NO331437B1 - Spredtlysroykvarsler - Google Patents

Abstract

Røykvarsleren omfatter et optisk målekammer, som omfatter en sensoranordning (2) med minst én lyskilde (12, 12') og en lysmottaker (11) og et labyrintsystem (7) med blendere (16) anordnet ved periferien til målekammeret. Lyskildene (12, 12') og lysmottakeren (11) er hver anordnet i et hus (14, 15; 13). Husene (14, 15; 13) har en avlang form og har en liten vindusåpning. Den minst ene lyskilden (12, 12') og lysmottakeren (12, 12') er anordnet i bakre del av sitt hus (14, 15; 13), slik at mellom vindusåpningene i husene (14, 15; 13) og de optiske flatene til den minst ene lyskilden (12, 12') og/eller linsen til lysmottakeren (11) som gjennomtrenges av lys er det dannet en relativt stor avstand. Denne avstanden er fortrinnsvis større enn tverrsnittet til de optiske flatene henholdsvis linsen. I målkammeret er det mellom lysutgangs- henholdsvis lysinngangssiden til husene (14, 15; 13) og den ovenforliggende blenderen (16) dannet et kompakt, frittliggende spredningsrom.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en spredtlysrøykvarsler med et optisk målekammer, som har en sensoranordning med minst én lyskilde og én lysmottaker og et labyrintsystem med blendere anordnet på periferien til målekammeret, idet den minst ene lyskilden og lysmottakeren hver er anordnet i et hus.

Ved spredtlysrøykvarslere, som eventuelt ved siden av det optiske målekammeret kan inneholde enda en ytterligere sensor, eksempelvis en temperatursensor, er i henhold til kjent teknikk det optiske målekammeret utformet slik at forstyrrende fremmedlys ikke kan trenge inn, og røyk lett kan trenge inn i disse. Den minst ene lyskilden og lysmottakeren er anordnet slik at ingen lysstråler kan nå frem ved direkte vei fra den minst ene lyskilden til mottakeren. Ved tilstedeværelse av røykpartikler i strålegangen blir lyset til den minst ene lyskilden spredt på disse og en del av dette spredte lyset faller på lysmottakeren og forårsaker et elektrisk signal.

Det ligger klart i dagen at påliteligheten og feilalarmsikkerheten til slike spredtlysrøykvarslere avhenger betydelig av deres konstante følsomhet. Ved siden av aldring av de optoelektroniske komponentene er det særlig forurensninger av de optiske flatene til de nevnte komponentene som gjennomtrenges av lys, som påvirker følsomheten negativt.

EP 0880118 viser en optisk røykvarsler av ovennevnte type. Andre eksempler på røykvarslere kan finnes i US 4616928, DE 19733375 og EP 0821330.

Gjennom oppfinnelsen skal det nå angis en spredtlysrøykvarsler av den tidligere nevnte type, ved hvilken de optiske flatene som gjennomtrenges av lys blir forurenset så lite som mulig, slik at varsleren har en konstant følsomhet.

Den oppstilte oppgaven løses i henhold til oppfinnelsen ved at huset har en avlang form og en liten vindusåpning, og at den minst ene lyskilden og lysmottakeren er anordnet i bakre del i husene, slik at det mellom vindusåpningen til husene og de optiske flatene, som gjennomtrenges av lys, til den minst ene lyskilden og/eller lysmottakeren dannes en relativt stor avstand.

Praktiske forsøk har vist at gjennom den lille vindusåpningen til husene og gjennom anordningen av de optoelektroniske komponenter i bakre del av huset er de optiske flatene så godt beskyttet mot forurensninger, at de varslerne det angår har en konstant følsomhet.

En ytterligere fordel med anordningen i henhold til oppfinnelsen ligger i at hver strålebunt har et relativt lite tverrsnitt, slik at det spredte lyset som når frem til lysmottakeren med høyere sikkerhet stammer fra røykpartikler i sentrum av målekammeret og omtrent ikke fra støvpartikler deponert på disses gulv.

