WO2001037235A1 - Streulichtdetektor - Google Patents

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WO2001037235A1
WO2001037235A1 PCT/EP2000/011258 EP0011258W WO0137235A1 WO 2001037235 A1 WO2001037235 A1 WO 2001037235A1 EP 0011258 W EP0011258 W EP 0011258W WO 0137235 A1 WO0137235 A1 WO 0137235A1
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light
scattered light
flow path
scattered
receiver
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PCT/EP2000/011258
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kai-Uwe Preikszas
Andreas Siemens
Original Assignee
Wagner Alarm- Und Sicherungssysteme Gmbh
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Publication date
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Priority to CA002390937A priority patent/CA2390937C/en
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Priority to DE50003314T priority patent/DE50003314D1/de
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    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • GPHYSICS
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/064Stray light conditioning
    • G01N2201/0642Light traps; baffles

Definitions

  • the present invention relates to a scattered light detector as part of a hazard detector, in particular for detecting particles in a carrier medium, with a housing, with an inlet opening and an outlet opening in the housing, between which the carrier medium flows through the housing on a flow path, with a light source which Aiming the light onto a scattered light center lying on the flow path, with a receiver for part of the light scattered in the scattered light center at parti- and with a light trap for light not scattered in the scattered light center.
  • Such scattered light detectors are known and are used in particular in aspirative fire alarm systems for the detection of solid or liquid particles, the carrier medium consisting of a representative subset of the ambient air of a room to be monitored or the device cooling air of a device to be monitored.
  • this representative subset of air is actively drawn in by means of a fan and fed into the inlet opening of the scattered light detector.
  • devices to be monitored such as, for example, EDP systems or individual components thereof, and in similar electronic devices, such as, for example, measuring, control and regulating systems, switching devices and private branch exchanges, it is in principle also possible for the flow of the
  • Device cooling air to use a representative subset of the device cooling air as a carrier medium in the inlet opening of the CO rt
  • the scattered light detector described above can be part of a hazard detector, for example, in the overall housing of which the housing of the scattered light detector, which is also referred to as the “detector head”, can be integrated.
  • the housing of the detector it is preferably provided that it consists of three parts, namely a lower shell with an integrated flow channel for discharging the carrier medium in the flow direction behind the outlet opening of the detector head, and also a cover for a part of the flow channel , and finally from an upper shell, which acts as the housing cover of the hazard detector.
  • the carrier medium only flows through the scattered light center, the flow channel and the suction source, which in the case of an aspirative fire detection system, for example, a fan for sucking in the representative ones
  • Air portions can be.
  • the electronics of the evaluation circuit and the connection terminals remain outside the sealed air duct.
  • Another advantage is the low manufacturing costs: The housing only has to be airtight in the area of the air duct, while a seal between the lower shell and the upper shell is no longer required. The cable entry openings no longer have to be airtight.
  • Electroplating areas in circuit board production, painting lines and battery production are exposed to all of these work areas.
  • the ambient air is enriched with acids or diluents, from which the sensitive evaluation circuit must be protected.
  • the flow path of the carrier medium is separated by a seal from the other components of the scattered light detector, in particular from electronics and cables, while otherwise sealing the housing is not necessary.
  • FIG. 1 shows a plan view of the lower shell of the housing of the detector head of a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a plan view of the upper shell of the housing of the detector head of the first exemplary embodiment
  • Figure 3 is a fragmentary plan view of the sub ⁇ cup facing the scattered light center.
  • Fig. 4 shows a section in the cross-sectional plane 17 according to
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of the housing of the detector head of the first exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a view of the front (top), a top view (middle) and a view of the back (bottom) of a hazard detector housing;
  • FIG. 7 shows a plan view of the lower shell of the danger detector housing with flow channel, scattered light center and fan;
  • Fig. 8 is a section along the line A-A of Fig. 7;
  • Fig. 9 is a section along the line B-B of Fig. 7;
  • FIG. 10 shows a plan view of the lower shell of the housing of the detector head of a second exemplary embodiment
  • 11 shows a plan view of the lower shell of the housing of the detector head of a third exemplary embodiment.
  • the first exemplary embodiment of a scattered light detector described below is designed to serve as part of an aspirative fire alarm system.
  • the carrier medium described in the claims is therefore air. This air is drawn in by means of a fan, as is customary in an aspirative fire alarm system, which will also be described below.
