DE4011453A1

DE4011453A1 - Passiv-infrarot-bewegungsmelder

Info

Publication number: DE4011453A1
Application number: DE4011453A
Authority: DE
Inventors: Helmut Eberwein
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1991-10-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Passiv-Infrarot-Bewegungs melder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder sind im wesentlichen Vorrichtungen, welche in Abhängigkeit von der detektier ten Infrarotstrahlung eines Wärmestrahlung emittierenden Objektes einen Schaltvorgang auslösen. Sie dienen dazu, einen Raumbereich auf sich bewegende Objekte zu überwa chen, wobei die Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder z. B. auf die Änderung der Wärmestrahlung im zu überwachenden Erfassungsbereich reagieren. Ein derartiges Infrarot- Strahlungsobjekt ist z. B. ein Mensch, der sich in einem zu überwachenden Raum bewegt. Ein Passiv-Infrarot-Bewe gungsmelder arbeitet lediglich als Empfänger infraroter Wärmestrahlung, wohingegen Infrarot-Bewegungsmelder an derer Art einen aktiven Infrarotsender aufweisen.

Aus der EP-PS 01 13 468 ist ein Passiv-Infrarot-Bewe gungsmelder mit einem azimutalen Erfassungswinkel von 180° bekannt, welcher im Inneren eines Gehäuses einen infrarotempfindlichen Sensor aufweist. Im Gehäuse sind fensterartige Durchbrüche vorhanden, in welchen sich eine Weitwinkelsammeloptik, insbesondere eine Fresnel- Kunststofflinse, befindet. Hierbei werden aus dem zu überwachenden Erfassungsbereich frontal einfallende In frarotstrahlen direkt auf den Infrarotsensor gebündelt, wohingegen lateral aus dem Erfassungsbereich einfallende Infrarotstrahlen erst nach Zwischenreflektion an einem Umlenkspiegel-System auf den Infrarotsensor fokussiert werden.

Da die lateral einfallenden und über Umlenkspiegel umge lenkten Strahlen gegenüber den frontal einfallenden In frarotstrahlen geringere Intensität besitzen, ist es aus der vorangemeldeten, aber nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 39 32 943 bekannt, den Mittelbereich der Fresnellinsenfolie durch eine hinter der Fresnellinsen folie im Strahlengang der Infrarotstrahlen liegende Dämpfungsfolie zu dämpfen, damit sich im gesamten Erfas sungsbereich des Passiv-Infrarot-Bewegungsmelders eine gleichgroße Empfindlichkeit ergibt. Aufgrund eines zwi schen dem Innenraum des Gehäuses des Passiv-Infrarot-Be wegungsmelders und dem Außenbereich vorhandenen Tempera turgradienten kann im Inneren des Infrarot-Bewegungsmel ders Taubildung auftreten, mit der Folge, daß sich ins besondere auf den den Innenraum des Gehäuses gegenüber dem Außenbereich begrenzenden Medien, d. h. auf der Fres nellinsenfolie und der Dämpfungsfolie Wassertropfen aus bilden können. Gegebenenfalls kann es bei schnellen Tem peraturänderungen auch zu einem Feuchteniederschlag auf den Umlenkspiegeln und dem Infrarotsensor kommen, wenn nämlich diese Bauelemente eine kältere Temperatur als die sie umgebende Innenraumluft aufweisen. Die auskon densierten Wassertropfen wirken dann als Linsenelemente, beeinflussen hierdurch den Strahlengang der Infrarot- Strahlen und reduzieren aufgrund der zusätzlichen Dämp fung die Empfindlichkeit sowie die Reichweite des Infra rot-Bewegungsmelders.

Aus der Bosch-Firmenzeitschrift "Bosch Technische Be richte" 8 (1986/1987/-)5 ist es darüber hinaus bekannt, Schutzschichten für Scheinwerferspiegel aus dem Monomer Hexamethyldisiloxan, HMDS(O), im Wege der Glimmpolymeri sation, insbesondere der Plasmapolymerisation, aufzutra gen. Neben der Kratzfestigkeit und Korrosionsbeständig keit dieser Polymerschichten imponiert besonders deren Hydrophilie, d. h. die gleichmäßige Benetzbarkeit einer derart beschichteten Oberfläche. Durch entsprechende Zugabe von Sauerstoff bei der Glimmpolymerisation bilden sich polare Gruppen (OH-Gruppen) aus, die mit den Dipol momenten von Wassermolekülen wechselwirken. Auf einer derart hydrophilen Oberfläche spreitet Wasser und es entsteht ein lichtoptisch nicht wirksamer dünner Film. Hierbei kommt es zur Ausbildung eines kleinen Kontakt winkels (Randwinkel) zwischen der Flüssigkeits- und der Festkörperoberfläche. Hierbei ist der Kontaktwinkel der Winkel, der sich am Rande eines auf einer Festkörper oberfläche befindlichen Tropfens zwischen der Tropfen oberfläche und der Festkörperoberfläche ausbildet. Ist der Kontaktwinkel kleiner als 90°, so spricht man von Benetzung, während man bei einem Kontaktwinkel, der grö ßer als 90° ist, von Nichtbenetzung spricht. So benetzt z. B. Wasser eine Glasoberfläche, während ein Quecksil bertropfen darauf eine durch einen großen Kontaktwinkel gekennzeichnete kugelförmige Gestalt annimmt. Wenn der Kontaktwinkel Null ist, dann breitet sich der Tropfen als ein dünner Film gleichmäßig über die ganze Oberflä che aus. Dieser Vorgang heißt vollkommene Benetzung oder Spreitung.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ausgehend vom vor genannten Stand der Technik und unter Vermeidung der dort genannten Nachteile, Mittel vorzusehen, damit eine Wassertropfenbildung auf den im Strahlengang der Infra rot-Strahlen liegenden Bauelementen des Passiv-Infra rot-Bewegungsmelders unterbleibt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspru ches 1 näher gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen näher gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Oberflächen min destens eines, vorzugsweise aller im Strahlengang der Infrarot-Strahlen angeordneten Bauelemente, insbesondere die Fresnellinsenfolie und die Dämpfungsfolie, eine hy drophile Beschichtung aufweisen. Diese ist infrarot transparent, ermöglicht aufgrund der in ihr vorhandenen polaren Moleküle bzw. Radikale eine gleichmäßige Benetz barkeit und verhindert somit eine Wassertropfenbildung.

