DE29519666U1

DE29519666U1 - Detektor für elektromagnetische Strahlung

Info

Publication number: DE29519666U1
Application number: DE29519666U
Authority: DE
Original assignee: Minimax GmbH and Co KG; Preussag AG Minimax
Current assignee: Minimax GmbH and Co KG
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2005-12-13
Also published as: DE19531917C1

Description

2069GM

Detektor für elektromagnetische Strahlung

Die Neuerung betrifft einen Detektor für elektromagnetische Strahlung mit wenigstens einem Empfänger und wenigstens einem den Detektor schützenden Gehäuse mit Fenster.

&iacgr;&ogr; Detektoren für elektromagnetische Strahlung der angegebenen Art werden zum Beispiel als selbstüberwachende Flammenmelder zum Überwachen von Räumen oder industriellen Prozessen eingesetzt.

Ein Beispiel ist der Brandschutz in Lackieranlagen, wo sowohl die eigentliche is Lackierkammer als auch der Zuführbereich der Farbkomponenten überwacht werden muß. Die Bereiche sind extrem gefährdet, weil außer dem entzündlichen Farbnebel eine Hochspannung anliegt. Hier sind besonders hohe Anforderungen an die sichere Funktion der Fiammenmelder gestellt. Letztere sind außerdem dem Farbnebel ausgesetzt. Ähnlich hohe Anfordrungen geiten für Funkenmelder, die in Leitungen für staubförmiges Gut (20 - 30 m/s Fördergeschwindikgkeit) sicher funktionieren müssen.

Nach G 94 11 435.8 wird vorgeschlagen, daß die Empfangseinrichtungen als abbildende Elemente Lichtleiter enthalten, die jeweils wenigstens eine Empfängerader und wenigstens eine Senderader aufweisen und die Senderader im wesentlichen an der Apertur der Empfängerader endet. Dadurch wird jede Empfangseinrichtung selbstüberwachend ausgeführt. Bei dieser bekannten Ausführung ragen die Lichtleiter für den Sender über den Lichtleiter für den Empfänger hinaus. Hierdurch ergibt sich eine Vertiefung, die nicht 0 für alle Einsatzfälle geeignet ist.

Neuerungsgemäß ist vorgesehen, an einem Detektor für elektromagnetische Strahlung mit wenigstens einem Empfänger und einem den Detektor schützenden Gehäuse mit Fenster im Gehäuseinnern einen Sender anzuordnen, der das Fenster beleuchtet. Hierbei wird an den Fensteroberfiächen ein Teil der Strahlung reflektiert. Dieses reflektierte Signal ist insbesondere auch ab-

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hängig von den Refiexionseigenschaften der äußeren Fensteroberfläche. Hierdurch kann deren Zustand, aber auch die Lichtstrahlung registriert werden, die von dem Sender in unmittelbarer Umgebung der Fensteraußenseite zurückgeworfen wird. Dadurch kann die Funktionsfähigkeit des Detektors besser überwacht werden. Wenn es auf der Fensteraußenseite zu Ablagerungen von Schmutz oder im Fall des Funkenmelders von dem zu überwachenden Gut kommt, verändert sich das Reflexionsverhalten der Fensteroberfläche. Bei dem Einsatz in Lackieranlagen kann insbesondere festgestellt werden, ob sich am Detektor eine Farbschicht oder eine sich über das &iacgr;&ogr; Detektorfenster wölbende Farbblase gebildet hat.

Nach einer bevorzugten Ausführung ist der Sender unmittelbar auf der Leiterplatte, welche die Auswerteelektronik trägt, angebracht. Hierdurch ergibt sich ein vereinfachter Aufbau. In diesem Fall ist bevorzugt der Sender mit is einem Lichtleitstab oder einer Lichtleitfaser verbunden, durch welche das Licht des Senders (zum Beispiel LED oder IRED) bis in die Nähe der inneren Fensteroberfläche, etwa im Bereich der Empfängerebene, geleitet wird.

Nach einer weiter bevorzugten Ausführung ist der Sender am Empfänger, 0 insbesondere in einer Einheit angeordnet.

Bevorzugt können unter Verwendung von Lichtleitfasern Empfänger und Sender mit mehreren Empfangsköpfen versehen sein. Dazu sind Sender und Empfänger mit zum Fenster des jeweiligen Empfangskopfes führenden Lichtleitern verbunden. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, mit einem Empfänger und zum Beispiel einem Sender eine Überwachung an mehreren Stellen des zu überwachenden Raumes durchzuführen oder bei Verwendung nur eines Lichtleiters die Auswerteelektronik vom Empfangskopf zu entfernen, so daß ein explosionssichere Ausführung erreicht wird bezie-0 hungsweise die Auswerteelektronik nicht von den am Beobachtungsort herrschenden elektrischen Feldstärken und Temperaturen beeinflußt wird.