  • FIG. 1 shows a top view of the opened lower shell 2 of a housing 1 of a scattered light detector, the scattered light detector shown here being the core of a fire alarm system and also being referred to as the detector head 21.
  • the housing 1 of this detector head 21 has an inlet opening 3 and an outlet opening 5, between which the air flows as a carrier medium for possible particles through the housing 1 on a flow path 7.
  • the scattered light detector is further equipped in a known manner with a light source 9, which directs a light cone 20 onto a scattered light center 11 which lies on the flow path 7, furthermore with a receiver 13 in the form of a photodiode, which is located at the rear end of a receiver housing 43 - and is arranged in front of a circuit board 29, and finally with a light trap 15 for absorbing light not scattered in the scattered light center 11.
  • a light source 9 which directs a light cone 20 onto a scattered light center 11 which lies on the flow path 7, furthermore with a receiver 13 in the form of a photodiode, which is located at the rear end of a receiver housing 43 - and is arranged in front of a circuit board 29, and finally with a light trap 15 for absorbing light not scattered in the scattered light center 11.
  • Upstream of the receiver 13 is a lens 22 and a row arrangement of a number of diaphragms (24) which are accommodated in a diaphragm housing (44) which adjoins the receiver housing 43
  • the center axis of the light cone 20 of the light source 9 is designated by the reference number 18, and this center axis 18 intersects with the receiver axis 14 in the scattered light center 11, including an angle ot.
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  • FIG. 3 denotes the cross-sectional plane 17, which is perpendicular to the horizontal receiver axis plane 12 formed by the receiver axis 14 and the central axis 18 of the light cone 20 of the light source 9.
  • FIG. 4 shows a section along the line 17-17 of FIG. 3 and thus a view of the cross-sectional plane 17 through the part of the housing which contains the light source 9, the scattered light center 11 and the light trap 15.
  • the light source 9 is composed of two light emitters 8, 10, in the cross-sectional plane 17, so the image plane of Fig. 4, are arranged one above the other.
  • Both light emitters 8, 10 are arranged inclined to the receiver axis plane 12 in such a way that their light cones intersect in the scattered light center 11.
  • both light emitters 8, 10 take the same angle a (cf. FIGS. 1 and 3).
  • the light trap 15 shows the shape of the light trap 15: viewed in the cross-sectional plane 17, that is to say in the image plane of FIG. 4, the light trap 15 is funnel-shaped or also parabola-shaped, with the funnel or the parabola opens in the direction of the light emitters 8, 10 and converges towards the rear.
  • the inner wall 28 extends rearward, ie counter to the direction of flow, in an arc towards the outside in the direction of the inlet channel 19. This shape of the light trap 15 is extremely advantageous since the light incident on the inner wall 28 weakens so much due to multiple reflections that from this direct light, no or no significant portion reaches the recipient.
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of the housing 1 of the detector head 21 according to FIG. 1.
  • the reference numerals have been largely omitted in this illustration and internals such as the light source 9, the receiver 13, the circuit board 29 belonging to the receiver 13, the Lens 22, the aperture 24 to 27, the light trap 23 and the disc 49 not shown.
  • This perspective only serves to better illustrate the shape of the light trap 15, which is in a left arch 56 tapers onto the central axis 57 of the input channel 19 and thus - viewed in cross section - forms a funnel or parabolic shape.
  • the detector head 21 with its housing 1 can be the heart of a fire alarm.
  • this fire detector has further components such as a fan 42 (FIG. 7), an air flow sensor 45 (FIG. 8), a display panel 36 and various circuit boards with control and evaluation circuits.
  • These components are housed in an overall housing 100, which is shown in FIG. 6.
  • This housing 100 consists of three parts, namely a lower shell 101 with an integrated flow channel 4 (FIG. 8) for discharging the air in the flow direction behind the outlet opening 5 of the detector head 21, and also a cover 6 (FIG. 8) for one Part of the flow channel 4, and from an upper shell 102.
  • FIG. 6 shows a view of the rear wall 37 of the housing 100, in which an air outlet grille 31 is located.
  • the middle part of FIG. 6 shows a top view of the upper shell 102 with a display field 36 and an air inlet connector 32 on the front side 38.
  • An intake pipe (not shown here) is connected to the air inlet connector 32 when the detector head 21 with the housing 100 is inside an aspirative fire alarm system is put into operation.