En første foretrukket utførelsesform av røykvarsleren i henhold til oppfinnelsen erkarakterisert vedat den nevnte avstanden er større enn tverrsnittet/diameteren til de nevnte optiske flatene.

En andre foretrukket utførelsesform av røykvarsleren i henhold til oppfinnelsen erkarakterisert vedat målekammeret er begrenset oppad gjennom en bæreskive, som husene rager nedover fra, og at labyrintsystemet danner et deksellignende element som kan festes på bærerskiven og som har et gulv og en sidevegg, hvilket kan stikkes nedenfra på bæreskiven.

En tredje foretrukket utførelsesform av røykvarsleren i henhold til oppfinnelsen erkarakterisert vedat minst én av vindusåpningene til husene er omsluttet av en ramme i én del.

En fjerde foretrukket utførelsesform av røykvarsleren i henhold til oppfinnelsen erkarakterisert vedat husene med unntak av vindusåpningen er åpen nedover og at gulvet har det nevnte dekselelementet for huset.

I henhold til en femte foretrukket utførelsesform er det i målekammeret mellom lysutgangs- henholdsvis lysinngangssiden til huset og den ovenforliggende blender dannet et kompakt, frittliggende spredningsrom (tysk: Streuraum).

En ytterligere foretrukket utførelsesform av røykvarsleren i henhold til oppfinnelsen erkarakterisert vedat det på bærerskiven er anordnet en kontaktlist for elektrisk forbindelse av varsleren med en stikklist anordnet i varslersokkelen, og at denne elektriske forbindelsen følger gjennom en tangentialbevegelse av kontaktlist og/eller stikklist. Fortrinnsvis er kontaktlisten integrert på oversiden av bærerskiven i såkalt insert-teknikk.

I det følgende blir oppfinnelsen nærmere belyst ved hjelp av utførelseseksempler og tegningene; de viser: Fig. 1 en perspektivisk fremstilling av et utførelseseksempel av en varsler i henhold til oppfinnelsen sett foran fra undersiden,

Fig. 2 en perspektivisk fremstilling av et tverrsnitt gjennom varsleren i fig. 1,

Fig. 3 en perspektivisk fremstilling av et aksialsnitt gjennom varsleren i fig. 1; og

Fig. 4 en perspektivisk fremstilling av et riss sett fra oversiden av varsleren fra fig.

1 uten sokkel.

Røykvarsleren vist i fig. 1-4 består på kjent måte av tre hovedbestanddeler, en sokkel 1, et optisk sensorsystem 2 og et hus 3. Denne oppbygningen er best synlig i fig. 3. Fig. 2 viser i et tverrsnitt gjennom varsleren med synsretning fra undersiden en side av en del av det optiske sensorsystemet 2.

Sokkelen 1 er anordnet for montasje på taket til rommet som skal overvåkes, idet montasjen følger enten direkte på en innfelt boks eller en utenforliggende med eller uten sokkeltilsats. Sokkelen 1, som hovedsakelig består av en sirkelformet plate og en nedoverragende kanttrinn, inneholder blant annet en stikklist 4 (fig. 3, 4), som er anordnet for mottakelse av en kontaktlist 5 (fig. 4) som er forbundet med sensorsystemet.

Det optiske sensorsystemet 2 inneholder en plateformet bærer 6 for den optiske sensoren, en dekselformet labyrint 7 fiksert på undersiden av bæreren 6, en lederplate 8 med bestemmelseselektronikk anordnet på oversiden til bæreren 6 som vender mot sokkelen 1 og et dekkeelement 9 som dekker ledeplaten 8 ved kanten og nedover, idet delen danner huset 3. Kontaktlisten 5 er en integrert bestanddel av bæreplaten 6 og rager oppover fra denne. Dekkelementet 9 har hovedsakelig formen til en plate med et bånd som løper om omkretsen og med et gjennombrudd 10 for gjennomgang av kontaktlisten 5, slik at denne rager på nivå med stikklisten 4 anordnet i sokkelen 1.

