, um ein Signal zu erhalten,
das außer von der Amplitude der vom fotoelektrischen Element 116 empfangenen Strahlung
auch von~der Flankensteilheit des Strahlungsimpulses abhängt. Dem Verstärker VD
ist dann ein Schwellwertverstärker VS nachgeschaltet, der ein Meldesignal dann abgibt,
wenn sein Eingangssignal eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
-
Bei beispielsweise gemäß Fig. 3 im Bereich der Lichteiner trittsfläche
ausgebildetet/ Kopplungsvorrichtung verläuft der vom fotoelektrischen Element 116
empfangene Lichtimpuls, wie durch die oberhalb des fotoelektrischen Elements 116
angedeutete Kurve wiedergegeben, mit einer relativ langsam ansteigenden Vorderflanke
und einer steil abfallenden Rückflanke. Das Ausgangssignal des Verstärkers VD hat
dann die zwischen ihm und dem Schwellwertverstärker VS angedeutete Kurvenform mit
einem der Vorderflanke des Eingangsimpulses entsprechenden ersten Impuls vorgegebener
Polarität mit geringer Amplitude und mit einem daran anschließenden zweiten Impuls
von gegenüber dem ersten Impuls
entgegengesetzter Polarität und
mit relativ großer Amplitude. Zur störungsfreien Auswertung kann es daher zweckmäßig
sein, lediglich den genannten zweiten Impuls auszuwerten und hierzu zwischen den
Verstärker VD und den Schwellwertverstärker VS eine geeignet gepolte Diode 82 einzuschalten.
Sofern allerdings durch geeignete optische Mittel, wie sie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt
sind, dafür gesorgt wird, daß aus dem Sichtbereich ein genügend großer Innenkegel
ausgeschnitten und hierdurch auch die Vorderflanke des Eingangsimpulses steil gemacht
wird, kann die Diode 82 entfallen.
-
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Auswerteschaltung, die bei der
letztgenannten Ausbildung des Sichtbereichs besonders geeignet ist und zudem den
Vorteil hat, daß außer Funken auch andere optische Feuererscheinungen wie flackernde
Flammen mit Sicherheit erfaßt werden können.
-
Die Auswerteschaltung gemäß Fig. 8 ist zum Anschluß an eine zweiadrige
Linie ausgebildet, auf der im Ruhezustand eine Linienspannung ansteht und über die
das beim Erfassen von Flammen und/oder Funken erzeugbare Meldesignal in Form einer
Stromerhöhung zu einer entfernten Signalzentrale übertragbar ist. Stattdessen oder
zusätzlich kann das Meldesignal auch durch Schließen eines Kontakts r abgegeben
werden, um den erforderlichen Löschvorgang auszulösen.
-
Mit ihrer Anschlußklemme 110 ist die Auswerteschaltung an die positive
Ader, mit ihrer Anschlußklemme 112 an die an Masse liegende, negative Ader der Linie
angeschlossen. Zwischen die Anschlußklemmen 110, 112 ist eine Spannungsversorgungsschaltung
114 geschaltet, deren einer Ausgangsanschluß auf einem positiven Potential +V gegenüber
Masse und deren anderer Ausgangsanschluß auf einem negativen Potential -V gegenüber
Masse liegt.
-
Die Auswerteschaltung weist einen dem Fotoelement 16 unmittelbar nachgeschalteten,
eingangsseitigen Verstärker V1 auf. Dieser Verstärker V1 umfaßt einen Operationsverstärker
118, der zu seiner Leistungsversorgung an die Spannungsversorgungsschaltung 114
angeschlossen ist, und einen Rückkopplungszweig,-der ihm ein PD-Verhalten gibt.
-
Das Fotoelement 116 ist mit seinem positiven Anschluß unmittelbar
mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 118 verbunden, der
weiter über einen Widerstand 120 an das negative Potential -V gelegt ist. Weiter
ist das Fotoelement 116 mit einem Kondensator 122 und einem Widerstand 124 in Reihe
geschaltet, und der dem Fotoelement 116 abgewandte Anschluß des Widerstands 124
liegt am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 118. Die dem Operationsverstärker
118 zugeordnete Rückkopplungsschaltung ist gebildet von der Reihenschaltung zweier
Widerstände 126, 128, die zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 118 und
dessen invertierenden Eingang geschaltet ist, und einem Kondensator 130, der zwischen
den Verbindungspunkt der Widerstand de 126, 128 und einen Punkt festen Potentials,
im Ausführungsbeispiel das negative Potential -V, geschaltet ist.
-
Dem eingangsseitigen Verstärker V1 ist ein Differenzierglied (D-Glied)
D nachgeschaltet. Dieses ist beim Ausführungsbeispiel passiv ausgebildet und besteht
aus der Reihenschaltung eines Kondensators 132, dessen einer Anschluß am Ausgang
des Operationsverstärkers 118 liegt, und eines Widerstands 134, dessen dem Kondensator
132 abgewandter Anschluß mit dem nicht invertierenden Eingang eines nachgeschalteten
Operationsverstärkers 136 verbunden ist.
-
Anstelle des passiven D-Glieds D könnte auch ein aktives, einen Verstärker
umfassendes D-Glied vorgesehen sein, und zwischen den eingangsseitigen Verstärker
Vt und das D-