OPTICAL SMOKE DETECTOR

Abstract: 1. An optical smoke sensor comprising a light source (S) and a light detector (E) arranged at an acute angle (beta) in relation thereto, where the overlap zones of the transmitting lobe (SK) and the receiving lobe (EK) form a measurement zone (MR) in which smoke particles present produce a scattering of light to be received as reflected radiation, wherein the detector (E) is assigned at least one light source (S1, S2) in its direct vicinity, characterised in that a non-scattered light beam (SK1, SK2) which emanates from the light source emerges through an opening (O1, O2) in the housing (G) of the sensor (M), where the angle (alpha) of the transmitting lobe (SK) is at least sufficiently small to correspond to the outlet opening (O), and where the housing has no opening at the point to which the receiving lobe (EK) extends.

Description: Optischer Rauchmelder Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Rauchmelder mit einem Lichtsender und einem im spitzen Winkel dazu angeordneten Lichtempfänger, wobei die Uberlappungszonen von Sende- und Empfangskeule einen Messraum bilden, in dem vorhandene Rauchpartikeln eine Lichtstreuung verursachen, die als Rückwärtsstrahlung empfangen wird. Die meisten optischen Rauchmelder, die nach dem Lichtstreuungsprinzip arbeiten, nützen die Vorwärtsstreuung aus. Hier verursachen grosse Rauchaerosole einen starken Effekt, während kleine Aerosole nur wenig Streulicht verursachen. Rauchmelder, die die Rückwärtsstreuung ausnutzen, haben eine gleichmässigere Empfindlichkeit, was einen universelleren Einsatz ermöglicht. Die schwächere Streulichtintensität erfordert jedoch einen höheren elektronischen Aufwand. Insbesondere ist bei Streulichtmeldern nach dem Prinzip der Rückwärtsstreuung der optische Aufbau recht kompliziert und aufwendig, da sonst Licht vom Sender in den Empfänger über das Meldergehäuse reflektiert wird, auch wenn kein Rauch vorhanden ist. In der EP-A1-031096 ist eine optische Anordnung für einen Rauchmelder nach dem Lichtstreuungsprinzip beschrieben. Es wird dort vorgeschlagen, zur Erzielung einer geringen Baulänge Sender und Empfänger in einem spitzen Winkel zueinander anzuordnen, so dass eine möglichst grossvolumige Uberlappungszone von Sende- und Empfangs keule gebildet wird, um die Rückwärtsstreuung günstig ausnutzen zu können. Dazu ist aber neben den optischen Systemen ein recht kompliziertes Labyrinth notwendig, das aus einer Vielzahl von Blenden besteht. Zur Vermeidung von Reflektionen im Melderinneren und zur Bildung eines optischen Sumpfes müssen diese Blenden in ganz bestimmter Weise zu den jeweiligen Achsen der Sende- und Empfangskeulen angeordnet werden. Aufgabe der Erfindung ist es, den Nachteil des komplizierten und grossen Labyrinths zu vermeiden und einen optischen Rauchmelder der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau ohne viel Blenden erlaubt, wobei das Streulicht der Rückwärtsstrahlung optimal genutzt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen optischen Rauchmelder erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Empfänger in unmittelbarer Nähe mindestens ein Lichtsender zugeordnet ist, dessen nicht gestreuter Lichtstrahl durch eine im Gehäuse des Melders angebrachte Öffnung austritt, wobei der Winkel der Sendekeule zumindest so klein ist, dass er der Austrittsöffnung entspricht. Ein derartig aufgebauter Rauchmelder hat den Vorteil, dass kein Labyrinth mit einer Vielzahl von Blenden zur Bildung eines Lichtsumpfes erforderlich ist. Die Lichtaustrittsöffnung des Melders kann gleichzeitig als Raucheintrittsöffnung dienen, so dass bei entsprechend günstiger Anordnung der Rauch unmittelbar eintreten und zum Messraum gelangen kann. Es tritt also für den Raucheintritt keine Verzögerung ein, wie dies sehr häufig bei vorhandenen komplizierten Labyrinths der Fall ist. Dadurch kann der Melder schneller reagieren. Bei der erfindungsgemässen Anordnung ist die Empfangskeule des Empfängers so ausgerichtet, dass kein in das Melderinnere eindringende Fremdlicht den Lichtempfänger stört. In einer zweckmässigen Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Lichtsender konzentrisch um einen Lichtempfänger angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Messraum wesentlich grösser wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch das Ausleuchten des Messraums mit mehreren Sendern die Streulichtintensität der Rückwärtsstrahlung wesentlich erhöht wird. Ferner erlaubt dieser Aufbau eine sehr dichte Anordnung der Lichtsender um den Lichtempfänger, so dass dadurch die optischen Achsen der Lichtsender in einem sehr spitzen Winkel zur optischen Achse des Lichtempfängers angeordnet sind. Dadurch wird ein sehr grossvolumiger Messraum gebildet. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Lichtempfänger konzentrisch um einen Lichtsender angeordnet werden. Dabei ergibt sich ebenfalls der Vorteil, dass aufgrund der Mehrzahl von Lichtempfängern das relativ schwache Streulicht besser empfangen werden kann. Das von Rauchpartikeln reflektierte Licht wird mit mehreren Empfängern und von mehreren Seiten empfangen, die Empfangssignale addieren sich, so dass dadurch die Signalintensität vergrössert wird. Bei dem erfindungsgemässen optischen Rauchmelder ist es zweckmässig die Empfangskeule bzw. -keulen des Empfängers bzw. der Empfänger nahezu parallel auszubilden, wobei die dem Empfänger gegenüberliegende Gehäusewand keine Öffnung aufweist. Es ist dort jedoch nicht erforderlich, mit Hilfe von Blenden einen Lichtsumpf auszubilden, weil das vom Sender bzw. von den Sendern abgestrahlte Licht eng gebündelt nach aussen tritt und im Gehäuseinneren keine störende Reflektion verursachen kann, die bei nicht vorhandenen Rauch auf dem Empfänger treffen könnte. Mit der erfindungsgemässen Anordnung von Sender und Empfänger ist es möglich, einen Winkel der optischen Achsen zu erzielen, der wesentlich kleiner als 45- sein kann. Der damit er reichte grossvolumige Messraum, insbesondere bei Anordnung von mehreren Lichtsendern, gewährleistet eine sehr hohe Streulichtintensitat gegenüber herkömmlichen Rauchmeldern mit Rückwärtsstreuung. Bei dem erfindungsgemässen Rauchmelder ist es vorteilhaft, die Sender und den bzw. die Empfänger so anzuordnen, dass die Sende- bzw. Empfangskeulen in etwa senkrecht zum Meldersockel ausgerichtet sind. Bei einem an einer Raumdecke montierten Rauchmelder tritt der Sendestrahl nach unten in den Raum. Die Lichtaustrittsöffnungen, die zweckmässigerweise gleich die Raucheintrittsöffnungen sein können, sind dann an der Melderfrontseite, so dass ein entstehender Rauch unmittelbar in das Innere des Meldergehäuses eindringen kann. Anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung wird der erfindungsgemässe Rauchmelder im folgenden erläutert. Dabei zeigt die Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Rauchmelders und Fig. 2 entsprechend dazu die Draufsicht. Der schematisch dargestellte Rauchmelder besitzt einen Sockel SOK mit Sockelkontakten K einen Baugruppenträger BGT auf dem u.a. ein Empfänger E und entsprechend dicht bei der Linse L des Empfängers E zwei Lichtsender S1 und 52 angeordnet sind. Der Melder M weist ein Gehäuse G auf, das gegenüber von den Lichtsendern S1 und 52 jeweils eine Öffnung Öl und Ö2 besitzt. Mit Hilfe der Linse wird die Empfangs keule EK des Lichtempfängers E parallel gerichtet, so dass eintretendes Fremdlicht nicht in den Lichtempfänger gelangen kann. Die Sendekeulen SK1 und SK2 besitzen einen verhältnis mässig schmalen Bündelungswinkel < 4 d . Entsprechend die- sem Winkeln ist die Grösse der Lichtaustrittsöffnungen Öl und Ö2 ausgebildet, so dass der Sendestrahl im Gehäuseinneren nicht reflektiert werden kann. Diese Anordnung erlaubt einen sehr spitzen Winkel(? zwischen der optischen Achse OAE des Empfängers E und den optischen Achsen OAl und OA2 der Sender S1 und 52. Dadurch werden grosse Uberlappungszonen gebildet, die einen grossvolumigen Messraum MR ergeben. Solange kein Rauch in das Melderinnere und damit in den Messraum gelangt, wird das von den Lichtsendern abgestrahlte Licht nicht reflektiert; es kann ungehindert austreten. Tritt Rauch ein, so wird in dem Messraum das Licht gestreut und mit dem rückseitig angeordneten Empfänger empfangen. Diese Anordnung stellt lediglich ein einfaches Ausführungsbeispiel dar. Wie oben schon erwähnt können um einen Empfänger mehrere Sender konzentrisch angeordnet werden um den Wirkungsgrad des optisches Rauchmelders zu erhöhen. Es ist ebenso eine umgekehrte Anordnung möglich, nämlich um einen Sender mehrere Empfänger herum anzuordnen, wobei der Lichtstrahl des Senders durch eine entsprechend angeordnete Öffnung im Meldergehäuse nach aussen austritt ohne Reflektionen im Melderinneren zu verursachen. 6 Patentansprüche 2 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Optischer Rauchmelder mit einem Lichtsender (S) und einem im spitzen Winkel C) dazu angeordneten Lichtempfänger (E), wobei die Uberlappungszonen von Sende- (SK) und Empfangskeule (EK) einen Messraum (MIR) bilden, in dem vorhandene Rauchpartikeln eine Lichtstreuung verursachen, die als Rückwärtsstrahlung empfangen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem Empfänger (E) in unmittelbarer Nähe mindestens ein Lichtsender (ski, S2) zugeordnet ist, dessen nicht gestreuter Lichtstrahl (SK1, SK2) durch eine im Gehäuse (G) des Melders (M) angebrachte Öffnung (Öl, Ö2) austritt, wobei der Winkel ( ) der Sendekeule (SK) zumindest so klein ist, dass er der Austrittsöffnung (t) entspricht. 2. Optischer Rauchmelder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Lichtsender (ski, 52 ...) konzentrisch um einen Lichtempfänger (E) angeordnet sind. 3. Optischer Rauchmelder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Lichtempfänger (El, E2 ...) vorgesehen sind, die konzentrisch um einen Lichtsender (S) angeordnet sind. 4. Optischer Rauchmelder 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 Empfangskeule (EK) nahezu parallel ist. 5. Optischer Rauchmelder mit einem Lichtsender (S) und einem im spitzen Winkel (ss) dazu angeordnetem Lichtempfänger (E), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der spitze Winkel ((3) wesentlich kleiner als 45- ist. 6. Optischer Rauchmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Sende- und Empfangskeulen (SK, EK) im wesentlichen senkrecht zum Meldersockel (SOK) ausgerichtet sind.

Inventors: THILO, PEER, DR.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: G08B17
IPC codes: G08B17