Bevorzugt ist zwischen dem Fenster und dem Empfänger eine Kondensorlinse angebracht. Hierdurch kann die Empfindlichkeit des Detektors, insbesondere bei der Detektion von Funken, die in alle Raumrichtungen emittieren, verbessert werden. Insbesondere in Verbindung mit Lichtleitfasern kann

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bei im wesentlichen gleicher Apertur auf Lichtleitfasern mit geringerem Durchmesser zurückgegriffen werden.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1, 2 einen Querschnitt durch einen Detektor mit dem Sender auf der Platine beziehungsweise am Empfänger;

Figur 3 eine Seitenansicht eines Detektors mit mehreren
Empfangseinrichtungen;

Figur 4 einen Teilschnitt eines Empfangskopfes

In Figur 1 ist ein Detektor 1 mit einem Gehäuse 6 und einem Fenster 11 dargestellt. Die äußere Fensteroberfläche 12 kann speziell beschichtet sein, um die Reflexion an dieser Grenzfläche zu optimieren. Der Sender 3 ist unmittelbar auf der Platine 5 für die Auswerteelektronik angebracht. Das ausgesendete Licht wird über den Lichtleitstab 4 in den Bereich des Empfängers 2 geführt. Empfänger und Lichtquelle sind daher relativ nah an der Fensteroberfläche angeordnet, so daß nur ein geringer Verlust eintritt. Bei dieser Ausführung ist ein relativ geringer Fertigungsaufwand vorteilhaft. Alle wesentlichen Teile werden vormontiert auf der Platine angebracht.

Bei der Ausführung nach Figur 2 ist der Sender 3 in einer Einheit mit dem Empfänger 2 ausgebildet.

0 !n Figur 3 ist ein Detektor 1 für eine Mehrzahl von Empfangseinrichtungen 8 dargestellt. Der Detektor 1 weist einen Empfänger 2 und einen oder mehrere Sender 3 auf. Bevorzugt ist für jede Senderader ein Sender, zum Beispiel eine LED oder IRED angeordnet. Hierdurch können die einzelnen Empfangseinrichtungen zeitlich nacheinander getaktet oder ständig angesteuert werden. Die Auswerteelektronik kann daher selektiv die Verschmutzung der einzelnen Empfangseinrichtungen 8 ermitteln. Die Empfängeradern 9 sind

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am Detektorgehäuse 10 zu einem gemeinsamen Bündel zusammengefaßt und korrespondieren mit dem Empfänger 2. Durch ein festgelegtes Sendersignal wird der Empfänger 2 bei Bedarf oder ständig angeregt. Ist dieses Signal nun zum Beispiel <10 %, liegt eine Störung in der optischen Meßeinrichtung vor. Durch getaktete Sendersignale kann sogar selektiv die Störung erkannt werden. Das Detektorgehäuse 10 ist rotationssymmetrisch angeordnet. Zwischen Senderader 4 und Empfängerader 9 ist eine geeignete optische Isolierung vorgesehen.
Durch diese Lösung kann die Senderader als Übertragungsweg eines Referenzsignals angesehen werden. Es kann sowohl ein Bruch an einer Empfangseinrichtung, insbesondere der Empfängerader, als auch eine Teilbeschädigung erkannt werden. Außerdem wird die Verschmutzung des optischen Fensters der Empfangsader delektiert. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die vom Fenster 11 reflektierte Strahlung des Senders größer als ein

is festgelegter Bezugswert ist. Durch das Ausstrahlen des Referenzsignals bekannter Größe kann eine Störung der Empfangselektronik ermittelt werden. Z. B. kann festgestellt werden, ob die Testfunktion (Selbsttest der Sender/Elektronik) ordnungsgemäß abläuft oder ob das Empfangselement defekt ist. Während der Testphase selbst kann der Detektor vollständig funktionsfähig bleiben. Die einzelnen Empfangseinrichtungen können selektiv überprüft werden. Vorteilhafterweise kann bei voller Betriebsfähigkeit des Detektors bzw. Melders der Ereignistest in Intervallen oder manuell (realer Funkentest) erfolgen.

Nach Figur 4 ist der Sender-Lichtleiter 4 mittig geführt, der Empfänger-Lichtleiter 9 umgibt diesen etwa konzentrisch.

Nach einer weiter bevorzugten Ausführung sind die einzelnen Fasern des Lichtleiters im Bereich des Fensters ungeordnet. Hierdurch steht die gesam-0 te Querschnittsfläche des Lichtleiters für den Empfang der reflektierten Strahlung zur Verfügung, und der Lichtleiter nimmt reflektierte Strahlung aus einem größeren Winkelbereich auf.

Claims

»fr *< 2069GM Schutzansprüche

1. Detektor für elektromagnetische Strahlung mit wenigstens einem Empfänger und einem den Detektor schützenden Gehäuse mit Fenster, dadurch gekennzeichnet, daß

im Gehäuseinnern ein Sender angeordnet ist, der das Fenster beleuchtet,

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sender unmittelbar auf der Platine angeordnet ist.

3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
is der Sender unmittelbar am Empfänger angeordnet ist.

4. Detektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

Sender und Empfänger mit zum Fenster führenden Lichtleiter verbunden sind.

5. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
für einen Empfänger mehrere Lichtleiter angeordnet sind.

6. Detektor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß

im Bereich des Fensters die Fasern von Empfänger-und Senderader des Lichtleiters im wesentlichen ungeordnet angebracht sind.

7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß

auf der Innenseite des Fensters eine Kondensoriinse angeordnet ist.