DE3743737A1 - Streulichtrauchmelder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Streulicht-Rauchmel­ der, insbesondere eine neue Form und Ausgestaltung eines Rauchmelders.

In neuerer Zeit wurden viele Versuche durchgeführt, um die Größe und Abmessung bzw. Stärke eines Streulichtrauchmelders in Bezug auf sein äußeres Erscheinungsbild zu verringern, wenn er in einem Gebäude angebracht wird. Für diesen Zweck wurden z. B. elektrische/elektronische Teile, die Detektor­ kreise oder -schaltungen bilden, in einem freien Raum an einer kleineren Winkelseite eines Schnittpunktes bzw. einer Kreuzung von optischen Achsen zwischen einem lichtemittieren­ den Element und einem Fotodetektorelement angebracht, die in einer Rauchermittlungssektion angeordnet sind sowie auf der Rückseite einer Oberfläche, auf welcher das lichtemittie­ rende Element und das Fotodetektorelement angeordnet sind.

Es wurden jedoch weiterhin Bemühungen durchgeführt, um die Größe und Abmessung der Rauchermittlungssektion selbst zum Verringern der Größe und Abmessung des Detektors zu verrin­ gern. Das Ergebnis davon war jedoch, daß es schwierig wurde, die elektrischen/elektronischen Teile, die die Detektorkrei­ se bilden, in den freien Raum einer Rauchermittlungssektion aufzunehmen.

Es könnte dann erwogen werden, wie in Fig. 6 dargestellt, daß eine gedruckte Schaltplatte bzw. -leiter zentral in ei­ nem Kreisaufnahmeraum 56 angeordnet ist, der in einem oberen Bereich einer Rauchermittlungssektion 54 gebildet ist, die mit einer Lichtemittierungssektion und einer Lichtempfangs­ sektion 52 ausgestaltet ist; Chip-Widerstände und Chip-Tran­ sistoren 62 sind auf der oberen Oberfläche der gedruckten Leiterplatte 58 montiert; relativ sperrige bzw. voluminöse elektrische/elektronische Teile 64, wie z. B. ein Kondensa­ tor, sind auf der unteren Oberfläche der gedruckten Leiter­ platte 58 montiert; und Schildgehäuse 60 und 70 sind über und unter der doppelseitigen bzw. doppelwandigen gedruckten Leiterplatte 58 angeordnet.

Da bei dieser Ausgestaltung die elektrischen/elektronischen Teile jedoch jeweils auf den entsprechenden gegenüberliegen­ den bzw. entgegengesetzten Seiten der gedruckten Leiterplat­ te angeordnet sind, werden beide Schirmgehäuse 60 und 70 entsprechend für jeweils ober und unter die gedruckte Leiter­ platte 58 benötigt. Aus diesem Grunde ist die Verringerung der Größe und Abmessung des Detektors begrenzt, und ein gewünschter kleiner Detektor wurde bis jetzt nicht verwirk­ licht.

Dieses bauliche Problem verursacht ein anderes Problem, der­ art, daß die Anzahl der Teile und entsprechend die Anzahl der Zusammenfügungsschritte aufgrund der zwei Schirmgehäuse erhöht wird, wodurch die Kosten des Detektors sich erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Probleme zu lösen, insbesondere einen Streulichtrauchmelder zu schaffen, bei dem es möglich ist, die Größe und Abmessung der Schirmausgestaltung der Detektor­ kreise zu verringern, um die vor kurzem erfolgte kleine Größenabmessung der Rauchermittlungssektion zu meistern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ei­ nen Streulichtrauchmelder zu schaffen, bei dem weiterhin die Größe und Abmessung eines Raumes zum Anpassen der elektri­ schen/elektronischen Teile, die den Detektorkreis bilden, verringert werden kann.

