DE3507996A1

DE3507996A1 - Streulicht-rauchdetektor

Info

Publication number: DE3507996A1
Application number: DE19853507996
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Tokio/Tokyo Nagahsima
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1985-10-10
Also published as: GB8506035D0; NO850914L; JPS60148688U; CH662196A5; GB2158573A; JPH0435990Y2

Description

HOCHIKI KABUSHIKI KAISHA, 10-43, Kamiosaki 2-Chome, Shxnagawa-ku, Tokyo, Japan

Streulicht - Rauchdetektor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Streulicht-Rauchdetektor, welcher zum Erkennen von Rauch geeignet ist, indem dieser Licht in eine Raucherkennungskammer mittels einer lichtausstrahlenden Einrichtung abstrahlt und das durch Rauch gestreute Licht, welches in die Raucherkennungskammer eindringt, auf eine lichtempfangende Einrichtung auffallen läßt.

Der Rauchdetektor dieser Art ist erforderlich, um eine Fotoausgangsspannung zu erzeugen, welche eine voreingestellte Erkennungsempfindlichkeit für Rauch besitzt und einen bestimmten Auslöschungs- oder Abdunklungsgrad besitzt. Zum Beispiel ist es gemäß dem sehr genauen UL-Standard erforderlich, daß eine voreingestellte Feuererkennungsempfindlichkeit für einen Abdunklungsgrad von 4 % / ft oder weniger im Hinblick auf grauen Rauch, der durch die Verbrennung von Baumwolldochten erzeugt wird, und für einen Abdunklungsgrad von 10 %/ft

oder weniger im Hinblick auf schwarzen Rauch, der durch Verbrennung von öl, wie z.B. Kerosin erzeugt wird, erhalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Streulicht-Rauchdetektor zu schaffen, der eine Raucherkennungscharakteristik hat, welche dem genauen ÜL-Standard genügt, und der dazu geeignet ist, eine durch Rauch gestreute Lichtmenge zu maximieren und, wenn kein Rauch vorhanden ist, störendes Licht zu minimieren.

2ur Lösung dieser Aufgabe umfaßt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Dunkelkammer, die an ihrem Umfang mit Einlassen zum Eindringen von Rauch in die Dunkelkammer versehen ist, so daß von einer lichtausstrahlenden Einrichtung abgestrahltes Licht durch den Rauch gestreut wird, welcher durch die Einlasse eindringt, so daß das einfallende Licht auf eine lichterkennende Einrichtung zur Erkennung des Rauches auffällt. Die lichtausstrahlende Einrichtung und die lichtempfangende Einrichtung sind innerhalb der Dunkelkammer vorgesehen und sind derart angeordnet,daß deren optische Achsen sich im wesentlichen unter einem Winkel von 145 ° schneiden.

Gemäß der Erfindung kann eine Fotoausgangsspannung, welche der Erkennungsempfindlichkeit genügt, die durch den ÜL-Standard vorgesehen ist, sowohl für grauen Rauch mit einem Abdunklungsgrad von A % / ft oder weniger als auch für schwarzen Rauch mit einem Abdunklungsgrad von 10 %/ ft oder weniger erhalten werden und störendes Licht kann minimiert werden.

Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung¹ offenbart.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht auf ein

Ausführungsbeispiel des Streulicht-Rauchdetektors,

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen den Fotoausgangsspannungen eines Streulicht-Rauchdetektors gemäß der Erfindung und der Rauchdichte in Hinsicht auf grauen Rauch und schwarzen Rauch,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehungen zwischen den Fotoausgangsspannungen eines Streulicht-Rauchdetektors gemäß der vorliegenden Erfindung und der Rauchdichte in Hinsicht auf grauen Rauch und schwarzen Rauch, wenn der Schnittwinkel der optischen Achsen klein ist,und

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der relativen Ausgangsspannungen, wenn die Fotoausgangsspannung im Falle eines Schnittwinkels der optischen Achsen von 145° mit einem Wert von angenommen wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt ein Detektorgehäuse 1 mit einer darin untergebrachten Detektorschaltung. Das Detektorgehäuse 1 ist an einer Detektorbasis befestigt, welche an einer Raumdecke oder dergleichen befestigt ist. Ein äußerer Deckel 3 besitzt an seinem Unfang eine Vielzahl von Raucheinlässen 2 und ist an einem unteren Teil des Detektorgehäuses 1 befestigt. Im äußeren Deckel 3 ist ein innerer Deckel 4 mit einer Labyrinthstruktur angeordnet, welcher Außenlicht daran hindert, durch die Einlasse 2 in die Dunkelkammer einzudringen,und welcher einen Durchgang für das Eindringen von Rauch bildet. Der äußere Deckel 3 und der innere Deckel 4 sind mit dem unteren Teil des Detektorgehäuses 1 verbunden, um darin eine Dunkel-

kammer zu bilden.

