DE2355784C2 - Rauchmelder nach dem Streulichtprinzip - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rauchmelder mit einem eine Dunkelkammer umschließenden Gehäuse, mit einer Lampe, weiche Licht auf einer Bahn in die Kammer sendet und mit einem Photodetektor, welcher die Lichtbahn überwacht und auf das von Teilchen in der Lichtbahn zerstreute Licht anspricht.

Bei der Messung für Schwebstoffe wie Rauch mit einem Rauchmelder nach dem Streulichtprinzip wird ein Lichtstrahl längs einer Achse ausgesandt, wobei die Lichtquelle im allgemeinen in einer mit Schlitzen ausgebildeten Dunkelkammer angeordnet ist, durch welche zwar Luft, aber nicht das Umgebungslicht hineingelangen kann. Das von den Schwebstoffen gestreute Licht wird von einer Photozelle aufgenommen, wonach ein Signal einem angeschlossenen Alarmkreis zugeführt wird. Das optische System, die Photozelle und der Alarmkreis sind normalerweise so ausgelegt, daß sie auf eine Rauchdichte zwischen etwa 3 und 20% Absorption pro Meter ansprechen, d. h. auf eine Rauchdichte, die pro Meter die Lichtintensität von 3% bis 20% schwächt.

Wegen des Alterns der Lampe, der Photozelle und der Alarmkreis-Bestandteile verschiebt sich der Alarmpunkt (Rauchdichte in Prozent) des Rauchmelders über eine gewisse zeitliche Periode, wobei die Verschiebung im allgemeinen prozentual zunimmt, entsprechend dem Abfall der Empfindlichkeit des Rauchmelders. Wenn der Rauchmelder aufhört, auf Rauchdichten über 20% anzusprechen, können sich gefährliche Mengen an Rauch und toxischen Gasen sammeln und das den Rauch hervorrufende Feuer kann sich ohne Warnung ausbreiten. Sowohl in industriellen als auch in Wohngebäuden werden Rauchmelder eingesetzt, von denen erwartet wird, daß sie ohne Wartung funktionieren und es können Jahre vergehen, währenddessen sich die Empfindlichkeit des Rauchmelders nachteilig verändern kann.

Es ist bekannt Rauchmelder zur Überprüfung ihrer Funktionsfähigkeit und zur Eichung ihrer Empfindlichkeit einem Testgas mit reproduzierbarer Trübung auszusetzen. Dieses Verfahren ist aufwendig und im Normalfall nur in einem Labor durchführbar.

Die aus anderen Rauchmeldern bekannten justierbaren, von außen manipulierbaren Blenden im Strahlengang der Erregerlampe dienen nicht der Simulierung von Rauchgas. Aus einem anderen Gerätetyp bekannte neutrale Dichteschirme sind für Streulichtphotometer ungeeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rauchmelder nach dem Streulichtprinzip derart zu verbessern, daß die Überprüfung seiner Funktionstüchtigkeit und seiner Empfindlichkeit am Installierungsort ohne großen Aufwand durchgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilchensimulator im Gehäuse beweglich gelagert ist, und daß ein Teil an dem Teilchensimulator angeordnet ist, welches durch die Lichtbahn in einer solchen Zone bewegbar ist, daß eine bestimmte Lichtintensität in Richtung zu dem Detektor hin abgelenkt wird.

Damit ist es möglich, ohne Verwendung eines reproduzierbaren Testgases eine Streuung in dem Rauchmelder zu simulieren, mit deren Hilfe durch eine einfache Handhabung überprüft werden kann, ob das Gerät funktionstüchtig ist.

In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Teil so groß ist, daß Licht der erforderlichen bestimmten Intensität zur Aktivierung des Photodetektors gestreut wird, wobei das Teil ein feiner Draht oder eine Lichtstreufahne sein kann.

Ferner kann das Teil mit einer matt-schwarzen Oxidoberfläche versehen sein, die leicht gewachst ist.

Zur einfachen Handhabung während der Überprüfung kann der Teilchensimulator ein von Hand betätigbares Glied aufweisen, das sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt.

Dabei kann der Teilchensimulator einen Winkelhebel aufweisen, der an einem Ende mit einem Fingergriff ausgebildet ist.