Bei einem Streulichtrauchmelder ist eine Detektorkreis auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet, die an einem obe­ ren Abschnitt einer Rauchermittlungssektion angebracht ist. Die Rauchermittlungssektion enthält eine ebene Basis und eine umgebende Wand, die sich von einer unteren Oberfläche der Basis nach unten erstreckt, und welche eine Öffnung oder Öffnungen besitzt, die es dem Rauch ermöglichen, hindurchzu­ gehen. Die umgebende Wand ergibt im Inneren einen Raucher­ mittlungsraum. Ein Lichtemittierelement und ein Fotodetek­ torelement, die an Positionen angeordnet sind, wo sie nicht entgegengesetzt voneinander sind, und optische Achsen davon sich in einem vorbestimmten Winkel überschneiden. Das Foto­ detektorelement kann Licht von dem Lichtemittierelement emp­ fangen, durch den Rauch gestreut, der in den Rauchermitt­ lungsraum eindringt. Die gedruckte Leiterplatte ist an einer oberen Oberfläche der Basis befestigt. Eine Abschirmschicht bzw. -lage ist zwischen der gedruckten Leiterplatte und der Basis angeordnet. Elektrische und/oder elektronische Teile sind in Form von Chips gebildet und auf einer oberen Ober­ fläche der gedruckten Leiterplatte angeordnet. Ein Schirmge­ häuse ist so angeordnet, daß es die elektrischen und/oder elektronischen Teile bedeckt.

Mit dieser Anordnung ermöglicht es der Streulichtrauchmelder der vorliegenden Erfindung der Abschirmlage, die untere Ober­ fläche der gedruckten Leiterplatte abzuschirmen und die Ab­ schirmung der Detektorkreise, die auf der gedruckten Leiter­ platte angeordnet sind, ohne ein gesondertes Schirmgehäuse vorzusehen.

Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegen­ den Erfindung ist die Abschirmlage aus einer elektrischlei­ tenden Metallfolie hergestellt. Diese Metallfolie kann inte­ gral auf der gedruckten Leiterplatte durch verschiedene be­ kannte Arten befestigt oder angeordnet werden. Die Metallfo­ lie kann z. B. Kupferfolie sein.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausgestaltung kann die Abschirmlage eine gesonderte elektrischleitende Metallplatte von der gedruckten Leiterplatte und der Basis sein. In die­ sem Fall kann das Metall Kupfer oder Aluminium sein.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausgestaltung ist ein Gehäuse zur Aufnahme von nur einem Kondensator, der den Detektorkreis bzw. die Detektorschaltung zusammen mit den elektrischen und/oder elektronischen Teilen bildet, und wel­ cher nicht durch Geräusche beeinflußt ist, vorgesehen, wobei das Gehäuse innerhalb des Rauchermittlungsraumes angeordnet ist, und zwar auf einer kleinerwinkeligen Seite einer Kreu­ zung zwischen den optischen Achsen des Lichtemittierelemen­ tes und des Fotodetektorelementes.

Entsprechend einer anderen Ausgestaltung ist die umgebende Wand durch eine Vielzahl von im wesentlichen L-förmigen Wand­ elementen und dem Kondensatoraufnahmegehäuse gebildet, die kreisförmig in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind.

Bei dieser Ausgestaltung besteht keine Notwendigkeit, einen Platz zur Aufnahme der elektrischen/elektronischen Teile zwischen der Rauchermittlungssektion und der gedruckten Leiterplatte auszusparen. Dies verringert den Raum beträcht­ lich, insbesondere in Bezug auf die Abmessung zur Aufnahme der Schaltung bzw. Verschaltung. Zusätzlich kann ein Zufüh­ rungsdraht bzw. eine Zuführungsleitung für das Fotodetek­ torelement, welches in der Rauchermittlungssektion angeord­ net ist, verkürzt werden, so daß möglicherweise durch den Zuführungsdraht erhaltene elektrische Geräusche verringert werden können, wodurch S/N (Signal-Rauschverhältnis) der Fotoausgabe verbessert wird.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Begrif­ fe "obere" und "untere" verwendet, um eine "Oberfläche" der Basis oder der gedruckten Leiterplatte anzugeben. Diese Be­ griffe werden verwendet, weil ein Detektor dieser Art im all­ gemeinen an einer Decke befestigt ist. Diese Begriffe können jedoch von ihrer wirklichen Bedeutung eine unterschiedliche Bedeutung haben entsprechend den Plätzen, wo der Detektor an­ geordnet ist.

Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Streulicht­ rauchmelder gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Streulichtrauchmelders gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Rauchermittlungs­ sektion, die bei dem Streulichtrauchmelder gemäß Fig. 1 verwendet wird, von unten her betrachtet;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Rauchermittlungssektion ge­ mäß Fig. 3 von unten her betrachtet;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer doppelseitigen gedruckten Leiterplatte, bei welcher elektrische/ elektronische Teile wie in Fig. 1 dargestellt ange­ ordnet sind und

Fig. 6 einen vertikalen Teilansichtsschnitt, von einer ver­ wandten Ausgestaltung ähnlich der Fig. 1.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Abdeckung 1, welche den Detektorkörper bildet, an ihrer Spitze offen, und sie ist ab­ nehmbar an einem Verbindungsteil einer Detektorbasis (nicht dargestellt) befestigt, welche an einer Oberfläche befestigt ist, wie z. B. einer Decke, durch ein Verbindungsteil 2, wel­ ches in dem geöffneten oberen Raum der Abdeckung 1 angeord­ net ist. Eine äußere Abdeckung mit Öffnungen zum Rauchein­ lassen ist an der Abdeckung 1 an derem unteren mittleren Bereich befestigt. Eine Rauchermittlungssektion 4 ist inner­ halb der äußeren Abdeckung 3 angebracht.

Fig. 2 zeigt die Abdeckung 1 mit einem Schaltungsaufnahme­ raum 1 a, der sich am Boden davon öffnet. Die Rauchermitt­ lungssektion 4 ist in dem Schaltungsaufnahmeraum 1 a durch ein Schirmgehäuse 20 befestigt, welches dazwischen angeord­ net ist. Ein Metallmaschenteil 21 ist am äußeren Umfang der Rauchermittlungssektion 4 um die umgebende Wand der Sektion 4 befestigt. Das Schirmgehäuse 20 und die Rauchermittlungs­ sektion 4 sind an der Abdeckung 1 durch eine Schraube an dem Verbindungsteil befestigt, welches andem oberen Bereich der Abdeckung 1 angeordnet ist.

Die Fig. 3 und 4 stellen eine Basis 5 dar, welche an dem obe­ ren Raumabschnitt der Rauchermittlungssektion 4 angeordnet ist. Ein Halter 6 für die Lichtemittiersektion und ein Halter 7 für eine Lichtempfangssektion sind integral auf der unteren Oberfläche der Basis 5 gebildet. Der Halter 6 nimmt ein Lichtemittierelement 8 auf, wohingegen der Halter 7 ein Fotodetektorelement 9 aufnimmt. Das Lichtemittierelement 8 und das Fotodetektorelement 9 sind so angeordnet, daß sie durch einen vorbestimmten Winkel von Positionen, wo sie ein­ ander entgegengesetzt sind, abgelenkt werden. Zum Beispiel ist ein Kreuzungs- bzw. Schnittwinkel (ein kleinerer) R zwi­ schen den optischen Achsen 8 a und 9 a bei 135 Grad angesetzt.

Ein Schattierungs- bzw. Abschirmteil 11 ist nahe dem Kreu­ zungspunkt 10 der optischen Achsen 8 a und 9 a an einer klei­ nerwinkeligen Seite der Kreuzung 10 angeordnet, so daß Licht, welches von dem Lichtemittierelement 8 ausgeht, nicht direkt in das Fotodetektorelement 9 eintreten kann. Ein weiteres Schattierungs- bzw. Abschirmteil 12 ist im Bereich des Abschirmteils 11 angeordnet. Das Abschirmteil 12 verhin­ dert, daß gebrochenes Licht, welches möglicherweise verur­ sacht wird durch Tautropfen, die am spitzen Ende des Ab­ schirmteiles 11 durch Feuchtigkeitskondensation entstehen, über dem Fotodetektorelement 9 inzident wird.

Die umgebende Wand der Rauchermittlungssektion 4 einschließ­ lich des Lichtemittierelementes 8 und des Fotodetektorele­ mentes 9 ist durch eine Vielzahl von L-förmigen Wandelemen­ ten 13 gebildet. Die Wandelemente 13 sind in vorbestimmten Intervallen kreisförmig angeordnet. Ein Kondensatorgehäuse 14 ist in der umgebenden Wand auf der linken Seite des Licht­ emittiersektionhalters 6 und des Lichtaufnahmesektionhalters 7 (in Fig. 4 dargestellt) gebildet, d. h. an der kleinerwinke­ ligen Seite der optischen Achsen 8 a und 9 a.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine doppelseitige gedruckte Leiterplatte 15 an der Spitze der Basis 5 befestigt.