Ein Halter 5 ist an der oberen inneren Wand der Dunkelkammer am Boden des Detektorgehäuses 1 befestigt. Ein lichtausstrahlendes Element 6 ist auf der rechten Seite des Halters 5 und eine Fotodetektor 7 ist auf der linken Seite des Halters mittels einer Linse 8 befestigt. Das lichtaussendende Element und der Fotodetektor 7 sind so angeordnet, daß deren optische Achsen 9 bzw. 10 nach unten geneigt gerichtet sind und sich in dem Raucherkennungsbereich 11 schneiden, welcher in einem zentralen Teil der Dunkelkammer gebildet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung schneiden sich die optische Achse 9 des lichtausstrahlende Elementes 6 und die optische Achse 10 des Fotodetektors 7 unter einem Winkel von im wesentlichen' 145 °. Die Positionendes lichtausstrahlenden Elementes 6 und des Fotodetektors 7 sind so eingestellt, wie es erforderlich ist, wenn diese montiert werden. Es kann aber auch eine Möglichkeit für einen Schnittwinkel θ innerhalb eines Bereiches von 145 ° + 2,5 ° vorgesehen werden, was durch eine bauliche Begrenzung zum Einbau des lichtausstrahlenden Elementes 6 und des Fotodetektors 7 ermöglicht wird.

Durch Einstellung des Schnittwinkels θ der Achsen des lichtausstrahlenden Elementes 6 und des Fotodetektors 7 in dem Raucherkennungsbereich 11 auf 145 ° können Fotoausgangsspannungen erhalten werden, welche eine voreingestellte Erkennungsempfindlichkeit haben und zwar im Hinblick auf grauen Rauch mit einem Abdunklungsgrad von 4 % / ft oder weniger und auf schwarzen Rauch mit einem Abdunklungsgrad von 10 % /ft oder weniger, so wie es durch den UL-Standard gefordert wird.

Der Grund dafür, daß der Schnittwinkel θ der optischen Achsen 9,10 des lichtausstrahlenden Elementes 6 bzw. des Fotodetektors in dem Raucherkennungsbereich 11 zu 145 ° eingestellt wird, wird nachfolgend detailliert erläutert·.

Es ist experimentell festgestellt worden, daß, wenn der

Schnittwinkel θ der optischen Achse 9,10 des lichtausstrahlenden Elementes 6 und des Fotodetektors 7 geändert wird, die Differenz zwischen der Fotoausgangsspannung im Hinblick auf grauen Rauch und der Fotoausgangsspannung im Hinblick auf schwarzen Rauch größer wird, wenn der Schnittwinkel θ kleiner wird.

Die Figur 2 zeigt die Fotoausgangsspannungen für grauen Rauch und für schwarzen Rauch in Beziehung auf verschiedene Rauchdichten, wenn der Schnittwinkel θ gemäß der vorliegenden Erfindung auf 145 ° eingestellt wird. Wenn eine Fotoausgangsspannung, welche eine notwendige Erkennungsempfindlichkeit aufweist, zu 1,8 V angenommen wird,wird eine solche Fotoausgangsspannung von 1,8 V für eine Rauchdichte erhalten, die einen Abdunklungsgrad von 4 % / ft im Hinblick auf grauen Rauch hat, welcher durch die Verbrennung von Baumwolldochten erzeugt wird, und für eine Rauchdichte, die einen Abdunklungsgrad von 10 % / ft hat, im Hinblick auf schwarzen Rauch, welcher durch die Verbrennung von Kerosin erzeugt wird.

Die Figur 3 zeigt Fotoausgangsspannungen relativ zu verschiedenen Rauchdichten von grauem Rauch und schwarzem Rauch, wenn der Schnittwinkel θ auf 90 ° verkleinert wird. Während eine erforderliche Fotoausgangsspannung von 0,6 V für grauen Rauch erhalten wird, deren Dichte einen Abdunklungsgrad von 4 % / ft hat,wird eine Fotoausgangsspannung von 0,6 V für^schwarzen Rauch nur dann erhalten, wenn dessen Dichte erhöht ist und einen Abdunklungsgrad von 16 % / ft hat.