Zur Einstellung des Teilchensimulators kann der Winkelhebel einen mittleren Schwenkwinkel-Begrenzungsarm aufweisen, der mit einem einstellbaren Anschlag zusammenwirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Rauchmelder,

Fig.2 einen Schnitt längs der Linie H-II von Fig. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 1II-III von F i g. 2.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, weist der Rauchmelder

ein Gehäuse mit einem Boden 1 und einer Oberwand 2

sowie einer kreisringförmigen Seitenwand 3 auf. Poröse Schaumpolster 4 in Schützen, die in der Seitenwand vorgesehen sind, gestatten den Zutritt von Luft und von ί.-jft getragenen Schwebstoffen, wie Rauch, während Licht daran gehindert wird, in eine Dunkelkammer 6 einzutreten, welche an einer Seite durch einen optischen Block 7 geschlossen ist, ähnlich demjenigen gemäß US-PS 37 23 747. Der optische Bleck weist eine Erregerlampe 8 auf, deren Faden 9 aus einer geraden Schraubenform besteht Eine Lampenlinse 11 strahlt einen Lichtkegel von der Lampe auf einer Bahn dunJi einen Durchla-3 12 im Block längs der Achse A 1 quer durch die Dunkelkammer 6. Ein Photodetektor 13 überwacht die Kammer durch einen zweiten Durchlaß und eine Detektorlinse 18 längs einer Achse A 2 unter einem Winkel von 60° bezüglich des gestreuten Lichtes. In dem optischen Block 7 ist weiterhin ein Kompensations-Photodetektor 14 angeordnet, der in der genannten US-PS 37 23 747 beschrieben ist und welcher Licht direkt von der Lampe 9 erhält und gewisse Alterungseffekte in dem Photodetektor 13 ausgleicht. Wenn beispielsweise Rauch durch die Schaumstoffkissen 4 eintritt, streut der Rauch in der Schnittzone ζ der Lichtbahn längs der Achse A 1 und der Zellenbeobachtungsbahn längs der Achse A 2 Licht auf den Photodetektor 13, wodurch dieser mit einem photoelektrischen Signal anspricht Der Photodetektor ist über Anschlüsse 19 mit einer Alarmkreistafel 16 verbunden. Der Kompensations-Photodetektor 14 ist ebenfalls mit dieser Tafel über Anschlüsse 17 verbunden. Die Lampe, Detektoren und Stromkreise sind so ausgelegt, daß sie auf einen vorgewählten Rauchverdunkelungs-Prozentsatz ansprechen, vorzugsweise einem Prozentsatz der dicht bei 3,3% liegt, wobei ein Prozentsatz bis herauf zu 20% zulässig, jedoch in zunehmendem Maß weniger wünschenswert ist. Die gewünschte oder vorgegebene Größe für das Ansprechen des Rauchmelders auf den Betrag des vom Rauch einer solchen Verdunkelungsdichte gestreuten Lichtes kann als Lichtintensität oder als entsprechender Rauchverdunkelungs-Prozentsatz geeicht werden.

Der Rauchmelder kann unter denselben Bedingungen geprüft werden, als wenn der vorgegebene Gehalt an Rauch in der Kammer 6 vorhanden wäre, indem eine geeichte Menge an auf der Achse A 1 ausgesandten Lichts an der Schnittzone Z in Richtung der Achse A 2 geworfen wird, und zwar unter Verwendung eines Teilchensimulators 20. Dieser Simulator weist einen Drahtwinkelhebel auf, der einen Fingergriff 21 außerhalb der kreisförmigen Kammerwand 3 aufweist, sowie ein axiales Wellenteil 22 mit einer mittleren U-Biegung 23 und einen relativ feinen Draht 24, der an seinem inneren Ende in der Dunkelkammer 6 durch Punktschweißung mit dem Wellenteil verbunden ist Das Wellenteil 22 ist drehbar in Einschnapphülsen gelagert die in Vorsprüngen 26 gebildet sind, welche als herabhängende Teile an der Kunststoff-Deckwand 2 angeformt sind. Der U-förmig gebogene Teil 23 ist um etwa ?5° gegenüber dem feinen Draht winkelmäßig versetzt und begrenzt die Drehung des Winkelhebels durch Anlage an einem einstellbaren Anschlag in Form einer Stellschraube 25, die durch die Deckwand 2 eingeschraubt ist. In der normalen Betriebsstellung hängt der feine Draht 24 vertikal außerhalb der Lichtbahn längs der Achse A 1 und der Schnittzone Z wie sich aus den Figuren ergibt