  • the representative subset of the ambient air of a room to be monitored or the device cooling air of a device to be monitored is drawn into the housing 100 in the direction of arrow 35 by means of the fan (not shown here) through the air inlet connection 32 and leaves after flowing through the detector head 21 (FIG. 7 ) and the flow channel 4 (FIGS.
  • FIG. 6 shows the end face 38 of the housing 100, with the air inlet connector 32 and some cable inlets 33.
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  • FIG. 9 it is seen that the air sucked in, wel ⁇ che entering through the air inlet port 32 in the direction of arrow 35 into the lower shell 102 of the detector housing, first in the horizontal direction, to the receiver ngerachse ie parallel 14 (Fig. 1 or 3 or 7) flows, then is deflected vertically upwards through 90 ° and immediately afterwards again through 90 ° into the horizontal, before the air in the direction of arrow 50 through the through opening of the disc 49 into the inlet duct 19 (FIGS. 1 and 3) of the detector head 21 occurs.
  • This double deflection by 90 ° also takes place when the air exits the detector head 21 through the outlet opening 5, which is shown by the flow arrows 52 in FIGS. 1 and 40 in FIG. 7.
  • This double deflection serves to prevent outside light from penetrating into the scattered light center 11 if no intake pipe is connected to the air inlet connection 32 (FIG. 9).
  • FIG. 10 shows a second exemplary embodiment of a scattered light detector as part of an aspirative fire alarm system.
  • the lower shell of a detector head shown here again shows the light source 9 and the receiver 13, the central axis 18 of the light cone 20 of the light source 9 and the receiver axis 14 each crossing (as in the first exemplary embodiment) and for a specific section on the center line 58 of the flow path 7, and wherein the flow channel 7 leading the flow path 7 has a bend in the direction of flow (see the arrows without reference numerals) in front of the scattered light center and a second time in the flow direction behind the scattered light center, so that the flow path 7 each time Deflection is experienced so that the light trap 23 assigned to the receiver 13 and the light trap 15 assigned to the light source 9 are each arranged in the bend of the flow channel and are thus part of this flow channel.

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Abstract

Es wird ein Streulichtdetektor angegeben, insbesondere zum Detektieren von Partikeln in einem Trägermedium mit einem Gehäuse (1), mit einer Einlaßöffnung (3) und einer Auslaßöffnung (5) in dem Gehäuse (1), zwischen denen das Trägermedium das Gehäuse (1) auf einem Strömungspfad (7) durchströmt, mit einer Lichtquelle (9), die Licht auf ein Streulichtzentrum (11) richtet, welches auf dem Strömungspfad (7) liegt, mit einem Empfänger (13) für einen Teil des im Streulichtzentrum (11) an Partikeln gestreuten Lichts, und mit einer Lichtfalle (15) für nicht im Streulichtzentrum (11) gestreutes Licht. Mit der Zielsetzung, einen solchen Streulichtdetektor derart weiterzubilden, daß eine kompakte Bauform und dennoch eine hohe Ansprechempfindlichkeit gewährleistet ist, sind für die Ausbildung der Lichtfalle (15) zwei Alternativen vorgesehen. Gemäß einer ersten Alternative ist die Lichtquelle (9) außerhalb des Strömungspfades (7) angeordnet, und die Mittelachse (18) des Lichtkegels (20) der Lichtquelle (9) verläuft wenigstens teilweise parallel zu oder auf der Mittellinie (58) des Strömungspfades (7), und die der Lichtquelle (9) zugeordnete Lichtfalle (15) ist Teil des den Strömungspfad (7) leitenden Strömungskanals. Gemäß einer zweiten Alternative ist vorgesehen, daß der Empfänger (13) außerhalb des Strömungspfades (7) angeordnet ist, daß die Empfängerachse (14) wenigstens teilweise parallel zu oder auf der Mittellinie (58) des Strömungspfades (7) verläuft, und daß die dem Empfänger (13) zugeordnete Lichtfalle (23) Teil des den Strömungspfad (7) leitenden Strömungskanals ist.