Den på fig. 2 synlige optiske sensoren inneholder et målekammer formet gjennom bæreren 6 og labyrinten 7 med en lysmottaker 11 og to lyskilder 12, 12' som hver er anordnet i et hus 13, 14, 15. Dette huset består av en gulvdel, som hver diode (fotodiode eller IRED) holdes i, og som på sin frontside som vender mot sentrum av målekammeret har en vindusåpning for lysinngang henholdsvis lysutgang. Som skal forstås av figuren, er spredningsrommet dannet i målekammeret i området foran de nevnte vindusaktige åpningene til husene 13, 14, 15 kompakt og frittliggende utformet. Denne anordningen og formgivningen gjør varsleren best mulig egnet for anvendelsen av et transparent legeme for røyksimulasjon som kan settes inn i dette spredningsrommet. Slike transparente legemer blir anvendt for kalibrering (Abgleich) eller for prøving av røykfølsomheten ved fremstillingen av varsleren (til dette se EP-B-0 658 264).

Rammene til vindusåpningene er i det minste ved husene 14 og 15 utformet i én del, hvor gjennom toleransene for røykfølsomhet blir redusert. Ved kjente spredtlysrøykvarslere består vindusrammene av to deler, idet den ene anordnes på taket og den andre på gulvet til målkammeret. Ved påsetting av gulvet opptrer imidlertid ofte sammenføringsvanskeligheter og det fremkommer variable vindusstørrelser og dannelsen av en lysspalte mellom begge vindushalvdeler og dermed uønskede forstyrrelser i sende- og mottakerlys. Ved husvinduer i én del blir forstyrrelser av denne art utelukket og det kan ikke opptre noen problemer med posisjoneringsnøyaktigheten av vindushalvdeler. Vinduene er rektangulære eller kvadratiske og mellom vindusåpningene og den tilhørende lyskilden 12, 12' henholdsvis linsen til den tilhørende lysmottaker 11, eksisterer det en relativt stor avstand, som viser seg i en relativt liten åpningsvinkel for de aktuelle lysstrålene. En liten åpningsvinkel for lysstrålene har den fordelen at på den ene siden treffer knapt noe lys fra lyskilden 12, 12' gulvet og på den andre siden "ser" lysmottakeren 11 ikke gulvet, slik at støvpartikler lagret på gulvet ikke kan produsere forstyrrende strølys. En videre fordel ved den store avstanden mellom vinduene og lyskilden 12, 12' henholdsvis linsen til lysmottakeren 11 består i at de optiske flatene gjennomtrengt av lys ligger relativt dypt i husets indre og er dermed godt beskyttet mot forurensninger, noe som har som følge en konstant følsomhet for de optoelektroniske elementene.

Labyrinten 7 består av et gulv og perifert anordnede blendere 16 og inneholder flate deksler for de nevnte husene 13, 14, 15. Gulvet og blenderne 16 tjener til avskjerming av målekammeret mot fremmedlys fra utsiden og for undertrykkelse av det såkalte undergrunnslyset (for dette se også EP-A-0 821 330 og EP-A-1 087 352). De perifert anordnede blenderne 16 består hver av to tapper og har en L-formet utforming. Gjennom formen og anordningen av blenderne 16, særlig også gjennom deres innbyrdes avstand, er det sikret at målekammeret er tilstrekkelig avskjermet mot fremmedlys og på tross av dette kan få testet sin funksjon med et optisk testverktøy (EP-B-0 636 266). Dessuten er blenderne 16 asymmetrisk anordnet, slik at røyk kan trenge inn tilsvarende godt i alle retninger i målekammeret.

Den fremre kanten til blenderne 16 som er rettet mot målekammeret er utformet så skarp som mulig, slik at kun lite lys faller på en slik kant og kan reflekteres. Gulv og deksel til målekammeret, altså de til hverandre vendte flatene til bærer 6 og labyrint 7, er utformet riflet, og alle overflater i målekammeret, særlig blenderne 16 og de nevnte riflete flatene er glinsende og virker som svarte speil. Det har den fordelen at treffende lys ikke blir spredt diffust, men blir reflektert på en rettet måte.

