Rauchmelder

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Rauchmelder mit einem in einem Sockel befestigbaren Meldereinsatz mit einem Optikmodul, welches eine Lichtquelle, einen Lichtempfänger, eine Messkammer, eine Zentralblende, einen Boden und ein Labyrinthsystem mit an der Peripherie der Messkammer angeordneten Blenden aufweist.

[0002] Bei Rauchmeldern dieser Art, die als Streulichtrauchmelder bezeichnet werden, und die gegebenenfalls neben dem Optikmodul noch einen weiteren Sensor, beispielsweise einen Temperatursensor, enthalten können, ist bekanntlich das Optikmodul so ausgebildet, dass störendes Fremdlicht nicht und Rauch sehr leicht in die Messkammer eindringen kann. Lichtquelle und Lichtempfänger sind so angeordnet, dass keine Lichtstrahlen auf direktem Weg von der Quelle zum Empfänger gelangen können. Bei Anwesenheit von Rauchpartikeln im Strahlengang wird das Licht der Lichtquelle an diesen gestreut und ein Teil dieses gestreuten Lichts fällt auf den Lichtempfänger und bewirkt ein elektrisches Signal.

[0003] Die Fehlalarmsicherheit solcher Streulichtrauchmelder hängt unter anderem ganz wesentlich davon ab, dass tatsächlich nur an Rauchpartikeln gestreutes Licht der Lichtquelle auf den Lichtempfänger gelangt, und dass das sogenannte Untergrundlicht, sei dies Fremdlicht von aussen oder an Teilen des Optikmoduls oder an anderen als an Rauchpartikeln gestreutes Licht, unterdrückt wird. Die Unterdrückung des Untergrundlichts erfolgt bei den bekannten optischen Rauchmeldern, beispielsweise auch bei dem in der DE-A-44 12 212 beschriebenen, durch Absorption des Untergrundlichts an matten Flächen, zu welchem Zweck die entsprechenden Teile des Optikmoduls aus einem schwarzen Kunststoff mit einer matten Oberfläche bestehen. Trotzdem ist aber der durch Untergrundlicht verursachte Signalpegel, der sogenannte Grundpuls, noch immer relativ hoch, und es besteht der Wunsch nach einer Reduktion des Grundpulses.

[0004] Durch die Erfindung soll nun ein Rauchmelder der eingangs genannten Art angegeben werden, bei dem der Grundpuls gegenüber den heute bekannten Rauchmeldern wesentlich reduziert ist.

[0005] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bestimmte, bezüglich der Entstehung von Untergrundlicht kritische, Teile des Optikmoduls eine glänzende Oberfläche aufweisen und so ausgebildet sind, dass das nicht absorbierte Licht in eine definierte Richtung reflektiert wird.

[0006] Die erfindungsgemässe Lösung bewirkt eine drastische Verringerung des Grundpulses, weil die genannte definierte Richtung so gewählt werden kann, dass in diese reflektiertes Licht sicher nicht stört. Beispielsweise kann man diese Richtung so wählen, dass das nicht absorbierte Licht mehrmals reflektiert und dadurch praktisch vollständig vernichtet wird. Denn da von den glänzenden schwarzen Flächen nur etwa 5% des auftref-fenden Lichts nicht absorbiert und reflektiert werden, bedarf es nur einiger Reflexionen bis nur noch ein nicht mehr störender Bruchteil des ursprünglichen Untergrundlichts vorhanden ist.

[0007] Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rauchmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Teile des Optikmoduls die Peripherieblenden, die Zentralblende und die dem Boden gegenüberliegende Decke der Messkammer umfassen. Eine zweite bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass noch weitere Teile oder die gesamte Innenseite des Optikmoduls eine glänzende Oberfläche aufweisen.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1

einen Querschnitt durch einen Streulichtrauchmelder im Niveau der optischen Achse von dessen Optikmodul, mit Blickrichtung gegen den Boden des Optikmoduls; und

Fig. 2

einen schematischen Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1 in einem gegenüber Fig. 1 verkleinerten Massstab.

[0009] Der dargestellte Streulichtrauchmelder besteht in bekannter Weise aus einem Meldereinsatz 1, der in einem vorzugsweise an der Decke des zu überwachenden Raums montierten Sockel (nicht dargestellt) befestigbar ist, und aus einer über den Meldereinsatz 1 gestülpten Melderhaube 2, die im Bereich ihrer im Betriebszustand des Melders gegen den zu überwachenden Raum gerichteten Kuppe mit Raucheintrittsschlitzen 3 versehen ist. Der Meldereinsatz 1 umfasst im wesentlichen einen schachtelartigen Basiskörper, an dessen der Melderkuppe zugewandter Seite ein von einer Seitenwand 4 umgebenes Optikmodul 5 und an dessen dem Meldersockel zugewandter Seite eine Leiterplatte mit einer Auswerteelektronik (nicht dargestellt) angeordnet sind. Dieser Melderaufbau ist bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. Es wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die Melder der Reihe AlgoRex (AlgoRex - eingetragenes Warenzeichen der Cerberus AG) und auf die europäische Patentanmeldung Nr. 95117405.1 verwiesen.

[0010] Das Optikmodul 5 besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle 6, einem Lichtempfänger 7, einer Messkammer 8, einem Labyrinthsystem aus an der Innenseite der Seitenwand 4 angeordneten Peripherieblenden 9, einer zentralen Blende 10 und einem Boden 11. Die optischen Achsen der durch eine Infrarot-Leuchtdiode (IRED) gebildete Lichtquelle 6 und des Lichtempfängers 7 liegen nicht auf einer gemeinsamen Geraden, sondern weisen einen geknickten Verlauf auf, wobei nahe beim Schnittpunkt die zentrale Blende 10 angeordnet ist. Die Seitenwand 4 und der Boden 11 schirmen die Messkammer 8 gegen Fremdlicht von aussen ab, und die Peripherieblenden 9 und die zentrale Blende 10 verhindern, dass Lichtstrahlen auf direktem Weg von der Lichtquelle 6 zum Lichtempfänger 7 gelangen können. Die Peripherieblenden 9 dienen ausserdem zur Unterdrückung des sogenannten Untergrundlichts, welches von unerwünschten Streuungen oder Reflexionen verursacht ist. Je besser das Untergrundlicht unterdrückt wird, desto tiefer ist der Grundpuls, das ist dasjenige Signal, das detektiert wird, wenn in der Messkammer 8 kein Rauch vorhanden ist. Der Schnittbereich des von der Lichtquelle 6 ausgesandten Strahlenbündels und des Gesichtsfeldes des Lichtempfängers 7 bilden den nachfolgend als Streuraum bezeichneten eigentlichen Messbereich.

[0011] Die Lichtquelle 6 sendet kurze, intensive Lichtpulse in den Streuraum, wobei der Lichtempfänger 7 zwar den Streuraum, nicht aber die Lichtquelle 6 "sieht". Das Licht der Lichtquelle 6 wird durch in den Streuraum eindringenden Rauch gestreut, und ein Teil dieses Streulichts fällt auf den Lichtempfänger 7. Das dadurch erzeugte Empfänger-Signal wird von der Elektronik verarbeitet. Selbstverständlich kann der Rauchmelder neben dem im Optikmodul 5 enthaltenen optischen Sensorsystem noch weitere Sensoren, beispielsweise einen Temperatur- und/oder einen Gassensor enthalten.

[0012] Wenn in dem zu überwachenden Raum Rauch entsteht und zum Rauchmelder aufsteigt, dann dringt er in die Raucheintrittsschlitze 3 und strömt in diesen in horizontaler Richtung an den trichterförmig ausgebildeten Boden 11. Der Boden 11 weist eine sieb- oder gitterartige Struktur auf und ist an seiner Aussenseite mit sternförmig angeordneten Rippen 12 versehen, durch die der Rauch an den Boden herangeführt wird. Dadurch strömt der Rauch in vertikaler Richtung in die Messkammer 8 und in den Streuraum.Durch die trichterförmige Ausbildung weist der Boden 11 von der Messkammer einen wesentlich grösseren Abstand auf als dies bei einem flachen Boden der Fall ist. In die Messkammer 8 eingedrungene Staubpartikel, die das Licht der Lichtquelle 5 streuen und daher wie Rauchpartikel wirken, lagern sich in der Kuppe des Bodens 11 ab und befinden sind dort ausserhalb des Einfallsbereichs der Strahlung der Lichtquelle 6, wodurch der Störeinfluss dieser Rauchpartikel drastisch reduziert wird.

[0013] Wie den Figuren zu entnehmen ist, weist der trichterförmige Bereich des Bodens 11 die Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes auf, wobei sämtliche Seitenflächen der Pyramide die schon erwähnte sieb- oder gitterartige Struktur haben. In Fig. 1 ist aus Gründen der deutlicheren Erkennbarkeit nur bei einer der Pyramidenflächen eine solche gitterartige Struktur 13 schematisch angedeutet. Die Rippen 12 an der Aussenseite des Bodens 11 sind vorzugsweise entlang der Pyramidenseitenkanten angeordnet.

[0014] Die Wahrscheinlichkeit des Störeinflusses von auf dem Boden 11 abgelagerten Staubpartikeln wird durch eine spezielle Ausbildung des Bodens weiter verringert. Diese besteht darin, dass der Boden 11 an seiner Innenfläche mit einer Vielzahl von vertikal nach oben ragenden Lamellen 14, 15 versehen ist, wobei deren Anordnung, Anzahl, Höhe und gegenseitiger Abstand so gewählt sind, dass aus der Messkammer auf den Boden fallendes Licht vor Erreichen des Bodens auf eine der Lamellen trifft, und dass der Lichtempfänger 7 vom Boden 11 nur die Lamellen 14, 15 sieht. Dadurch wird die Gefahr der Streuung des Lichts an Staubpartikeln wesentlich geringer, da der Staub viel eher auf dem Boden liegenbleibt, als dass er an den vertikalen Wänden der Lamellen haftet. Zusätzlich zur Abschirmung des Bodens 11 gegen Licht aus der Messkammer 8 schirmen die Lamellen 14, 15 den Lichtempfänger 7 gegen Fremdlicht von aussen ab.

[0015] Darstellungsgemäss sind nicht alle Pyramidenflächen mit Lamellen versehen, sondern nur die der Lichtquelle 6 und die dem Lichtempfänger 7 gegenüberliegende und die zwischen diesen beiden Flächen eingeschlossene Pyramidenfläche. Die der Lichtquelle 6 und dem Lichtempfänger 7 gegenüberliegenden Pyramidenflächen sind mit parallel zur Grundkante der Pyramide orientierten Längslamellen 14 und die zwischen diesen Flächen eingeschlossene Pyramidenfläche ist mit mit mindestens einer Längslamelle 14 und mit mehreren senkrecht zu dieser orientierten Querlamellen 15 versehen. Die Längslamellen 14 verlaufen zumindest annähernd senkrecht zur optischen Achse der gegenüberliegenden Lichtquelle bzw. des gegenüberliegenden Lichtempfängers. Die Querlamellen 15 dienen in erster Linie zur optischen Entkopplung von Lichtquelle 6 und Lichtempfänger 7.

[0016] Der Boden 11, der ebeno wie der ganze Meldereinsatz 1 (mit Ausnahme von Lichtquelle 6 und Lichtempfänger 7) aus einem geeigneten Kunststoff besteht und als Spritzgussteil hergestellt ist, weist an seinem Rand mehrere Einrastorgane auf (nicht dargestellt), die zur lösbaren Verbindung des Bodens 11 mit der Seitenwand 4 des Optikmoduls 5 (Fig. 2) vorgesehen sind.

[0017] Zur noch besseren Absorption von Untergrundlicht weisen zumindest bestimmte Teile des Optikmoduls 5, insbesondere die Peripherieblenden 9, die Zentralblende 10 und die dem Boden 11 gegenüberliegende Decke der Messkammer 8, anstatt der bisher üblichen matten Oberflächen glänzende, d.h. reflektierende, Oberflächen auf. Selbstverständlich können noch weitere Teile oder die gesamte Innenseite des Optikmoduls 5 eine glänzende Oberfläche aufweisen.

[0018] Bisher war man davon ausgegangen, dass Untergrundlicht am besten durch Absorption an matten Flächen vernichtet werden kann, hat aber bei dieser Überlegung übersehen, dass das Licht an den matten Flächen diffus gestreut wird und unkontrolliert in die Messkammer gelangt. Wenn man hingegen glänzende Flächen verwendet, dann wirken diese wie schwarze Spiegel und reflektieren das nicht absorbierte Licht auf eine andere dieser Flächen, beispielsweise auf die benachbarte Peripherieblende. Da die reflektierenden Flächen schwarz sind und daher nur etwa 5% der auftreffenden Strahlung reflektieren, kann diese durch mehrmalige Reflexion zwischen solchen Flächen praktisch vollständig vernichtet werden. Die Herstellung der glänzenden Flächen erfolgt durch ein Spritzwerkzeug, das zumindest an den Flächen, die glänzen sollen, eine geeignete, vorzugsweise polierte, Oberfläche aufweist.

[0019] Ein weiteres für die Erhöhung der Messzuverlässigkeit des dargestellten Rauchmelders sehr wesentliches Merkmal besteht darin, dass die Peripherieblenden 9 oder zumindest die meisten von ihnen nicht rotationssymmetrisch sondern so angeordnet sind, dass der Auftreffwinkel des von der Lichtquelle 6 ausgesandten und des vom Lichtempfänger 7 empfangenen Lichtstrahls auf diese Blenden konstant ist. Rotationssymmetrisch angeordnete Peripherieblenden 9 wären solche, die durch Rotation einer Blende um das Zentrum gebildet sind. In Fig. 1 sind die der Lichtquelle 6 und dem Lichtempfänger 7 benachbarten je vier Peripherieblenden 9 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet. Der Auftreffwinkel ist dabei so gewählt, dass das auftreffende und nicht absorbierte Licht möglichst oft zwischen den Peripherieblenden 9 reflektiert wird.

[0020] Die Peripherieblenden 9 bestehen darstellungsgemäss je aus zwei abgewinkelten Teilflächen, wobei deren gegenseitige Neigung und der Abstand sowie die Länge der Peripherieblenden 9 so gewählt sind, dass das zu den Peripherieblenden 9 abgestrahlte Licht nicht direkt auf die Innenfläche der Seitenwand 4 gelangen kann, sondern in jedem Fall auf eine Peripherieblende 9 trifft und von dieser auf die benachbarte Peripherieblende reflektiert wird. Auch die nicht-rotationssymmetrische Anordnung der Mehrzahl der Peripherieblenden 9 führt zu einer besseren Absorption des Untergrundlichts und damit zu weniger strengen Anforderungen an die Positionier- und Bauteilegenauigkeit von Lichtquelle 6 und Lichtempfänger 7 und zu einem weniger verschmutzungsanfälligen Melder.

[0021] Wie Figur 1 entnommen werden kann, sind die Peripherieblenden 9 an ihrer gegen die Zentralblende 10 gerichteten Innenkante möglichst scharfkantig ausgebildet. Das hat den Vorteil, dass nur wenig Licht auf eine solche scharfe Kante fällt und somit auch weniger Licht in eine Vielzahl von Richtungen reflektiert wird.

[0022] Bei der Herstellung des Spritzgusswerkzeugs durch Erodieren, ist der Schärfe einer Kante durch die Dicke des verwendeten Drahtes eine Grenze gesetzt, die den Anforderungen an die Innenkanten der Peripherieblenden 9 nicht genügt. Beim Meldereinsatz 1 wird die gewünschte Schärfe der Innenkanten dadurch erreicht, dass in das Spritzgusswerkzeug ein Kern eingesetzt wird, der an seiner zur Formung der genannten Innenkanten vorgesehenen Peripherie eine abgestufte (gezahnte oder gezackte) Kontur aufweist. Die einzelnen Abstufungen dieser Kontur liegen innen an den zur Bildung der Peripherieblenden 9 im Spritzgusswerkzeug gebildeten Nuten an und schliessen diese gegen das Zentrum hin ab. Dadurch können zwischen den Nuten des Spritzgusswerkzeugs und den Abstufungen des Kerns sehr scharfe Kanten gebildet werden.

[0023] Praktische Versuche haben gezeigt, dass die gleichzeitige Verwendung von Peripherieblenden 9 mit scharfen Innenkanten und von Optikmodulteilen (Peripherieblenden 9, Zentralblende 10, Decke der Messkammer 8) mit glänzender Oberfläche zu einer markanten Reduktion des Grundpulses führt, und dass der Melder weniger verstaubungsund betauungsanfällig ist.

[0024] Wie den Figuren weiter entnommen werden kann, sind die Lichtquelle 6 und der Lichtempfänger 7 je in einem Gehäuse 16 bzw. 17 angeordnet. Die beiden Gehäuse 16 und 17, die an die Decke der Messkammer 8 angearbeitet sind, sind nach unten offen und werden an ihrer offenen Seite durch den Boden 11 abgedeckt. An ihrer der Zentralblende 10 zugewandten Frontseite sind die Gehäuse 16 und 17 je durch ein Fenster mit einer Lichtaus- bzw. Lichteintrittsöffnung abgeschlossen.

[0025] Diese Fenster weisen gegenüber den Gehäusefenstern bekannter Streulichtrauchmelder den Unterschied auf, dass sie einteilig ausgebildet sind. Bei den bekannten Streulichtrauchmeldern bestehen die Fenster aus zwei Teilen, von denen der eine an die Decke der Messkammer und der andere an den Boden angearbeitet ist. Beim Aufsetzen des Bodens treten immer wieder Passschwierigkeiten auf und es kommt zur Bildung eines Lichtspalts zwischen den beiden Fensterhälften und damit zu unerwünschten Störungen des Sendeund des Empfangslichts. Bei den einteiligen Gehäusefenstern sind Störungen dieser Art ausgeschlossen und es können keine Probleme mit der Positioniergenauigkeit der beiden Fensterhälften auftreten.

[0026] Wie in Fig. 2 beim Fenster 18 des Gehäuses 16 gezeigt ist, sind die obere und die untere Hälfte der einteiligen Fenster in der Art der beiden Schneiden einer Schere gegeneinander versetzt. Dadurch kann das Spritzgusswerkzeug ohne Seitenzug so ausgebildet werden, dass für jede der beiden gegeneinander versetzten Hälften der Lichtaus- und der Lichteintrittsöffnung ein separates Formelement vorgesehen ist, so dass eine genau definierte Form und eine saubere Oberfläche dieser Öffnungen erreicht wird.

Ansprüche

1. Rauchmelder mit einem in einem Sockel befestigbaren Meldereinsatz (1) mit einem Optikmodul (5), welches eine Lichtquelle (6), einen Lichtempfänger (7), eine Messkammer (8), eine Zentralblende (10), einen Boden (11) und ein Labyrinthsystem mit an der Peripherie der Messkammer (8) angeordneten Blenden (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmte, bezüglich der Entstehung von Untergrundlicht kritische Teile des Optikmoduls (5) eine glänzende Oberfläche aufweisen und so ausgebildet sind, dass das nicht absorbierte Licht in eine definierte Richtung reflektiert wird.

2. Rauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Teile des Optikmoduls (5) die Peripherieblenden (9), die Zentralblende (10) und die dem Boden (11) gegenüberliegende Decke der Messkammer (8) umfassen.

3. Rauchmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass noch weitere Teile oder die gesamte Innenfläche des Optikmoduls (5) eine glänzende Oberfläche aufweisen.

4. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripherieblenden (9) an ihrer gegen die Zentralblende (10) gerichteten Stirnseite eine möglichst scharfe Kante aufweisen.

Claims

1. Smoke alarm having an alarm insert (1) which can be secured in a pedestal and has an optical module (5) which has a light source (6), a light-receiver (7), a measuring chamber (8), a central screen (10), a base (11) and a labyrinth system having screens (9) arranged on the periphery of the said measuring chamber (8), characterised in that certain parts of the optical module (5), which are critical as regards the development of background light, have a glossy surface and are constructed in such a way that the non-absorbed light is reflected in a defined direction.

2. Smoke alarm according to claim 1, characterised in that the aforesaid parts of the optical module (5) comprise the peripheral screens (9), the central screen (10) and the cover of the measuring chamber (8), which cover lies opposite the base (11).

3. Smoke alarm according to claim 2, characterised in that further parts or the entire inner face of the optical module (5) also have a glossy surface.

4. Smoke alarm according to one of claims 1 to 3, characterised in that the peripheral screens (9) have as sharp an edge as possible on their front side which is directed towards the central screen (10).

Revendications

1. Détecteur de fumée comportant un insert (1) de détecteur pouvant être fixé dans un socle et pourvu d'un module (5) optique qui comprend une source (6) lumineuse, un récepteur (7) de lumière, une chambre (8) de mesure, un diaphragme (10) central, un fond (11) et un système à labyrinthe avec des diaphragmes (9) disposés sur la périphérie de la chambre (8) de mesure, caractérisé en ce que des parties données du module (5) optique, critiques pour la production de lumière ambiante, possèdent une surface brillante et sont conçues de telle sorte que la lumière non absorbée est réfléchie dans une direction définie.

2. Détecteur de fumée suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les parties précitées du module (5) optique comprennent les diaphragmes (9) périphériques, le diaphragme (10) central et le plafond, opposé au fond (11), de la chambre (8) de mesure.

3. Détecteur de fumée suivant la revendication 2, caractérisé en ce que d'autres parties encore ou la totalité de la face intérieure du module (5) optique possèdent une surface brillante.

4. Détecteur de fumée suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les diaphragmes (9) périphériques possèdent, à leur extrémité frontale tournée vers le diaphragme (10) central, une arête la plus vive possible.

Zeichnung