Elektrische/elektronische Teile 16, die das Detektorschalt­ muster in Chipform ergeben, sind auf der oberen Seite der doppelseitigen gedruckten Leiterplatte 15 angeordnet, wie in Fig. 5 dargestellt. Die andere, untere Seite der doppelsei­ tigen gedruckten Leiterplatte 15 weist einen Kondensator 17 auf, der darauf zusammen mit dem Lichtemittierelement 8 und dem Fotodetektorelement 9 angeordnet ist. Zusätzlich ist eine Kupferfolie 18 auf der unteren Seite der doppelseitigen gedruckten Leiterplatte 15 über die ganze Oberfläche ange­ ordnet. Diese Kupferfolie 18 wirkt als Abschirmplatte der un­ teren Seite der doppelseitigien gedruckten Leiterplatte 15.

In diesem Zusammenhang wird bemerkt, daß die meisten der elektrischen/elektronischen Teile, die den Detektorkreis bilden, aus Chips bestehen, aber der elektrolytische Konden­ sator zum Stabilisieren der Energiezufuhr ist schwierig aus einem Chip zu bilden aufgrund von Kapazität und Zuverlässig­ keit. Aus diesem Grund ist der Kondensator in dem Kondensa­ torgehäuse 14 angebracht, welches integral mit der Raucher­ mittlungssektion 4 ausgebildet ist. In anderen Worten, alle elektrischen/elektronischen Teile, mit Ausnahme des Konden­ sators, die in der vorliegenden Erfindung zum Bilden des De­ tektorkreises verwendet werden, sind als Chips ausgebildet.

Der obere Bereich der Rauchermittlungssektion 4 über der doppelseitigen gedruckten Leiterplatte 15 ist durch das Schirmgehäuse 20 abgedeckt. Die elektrischen/elektronischen Teile 16 sind in dem Schirmgehäuse 20 enthalten. Dieses Schirmgehäuse 20 ist an einem Kreisgehäuseabschnitt 1 b einge­ paßt und befestigt, welches integral mit der Abdeckung 1 ausgebildet ist.

Es wird nochmals Bezug genommen auf die Fig. 2 und 3, bei welchen eine Abdeckung 23 an dem Halter 6 für die Lichtemp­ fangssektion der Rauchermittlungssektion 4 befestigt ist. Auf ähnliche Weise ist eine Abdeckung 24 an dem Halter der Lichtempfangssektion 7 befestigt. Dieser Lichtempfangssek­ tionshalter 7 ist weiterhin an einem Schirmgehäuse 25 aus Metall befestigt.

Somit sind alle elektrischen/elektronischen Teile 16, die den Detektorkreis 17 bilden, mit Ausnahme des Kondensators, die nicht durch Geräusche beeinflußt werden dürfen, als Chips ausgebildet und auf der oberen Oberfläche der doppel­ seitigen gedruckten Leiterplatte 15 angeordnet. Als Ergebnis davon ist die untere Oberfläche der doppelseitigen gedruck­ ten Leiterplatte 15 insgesamt flach mit einer Kupferfolie überzogen, um ihr eine Abschirmfunktion zu verleihen. Des­ halb kann ein Abschirmgehäuse bei der unteren Seite der doppelseitigen gedruckten Leiterplatte weggelassen werden, wenn die Komponenten zusammengefügt sind, wie in Fig. 1 dar­ gestellt. Nur das Schirmgehäuse 20 wird auf der oberen Seite der doppelseitigen gedruckten Leiterplatte 15 benötigt, auf der die elektrischen/elektronischen Teile in Chipform ange­ ordnet sind. Dies kann die Ausgestaltung des Schirmes sehr vereinfachen. Da es weiterhin nicht notwendig ist, ein Schirmgehäuse zwischen der doppelseitigen gedruckten Leiter­ platte 15 und der Rauchermittlungssektion 4 anzuordnen, kann der Raum für die Aufnahme der Kreise schmaler ausgebildet sein verglichen mit einem Rauchdetektor wie in Fig. 6 darge­ stellt. Als Ergebnis davon kann die Gesamtgröße und Abmes­ sung des Rauchdetektors wesentlich verringert werden auf­ grund der geringen Größe und Verringerung der Abmessung der Rauchermittlungssektion.