Anordningen av lyskildene 12 og 12' er valgt slik at den optiske aksen til lysmottakeren 11 tilveiebringer en stump vinkel med den optiske aksen til den ene lyskilden, i henhold til fremstillingen lyskilden 12, og en spiss vinkel med den optiske aksen til den andre lyskilden, i fremstillingen lyskilden 12'. Lyset til lyskildene 12, 12' blir spredt gjennom røyken som trenger inn i målekammeret og en del av dette spredte lyset faller på lysmottakeren 11, idet man ved en stump vinkel mellom de optiske aksene til lyskilde og lysmottaker snakker om foroverspredning og ved en spiss vinkel mellom de optiske aksene snakker om bakoverspredning.

Det er kjent at strø ly set produsert gjennom foroverspredning er vesentlig større enn det som er produsert gjennom bakoverspredning, idet begge de spredte lysandelene er forskjellig på karakteristisk måte for forskjellige typer branner. Dette fenomenet er eksempelvis kjent fra WO-A-84/01950 (= US-A-4 642 471), hvor det blant annet er åpenbart at de forskjellige forholdene til spredningen ved liten spredningsvinkel til spredning ved større spredningsvinkel for forskjellige røyktyper lar seg utnytte til gjenkjenning av røyktypen. Den større spredningsvinkelen kan også bli valgt over 90°, slik at forover- og bakoverspredningen blir utnyttet. Utnyttelsen av spredtlysandeler som stammer fra begge lyskildene 12 og 12' danner ikke gjenstand for den foreliggende søknaden og blir derfor her ikke nærmere beskrevet.

For bedre å diskriminere mellom forskjellige aerosoler kan det anordnes aktive eller passive polarisasjonsfiltre i strålegangen på sender- og/eller mottakersiden. Bæreren 6 er tilsvarende forberedt og har i husene 13, 14 og 15 anordnede spor (ikke vist), som polarisasjonsfiltre kan bli fiksert i. Som en videre mulighet kan dioder anvendes som lyskildene 12, 12', som sender ut en stråling i bølgelengdeområdet til synlig lys (se for dette EP-A-0 926 646), eller lyskildene kan sende ut stråling med forskjellige bølgelengder, eksempelvis den ene lyskilden rødt og den andre blått lys.

Huset 3 til røykvarsleren er hovedsakelig todelt oppbygd og består av det allerede nevnte dekkelementet 9 og en varslerhette 17 som omfatter det optiske sensorsystemet 2. Den sistnevnte består av en øvre ringformet del og en plate som danner kuppelen til varsleren med en avstand fra den ringformede delen, idet platen er forbundet med den øvre ringformede delen gjennom bue- eller ribbeaktige forbindelsesstykker 18. Mellomrommet betegnet med henvisningstall 19 mellom den øvre og den nedre delen til varslerhetten 17 danner en åpning som løper over hele husomfanget for tilgang av luft og dermed røyk til optisk sensorsystem 2, idet denne åpningen kun avbrytes av de relativt smale forbindelsesstykkene 18. Det er anordnet et likt antall forbindelsesstykker 18, i fremstillingen er det fire.

Varslerhetten 17 og dekkeinnretningen 9 er festet til bæreren 6 via hakeaktige kneppforbindelser (ikke vist) og hele varsleren er festet i sokkelen 1.1 den øvre delen av varslerhetten 17 er det innlagt en ring 20 som bærer et innsektgitter 21 av et egnet fleksibelt materiale. Ved anbringelse av varslerhetten 17 blir bæreren 6 trykket mot ringen 20, hvorigjennom innsektgitteret 21 festes i varsleren. Festingen av varsleren i sokkelen 1 følger gjennom en type bajonettfatning. Varsleren blir skjøvet nedenfra i sokkelen 1, noe som på grunn av en mekanisk koding dannet gjennom føringsribber og føringsspor kun er mulig i én enkelt relativ posisjon mellom varsler og sokkel. Så blir varsleren dreiet i sokkelen 1 en vinkel på omkring 20° (fig. 4), hvor gjennom kontaktlisten 5 som danner en del av bæreren 6 og rager oppover fra denne blir skjøvet inn tangentielt i stikklisten montert i sokkelen 1 og tilvirker den elektriske kontakten mellom stikklisten 4 og kontaktlisten 5 og dermed mellom varsleren og sokkelen. Deretter følger gjennom den nevnte bajonettfatningen den mekaniske festingen av varsleren i sokkelen 1.

Kontaktlisten 5 er integrert på oversiden av bæreren med såkalt insert-teknikk og er fremstilt i ett stykke med bæreren 6. Fra stikkontaktene til kontaktlisten 5 blir de elektriske tilkoblingene ført til en stansedel senket i bæreren 6 som har metalliske, metalledere isolert mot hverandre. De frie endene til denne metallederen rager ved siden av kontaktlisten 5 ut fra bæreren 6 og danner kontaktpartier for fremstillingen av loddeforbindelser for prosesseringselektronikk på lederplaten 8.

Den elektriske forbindelsen mellom varsler og sokkel gjennom begge elementene stikklist 4 og kontaktlist 5 har en rekke fordeler: • For fremstilling av stikkforbindelsen er det kun nødvendig med enkel mekanikk og særlig må det ikke følge en omsetning av en rotasjonsbevegelse til en translasjonsbevegelse. • Den kompakte stikkforbindelsen tillater enkle sløyfekontakter og har utmerkede egenskaper med hensyn til elektromagnetisk kompatibilitet (EMC).

Som skal forstås fra fig. 3, er det på gulvet til komponentene som danner labyrinten 7 festet en lysleder 22, som på den ene siden rager oppover til lederplaten 8 og på den andre siden rager gjennom en boring i underdelen til varslerhetten 17 ut av varslerhetten. Varslerhetten er i området til den nevnte boringen anordnet med en sfærisk fordypning 23, som omgir den frie enden til lyslederen 22. Lyslederen 22 tjener som såkalt alarmindikator for optisk meddelelse av alarmtilstanden til varsleren. På lederplaten 8 er det for dette formål anordnet en LED (ikke vist), som blir aktivert av en alarmtilstand og forsyner lyslederen 22 med lys.

Alarmindikatoren behøver kun lite strøm og er, praktisk talt synlig fra alle sider ettersom den ligger i området til varslertoppen. Denne synligheten fra alle sider er riktignok først gitt ved en synsvinkel på 20° til horisontalen, men ettersom varsleren blir montert i taket, er denne betingelsen oppfylt i de fleste tilfeller. Som særlig forstås fra fig. 2, er lyslederen 22 ført i området mellom husene 14 og 15 gjennom målekammeret. Begge husene 14 og 15 er forbundet med hverandre ved sine frontsider og danner dermed med sine indre sideflater og forbindingsflaten mellom disse en vegg som omgir lyslederen 22, som vidtgående avskjermer spredningsrommet til målekammeret mot lyslederen 22.

Den hittil beskrevne røykvarsleren er en rent optisk varsler med røykdeteksjon ved hjelp av det spredte lyset som forårsakes av røykpartikler som trenger inn i målekammeret. Valgfritt kan varsleren bli fremstilt som tokriteriumsvarsler og i tillegg inneholde en temperatursensor. I henhold til fig. 1 og 2 er det anordnet to temperatursensorer 24 dannet gjennom NTC-motstander, som er anordnet i området til to forbindelsesstykker som ligger overfor hverandre. Forbindelsesstykkene 18 har i midten en avlang utsparing 25, som temperatursensorene 24 er anbragt ovenfra, som er festet på lederplaten 8. Optisk-termiske varslere er kjent, slik at det her blir gitt avkall på en beskrivelse av signalbehandlingen. Selvfølgelig kunne varsleren inneholde enda ytterligere sensorer, eksempelvis en branngassensor (CO, NOx), idet disse ved tilsvarende små dimensjoner kunne være anordnet inne i målekammeret.

Mens temperatursensorer anordnet i aksen til varsleren er fullstendig retningsuavhengig, består det ved en sensor anordnet perifert en sterk retningsavhengighet og påvirkningsforholdene avhenger av om sensoren er vendt mot brannen eller ligger på den siden av melderen som er vendt fra denne. Dette problemet blir løst ved anvendelsen av to temperatursensorer 24 som ligger overfor hverandre. Derved er det viktig at varsleren uavhengig av tilstrømningsretningen har en homogen, rotasjonssymmetrisk følsomhet. Dette oppnås gjennom forbindelsesstykkene 18 i samvirkning med innsektgitteret 21, idet forbindelsesstykkene 18 på den ene siden beskytter temperatursensorene 24 mot mekanisk kraftpåvirkning og leder luften optimalt til sensoren og på den andre siden i samvirkning med innsektgitteret 21 leder luften på utsiden langs huset.

Som allerede skulle være omtalt i beskrivelsens innledning, er det i dag i anvendelse optiske, optisk-termiske og termiske brannvarslere, idet det til disse enda kunne komme gassmeldere. I tillegg kunne de optiske, termiske og optisk-termiske varslere i tillegg ha en branngassensor. Den beskrevne varsleren klargjør/avdekker variantene optisk og optisk-termisk (eventuelt komplettert gjennom en branngassensor) idet det selvfølgelig ved en ren optisk varsler ikke er anordnet noen temperatursensor 24. Sett bort fra dette, er imidlertid varslerutformingen ved begge tidligere beskrevne varianter mekanisk fullstendig lik. Gjennom anvendelsen av en dobbelfotodiode som lysmottaker 11 lar det seg oppnå en optimal redundans (to lyssendere, to lysmottakere, to temperatursensorer).

Claims (7)

1. Spredtlysrøykvarsler med et optisk målekammer, som har en sensoranordning (2) med minst en lyskilde (12, 12') og en lysmottaker (11) og et labyrintsystem (7) med blendere (16) anordnet ved periferien til målekammeret, idet den minst ene lyskilden (12, 12') og lysmottakeren (11) hver er anordnet i et hus (14, 15; 13) med en liten vindusåpning, og at den minst ene lyskilden (12, 12') og lysmottakeren (11) er anordnet i bakre del av sitt hus (14, 15; 13), slik at mellom vindusåpningene til husene (14, 15; 13) og de optiske flatene som gjennomtrenges av lys til den minst ene lyskilden (12, 12') og/eller lysmottaker (11) er dannet avstand som er større enn tverrsnittet til de optiske flatene karakterisert vedat målekammeret er begrenset oppover gjennom en bæreskive (6), fra hvilken husene (14, 15; 13) rager nedover, og at labyrintsystemet (7) danner en dekselaktig komponent som er fikserbar på bærerskiven og som har et gulv og en sidevegg, idet komponenten kan stikkes nedenfra på bærerskiven (6).

2. Røykvarsler i henhold til krav 1, karakterisert vedat minst én av vindusåpningene til husene (14, 15) er omsluttet av en ramme i én del og at husene (14, 15; 13) med unntak av vindusåpningene er åpen nedover og at gulvet til komponenten har deksel for husene (14, 15; 13).

3. Røykvarsler i henhold til krav 2, karakterisert vedat i målekammeret mellom lysutgangs- henholdsvis lysinngangssiden til husene (14, 15 henholdsvis 13) og de ovenforliggende blendere (16) er det utformet et kompakt, frittliggende spredningsrom.

4. Røykvarsler i henhold til krav 3, karakterisert vedat husene (14, 15; 13) har spor for festing av polarisasjonsfiltre.

5. Røykvarsler i henhold til krav 3 eller 4, karakterisert vedat flatene til bæreskiven (6) som vender mot hverandre og gulvet til komponenten som danner labyrintsystemet (7) har en rifling.

6. Røykvarsler i henhold til et av kravene 1 -5, karakterisert vedat det er anordnet på bærerskiven (6) en kontaktlist (5) for elektrisk forbindelse av varsleren med en stikklist (4) i meldersokkelen (1), og at den elektriske forbindelsen følger gjennom en tangentialbevegelse av kontaktlist (5) og/eller stikklist (4).

7. Røykvarsler i henhold til krav 6, karakterisert vedat kontaktlisten (5) er integrert på oversiden av bærerskiven (6) med såkalt insert-teknikk.