Die erfindungsgemäß aufzubringende Beschichtung wird üblicherweise im Wege der Glimmpolymerisation aufgetra gen und weist vorzugsweise einen Polymerbelag aus den Monomeren Hexamethyldisiloxan (HMDS(O)), Ethylen oder Hexan auf.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Beschich tung auch auf mindestens einem, vorzugsweise jedoch auf allen im Strahlengang von Aktiv-Infrarot-Bewegungsmel dern angeordneten Bauelementen, insbesondere Sende- und Empfangselementen, Linsen, Umlenkspiegeln und Abdeckun gen aufgebracht werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der eine einzige Figur aufweisenden schematischen Zeichnung näher be schrieben und erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine mediane Schnittansicht durch einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder 1 mit einer fensterartigen Gehäuseausnehmung 3 in einem Gehäuse 2. Eine Fresnellinsenfolie 4 aus Kunststoff ist halbkreis förmig konvex in der Gehäuseausnehmung 3 eingeklemmt. Aus einem ersten Erfassungsbereich I frontal einfallende Infrarot-Strahlen S_I werden mittels der Fresnellinsenfo lie 4 unmittelbar auf Infrarotsensoren 9 gebündelt. Aus einem zweiten Erfassungsbereich II lateral einfallende Infrarot-Strahlen S_II werden mit Hilfe der Fresnellin senfolie 4 erst nach Zwischenreflexion an zwei Umlenk spiegeln 8 auf die Infrarotsensoren 9 fokussiert. Zur Dämpfung der frontal aus dem Erfassungsbereich I einfal lende Infrarot-Strahlen S_I ist im Strahlengang hinter der Fresnellinsenkunststoffolie 4 eine für Infrarot- Strahlen durchlässige Dämpfungsfolie 6 vorgesehen und in einer Dämpfungsfolienfassung 7 gehaltert. Hinter der Fresnellinsenkunststoffolie 4 und der Dämpfungsfolie 6 ist ein Luftpolster 10 ausgebildet, welches mit Hilfe von Abschlußstegen 11 weitgehend gegenüber der Umge bungsluft abgeschlossen ist. Innerhalb des Passiv-Infra rot-Bewegungsmelders 1 sind zentral auf einer Platine 12 die Infrarotsensoren 9 angeordnet, auf welche die late ral aus dem zweiten Erfassungsbereich II einfallenden Infrarot-Strahlen S_II über zwei Umlenkspiegel 8 fokus siert werden. Frontal aus dem ersten Erfassungsbereich I einfallende Infrarot-Strahlen S_I werden ohne Zwischen reflexion direkt auf die Infrarotsensoren 9 gebündelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vorsorglich sowohl die Oberflächen der Fresnellinsenfolie 4 und der Dämpfungsfolie 6 als auch die Oberflächen der Umlenk spiegel 8 sowie der Infrarotsensoren 9 mit einer hydro philen Beschichtung 13 aus Hexamethyldisiloxan, HMDS(O) versehen. In der überwiegenden Zahl der Anwendungsfälle dürfte es aber genügen, lediglich diejenigen Bauelemente zu beschichten, welche die Geräte-Innenluft von der Überwachungsbereich-Außenluft abgrenzen, d. h. insbeson dere die Fresnellinsenfolie 4, da sich dort bevorzugt Feuchtigkeit niederschlägt.

Bezugsziffernliste

1 Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder
2 Gehäuse
3 Gehäuseausnehmung
4 Fresnellinsenfolie
5 Fresnellinsenfolienfassung
6 Dämpfungsfolie
7 Dämpfungsfolienfassung
8 Umlenkspiegel
9 Infrarotsensoren
10 Luftpolster
11 Abschlußsteg
12 Platine
13 Beschichtung

I erster Erfassungsbereich
II zweiter Erfassungsbereich

S_I erste Inrarot-Strahlen
S_II zweite Infrarot-Strahlen

Claims

1. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder, dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberflächen mindestens eines im Strah lengang der zu empfangenden Infrarot-Strahlen angeordne ten Bauelementes, insbesondere Fresnellinsenfolie (4), Dämpfungsfolie (6), Umlenkspiegel (8) und Infrarotsenso ren (9) eine infrarottransparente sowie gleichmäßige Be netzbarkeit herstellende und damit Tropfenbildung ver hindernde hydrophile Beschichtung (13) aufweisen.

2. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtung (13) ein insbesondere im Wege der Glimmpolymerisation aufgetrage ner Polymerbelag aus den Monomeren Hexamethyldisiloxan, Ethylen oder Hexan vorgesehen ist.