Da außerdem ein Schirmgehäuse zwischen der doppelseitigen gedruckten Leiterplatte 15 und der Rauchermittlungssektion 4 weggelassen werden kann, kann der Abstand zwischen dem Foto­ detektorelement und der doppelseitigen gedruckten Leiterplat­ te 15 verkürzt werden. Dies ermöglicht es, die Länge einer Zuführungsleitung 9 b für das Fotodetektorelement 9 zu ver­ ringern und weiterhin eine Möglichkeit der Verringerung der Geräusche verglichen mit einer längeren Zuführungsleitung. Auf diese Weise wird ein Geräuschpegel einer Fotoausgabe vermindert, um S/N zu steigern (Signal-Rauschverhältnis).

Das Schirmgehäuse über der doppelseitigen gedruckten Leiter­ platte 15 kann alternativ durch ein Metallisieren der Innen­ oberfläche des Kreisgehäuseabschnittes 1 b der Abdeckung 1 oder Beschichtung mit einem elektrischleitenden Material gebildet werden.

Claims (7)

1. Streulichtrauchmelder gekennzeichnet durch
eine Rauchermittlungssektion (4) mit einer flachen Basis und einer umgebenden Wand, die sich von einer unteren Oberfläche der Basis nach unten erstreckt und die mit einer Öffnung oder Öffnungen versehen ist, die es dem Rauch ermöglichen, hindurchzugehen, wobei die umgebende Wand einen Rauchermitt­ lungsraum darin bildet;
ein Lichtemittierelement (8) und ein Fotodetektorelement (9), die in Positionen angeordnet sind, wo sie sich nicht gegenüberliegen, und wobei optische Achsen davon sich in einem vorbestimmten Winkel schneiden, und wobei das Foto­ detektorelement Licht von dem Lichtemittierelement empfangen kann, welches durch Raucheintritt in den Rauchermittlungs­ raum gestreut ist;
eine gedruckte Leiterplatte (15), welche an einer oberen Oberfläche der Basis befestigt ist;
eine Abschirmlage (18), die zwischen der gedruckten Leiter­ platte und der Basis (5) angeordnet ist;
elektrische und/oder elektronische Teile (16), die als Chips ausgebildet sind und an der oberen Oberfläche der gedruckten Leiterplatte (15) angeordnet sind; und
ein Abschirmgehäuse (20), welches so angeordnet ist, daß es die elektrischen und/oder elektronischen Teile (16) abdeckt.

2. Streulichtrauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmlage (18) aus einer elektrisch leitenden Metall­ folie besteht, die an einer unteren Oberfläche der gedruck­ ten Leiterplatte (15) angeordnet ist.

3. Streulichtrauchmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (18) flach an der unteren Oberfläche der gedruckten Leiterplatte (15) angeordnet ist.

4. Streulichtrauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmlage (18) eine von der gedruckten Leiterplatte (15) und der Basis separate elektrischleitende Metallplatte ist.

5. Streulichtrauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse (20) durch eine Metallisierung oder Beschichtung mit einem elektrischleitenden Material auf der Innenoberfläche des Schaltungsgehäuseabschnittes versehen ist.

6. Streulichtrauchmelder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (14) zur Aufnahme eines Kondensators (17), wel­ cher nur einen Ermittlungsschaltkreis bildet gemeinsam mit den elektrischen und/oder elektronischen Teilen (16), wobei das Gehäuse (14) in dem Rauchermittlungsraum auf einer klei­ nerwinkligeren Seite der Kreuzung zwischen den optischen Achsen des Lichtemittierelementes (8) und des Fotodetektor­ elementes (9) angeordnet ist.

7. Streulichtrauchmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die umgebende Wand durch eine Vielzahl von im wesentlichen L-förmig ausgebildeten Wandelementen (13) und dem Kondensa­ torgehäuse gebildet ist, welche kreisförmig in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind.