EP1014324A1 - PIR-Melder - Google Patents

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EP1014324A1
EP1014324A1 EP98120564A EP98120564A EP1014324A1 EP 1014324 A1 EP1014324 A1 EP 1014324A1 EP 98120564 A EP98120564 A EP 98120564A EP 98120564 A EP98120564 A EP 98120564A EP 1014324 A1 EP1014324 A1 EP 1014324A1
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EP
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radiation
diode
pir
detector according
detector
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Tido Krippendorf
Heiner Politze
Thomas Müller
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Caradon Esser GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/02—Monitoring continuously signalling or alarm systems
    • G08B29/04—Monitoring of the detection circuits
    • G08B29/046—Monitoring of the detection circuits prevention of tampering with detection circuits
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/181—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems
    • G08B13/183—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interruption of a radiation beam or barrier

Definitions

  • the invention relates to a PIR detector according to the preamble of claim 1.
  • Such a PIR detector is known from EP-A-0 556 898.
  • the detector receives a small amount of scatter Radiation from the transmitter diode.
  • This stray radiation comes both from the window film of the PIR detector, this one can have certain texture or roughness, as well as that Entry windows delimiting housing webs and finally of objects located in the vicinity.
  • Will the Target value of the received scattered radiation undershot, see above this is seen as a change in the scattering properties of the Housing bars or the window film interpreted. This is e.g. possible due to spraying with varnish, whereby the Window film to be made impervious to IR radiation can. If the setpoint is exceeded, this is called Signs of the presence of a covering object in interpreted in the immediate vicinity of the PIR detector.
  • the invention has the task of the generic PIR detector to improve in this regard.
  • the task is carried out by a PIR detector with the characterizing part of claim 1 mentioned features solved.
  • the essence of the invention is that the from lateral emitting diode aperture opening and to Monitoring the window film used radiation specifically can be measured.
  • the arrangement and construction of the two panels ensure that through the side Opening of the detector aperture only from the transmitter diode emitted from the side of the transmitter diode aperture emerging radiation and then scattered on the window film arrives and is received by the detector.
  • the setpoint of the Scattered radiation received by the detector corresponds to that of emitted by the transmitter diode and then on the window film scattered radiation when the PIR detector is operating undisturbed. If the reflectivity of the window film changes, such as. after spraying with hairspray or clear coat, see above the actual value deviates from the setpoint. This deviation will recognized as malfunction of the window film.
  • the transmitter diode diaphragm preferably comprises a part of the Deflecting radiation in the direction of the transmitter diode aperture Device (claim 2).
  • the redirecting Device in the beam path of the emitted radiation is arranged, a targeted portion of the emitted radiation to monitor the window film use.
  • the deflecting device expediently consists of an Interior of the transmitter diode diaphragm approximately at the level of its side Opening arranged, at least partially reflective Area (claim 3). This enables the redirecting To form the device in one piece with the screen (claim 4).
  • the partially reflective surface can inner side away from the transmitter diode Form boundary of the lateral opening (claim 5).
  • the PIR detector can the partially reflecting surface is also spherical be curved (claim 7).
  • the side opening of the transmitter diode diaphragm can be Have edge boundaries in the direction of the detector aperture intercepts emerging radiation (claim 8). This is necessary if there is a possibility that radiation on direct path towards the detector aperture becomes.
  • the transmitter diode diaphragm is at least advantageous on the outside at least partially in the area of the lateral opening radiation absorbing (claim 9). So that is achieved that there is no radiation at these areas Detector aperture is scattered.
  • the main axes of the panels can easily be against each other be inclined and an angle between 8 and 20 ° include (claim 10). This is particularly advantageous if the close range in front of the PIR detector against any Faults such as the presentation of objects are monitored shall be. In this case, the face ends of the bezels open.
  • the monitoring area can e.g. limited to 40 cm his.
  • the emitter diodes and the detector diaphragm can be mutually related be mirror-symmetrical (claim 11).
  • the PIR detector according to FIGS. 1 and 2 comprises a housing 1 with a concave, i.e. towards the interior of the housing arched window from a for infrared radiation permeable window film 2.
  • a concave i.e. towards the interior of the housing arched window from a for infrared radiation permeable window film 2.
  • the aperture consists of a Shield 26 and a cover 27.
  • the shield 26 is in one piece with a frame 21 of the window film 2.
  • Die Shield 26 and cover 27 define one tubular cavity in which a transmitting diode 28 is arranged is.
  • the cover 27 has an end opening 29 which with an end opening 4 of the housing 1 in the area the center plane of the window film 2 is aligned.
  • a detector area 23 On the opposite side of the window film 2 is mirror-symmetrical to the transmitter diode region 22 behind one Section 3 '(hidden in FIG. 1) of a detector area 23.
  • This consists of a shield integral with the frame 21 26 ', a cover 27' and a detector 28 'in Form of an IR sensitive photodiode.
  • the cover 27 ' has an end opening 29 'which with a frontal opening 4 'of the housing 1 in the area of Center plane of the window film 2 is aligned.
  • the frame 21 has for fastening in the housing 1 tabs 24 and Fixing the window film 2 on the frame mandrels 25, the Pass through holes in window film 2.
  • the housing 1 is formed on the inside so that the cover 27 'between the shield 26 'and the housing 1 is fixed.
  • Fig. 3 represents the beam path between the in the Transmitting diode aperture arranged transmitting diode 28 and that in the Detector aperture arranged detector 28 'schematically.
  • the radiation is emitted by the transmitter diode 28 and on a deflection surface 31 through an opening 32 in the direction of Window film 2 directed.
  • Radiation is scattered and at least partially falls through Opening 32 'on a deflection surface 31' of the detector aperture, where it is deflected in the direction of the detector 28 '.
  • the beam path follows the lines 35, 36, 37, 38.
  • the dimension L denotes the monitored width of the window film 2.
  • FIG. 4 shows how those shown in FIG. 2 Components are arranged in the housing 1.
  • the frame 21 with the window film 2 fixed on this has internal dimensions, a cutout 41 in the housing 1 correspond. It attaches positively to the housing 1 and is over the tabs 24 which are clamped in protrusions 42 are attached to it.
  • the one not shown here Transmitting diode diaphragm lies behind the cutout 3.
  • In the Housing 1 is also a segmented mirror 44 and a circuit board 43 for the processing circuit, e.g. fixed in the housing 1 via a fastening means 55 are. Both are state of the art and therefore will not explained in more detail.
  • Fig. 5 shows a partial section of the PIR detector along the Line V-V in Fig. 1, namely the arrangement of the detector 28 ' in the shield 26 'and the cover 27' existing aperture.
  • the shield 26 ' is on the Window film 2 facing side stepped and radiation absorbing. As a result, the window film 2 is scattered and absorbs radiation incident on the shield 26 '.
  • the shielding means 34 'against the lateral opening 32' against from the side opening 32 of the transmitter diode diaphragm emerging radiation which is directly, i.e. without Scatter at the far window 2, reach the detector aperture would be formed by an edge of the housing 1.
  • the face has the opening 29 'through which in the close range (at a distance of up to about 40 cm) of the PIR detector scattered radiation from the transmitter diode was emitted and through the front opening 29 of the Transmitting diode diaphragm has escaped, passes through. Thereby the close range is also protected against operational disturbances, e.g. the presentation of objects, monitored.

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Abstract

Ein PIR-Melder mit verbesserter Überwachung der Fensterfolie (2) umfaßt eine Sendediode (28) und einen Detektor (28'), die in voneinander beabstandeten und neben der Fensterfolie (2) liegenden Blenden (29, 29') angeordnet sind. Dabei hat die Sendendiodenblende eine seitliche Öffnung (32), über die ein Teil der Strahlung auf die Fensterfolie (2) fällt. Die Detektorblende hat ebenfalls eine seitliche Öffnung (32'), die nur den Eintritt von an der Fensterfolie (2) gestreuter Strahlung der Sendediode (28) zuläßt. Eine Randbegrenzung (34) an der seitlichen Öffnung der Sendediodenblende verhindert, daß Strahlung von der Sendediode auf direktem Weg in die seitliche Öffnung der Detektorblende einfällt. Vorzugsweise sind die Sendedioden und die Detektorblende zueinander spiegelsymmetrisch. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen PIR-Melder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher PIR-Melder ist aus der EP-A-0 556 898 bekannt. Der Detektor empfängt einen geringen Streuanteil der Strahlung der Sendediode. Diese Streustrahlung kommt sowohl von der Fensterfolie des PIR-Detektors, die hierzu eine gewisse Textur bzw. Rauhigkeit haben kann, als auch von das Eintrittsfenster begrenzenden Gehäusestegen und schließlich von etwa im Nahbereich befindlichen Gegenständen. Wird der Sollwert der empfangenen Streustrahlung unterschritten, so wird dies als Veränderung der Streueigenschaften der Gehäusestege oder der Fensterfolie interpretiert. Dies ist z.B. infolge Besprühens mit Lack möglich, wodurch die Fensterfolie für IR-Strahlung undurchlässig gemacht werden kann. Wird der Sollwert überschritten, so wird dies als Anzeichen für das Vorhandensein eines abdeckenden Objekts in unmittelbarer Nähe des PIR-Melders interpretiert.