Die Figur 4 zeigt Fotoausgangsspannungen in Beziehung auf die Schnittwinkel Θ, wenn die Fotoausgangsspannung im Falle eines Schnittwinkels θ von 145 ° mit dem Wert 1 angenommen wird. Wenn der Schnittwinkel θ kleiner wird, vermindert sich die relative Ausgangsspannung. Mit Figur 4 kann nachgewiesen werden, daß eine maximale Lichtmenge von durch Rauch gestreutem Licht erhalten wird, wenn der Schnittwinkel 145 ° beträgt.

-JcT-

Wie es aus den experimentell ermittelten Werten, die in den Figuren 2,3 und 4 dargestellt sind, ersichtlich ist, gilt: Je kleiner der Schnittwinkel θ ist, je größer ist die relative Differenz zwischen den Fotoausgangsspannungen für grauen Rauch und schwarzen Rauch. Ein Schnittwinkel θ , bei welchem die erforderlichen Empfindlichkeiten sowohl für grauen Rauch mit einem Abdunklungsgrad von 4 %/ ft oder weniger oder schwarzen Rauch mit einem Andunklungsgrad von

10 % / ft oder weniger erhalten werden, beträgt 145 °, wie es aus dem charakteristischen Diagramm gemäß Fig. 2 ersehen kann.

Wenn der Schnittwinkel θ größer wird, werden das lichtaus-'; strahlende Element 6 und der Fotodetektor 7 in Positionen gebracht, in denen diese sich mehr, direkt einander gegenüberstehen, was störendes Licht verstärkt, wie es aus Figur 1 ersehen werden kann. Aus diesem Grunde ist der Schnittwinkel θ bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 145 ° + 2,5 ° gebildet, wie es voranstehend beschrieben worden ist.

Gemäß der Anordnung nach Fig. 1 ist der Raucherkennungsbereich

11 unter dem Raucherkennungsabschnitt angeordnet, welcher aus dem Halter 5 , dem lichtausstrahlenden Element 6und dem Fotodetektor 7 gebildet ist, wobei der Rauchdetektor unterhalb einer Decke o.dgl.' positioniert ist. Eine gedruckte Schaltungs platine für die Schaltung des Detektors kann innerhalb des Detektorgehäuses 1 mit dem Raucherkennungsabschnitt integriert ausgebildet werden,und der Rauch kann ungestört und schnell in den Raucherkennungsbereich durch die Raucheinlässe 2 eindringen.

Obwohl das lichtausstrahlende Element 6 und der Fotodetektor derart angeordnet sind, daß deren optische Achsen 9,10 zum Schnittbereich nach abwärts gerichtet sind, wie es im beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist,können diese auch in andere Richtungen verlaufen, wie z.B. in horizontaler Richtung.

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Claims

Patentansprüche

gekennzeichnet durch

eine Dunkelkammer mit an deren Umfang angeordneten Einlassen (2) zum Eintritt von Rauch in die Dunkelkammer,

einen lichtausstrahlenden Abschnitt ( 6 ) zur Abstrahlung von Licht in die Dunkelkammer,

einen lichtempfangenden Abschnitt ( 7 ) zum Empfangen von Licht, das von dem lichtausstrahlenden Abschnitt ( 6 ) abgestrahlt und durch Rauch gestreut ist und wobei der lichtabstrahlende Abschnitt ( 6 ) und der lichtempfangende Abschnitt ( 7 ) so angeordnet sind, daß deren optische Achsen(9,10) sich unter einem Winkel von im wesentlichen 145 ° schneiden.
2. Streulicht-Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtabstrahlende Abschnitt ( 6 ) und der lichtempfangende Abschnitt ( 7 ) innerhalb der Dunkelkammer angeordnet sind.
3. Streulicht-Rauchdetektor nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der lichtabstrahlende Abschnitt ( 6 )
und der lichtempfangende Abschnitt ( 7 ) auf einem Halter (5) innerhalb der Dunkelkammer befestigt sind.
4. Streulicht-Rauchdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittwinkel θ der optischen Achsen (9,10 ) innerhalb eines Bereiches von 145 ° + 2,5 ° liegt.
5. Streulicht-Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtausstrahlende Abschnitt ( 6 ) und der lichtempfangende Abschnitt ( 7 ) im oberen Teil der Dunkelkammer vorgesehen sind und derart angeordnet sind, daß deren Achsen (9,10 ) abwärts geneigt gerichtet sind. ;