DE2515367B2

DE2515367B2 - Fotoelektrischer Rauchdetektor

Info

Publication number: DE2515367B2
Application number: DE2515367A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Kawasaki Kajii (Japan)
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1974-04-17
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1980-03-20
Also published as: CA1028758A; AU8021775A; SE7504386L; DE2515367C3; US3992102A; GB1501698A; JPS50134172A; DE2515367A1; SE396251B; FR2267804A1; FR2267804B1; NO751246L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen foloelcktrischen Rauchdetektor, der im Oberbegriff des Patentanspruchs I dargestellten Gattung.

Ein nach der DE-AS Il 14 477 bekanntes Aerosolmeßgerät sieht für den Lichtempfänger in bezug auf ein streng paralleles Primärlichtbündel eine Anordnung vor, bei welcher ein aus dem genannten Primärlichibündel abgelenktes Streulichtbündel im Winkelbereich von bis 12" erfaßt wird. Die Lichtstrahlen dringen dabei von außen durch Schaugläser des Gehäuses, von denen das cingangsscitige an sich bereits eine Streuung des einfallenden Lichtes bedingen kann. Um diese Streuung zu vermeiden, findet das Absehirmblech in der Form Verwendung, daß es die an dem genannten Schauglas gebeugten Lichtstrahlen im Hinblick auf den Lichlempfänger abschirmt. Der Primärlichtstrahl wird von diesem Absehirmblech jedoch nicht getroffen, weil sonst an der Kante des Abschirmbleches eine Lichtbeugung eintreten wurde, welche jedoch lediglich durch Aerosole ausgelöst werden soll.

Für einen Rauchdetektor der einleitend beschriebenen Art muß in Betracht gezogen werden, daß bereits sehr geringe Rauchkonzentrationen im Gasvolumen des Gehäuses erfaßt werden müssen. Deshalb hat man auch

¹I bereits bei Rauchdetektoren die Empfindlichkeit einstellbar gemacht, indem die Spannung des Stromkreises der Lichtquelle verändert wird. Eine derartige Einstellbarkeit, wie sie sich beispielsweise aus der US-PS 3185 975 ergibt, erfordert indes eine selu· große

lu Geschicklichkeit, so daß auch hiermit die Aufgabe einer einfachen und sehr genauen Einstellung noch nicht gelöst ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fotoelektrischen Rauchdetektor der einleitend beschrie-

!■> benen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß seine Empfindlichkeit und das Signal-Verhältnis durch einen einzigen Einstellvorgang verändert werden können, wobei der Einstellvorgang selbst leicht und zuverlässig zu bewirken ist.

-'» Diese Aufgabenstellung wird durch den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gemachten Vorschlag gelöst, der seinerseits mit den Vorschlägen der Unteransprüche 2 bis 4 in vorteilhafter Weise weiterentwickelt wird.

-· Somit sieht die Erfindung ausdrücklich die Anordnung der Einstellschraube im Primärlichtstrahl vor. Man kann damit vor aPem Herstellungstoieranzen bei der Bearbeitung des Abschirmbleches bzw. beim Einbau von Lichtempfänger und Lichtquelle derart ausgleichen,

»> daß kein direktes Licht auf den Lichtempfänger fallen kann. Weiterhin läßt sich auch noch das von den Gehäusewandungen reflektierte Licht im gewissen Umfang durch Einstellung der Einstellschraube ausgleichen. Sie erlaubt nicht nur die Einstellung des von der

i". oberen Kante des Abschirmblcchs gebeugten Lichtes, sondern gestattet darüber hinaus auch noch im gewissen Umfang eine Beaufschlagung des Lichtempfängers mit direktem Licht, so daß sich insgesamt das Signal-Rauschverhältnis des Rauchdetektor auf einen für

·"! dessen Einsatz in der Praxis geeigneten Wert justieren läßt.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt
Pig. 1 einen Querschnitt durch einen crfindungsge-

·*'> mäßen photoelektrischcn Rauchdetektor,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Detektor gemäß Fig. I entsprechend der Schnittlinie H-Il,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine abgewandelte-Ausführungsform tier Erfindung,

in Fig. 4 einen Querschnitt durch die abgewandelte Ausführungsform der Erfindung entlang der Schnittlinie IV-IV,

F i g. 5 und 6 seitliche Ansichten der unleren Enden der Einstellschrauben mit unterschiedlichen Konstruktiv tionsmerkmalen für die Aufnahme eines Einstcllwerkzcuges und

F i g. 7 und 8 slirnseitige Ansichten der unteren Enden abgewandelter Ausführungsformen der Einstellschraube.

mi Eine vorzugsweise Ausführungsform des photoelekirischen Rauehdeiektors zeigen die Fig. I und 2; in einem zylindrischen Gehäuse I befindet sich eine Lichtquelle 2 und ein Lichtempfänger 3, deren optische Achsen sich unter einem bestimmten Winkel schneiden.

'■'' Zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtempfänger 3 ist im Gehäuse ein Abschirmbkch 4 derart angeordnet, daß von der Lichtquelle kein direktes Licht auf den Lichtempfänger fällt; in Nähe des Innenrandes des in

Form einer Piatte ausgeführten Abschirmbleches 4 befindet sich die Einstellschraube 5 für die Einstellung in senkrechter Richtung. Somit bildet ein Bereich oberhalb einer die Lichtquelle 2, den Innenrand des Abschirmbleches 4 und den Lichtempfänger 3 verbindenden Linie einen Empfangsbereich A; der in diesen Empfangsbereich gelangende Rauch wird durch die Veränderung der vom Lichtempfänger empfangenen Lichtmenge festgestellt, die sich durch Reflektion des Lichtes der Lichtquelle am Rauch ergibt, so daß ein elektrisches Signal erzeugt wird.

Beim vorstehend beschriebenen fotoelektrischen Rauchdetektor dient das Abschirmblech 4 der Verhinderung eines direkten LiciiteinfaJls von der Lichtquelle 2 auf den Lichtempfänger 3, wenn in den Empfangsbereich A kein Rauch gelangt Als Folge der Toleranzen der Herstellung und der Bearbeitung der einzelnen Teile ist es jedoch ausgeschlossen, jeglichen direkten Lichteinfall auf den Lichtempfänger auszuschalten, so daß eine geringe Menge an Streulicht verbleibt. Auch ist es ausgeschlossen, die Wandungsflächen und dergleichen im Empfangsbereich als vollkommen schwarze Körper zu gestalten, so daß auch eine geringe Lichtmenge vc'n den Wänden und dergleichen reflektiert wird. Unit-T Vernachlässigung dieser Lichtreflektionen hat nur ^l:ine geringe Änderung in der Lage des Abschirniblech^cs 4 einen großen Einfluß auf die Empfangfichan'kteristik oder Empfindlichkeit des Detektors gegenüber Rauch zur Folge. Es ist deshalb von Vorteil, wenn Mittel vorhanden sind, um den Empfangsfehler durch geringe Veränderungen in der Lage des Abschirmblechßs 4 infolge dessen ungenauer Montage oder Herstellung auszugleichen.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Einstellschraube 5 vorgesehen. Die Einstellschraube 5 hat, wie man F i g. 2 entnehmen kann, oben einen Schlitz 7 für die Aufnahme eines Schraubenziehers; mittels eines Gewindeganges greift sie in das Innengewinde 6 innerhalb einer horizontalen Unterteilung des Gehäuses 1 zum Zwecke der vertikalen Bewegung ein. Wie sich aus den Fig. I und 2 ergibt, ist die Einstellschraube 5 in Nähe des Innenrandes des Abschirmbleches 4 angeordnet; das untere Ende der Einstellschraube 5 dringt in den Empfangsbereich A mit einer beabsichtigten Länge ein. Somit ermöglicht die Einstellschraube eine Feineinstellung der !.age der innenwand des *\bschirmbleches 4, wodurch es möglich ist,die in den Bereich A\ projizierte Lichtmenge hinter der Einstellschraube einzustellen und auch die vom Lichtempfänger 3 aus dem Bereich A2 empfangene Lichtmeng? einzustellen, ohne die Stellung des Abschirmbleches 4 zu verändern. Wenn auf diese Weise gemäß der vorliegenden Erfindung die Einstellschraube 5 mitteis eines nicht dargestellten Schraubenziehers verstellt wird, kann man die Menge des Streulichtes, welches bei Abwesenheit von Rauch auf den Lichtempfänger auftrifft, und mithin die Fremdspannung des mit dem elektrischen Lichtempfänger verbundenen Stromkreises einstellen, indem die in den hinteren Be'eich A\ gelangende L.ichtmtnge eingestellt wird, und indem zur Einstellung der vom Rauch reflektierten und auf den Lichtempfänger auftreffenden Lichtmenge das Licht des Bereiches A₂ eingestellt wird, womit die Empfindlichkeit und das Signalverhältnis (S/N-Verhältnis des Detektors in Beziehung zueinander eingestellt werden. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist ein entfernbarer Deckel am unteren Teil des Gehäuses 1 mit einem ringförmigrn Spalt vorgesehen, um den Bereich A gegenüber äußerem Licht abzuschirmen, und um eine Einlaßöffnung für den Rauch zu bilden.

Zweckmäßig wird die Einstellschraube in ihrer eingestellten Position verriegelt und gegenüber Feuchtigkeit mit einem Dichtungsmittel 8, wie beispielsweise

*> einem Silikon-Elastomer am oberen Ende der Einstellschraube 5 gemäß F i g, 2 verschlossen. Hierdurch wird eine unbeabsichtigte Drehung der Einstellschraube während der Montage des Detektors beispielsweise an einer Decke vermieden. Auch wird von der Decke

lu abtropfendes Wasser oder ein Beschlagen infolge der Feuchtigkeit der Umgebungsluft von einer Einwirkung auf die Einstellschraube ferngehalten, so daß eine Funktionsstörung des Detektors wirkungsvoll verhindert wird.

i^r> Bei der in den Fig.3 und 4 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist an Stelle des plattenförmigen Abschirmbleches 4 eine im Querschnitt sektorförmige Lichtabschirmwand 4 vorgesehen. In diesem Falle ist das untere Ende der Einstellschraube 5

.'η mit einem Schlitz oder einer öffnung 7 für einen Schraubenzieher ausgeführt. Die Konstruktion der anderen Teile ist die gleiche wie bei Jer vorherigen Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird von der Lichtabschirmwand 4 ein Bereich B

r> abgeschirmt, der im Querschnitt ebenfalls sektorförmig ist ur.J ein direktes Einstrahlen des Lichtes der Lichtquelle 2 auf den Lichtempfänger 3 verhindert, wenn im Empfangsbereich A kein Rauch vorhanden ist. Die Lichtabschirmwand 4 kann aurh ein fester Block

ι« sein, dessen Volumen den Bereich B ausfüll:.

Bei der vorstehenden Ausführungsform befindet sich die Einstellschraube 5 in Nähe des Scheitels der Lichtabschirmwand 4'; ihr unteres Ende dringt in den Empfangsbereich A in gewünschtem Ausmaß ein, um

i"> eine Feineinstellung der Lage der Lichtabschirmwand 4 zu gewährleisten. Wenn eine Neueinstellung des Detektors notwendig ist, muß das Dichtungsmittel 8 vom oberen Ende der Einstellschraube entfernt werden. Da jedoch, wie ausgeführt wurde, auch das untei« Ende

w der Einstellschraube mit einem Schlitz T versehen ist, kann man lediglich durch Entfernung des Deckels 9 das Dichtungsmittel 8 herausdrücken, indem die Einstellschraube durch Einstecken eines Schraubenziehers in den Schlitz T gedreht wird. Somit ist eine Nachstellung

■r> der Einstellschraube 5 durch Einstecken eines Schraubenziehers in den Schlitz 7 am oberen Teil der Einstellschraube 5 möglich, nachdem der Deckel 9 erneut aufgesetzt wurde. Zum Schluß der Neueinstellung wird das Dichtungsmittel wieder eingebracht.

vi Wenngleich der Schlitz T am unteren Ende der Einstellschraube einfach für die Ausbildung eines üblichen Schraubenziehers ausgeführt sein kann, sind öffnungen mit quads atischem oder sechseckigem Queijchnitt entsprechend den Fig. 7 und 8 bevorzugt,

>^r> weil in diesem Falle das periphere Profil beim Drehen der Schraube nicht oeschädigt werden kann, 30 daß man immer eine leichte und lineare Einstellmöglichkeit der Lichtmcnge beibehält. Die Ausbildung des Schlitzes 7 ist nicht auf die Au!,führungsformen gemäß den F i g. 5 bis 8

wi begrenzt, sondern auch elliptische, flachkreisförmige oder /wci bzw. mehr Öffnungen oder auch andere Ausführungen können für die Aufnahme von Schraubenziehern, Schlüsseln oder anderen Einstellwerkzeu· gen dienen.

Der mit dem Lich'empfänger in Verbindung stehende Stromkreis ist an sich bekannt und wurde demgemäß nicht dargestellt. Zum Beispiel kann die Lichtquelle als Beleuchtungsdiode verwendet werden, deren l.ichtin-

tensität durch einen Widerstand, der mit ihr in Serie geschaltet ist, veränderbar ist. Der Ausgang des Stromkreises ist durch Einstellung eines Schaltniveaus im Lichtempfangsstromkreis oder durch Einstellung des Ausgangsniveaus desselben einsteilbar. Im allgemeinen wird der Ausgang durch Veränderung des Wertes eines Vorwidemandes eingestellt, doch ist es nichl nur schwierig, geeignete Widerstandswerte auszuwählen, sondern auch die Einstellung ist dann nur schrittweise und nicht weich und kontinuierlich möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fotoelektrischer Rauchdetektor, bestehend aus einem für den Eintritt von Rauch vorgesehenen Gehäuse mit einer dafür vorgesehenen Lichtquelle sowie einem von der direkten Einstrahlung durch die Lichtquelle geschützten Lichtempfänger, und mit einem Abschirmblech im Empfangsbereich des Lichtempfängers, wobei der Lichtempfänger beim Eintritt von Rauch in seinen Empfangsbereich das vom Rauch gebeugte Licht der Lichtquelle empfängt und ein elektrisches Signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Kante des Abschirmblechs (4) eine Einstellschraube (5) für die Einstellung der von der Lichtquelle (2) in den Empfangsbereich abgegebene Lichtmenge und des Anteils des vom Rauch gebeugten, auf den Lichtempfänger (3) fallenden Lichtes vorgesehen ist

2. Photoelektrischer Rauchdetektor nach Anspruch l,.ühdurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube (5) in eine Gewindeöffnung innerhalb des Gehäuses (1) eingeschraubt ist und am oberen Ende für die Aufnahme eines Einstellwerkzeuges ausgeführt ist, wobei eine unbeabsichtigte Verdrehung der Einstellschraube sowie der Einfluß von Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf die Einstellschraube durch ein die Einstellschrauoe (5) abschließendes Dichtungsmittel (8) vermieden ist.

3. Photoelektrischer Rauchdetektor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Gehäuses (1) ein entfernbarer Deckel (9) vorgesehen ist, der einen Spalt für den Eintritt von Rauch in das Gehäuse (1) zwischen ihm und dem Deckel bildet, wobei das -jntere Ende der Einstellschraube (5) durch Entfernu! j des Deckels (9) zugänglich ist, und wobei das untere Ende der Einstellschraube (5) mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Einstellwerkzeuges ausgeführt ist.

4. Photoelektrischer Rauchdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Innern des unteren Endes der Einstellschraube (5) derart liegt, daß bei deren Drehung eine Verände rung des Umfangsprofils des unteren Abschnittes ausgeschlossen ist.