Der feine Draht 24 hat im Verhältnis zum Querschnitt des konischen Lichtstrahls längs der Achse Λ 1 an der Zone Z einen solchen Durchmesser und einen solchen Flächenbereich, daß er wirksam einen geeichten Betrag an Licht entsprechend demjenigen, der durch Rauch von 3—20% Verdunkelungsdichte gestreut wird, streut, wenn er durch die Zone Z von der mit ausgezogenen Linien in Fig.3 dargestellten Stellung in die gestrichelt dargestellte Stellung geschwenkt wird. Vorzugsweise ist die geeichte Lichtintensität äquivalent zu 9—20% Rauch, da von den Rauchmelderbauteilen heute nicht erwartet wird, daß sie eine Anfangsempfindlichkeit von 3% Rauch mehrere Jahre aufrecht erhalten, während jedoch Rauchmengen-Empfindlichkeiten von 9—20% als akzeptabel angesehen werden. Mit einer Lampe 8, einem Photodetektor 13 und Licht- sowie Zellendurchlässen von etwa 8 mm streut ein feiner Draht mit einem Durchmesser von V₄ mm (34 gauge) eine geeichte Lichtintensität aus der Schnittzone Z auf die Zelle 13 entsprechend einem Rauchgehalt im Bereich von 3—20%. Vorzugsweise ist der gesamte Teilchensimulator 20 mit einer matt-schwarzen Oxidoberfläche versehen, die leicht eingewachst ist.

Der Betriebsfähigkeitstest wird dadurch vorgenommen, daß der Teilchensimulator langsam vollständig durch die Lichtbahn an der Schnittzone Z hindurchgeschwenkt wird, bis die U-Biegung 23 an der Einstellschraube 25 anschlägt, nachdem der feine Draht im wesentlichen durch die Zone hindurchgegangen ist.

Die Einstellschraube kann verstellt werden, um den feinen Draht an einer Mittelstellung in der Zone anzuhalten. Da aber die Lage des Fadens 9 in der Lampe 8 sich verändert, verlagert sich auch die Lichtachse A 1 und die Mitte der Schnittzone Z von Lampe zu Lampe. Jedoch kann mit enger Toleranz der Lage des Fadens oder durch die Lampenwahl der feine Draht in der Zone angehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Rauchmelder mit einem eine Dunkelkammer umschließenden Gehäuse, mit einer Lampe, welche Licht auf einer Bahn in die Kammer sendet und mit einem Photodetektor, welcher die Lichtbahn überwacht und auf das von Teilchen in der Lichtbahn zerstreute Licht anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilchensimulator (20) im Gehäuse (1,2,3) beweglich gelagert ist, und daß ein Teil (24) an dem Teilchensimulator (20) angeordnet ist, welches durch die Lichtbahn in einer solchen Zone bewegbar ist, daß eine bestimmte Lichtintensität in Richtung zu dem Detektor hin abgelenkt wird.

2. Rauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (24) so groß ist, daß Licht der erforderlichen bestimmten Intensität zur Aktivierung des Photodetektors gestreut wird.

3. Rauchmelder nach Anspiuch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (24) ein feiner Draht ist

4. Rauchmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (24) eine Lichtstreufahne ist

5. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (24) mit einer matt-schwarzen Oxidoberfläche versehen ist, die leicht eingewachst ist

6. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Teilchensimulator (20) ein von Hand betätigbares Glied (21) aufweist, das sich aus dem Gehäuse (1,2,3) heraus erstreckt

7. Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Teilchensimulator (20) einen Winkelhebel aufweist der an einem Ende mit einem Fingergriff (21) ausgebildet ist.

8. Rauchmelder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel einen mittleren Schwenkwinkel-Begrenzungsarm (23) aufweist der mit einem einstellbaren Anschlag (25) zusammenwirkt.