Description

Streulichtdetektor
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Streulichtdetektor als Teil eines Gefahrenmelders, insbesondere zum Detektieren von Partikeln in einem Trägermedium, mit einem Gehäuse, mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßδffnung in dem Gehäuse, zwischen denen das Trägermedium das Gehäuse auf einem Strömungspfad durchströmt, mit einer Lichtquelle, die Licht auf ein Streulichtzentrum richtet, das auf dem Strömungspfad liegt, mit einem Empfänger für einen Teil des im Streulichtzentrum an Parti- kein gestreuten Lichts und mit einer Lichtfalle für nicht im Streulichtzentrum gestreutes Licht.
Derartige Streulichtdetektoren sind bekannt und dienen insbesondere in aspirativen Brandmeldeanlagen dem Detektieren von Feststoff- oder Flüssigkeitspartikeln, wobei das Trägermedium aus einer repräsentativen Teilmenge der Raumluft eines zu überwachenden Raumes oder der Gerätekühlluft eines zu überwachenden Gerätes besteht . Bei einer aspirativen Meldeanlage wird diese repräsentative Lufteilmenge aktiv mittels eines Lüfters ange- saugt und in die Einlaßöffnung des Streulichtdetektors eingespeist. Bei zu überwachenden Geräten wie beispielsweise EDV-Anlagen oder einzelnen Komponenten davon sowie in ähnlichen elektronischen Einrichtungen, wie beispielsweise Meß-, Steuer- und Regelanlagen, Vermittlungseinrichtungen und Nebenstellenanla- gen, ist es grundsätzlich auch möglich, die Eigenströmung der
Gerätekühlluft dazu zu verwenden, eine repräsentative Teilmenge der Gerätekühlluft als Trägermedium in die Einlaßöffnung des CO rt
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Der vorstehend beschriebene Streulichtdetektor kann beispielsweise Teil eines Gefahrenmelders sein, in dessen Gesamtgehäuse das Gehäuse des Streulichtdetektors, das auch als "Detektor- köpf" bezeichnet wird, integriert sein kann. In bezug auf das Gehäuse des Melders ist vorzgusweise vorgesehen, daß es aus drei Teilen besteht, nämlich aus einer Unterschale mit einem integrierten Strömungskanal zur Ableitung des Trägermediums in Strömungsrichtung hinter der Auslaßöffnung des Detektorkopfes, des weiteren aus einem Deckel für einen Teil des Strömungs-kanals, und schließlich aus einer Oberschale, die als Gehäusedeckel des Gefahrenmelders fungiert. Somit strömt das Trägermedium nur durch das Streulichtzentrum, den Strömungskanal und die Saugquelle, die im Falle einer aspirativen Brandmeldeanlage beispielsweise ein Lüfter zum Ansaugen der repräsentativen
Luftteilmengen sein kann. Die Elektronik der Auswerteschaltung sowie die Anschlußklemmen bleiben außerhalb der abgedichteten Luftführung. Ein weiterer Vorteil sind die niedrigen Herstellungskosten: Das Gehäuse muß nur im Bereich der Luftführung luftdicht sein, während eine Dichtung zwischen Unterschale und Oberschale nicht mehr erforderlich ist. Auch müssen die Kabeleinführöffnungen nicht mehr luftdicht sein. Diese Vorteile machen sich besonders beim Einsatz des erfindungsgemäßen Streulichtdetektors in rauher Industrieumgebung mit gegebenenfalls aggressiver -Umgebungsluft bemerkbar. Beispiele hierfür sind
Galvanikbereiche bei der Platinenfertigung, Lackierstraßen und Batterienfertigung. In all diesen Arbeitsbereichen kommt es zur Anreicherung der Umgebungsluft mit Säuren oder Verdünnungsmitteln, vor denen die empfindliche Auswerteschaltung zu schüt- zen ist. Insofern gereicht es zum Vorteil, daß der Strömungweg des Trägermediums gegenüber den übrigen Bauteilen des Streulichtdetektors, insbesondere gegenüber Elektronik und Kabeln, durch eine Dichtung getrennt ist, während ansonsten eine Abdichtung des Gehäuses nicht erforderlich ist.
Im folgenden werden ein erstes, ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Streulichtdetektors anhand einer Zeichnung näher erläutert. igen :
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Unterschale des Gehäuses des Detektorkopfes eines ersten Ausführungsbei- spiels ;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Oberschale des Gehäuses des Detektorkopfes des ersten Ausführungsbei- spiels;
Fig. 3 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Unter¬ schale mit Blick auf das Streulichtzentrum;
Fig. 4 einen Schnitt in der Querschnittsebene 17 gemäß
Fig. 3;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses des Detektorkopfes des ersten Ausführungsbei- spiels;
Fig. 6 eine Ansicht der Vorderseite (oben), eine Draufsicht (Mitte) und eine Ansicht der Rückseite (unten) eines Gefahrenmeldergehäuses ;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Unterschale des Gefahrenmeldergehäuses mit Stömungskanal, Streulicht- Zentrum und Lüfter;
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 7 ;
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 7;
Fig. 10 eine Draufsicht auf die Unterschale des Gehäuses des Detektorkopfes eines zweiten Ausführungsbei- spiels; und Fig. 11 eine Draufsicht auf die Unterschale des Gehäuses des Detektorkopfes eines dritten Ausführungsbei- spiels .
Das im folgenden beschriebene erste Ausführungsbeispiel für einen Streulichtdetektor ist darauf ausgerichtet, als Teil einer aspirativen Brandmeldeanlage zu dienen. Somit ist das in den Patentansprüchen beschriebene Trägermedium Luft . Diese Luft wird, wie bei einer aspirativen Brandmeldeanlage üblich, mit- tels eines Lüfters angesaugt, was nachstehend ebenfalls beschrieben werden wird.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die geöffnete Unterschale 2 eines Gehäuses 1 eines Streulichtdetektors, wobei der hier dar- gestellte Streulichtdetektor als Kernstück einer Brandmeldeanlage auch als Detektorkopf 21 bezeichnet ist. Das Gehäuse 1 dieses Detektorkopfes 21 weist eine Einlaßöffnung 3 und eine Auslaßöffnung 5 auf, zwischen denen die Luft als Trägermedium für eventuelle Partikel das Gehäuse 1 auf einem Strömungspfad 7 durchströmt. Der Streulichtdetektor ist des weiteren in bekannter Weise mit einer Lichtquelle 9 ausgestattet, die einen Lichtkegel 20 auf ein Streulichtzentrum 11 richtet, welches auf dem Strömungspfad 7 liegt, des weiteren mit einem Empfänger 13 in Form einer Fotodiode, die am hinteren Ende eines Empfänger- gehäuses 43 -und vor einer Platine 29 angeordnet ist, und schließlich mit einer Lichtfalle 15 zum Absorbieren von nicht im Streulichtzentrum 11 gestreutem Licht . Dem Empfänger 13 vorgeschaltet ist eine Linse 22 sowie eine Reihenanordnung einiger Blenden (24) , welche in einem Blendengehäuse (44) untergebracht sind, das sich an das Empfängergehäuse 43 anschließt. Gegenüber dem Emfänger 13 ist ein spitz zulaufender Lichtkegel 23 angeordnet, der als weitere Lichtfalle zum Schutz des Empfängers vor ungewollter Lichteinstrahlung dient. Des weiteren sind Blenden 25 bis 27 mit dem gleichen Zweck vorgesehen. Die Mit- telachse des Lichtkegels 20 der Lichtquelle 9 ist mit der Bezugsziffer 18 bezeichnet, und diese Mittelachse 18 kreuzt sich mit der Empfängerachse 14 im Streulichtzentrum 11 unter Einschluß eines Winkels ot . Die gegenüber der Lichtquelle 9 befind- l J to to H μ> cn o in o cn σ cn
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3
1 ist hier in Fig. 3 allerdings eine Schnittlinie 17-17 eingetragen, welche die Querschnittsebene 17 bezeichnet, die senkrecht auf der durch die Empfängerachse 14 und die Mittelachse 18 des Lichtkegels 20 der Lichtquelle 9 gebildete, horizontale Empfängerachsenebene 12 steht .
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 17-17 der Fig. 3 und damit eine Ansicht der Querschnittsebene 17 durch den Teil des Gehäuses, welcher die Lichtquelle 9, das Streulichtzentrum 11 und die Lichtfalle 15 enthält. Anhand von Fig. 4 ist er¬ sichtlich, daß die Lichtquelle 9 aus zwei Lichtemittern 8, 10 besteht, die in der Querschnittsebene 17, also der Bildebene der Fig. 4, übereinander angeordnet sind. Beide Lichtemitter 8, 10 sind derart zur Empfängerachsenebene 12 geneigt angeordnet, daß sich ihre Lichtkegel im Streulichtzentrum 11 kreuzen. Zur Empfängerachse 14 nehmen aber beide Lichtemitter 8, 10 denselben Winkel a ein (vgl. Fig. 1 und 3) . Aus der Schnittdarstellung der Fig. 4 wird die Formgebung der Lichtfalle 15 deutlich: In der Querschnittsebene 17 betrachtet, also in der Bildebene der Fig. 4, ist die Lichtfalle 15 trichterförmig oder auch pa- rabelförmig ausgebildet, wobei sich der Trichter bzw. die Parabel in Richtung auf die Lichtemitter 8, 10 öffnet und nach hinten hin konvergiert. Darüber hinaus verläuft die Innenwand 28 nach hinten, d.h. entgegen der Strömungsrichtung, bogenförmig nach außen in Richtung des Einlaßkanals 19. Diese Formgebung der Lichtfalle 15 ist äußerst vorteilhaft, da sich das auf die Innenwand 28 auftreffende Licht durch mehrfache Reflexion so stark abschwächt, daß von diesem direkten Licht kein oder kein nennenswerter Anteil den Empfänger erreicht.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Gehäuses 1 des Detektorkopfes 21 gemäß Fig. 1. Der besseren Übersicht halber sind in dieser Darstellung die Bezugsziffern weitestgehend weggelassen und Einbauten wie die Lichtquelle 9, der Empfänger 13, die zum Empfänger 13 gehörende Platine 29, die Linse 22, die Blenden 24 bis 27, die Lichtfalle 23 und die Scheibe 49 nicht gezeigt. Diese Perspektive dient einzig und allein der besseren Verdeutlichung der Form der Lichtfalle 15, die sich in einem Linksbogen 56 auf die Mittelachse 57 des Eingangskanals 19 verjüngt und somit - im Querschnitt betrachtet - eine Trichter- oder Parabelform bildet.
Es wurde eingangs darauf hingewiesen, daß der Detektorkopf 21 mit seinem Gehäuse 1 das Herzstück eines Brandmelders sein kann. Dieser Brandmelder weist außer dem Detektorkopf 21, nämlich dem eigentlichen Streulichtdetektor, weitere Bauteile wie einen Lüfter 42 (Fig. 7) , einen Luftstromsensor 45 (Fig. 8) , ein Anzeigefeld 36 und verschiedene Platinen mit Steuerungsund Auswerteschaltungen auf. Diese Bauteile sind in einem Gesamtgehäuse 100 untergebracht, welches in Fig. 6 dargestellt ist. Dieses Gehäuse 100 besteht aus drei Teilen, nämlich aus einer Unterschale 101 mit einem integrierten Strömungskanal 4 (Fig. 8) zur Ableitung der Luft in Strömungsrichtung hinter der Auslaßöffnung 5 des Detektorkopfs 21, des weiteren aus einem Deckel 6 (Fig. 8) für einen Teil des Strömungskanals 4, und aus einer Oberschale 102. Der obere Teil der Fig. 6 zeigt eine Ansicht der Rückwand 37 des Gehäuses 100, in welcher sich ein Luftauslaßgitter 31 befindet. Der mittlere Teil der Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Oberschale 102 mit einem Anzeigefeld 36 und einem Lufteinlaßstutzen 32 an der Stirnseite 38. An den Lufteinlaßstutzen 32 wird ein hier nicht dargestelltes Ansaugrohr angeschlossen, wenn der Detektorkopf 21 mit dem Ge- häuse 100 innerhalb einer aspirativen Brandmeldeanlage in Betrieb genommen wird. Durch den Lufteinlaßstutzen 32 wird die eingangs beschriebene repräsentative Teilmenge der Umgebungsluft eines zu überwachenden Raumes oder der Gerätekühlluft eines zu überwachenden Gerätes in Richtung des Pfeils 35 mittels des hier nicht dargestellten Lüfters in das Gehäuse 100 eingesogen und verläßt nach Durchströmen des Detektorkopfes 21 (Fig. 7) und des Strömungskanals 4 (Fig. 7 und 8) das Gehäuse 100 wieder in Richtung des Luftauslaßpfeils 34 durch das Auslaßgitter 31. Im unteren Teil zeigt die Fig. 6 die Stirnseite 38 des Gehäuses 100, mit dem Lufteinlaßstutzen 32 und einigen Kabeleinlässen 33. UI UJ to H> cn σ cn cn O cn
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im unteren Teil der Unterschale 102 und ist gegen alle anderen Bauteile mit Ausnahme der Auslaßöffnung vom Detektorkopf 21 und der Eintrittsöffnung in den Lüfter 42 mittels des Deckels 6 luftdicht abgeschlossen.
Anhand von Fig. 9 ist erkennbar, daß die angesaugte Luft, wel¬ che durch den Lufteinlaßstutzen 32 in Richtung des Pfeils 35 in die Unterschale 102 des Meldergehäuses eintritt, zunächst in horizontaler Richtung, d.h. parallel zur Empf ngerachse 14 (Fig. 1 oder 3 oder 7) strömt, dann um 90° senkrecht nach oben und gleich danach wieder um 90° in die Horizontale umgelenkt wird, bevor die Luft in Richtung des Pfeils 50 durch die Durchgangsöffnung der Scheibe 49 in den Einlaßkanal 19 (Fig. 1 und 3) des Detektorkopfes 21 eintritt. Diese zweifache Umlenkung um jeweils 90° erfolgt auch beim Austritt der Luft aus dem Detektorkopf 21 durch die Auslaßöffnung 5, was durch die Strömungspfeile 52 in Fig. 1 und 40 in Fig. 7 dargestellt ist. Diese zweifache Umlenkung dient der Vermeidung eines Eindringens von Außenlicht in das Streulichtzentrum 11, wenn an dem Lufteinlaß- stutzen 32 (Fig. 9) kein Ansaugrohr angeschlossen ist.
Fig. 10 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Streulichtdetektor als Teil einer aspirativen Brandmeldeanlage. Die hier dargestellte Unterschale eines Detektorkopfes zeigt wie- derum die Lichtquelle 9 und den Empfänger 13, wobei die Mittelachse 18 des Lichtkegels 20 der Lichtquelle 9 und die Empfängerachse 14 jeweils über Kreuz (wie beim ersten Ausführungsbeispiel) und für einen bestimmten Abschnitt auf der Mittellinie 58 des Strömungspfades 7 verlaufen, und wobei der den Strömungspfad 7 leitende Strömungskanal ein erstes Mal in Strömungsrichtung (s. die Pfeile ohne Bezugsziffern) vor dem Streulichtzentrum und ein zweites Mal in Strömungsrichtung hinter dem Streulichtzentrum eine Biegung aufweist, so daß der Strömungspfad 7 jedes Mal eine Umlenkung erfährt, so daß die dem Empfänger 13 zugeordnete Lichtfalle 23 und die der Lichtquelle 9 zugeordnete Lichtfalle 15 jedes Mal in der Biegung des Strömungskanals angeordnet und damit Teil dieses Strömungskanals sind. H H in o cn
Figure imgf000018_0001

Claims

Patentansprüche
1. Streulichtdetektor, insbesondere zum Detektieren von Par¬ tikeln in einem Trägermedium, mit einem Gehäuse (1) , mit einer Einlaßöffnung (3) und einer Auslaßöffnung (5) in dem Gehäuse (1) , zwischen denen das Trägermedium das Gehäuse (1) auf einem Strömungspfad (7) durchströmt, mit einer Lichtquelle (9) , die Licht auf ein Streulichtzentrum (11) richtet, das auf dem Stömungspfad (7) liegt, mit einem Empfänger (13) für einen Teil des im StreulichtZentrum (11) an Partikeln gestreuten Lichts, und mit einer Lichtfalle (15) für nicht im Streulichtzentrum (11) gestreutes Licht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtquelle (9) außerhalb des Strömungspfades (7) an- geordnet ist, daß die Mittelachse (18) des Lichtkegels
(20) der Lichtquelle (9) wenigstens teilweise parallel zu oder auf der Mittellinie (58) des Strömungspfades (7) verläuft, und daß die der Lichtquelle (9) zugeordnete Licht- falle (15) Teil des den Strömungspfad (7) leitenden Strö- mungskanals ist.
2. Streulichtdetektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Empfänger (13) außerhalb des Strömungspfades (7) ange- ordnet ist, daß die Empfängerachse (14) wenigstens teilweise parallel zu oder auf der Mittellinie (58) des Strömungspfades (7) verläuft, und daß die dem Empfänger zuge- ordnete Lichtfalle (23) Teil des den Strömungspfad (7) leitenden Strömungskanals ist.
3. Streulichtdetektor nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtfalle (15; 23) derart ausgebildet ist, daß sie, in einer Querschnittsebene (17) gesehen, die senkrecht auf der durch die Empfängerachse (14) und die Mittelachse (18) des Lichtkegels (20) der Lichtquelle (9) gebildete Empfän- gerachsenebene (12) steht, die Form eines Trichters aufweist, der sich in Richtung der Lichtquelle (9) beziehungsweise des Empfängers (13) öffnet.
4. Streulichtdetektor, nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtfalle (15; 23) derart ausgebildet ist, daß sie, in einer Querschnittsebene (17) gesehen, die senkrecht auf der durch die Empfängerachse (14) und die Mittelachse (18) des Lichtkegels (20) der Lichtquelle (9) gebildete Empfän- gerachsenebene (12) steht, annähernd die Form einer Parabel aufweist, deren Öffnung zur Lichtquelle (9) beziehungsweise des Empfängers (13) weist.
5. Streulichtdetektor anch Anspruch 3 oder 4, d a d u-r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtfalle (15; 23) quer zur Querschnittsebene (17) derart ausgebildet ist, daß sie den Strömungspfad (7) des Trägermediums in der Empfängerachsenebene (12) im Bogen (56) durch das StreulichtZentrum (11) zur Auslaßöffnung (5) leitet.
6. Streulichtdetektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittelachse (18) des Lichtkegels (20) der Lichtquelle (9) in der Empfängerachsenebene (12) auf einen Eingangs- kanal (19) gerichtet ist, welcher sich in Strömungsrichtung an die Einlaßöffnung (3) anschließt und in die Lichtfalle (15) übergeht.
7. Streulichtdetektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittelachse (18) des Lichtkegels (20) der Lichtquelle (9) in der Empfängerachsenebene (12) auf einen Ausgangs- kanal (59) gerichtet ist, welcher sich in Strömungsrichtung an das Streulich Zentrum (11) anschließt und in die Lichtfalle (15) übergeht.
8. Streulichtdetektor nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtfalle (15; 23) in einem Bogen (56) auf die Mittellinie (57) des Eingangskanals (19) beziehungsweise des Ausgangskanals (59) zu verläuft.
9. Streulichtdetektor nach Anspruch 6, 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Strömungspfad (7) nach der Einlaßöffnung (3) zunächst parallel zur Empfängerachse (14) verläuft, bevor er nach Passieren des Eingangskanals (19) durch die Lichtfalle (15) im Bogen durch das StreulichtZentrum (11) zur Auslaßöffnung (5) führt.
10. Streulichtdetektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u-r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Strömungspfad (7) vor der Einlaßöffnung (3) und/oder nach der Auslaßöffnung (5) wenigstens ein Mal, vorzugsweise aber zwei Mal um wenigstens 90° umgelenkt wird.
11. Steulichtdetektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtquelle (9) zwei Lichtemitter (8, 10) aufweist, die in der Querschnittsebene (17) der Lichtfalle (15) übereinander angeordnet sind.
12. Streulichtdetektor nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zwei Lichtemitter (8, 10) beide im selben Winkel a zur
Empfängerachse (14) angeordnet sind.
13. Streulichtdetektor nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zwei Lichtemitter (8, 10) derart zur Empfängerachsenebene (12) geneigt angeordnet sind, daß sich ihre Lichtkegel im Streulichtzentrum (11) kreuzen.
14. Streulichtdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (1) des Streulichtdetektors aus einem Kunst- stoffmaterial besteht, das elektrisch leitende Partikel enthält.
15. Streulichtdetektor nach einem der vorstehenden Ansprüche als Teil eines Gefahrenmelders mit einem Gehäuse (100) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (100) des Gefahrenmelders aus drei Teilen besteht, nämlich aus einer Unterschale (101) mit einem integrierten Strömungskanal (4) zur Ableitung des Trägermediums in Strömungsrichtung hinter der Auslaßöffnung (5) , einem Deckel (6) für einen Teil des Strömungskanals (4) , und einer Oberschale (102) .
16. Streulichtdetektor nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Strömungskanal (4) im Bodenbereich des Gehäuses (100) angeordnet ist.
17. Streulichtdetektor nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Strömungspfad (7) durch das Streulichtzentrum (11) und der Strömungskanal (4) zur Ableitung des Trägermediums in verschiedenen Ebenen des Gehäuses (100) verlaufen.
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