Bei dem bekannten PIR-Melder ist es schwierig, gezielte Anteile der emittierten und der empfangenen Strahlung der Fensterfolie bzw. dem überwachten Nahbereich zuzuordnen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, den gattungsgemäßen PIR-Melder in dieser Hinsicht zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch einen PIR-Melder mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.
Der Kern der Erfindung liegt darin, daß die aus der seitlichen Sendediodenblendenöffnung austretende und zur Überwachung der Fensterfolie verwendete Strahlung gezielt bemessen werden kann. Die Anordnung und die Konstruktion der beiden Blenden gewährleisten, daß durch die seitliche Öffnung der Detektorblende nur von der Sendediode emittierte, aus der seitlichen Sendediodenblendenöffnung austretende und dann an der Fensterfolie gestreute Strahlung gelangt und vom Detektor empfangen wird. Der Sollwert der vom Detektor empfangenen Streustrahlung entspricht der von der Sendediode emittierten und dann an der Fensterfolie gestreuten Strahlung bei ungestörtem Betrieb des PIR-Melders. Verändert sich die Reflektivität der Fensterfolie, wie z.B. nach Besprühen mit Haarspray oder Klarlack, so weicht der Istwert vom Sollwert ab. Diese Abweichung wird als Betriebsstörung der Fensterfolie erkannt.
Bevorzugt umfaßt die Sendediodenblende eine einen Teil der Strahlung in Richtung der Sendediodenblendenöffnung umlenkende Vcrrichtung (Anspruch 2). Durch die umlenkende Vorrichtung, die im Strahlengang der emittierten Strahlung angeordnet ist, läßt sich ein gezielter Anteil der emittierten Strahlung zur Überwachung der Fensterfolie verwenden.
Zweckmäßig besteht die umlenkende Vorrichtung aus einer im Innenraum der Sendediodenblende etwa in Höhe deren seitlicher Öffnung angeordneten, zumindest teilweise reflektierenden Fläche (Anspruch 3). Dies ermöglicht es, die umlenkende Vorrichtung einstückig mit der Blende auszubilden (Anspruch 4).
Insbesondere kann die teilweise reflektierende Fläche die von der Sendediode entfernter liegende, innenseitige Begrenzung der seitlichen Öffnung bilden (Anspruch 5).
Um zu gewährleisten, daß weite Bereiche der Fensterfolie mit von der Sendediode emittierter Strahlung beleuchtet werden, kann sich an die teilweise reflektierende Fläche mindestens eine weitere, umlenkend wirkende Fläche anschließen (Anspruch 6).
Bei einer alternativen Ausführungsform des PIR-Melders kann die teilweise reflektierend wirkende Fläche auch sphärisch gekrümmt sein (Anspruch 7).
Die seitliche Öffnung der Sendediodenblende kann eine Randbegrenzung haben, die in Richtung der Detektorblende austretende Strahlung abfängt (Anspruch 8). Dies ist notwendig, wenn die Möglichkeit besteht, daß Strahlung auf direktem Weg in Richtung Detektorblendenöffnung gelenkt wird.
Vorteilhaft ist die Sendediodenblende außenseitig zumindest im Bereich der seitlichen Öffnung zumindest teilweise strahlungsabsorbierend (Anspruch 9). Damit wird erreicht, daß an diesen Bereichen keine Strahlung in Richtung Detektorblendenöffnung gestreut wird.
Die Hauptachsen der Blenden können leicht gegeneinander geneigt sein und einen Winkel zwischen 8 und 20° einschließen (Anspruch 10). Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Nahbereich vor dem PIR-Melder gegen etwaige Störungen wie das Vorstellen von Gegenständen überwacht werden soll. In diesem Fall sind die Stirnseiten der Blenden offen. Der Überwachungsbereich kann z.B. auf 40 cm begrenzt sein.
Die Sendedioden- und die Detektorblende können zueinander spiegelsymmetrisch sein (Anspruch 11).
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1
einen PIR-Melder nach der Erfindung;
Fig. 2
die für die Störungsüberwachung wesentlichen Bestandteile des PIR-Melders nach Fig. 1 in Explosionsdarstellung;
Fig. 3
eine schematische Darstellung des Strahlengangs zwischen Sendediode und Detektor;
Fig. 4
einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1;
Fig. 5
einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1;
Der PIR-Melder nach Fig. 1 und Fig. 2 umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem konkaven, also in Richtung des Gehäuseinneren gewölbten Fenster aus einer für Infrarotstrahlung durchlässigen Fensterfolie 2. Im Bereich der Mittelebene der Fensterfolie 2 hat die begrenzende Gehäusewandfläche einen Ausschnitt 3, hinter dem ein Sendediodenbereich 22 mit einer Blende angeordnet ist. Die Blende besteht aus einer Abschirmung 26 und einer Abdeckung 27. Die Abschirmung 26 ist einstückig mit einem Rahmen 21 der Fensterfolie 2. Die Abschirmung 26 und die Abdeckung 27 begrenzen einen rohrförmigen Hohlraum, in dem eine Sendediode 28 angeordnet ist. Die Abdeckung 27 hat eine stirnseitige Öffnung 29, die mit einer stirnseitigen Öffnung 4 des Gehäuses 1 im Bereich der Mittelebene der Fensterfolie 2 fluchtet. Auf der gegenüberliegenden Seite des Fensterfolie 2 liegt spiegelsymmetrisch zu dem Sendediodenbereich 22 hinter einem Ausschnitt 3' (in Fig. 1 verdeckt) ein Detektorbereich 23. Dieser besteht aus einer mit dem Rahmen 21 einstückigen Abschirmung 26', einer Abdeckung 27' und einem Detektor 28' in Form einer IR-empfindlichen Photodiode. Die Abdeckung 27' hat eine stirnseitige Öffnung 29', die mit einer stirnseitigen Öffnung 4' des Gehäuses 1 im Bereich der Mittelebene der Fensterfolie 2 fluchtet. Der Rahmen 21 hat zur Befestigung in dem Gehäuse 1 Laschen 24 und zur Fixierung der Fensterfolie 2 auf dem Rahmen Dorne 25, die Löcher der Fensterfolie 2 durchgreifen. Das Gehäuse 1 ist innenseitig so ausgebildet, daß die Abdeckung 27' zwischen der Abschirmung 26' und dem Gehäuse 1 fixiert ist.
Fig. 3 stellt den Strahlengang zwischen der in der Sendediodenblende angeordneten Sendediode 28 und dem in der Detektorblende angeordneten Detektor 28' schematisch dar. Die Strahlung wird von der Sendediode 28 emittiert und an einer Umlenkfläche 31 durch eine Öffnung 32 in Richtung der Fensterfolie 2 gelenkt. An der Fensterfolie 2 wird die Strahlung gestreut und fällt zumindest teilweise durch eine Öffnung 32' auf eine Umlenkfläche 31' der Detektorblende, wo sie in Richtung des Detektors 28' umgelenkt wird. Der Strahlengang folgt dabei den Linien 35, 36, 37, 38. Das Maß L bezeichnet die überwachte Breite der Fensterfolie 2. Damit keine aus der Sendediodenblendenöffnung tretende Strahlung auf direktem Weg in die Detektorblendenöffnung eintreten kann, ist die direkte Sichtlinie 39 von einem Abschirmmittel in Form der Kante 34 an der Sendediodenblende und einem Abschirmmittel in Form der Kante 34' an der Detektorblende unterbrochen. Die stirnseitigen Öffnungen 29 bzw. 29' der beiden Blenden dienen der Überwachung des Nahbereichs vor dem PIR-Melder.
Fig. 4 ist zu entnehmen, wie die in Fig. 2 dargestellten Bauteile in dem Gehäuse 1 angeordnet sind. Der Rahmen 21 mit der auf diesem fixierten Fensterfolie 2 hat Innenabmessungen, die einem Ausschnitt 41 in dem Gehäuse 1 entsprechen. Er fügt sich formschlüssig an das Gehäuse 1 an und ist über die Laschen 24, die in Vorsprünge 42 geklemmt sind, an diesem befestigt. Die hier nicht dargestellte Sendediodenblende liegt hinter dem Ausschnitt 3. In dem Gehäuse 1 befinden sich ferner ein segmentierter Spiegel 44 und eine Platine 43 für die Verarbeitungsschaltung, die z.B. über ein Befestigungsmittel 55 in dem Gehäuse 1 fixiert sind. Beides ist Stand der Technik und wird daher nicht näher erläutert.
Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt des PIR-Melders entlang der Linie V-V in Fig. 1, nämlich die Anordnung des Detektors 28' in der aus der Abschirmung 26' und der Abdeckung 27' bestehenden Blende. Die Abschirmung 26' und die Abdeckung 27' begrenzen die seitliche Öffnung 32' der Blende. An der Fensterfolie 2 gestreute Strahlung fällt in die seitliche Öffnung 32', trifft auf eine an der Abdeckung 27' ausgebildete Umlenkfläche 31' und wird dort in Richtung des Detektors 28' umgelenkt. Die Abschirmung 26' ist auf der der Fensterfolie 2 zugewandten Seite gestuft und strahlungsabsorbierend. Dadurch wird an der Fensterfolie 2 gestreute und auf die Abschirmung 26' treffende Strahlung absorbiert. Das Abschirmmittel 34' vor der seitlichen Öffnung 32' gegen aus der seitlichen Öffnung 32 der Sendediodenblende austretende Strahlung, die auf direktem Weg, d.h. ohne Streuung am Fernster 2, die Detektorblendenöffnung erreichen würde, wird von einer Kante des Gehäuses 1 gebildet. Stirnseitig weist die Blende die Öffnung 29' auf, durch die im Nahbereich (in einer Entfernung bis etwa 40 cm) des PIR-Melders gestreute Strahlung, die von der Sendediode emittiert wurde und durch die stirnseitige Öffnung 29 der Sendediodenblende ausgetreten ist, hindurchtritt. Dadurch wird auch der Nahbereich gegen Betriebsstörungen, wie z.B. das Vorstellen von Gegenständen, überwacht.

Claims (11)

  1. PIR-Melder mit einer Fensterfolie (2), einem dahinter angeordneten PIR-Sensor mit zugehöriger Auswerteelektronik, sowie einer Sendediode (28), einem Detektor (28') für von der Sendediode (28) nach Streuung empfangener Strahlung und einer Schaltung, die den Istwert der detektierten Strahlung mit einem Sollwert vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendediode (28) und der Detektor (28') sich in voneinander beabstandeten und neben der Fensterfolie (2) liegenden, rohrförmigen Blenden befinden, daß die Sendediodenblende eine seitliche Öffnung (32) zum Austritt eines Teils der Sendediodenstrahlung hat, und daß die Detektorblende eine seitliche Öffnung (32') zum Eintritt nur von an der Fensterfolie (2) gestreuter Strahlung hat.
  2. PIR-Melder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendediodenblende eine einen Teil der Strahlung in Richtung der Sendediodenblendenöffnung umlenkende Vorrichtung umfaßt.
  3. PIR-Melder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umlenkende Vorrichtung aus einer im Innenraum der Sendediodenblende etwa in Höhe deren seitlicher Öffnung angeordneten zumindest teilweise reflektierenden Fläche (31) besteht.
  4. PIR-Melder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise reflektierende Fläche ein einstückiger Bestandteil der Sendediodenblende ist.
  5. PIR-Melder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise reflektierende Fläche (31) die von der Sendediode entfernter liegende, innenseitige Begrenzung der seitlichen Öffnung bildet.
  6. PIR-Melder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die teilweise reflektierende Fläche (31) mindestens eine weitere umlenkend wirkende Fläche anschließt.
  7. PIR-Melder nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die teilweise reflektierend wirkende Fläche sphärisch gekrümmt ist.
  8. PIR-Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Öffnung der Sendediodenblende eine Randbegrenzung (34) hat, die in Richtung der Detektorblende austretende Strahlung abfängt.
  9. PIR-Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendediodenblende außenseitig zumindest im Bereich der seitlichen Öffnung zumindest teilweise strahlungsabsorbierend ist.
  10. PIR-Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptachsen der Blenden leicht gegeneinander geneigt sind und einen Winkel zwischen 8 und 20° einschließen.
  11. PIR-Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendedioden- und die Detektorblende zueinander spiegelsymmetrisch sind.
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