-
TECHNISCHES
GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Feuerdetektoreinheit gerichtet
und insbesondere auf eine Feuerdetektoreinheit eines Streulichtdetektionstyps.
-
ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
-
Feuerdetektoreinheiten
eines Streulichtdetektionstyps sind in großem Umfang zur Überwachung
einer Rauchdichte eingesetzt worden, die proportional zu einem Betrag
von Lichtstreuung aufgrund der Anwesenheit von Rauchpartikeln ist,
und zur Bestimmung des Vorhandenseins von Feuer durch Vergleichen
der Rauchdichte mit einem vorher festgelegten Schwellwert. Die japanische
Gebrauchsmuster-Veröffentlichung
Nr. 4-108293 beschreibt eine typische Feuerdetektoreinheit, die
eine Basis mit einer Rauchkammer, eine Leuchtdiode, die ein einfallendes
Licht in die Rauchkammer richtet, und eine Fotodiode beinhaltet,
die ein Licht sammelt, das bedingt durch die Rauchpartikel in der
Rauchkammer gestreut wird, um ein elektrisches Signal zu erzeugen,
das die Menge des empfangenen Lichtes angibt. Das elektrische Signal
wird in einem Feuerdetektionsschaltkreis verarbeitet, der ein Feuerwarnsignal
bereitstellt, wenn die detektierte Rauchdichte kritisch wird. Zur
Detektoreinheit gehört
eine Leiterplatte, die sicher an der Basis befestigt ist und auf
der die Leuchtdiode, die Fotodiode und elektronische Komponenten
montiert sind, die den Feuerdetektionsschaltkreis bilden. Um eine
elektromagnetische Abschirmung über
einem bestimmten Bereich der elektrischen Schaltung zum Schutz gegen
eine mögliche Strahlungsstörung herzustellen,
ist die Detektoreinheit mit einer aus Metall bestehenden Abschirmung versehen,
die von der Basis getrennt geformt und zusammen mit der Leiterplatte
auf der Basis angebracht ist. Da die Abschirmung von der Basis getrennt
geformt ist, ist beim Zusammenbauen der Detektoreinheit über das
Montieren der Leiterplatte an der Basis hinaus zusätzliche
Arbeit erforderlich, um die Abschirmung für die Leiterplatte anzubringen
und die Abschirmung an der Basis zu befestigen, wodurch sich die
Effizienz der Herstellung verringert. Daher ist es nicht leicht,
die Detektoreinheit zu geringen Herstellungskosten unter Einsatz
automatisierter Fertigungsverfahren zusammenzubauen.
-
BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Angesichts
obiger Unzulänglichkeiten
ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um eine verbesserte
Feuerdetektoreinheit bereitzustellen, die in der Lage ist, effizient
zu geringen Kosten gefertigt zu werden und trotzdem eine wünschenswerte
elektromagnetische Abschirmung über
einem Bereich einer der Detektoreinheit innewohnenden elektrischen Schaltung
sicherzustellen. Die Feuerdetektoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung
beinhaltet eine Basis, die aus einem Spritzguß-Kunststoff hergestellt ist,
um eine Labyrinthwandung aufzuweisen, die auf dem Umfang der Basis
hervorragt, um darin eine Rauchkammer zu definieren. Die Labyrinthwandung ermöglicht einen
Eintritt von Rauchpartikeln, verhindert aber den Eintritt von Umgebungslicht
in die Rauchkammer. Die Basis hält
einen Lichtprojektor, der ein einfallendes Licht von einem lichtemittierenden
Element in die Rauchkammer richtet. Die Basis hält auch einen Lichtkollektor,
der ein Licht sammelt, das durch die Rauchpartikel in der Rauchkammer
auf ein lichtempfangendes Element gestreut wird. Das lichtempfangende
Element erzeugt ein elektrisches Signal, das die Menge des empfangenen
Lichtes angibt. Ein Feuerdetektionsschaltkreis ist so angeschlossen,
daß er
das elektrische Signal empfängt, so
daß er
ein Feuerwarnsignal, basierend auf dem elektrischen Signal, zur
Verfügung
stellt. Das lichtemittierende Element, das lichtempfangende Element und
die elektronischen Komponenten, die den Feuerdetektionsschaltkreis
bilden, sind auf einer Leiterplatte montiert, die auf der Basis
angebracht ist. In der Detektoreinheit enthalten ist eine aus Metall
bestehende elektromagnetische Abschirmung, die das lichtempfangende
Element vor elektromagnetischen Strahlungsstörungen schützt. Das kennzeichnende Merkmal
der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die elektromagnetische Abschirmung
integral in der Basis ausgebildet ist und einen Erdungsanschluß zur Verbindung
mit einer Masseleitung der Leiterplatte aufweist und daß die Leiterplatte
an der Basis mittels aus Metall bestehender Anschlußstifte
befestigt ist, die zur elektrischen Verbindung mit dem Feuerdetektionsschaltkreis
ebenfalls integral in der Basis ausgebildet sind und durch die Leiterplatte
zur Verbindung mit einer externen Leitung hervorragen. Durch die Bereitstellung
der integral ausgebildeten elektromagnetischen Abschirmung und der
integral ausgebildeten Anschlußstifte
kann die elektrische Verbindung der Abschirmung zur elektrischen
Schaltung sowie die Verbindung der Leiterplatte zur Basis gleichzeitig einfach
dadurch hergestellt werden, indem die Leiterplatte auf der Basis
montiert wird, wodurch sich der Zusammenbau der Detektoreinheit
vereinfacht.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Labyrinthwandung zusammen mit der Basis ausgebildet, um
eine einheitliche Struktur zu bilden, in die die elektromagnetische
Abschirmung eingebettet ist, wodurch zum einfacheren Zusammenbau
der Detektoreinheit die Anzahl der Teile reduziert wird.
-
Vorzugsweise
sind die elektromagnetische Abschirmung und die Anschlußstifte
aus einem einzelnen Metallblech mittels Bearbeiten des Metallblechs
und Biegen von bearbeiteten Bereichen hergestellt, was die Fertigung
der Detektoreinheit ebenfalls vereinfacht.
-
Die
Detektoreinheit kann ferner eine insektenabhaltende Abdeckung beinhalten,
die aus einem Kunststoffmaterial so geformt ist, daß sie eine
Seitenwand und eine untere Wand aufweist. Die Seitenwand ist in
Form eines Gittersiebs hergestellt, welches die Labyrinthdichtung
umgibt, so daß fliegende Insekten
oder ähnliches
Fremdmaterial daran gehindert werden, in die Rauchkammer einzudringen,
und weist eine Anzahl von Belüftungsöffnungen
auf, die den Eintritt von Rauchpartikeln in die Rauchkammer durch
die Labyrinthwandung ermöglichen.
Die untere Wand ist dafür
bereitgestellt, einen offenen Boden der Basis abzudecken, um die
Rauchkammer zu schließen.
An ihrer der inneren Oberfläche
ist die untere Wand mit ersten und zweiten Masken versehen, durch
die der Lichtprojektor unbeeinflußt von einem Licht ist, das
nicht direkt von dem lichtemittierenden Element kommt, und der Lichtkollektor
unbeeinflußt von
einem gestreuten Licht ist, das nicht auf die Anwesenheit der Rauchpartikel
zurückzuführen ist.
Somit kann das Licht, das von der inneren Oberfläche der unteren Wand reflektiert
wird, erfolgreich von der Rauchdichtendetektion ausgeschlossen werden,
um die Zuverlässigkeit
der Rauchdichtendetektion zu verbessern.
-
Vorzugsweise
ist die Seitenwand der insektenabhaltenden Abdeckung mit wenigstens
einem Blindbereich ausgebildet, der keine Belüftungsöffnungen aufweist. Der Blindbereich
erstreckt sich über
einen beschränkten
Umfang der Labyrinthwandung, direkt dem Lichtprojektor oder dem
Lichtkollektor gegenüberliegend.
Die Belüftungsöffnungen
auf der gegenüberliegenden
Seite des Blindbereichs sind so ausgerichtet, daß sie die Umgebungsluft in Richtung
auf die Labyrinthwandungen längs
einer Richtung im wesentlichen parallel zu einer Linie richten,
die den Blindbereich mit einem geometrischen Zentrum der Basis verbindet.
Somit kann die Luft auf der gegenüberliegenden Seite des Blindbereichs sanft
in die Rauchkammer geleitet werden, um den Mangel des Luftstroms
auszugleichen, der am Eintreten in die Rauchkammer durch das Vorhandensein des
Blindbereichs gehindert wird, der notwendig ist, um jedwedes unzulässige Lichtleck
um den Lichtprojektor und den Lichtkollektor herum zu vermeiden.
-
Die
Labyrinthwandung beinhaltet eine Vielzahl von L-förmigen Stegen,
von denen jeder eine Außenkante
und eine Innenkante aufweist. Die L-förmigen Stege sind in Umfangsrichtung
um die Basis auf solch eine Weise angeordnet, daß die Außenkante des L-förmigen Steges
in die Innenkante des angrenzenden L-förmigen Steges hineinragt. Zwei
der L-förmigen
Stege, die entlang einer optischen Achse des Lichtkollektors vor
dem Lichtkollektor angeordnet sind, sind an den Außenkanten
so verbunden, daß sie
dort einen kombinierten Steg einer im wesentlichen X-förmigen Konfiguration
bilden. Der X-förmige kombinierte
Steg wird als vorteilhaft für
den Eintritt des Umgebungslichts in das Sichtfeld des Lichtkollektors
angesehen, während
der Verlust des Luftstroms in die Rauchkammer minimiert wird.
-
Der
X-förmige
kombinierte Steg ist mit einer V-förmigen Vertiefung geformt,
die dem Lichtkollektor bezogen auf dessen optische Achse gegenüberliegt und
eine Lichtfalle darstellt, die dafür verantwortlich ist, das einfallende
Licht daran zu hindern, auf den Lichtkollektor zu reflektiert zu
werden.
-
Die
Lichtfalle in der Form der V-förmigen
Vertiefung ist durch ein Paar erster und zweiter Schenkel definiert,
die jeweils ein Teil des kombinierten Steges sind, wobei der erste
Schenkel sich näher
auf den Lichtprojektor zu befindet als der zweite Schenkel. Die
Lichtfalle umfaßt
außerdem eine
Abschirmleiste, die von dem ersten Schenkel hervorsteht, und eine Konkavität am Boden
der Vertiefung. Die Konkavität ist
hinter der Abschirmleiste vom Lichtprojektor verborgen. Somit kann
das Licht vom Lichtprojektor sowie das Licht, das von anderen Bereichen
der Rauchkammer reflektiert wird, erfolgreich daran gehindert werden,
auf den Lichtkollektor zu reflektiert zu werden, wodurch unerwünschtes
Streulicht minimiert wird.
-
Um
die Fähigkeit
zur Minimierung des Streulichts weiter zu verbessern, kann die Lichtfalle
ferner mit einem Reflexionsbereich in der Form einer Zahnreihe versehen
werden, die dem Lichtkollektor gegenüberliegt und so konfiguriert
ist, daß sie
einfallendes Licht tief in die V-förmige Vertiefung und weg von dem
Lichtkollektor reflektiert.
-
Ferner
wird bevorzugt, daß die
Basis einen Abschirmpfosten umfaßt, der an einer Position zwischen
der Lichtfalle und dem Lichtprojektor in jeweiligem Abstand von
diesen für
ein Unterbrechen des Lichts von dem Lichtprojektor in Richtung auf
die Lichtfalle hervorsteht. Der Abschirmpfosten ist außerdem außerhalb
eines Einfallswinkels des Lichtkollektors angeordnet. Somit ist
zur höheren
Detektionszuverlässigkeit
der Lichtkollektor gut dagegen geschützt, das Licht zu empfangen,
das nicht durch die Anwesenheit der Rauchpartikel bedingt ist.
-
Das
lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element sind
auf der Leiterplatte so montiert, daß, wenn die Leiterplatte sicher
auf der Basis befestigt ist, die individuellen optischen Achsen dieser
Elemente sich im wesentlichen senkrecht zu einer Ebene der Basis
erstrecken. Auf dieser Verbindung weist der Lichtprojektor eine
Lichtprojektionsachse auf, die sich innerhalb der Rauchkammer parallel
zu der Ebene der Basis erstreckt, und weist der Lichtkollektor eine
Lichtsammelachse auf, die sich innerhalb der Rauchkammer parallel
zu der Ebene der Basis in einer kreuzenden Beziehung zur Lichtprojektionsachse
erstreckt. Der Lichtprojektor bildet eine erste Lichtführung, die
die Richtung des Lichtstrahls vom lichtemittierenden Element so ändert, daß es entlang
der Lichtprojektionsachse gerichtet wird. In gleicher Weise bildet
der Lichtkollektor eine zweite Lichtführung, die die Richtung des
Lichts, das entlang der sammelnden optischen Achse gesammelt wird, so
umlenkt, daß es
entlang der optischen Achse des lichtempfangenden Elements gerichtet
wird. In dieser Architektur kann eine Leuchtdiode (LED), die als
das lichtemittierende Element genutzt wird, aufrecht auf der Leiterplatte
montiert werden, ohne daß damit eine
anderenfalls notwendige schwierige Arbeit des Biegens der Anschlüsse der
LED einhergeht. Ferner kann die aufrechte Montage der LED die Länge der Anschlüsse und
damit ein Gesamthöhenmaß der Baugruppe
aus der Basis und der Leiterplatte minimieren und dazu beitragen,
der Detektoreinheit eine Struktur mit niedrigem Profil zu verleihen.
-
Vorzugsweise
sind der Lichtprojektor und der Lichtkollektor jeweils in Form eines
optischen Prismas ausgebildet. Das optische Prisma, das den Lichtkollektor
definiert, kann eine integral ausgebildete konvexe Linse bilden,
die zur Verbesserung der Detektionseffizienz das gesammelte Licht
in Richtung auf das Empfangselement konvergiert.
-
Diese
und noch weitere Aufgaben und vorteilhafte Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen offensichtlicher.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Feuerdetektoreinheit
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
eine auseinandergezogene Schnittansicht der obigen Feuerdetektoreinheit;
-
3 ist
eine Schnittansicht der obigen Einheit;
-
4 ist
ein vertikaler Schnitt einer Basis, die in der obigen Einheit benutzt
wird;
-
5 ist
eine Unteransicht der Basis;
-
6 ist
eine Draufsicht der Basis;
-
7 ist
ein vertikaler Schnitt, der eine elektromagnetische Abschirmung
zeigt, die in einem Bereich der Basis eingebettet ist;
-
8 ist
eine Draufsicht eines Metallplatinenbleches, aus dem die Abschirmung
und Anschlußstifte
ausgearbeitet und in die Basis eingeformt werden;
-
9A und 9B sind
eine Drauf- bzw. eine Seitenansicht der Metallplatine, die mit den
Anschlußstiften
und Bereichen der Abschirmung gezeigt ist, die in rechtem Winkel
in Bezug auf die Ebene der Metallplatine gebogen sind;
-
10A und 10B sind
eine Drauf- bzw. eine Seitenansicht, die veranschaulichen, wie die
Bereiche der Anschlußstifte
und der Abschirmung in einen Anteil der Basis eingeformt sind;
-
11A und 11B sind
eine Drauf- bzw. eine Seitenansicht, die veranschaulichen, wie auf dem
Anteil der Basis eine vollständige
Basisstruktur aufgebaut ist;
-
12 ist
eine Draufsicht einer insektenabhaltenden Abdeckung, die über der
Basis angebracht ist;
-
13 ist
ein Schnitt entlang der Linie X-X in 12;
-
14 ist
ein Schnitt entlang der Linie Y-Y in 12;
-
15 ist
ein Schnitt entlang der Linie Z-Z in 13;
-
16 ist
eine Abdeckungs-Teilansicht, die eine verbesserte Luftführung in
eine Rauchkammer der Basis veranschaulicht;
-
17 ist
eine Unteransicht mit Teilschnitt der Basis, an der die insektenabhaltende
Abdeckung angebracht ist;
-
18 ist
ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung, die in der obigen
Detektoreinheit integriert ist.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Jetzt
bezugnehmend auf 1 bis 3 ist dort
eine Feuerdetektoreinheit gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Feuerdetektoreinheit ist
ein Kombinationsdetektor zum Detektieren einer Umgebungstemperatur
und einer Rauchdichte in der Umgebung und wird benutzt, um basierend
auf der detektierten Temperatur und der Rauchdichte ein Vorhandensein
von Feuer zu ermitteln. Die Rauchdichte erhält man als Proportionale zu
einer Menge von Streulicht, das durch die Anwesenheit von Rauchpartikeln
bedingt ist. Die Feuerdetektoreinheit beinhaltet eine Halterung 10,
die so ausgeführt
ist, daß sie
an einer Decken- oder ähnlichen
Struktur eines Raumes installiert werden kann. Die Halterung 10 hält eine
optische Basis 20, die verschiedene optische und elektronische
Komponenten, eine insektenabhaltende Abdeckung 70 und einen
Schutz 90 aufnimmt. Die Basis 20 ist aus einem
Kunststoffmaterial zu einer zylindrischen Gestalt geformt, die eine
geschlossene Ober- und eine offene Unterseite aufweist. Die insektenabhaltende
Abdeckung 70 ist ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial
zu einer zylindrischen Gestalt mit einer geschlossenen Ober- und
einer offenen Unterseite geformt. Die Abdeckung 70 ist über der
Basis 20 angebracht, um zwischen diesen eine Rauchkammer 24 zur
Detektion der Rauchdichte der Luft zu definieren, die in die Kammer
eingeführt
wird. Der Schutz 90 ist ebenfalls aus einem geformten Kunststoff
hergestellt, um über
der Abdeckung 70 angebracht zu werden, und wird an seinem
oberen Ende an der Peripherie einer Mittelvertiefung 11 der
Halterung 10 eingehängt,
wie in 3 gezeigt. Somit werden die Basis 20 und
die Abdeckung 70 innerhalb des Schutzes 90 gehalten
und sind sicher an Halterung 10 befestigt.
-
Wie
in 2 gezeigt, weist Basis 20 eine obere
Wand 21 mit einem Kragen 22 auf, der aufrecht auf
der oberen Wand steht. In einem rechteckigen Raum, der vom Kragen 22 umgeben
ist, ist eine Leiterplatte 50 angebracht, auf der die elektronischen Komponenten
montiert sind, die ein lichtemittierendes Element (z. B. LED) 51,
ein lichtempfangendes Element (z. B. eine Fotodiode) 52,
einen Thermistor 54 und die anderen Komponenten beinhalten,
die einen Feuerdetektionsschaltkreis bilden. Die LED 51 und
die Fotodiode 52 sind auf der Leiterplatte 50 montiert,
wobei sich die individuellen optischen Achsen senkrecht zur Ebene
der Leiterplatte 50 und daher zur Ebene der oberen Wand 21 der
Basis 20 erstrecken. Der Thermistor 54 ragt auswärts durch
die Rauchkammer 24 und die Böden der Abdeckung 70, um
die Umgebungstemperatur zu erfassen. Wie noch ausführlich diskutiert
werden wird, ist Leiterplatte 50 sicher auf der oberen
Wand 21 befestigt.
-
Die
Basis 20 hält
außerdem
einen Lichtprojektor 61 in der Form eines Prismas und einen
Lichtkollektor 62 in der Form einer Kombination aus Prisma
und konvexer Linse, die in Zusammenarbeit mit der LED 51 und
der Fotodiode 52 ein optisches System zur Detektion der
Rauchdichte in Bezug auf die Luft bilden, die in die Rauchkammer 24 eingeführt wird.
Die Basis 20 weist eine Labyrinthwandung 30 auf,
die eine Seitenwand ist, welche die Rauchkammer 24 umgibt
und den Eintritt der Umgebungsluft gestattet, aber den Eintritt
des Umgebungslichts in die Rauchkammer 24 unterbindet.
Wie in 5 gezeigt, ist die Labyrinthwandung 30 durch
eine Vielzahl L-förmiger
Stege 33 und Halter 31 und 32 für den Lichtprojektor 61 bzw.
den Lichtkollektor 62 definiert. Die L-förmigen Stege 33 sind
zusammen mit den Haltern entlang eines Umfanges der Basis 20 in einer
Weise angeordnet, daß eine
Außenkante
des Steges 33 in eine Innenkante des benachbartes Steges
oder eine Konkavität
des benachbarten Halters hineinragt und eine Konvexität jedes
Halters in eine Innenkante des benachbarten Steges 31 hineinragt, wodurch
ein gebogener Kanal zwischen den zwei Benachbarten der Stege und
der Halter gebildet wird, um die Umgebungsluft in die Rauchkammer 24 einzuführen, wie
in 5 durch eine Pfeillinie angegeben.
-
Wie
in 3 und 14 gezeigt, ist die Abdeckung 70 auf
ihrer unteren Wand 73 mit ersten und zweiten Haltemasken 71 bzw. 72 ausgeführt, um
den Lichtprojektor 61 und den Lichtkollektor 62 an
den korrekten Positionen zu halten, wobei Fahnen 64 und 65 des
Lichtprojektors 61 und des Lichtkollektors 62 in
entsprechende Spalte 74 und 75 der Haltemasken eingesetzt
sind. Der Lichtprojektor 51 ist so eingestellt, daß seine
Lichtprojektionsachse PX, die sich innerhalb der Rauchkammer 24 erstreckt,
parallel zur oberen Wand 21 der Basis 20 ausgerichtet
ist, während
der Lichtkollektor 62 so eingestellt ist, daß seine Lichtsammelachse
CX, die sich innerhalb der Rauchkammer erstreckt, parallel zur oberen
Wand 21 der Basis in einer kreuzenden Beziehung zur Lichtprojektionsachse
PX in einem Winkel von etwa 100 Grad ausgerichtet ist, wie in 5 gezeigt.
Der Lichtprojektor 61 in der Form des Prismas weist eine
Funktion auf, die Richtung des Lichtstrahls von der LED 51 zu ändern, um
ihn entlang der Lichtprojektionsachse (PX) zu richten. In gleicher
Weise weist der Lichtkollektor 62 ebenfalls in der Form
des Prismas eine Funktion auf, die Richtung des Lichts, das entlang der
Lichtsammelachse (CX) gesammelt wurde, zu ändern, um es entlang der optischen
Achse der Fotodiode 52 zu richten. Somit kann das bedingt
durch die Anwesenheit der Rauchpartikel gestreute Licht von der
Fotodiode 62 gesammelt werden, um so die Rauchdichte proportional
zur Menge der Rauchpartikel innerhalb der Rauchkammer zu erhalten.
Unter Einbeziehung der konvexen Linse im Lichtkollektor 62 kann
das gesammelte Licht erfolgreich an der Fotodiode 52 empfangen
werden, um deren Ausgangswerte für
eine zuverlässige
Rauchdichtendetektion zu verbessern. Dies ist insofern besonders
vorteilhaft, als die Fotodiode 52 zur Angabe einer kritischen Rauchdichte
generell nur winzige Ausgangswerte in der Größenordnung von pA selbst unter
der Voraussetzung produzieren kann, daß die LED 61 eine Lichtausgangsleistung
in der Größenordnung
von mW produziert.
-
Die
Labyrinthwandung 30 beinhaltet eine Lichtfalle 34 in
einem Bereich, der dem Lichtkollektor 62 diametral gegenüberliegt,
d. h., vor diesem entlang der Lichtsammelachse (CX), um ein Streulicht am
Eintreten in den Lichtkollektor 62 zu hindern. Die Lichtfalle 34 ist
in der Form eines X-förmigen
kombinierten Steges ausgeführt,
in dem die zwei benachbarten L-förmigen
Stege 33 sich an ihren Außenkanten vereinen, und bildet
eine V-förmige
Vertiefung, die auf den Lichtkollektor 62 zu gerichtet
ist. Die V-förmige
Vertiefung ist durch erste und zweite Schenkel 35 und 36 definiert,
die jeweils Teil des kombinierten Steges sind, und an ihrem unteren Ende
mit einer schmalen Konkavität 37 geformt,
die einen reduzierten Öffnungswinkel
aufweist. Der erste Schenkel 35, der dem Lichtprojektor 61 näher ist
als der zweite Schenkel 36, ist mit einer Abschirmleiste 38 geformt,
die in einer Richtung herausragt, in der sie die Konkavität 37 hinter
sich vor dem Lichtprojektor 61 verbirgt, während der
zweite Schenkel 36 auf seiner Oberfläche, die dem ersten Schenkel
gegenüberliegt,
mit einer Zahnreihe 39 geformt ist, die das einfallende
Licht tief in die V-förmige Vertiefung
vom Lichtkollektor 62 fort reflektiert. Die derart konfigurierte
Lichtfalle 34 kann erfolgreich vermeiden, daß das einfallende
Licht auf den Lichtkollektor 62 zu reflektiert wird, minimiert
den Einfluß des
Streulichts auf das Lichtsammelsystem und verbessert dadurch die zuverlässige Rauchdichtendetektion.
-
Wie
ebenfalls in 5 gezeigt, ist auf halbem Wege
zwischen dem Lichtprojektor 61 und der Lichtfalle 34 ein
Abschirmpfosten 26 geformt, um die Lichtfalle unbeeinflußt vom direkten
Strahl vom Lichtprojektor zu lassen. Der Abschirmpfosten 26 ist
außerdem
außerhalb
eines Einfallswinkels des Lichtkollektors 62 angeordnet,
um das Licht nicht auf den Lichtkollektor zu zu reflektieren. Auf
halbem Wege zwischen dem Lichtprojektor 61 und dem Lichtkollektor 62 ist
ein Mantelrohr 28 ausgeführt, um den Thermistor 54 durchzuführen.
-
Wie
in 4 und 7 gezeigt, ist eine aus Metall
bestehende elektromagnetische Abschirmung 40 in die obere
Wand 21 der Basis 20 als Folge davon integriert,
daß sie
beim Formen der Basis 20 eingebettet wurde, um einen elektromagnetischen Schutz über einem
Bereich der Leiterplatte 50 zu bieten, insbesondere über der
Fotodiode 52 und dem zugehörigen Schaltkreis, der für externe
elektromagnetische Wellen oder Störungen anfällig ist. Die Abschirmung 40 besitzt
eine generell flache Konfiguration mit einem eingebetteten flachen
Boden 41 und Seitenkragen 42, die von den Rändern des
Bodens 41 nach oben gebogen sind, um den Bereich der Leiterplatte
zu umgeben. Zwei der Seitenkragen 42 sind jeweils integriert
mit Erdungsanschlüssen 43 ausgeführt, die
sich durch die Leiterplatte 50 erstrecken zur elektrischen
Verbindung mit einer Masseleitung der Leiterplatte sowie zur physikalischen
Verbindung mit der Platte durch Löten. Der Boden 41 der
Abschirmung 40 weist ein Fenster 44 auf, durch
das der Fotodetektor 52 mit dem Lichtkollektor 62 kommuniziert.
Darüber
hinaus hält
die Basis 20 integral ausgebildete Anschlußstifte 46,
die von innerhalb der oberen Wand 21 hervorragen, zur Lötverbindung
mit dem Feuerdetektionsschaltkreis auf der Platte 50, die auf
der oberen Wand 21 positioniert ist, wobei in Zusammenarbeit
mit den Erdungsanschlüssen 43 die Leiterplatte 50 an
der Basis physikalisch sicher befestigt wird. Die Anschlußstifte 46 ragen
durch die Leiterplatte 50 heraus, um zur elektrischen Verbindung
mit einer externen Leitung zu dem Zweck benutzt zu werden, das Feuerwarnsignal
zu übertragen, das
im Feuerdetektionsschaltkreis erzeugt wurde, um auf das Vorhandensein
von Feuer hinzuweisen, wenn die detektierten Parameter kritisch
werden.
-
Wie
in 8 gezeigt, werden elektromagnetische Abschirmung 40 und
die Anschlußstifte 46 aus einem
einzelnen Metallblech 47 herausgearbeitet. Bereiche, die
später
aufwärts
gebogen werden, um die Seitenkragen 42, Erdungsanschlüsse 43 und
die Anschlußstifte 46 zu
bilden, sind in der Figur schraffiert angegeben. Nachdem diese Bereiche
gebogen sind, wie in 9A und 9B gezeigt,
wird das Metallblech 47 in eine Spritzgießform gesetzt,
in der der obere Anteil der Basis 20 geformt wird, wobei
die Abschirmung 40 und die Anschlußstifte 46 teilweise in
den oberen Anteil der Basis 20 eingebettet sind, wie in 10A und 10B gezeigt.
Danach wird der übrige
Anteil der Basis 20 integral auf deren oberem Anteil geformt,
um die Basis 20 einschließlich der Labyrinthwandung 30 zu
vervollständigen,
wie in 11A und 11B gezeigt.
Anschließend
wird das Metallblech 47 von der so geformten Basis 20 ausgeschnitten.
In diesem Sinne wird die Basis 20 zu einer einheitlichen
Struktur geformt, die die Labyrinthwandung 20, die Abschirmung 40 und
die Anschlußstifte 46 beinhaltet.
-
Wenn
wir uns 12 bis 14 zuwenden, ist
die insektenabhaltende Abdeckung 70 in ihrer unteren Wand 73 mit
einer Öffnung 77 geformt,
durch die sich der Thermistor 54 in einer Weise erstreckt, daß er den
Eintritt unzulässigen
Lichtes in die Rauchkammer 24 verhindert. Die Haltemasken 71 und 72, die
auf der unteren Wand 73 herausragen, sind konfiguriert,
um als individuelle Masken zu fungieren, die das unzulässige Licht
daran hindern, auf den Lichtprojektor 61 und den Lichtkollektor 62 zu
zu gelangen, wobei sie den Lichtprojektor 61 so schützen, daß er unbeeinflußt von unerwünschten
Lichtstrahlen ist, die anderenfalls den Lichtprojektor veranlassen würden, einen
falschen Lichtstrahl auf den Lichtkollektor zu zu richten, und auch
den Lichtkollektor 62 so schützen, daß er unbeeinflußt von unerwünschten Lichtstrahlen
ist, die anderenfalls am Lichtkollektor empfangen werden und eine
fehlerhafte Rauchdichtendetektion verursachen würden. Ferner ist die untere
Wand 73 mit einer Reihe von Kerbungen 73 geformt,
die so konfiguriert sind, daß sie
das Streulicht, das nicht durch die Rauchpartikel bedingt ist, nicht auf
den Lichtkollektor 62 zu reflektieren.
-
In
eine Seitenwand 81 der Abdeckung 70 sind eine
Anzahl von Belüftungsöffnungen 82 geformt,
die den Eintritt von Umgebungsluft in die Rauchkammer 24 durch
die Labyrinthwandung 30 der Basis 20 gestatten.
Wie in 15 und 17 gezeigt,
beinhaltet die Seitenwand 81 Blindbereiche 83, die
auf dem Umfang in einem Abstand angeordnet sind, um hinter sich
den Lichtprojektor 61, den Lichtkollektor 62 und
die Bereiche der Labyrinthwandung, die dem Lichtprojektor und dem
Lichtkollektor diametral gegenüberliegen,
zu dem Zweck zu verbergen, den Eintritt unzulässigen Lichtes in die Rauchkammer
zu unterbinden. Die Belüftungsöffnungen 82 auf der
gegenüberliegenden
Seite jedes Blindbereichs 83 sind so ausgerichtet, daß sie die
Umgebungsluft in Richtung auf die Labyrinthwandungen 30 längs einer Richtung
im wesentlichen parallel zu einer Linie richten, die den Blindbereich
mit einem geometrischen Zentrum der Basis verbindet, wie in 16 durch Pfeillinien
angegeben. Somit kann die Luft, die in jener Richtung auf die Blindbereiche 83 zu
um diese herum strömt,
sanft in die Rauchkammer 24 geleitet werden, um dadurch
den Mangel des Luftstroms auszugleichen, der durch die Bereitstellung
der Blindbereiche 83 bedingt ist. Die Ausrichtung der Belüftungsöffnungen 82 ist
durch separate äußere Spritzgießformen
bestimmt, die zur Fertigung der Abdeckung 70 verwendet
werden. Das heißt,
vier äußere Spritzgießformen
werden in Kombination mit einer Kernform benutzt, um den gesamten
Umfang der Abdeckung 70 zu umgeben. Jede der vier äußeren Spritzgießformen,
die in zueinander senkrechten Richtungen geteilt sind, wie in 17 durch
Pfeillinien angegeben, ist so konfiguriert, daß der Blindbereich 83 in der
Mitte der Umfangslänge
der Form verbleibt und die Belüftungsöffnungen 82 gleichmäßig in der Trennrichtung
ausgerichtet verbleiben, so daß die Belüftungsöffnungen 82,
die dem Blindbereich 83 gegenüberliegen, in im wesentlichen
paralleler Richtung zu der Linie ausgerichtet sind, die den Blindbereich 83 und
das geometrische Zentrum der Abdeckung 70 verbindet.
-
Wie
in 18 gezeigt, beinhaltet der Feuerdetektionsschaltkreis,
der durch Leiterplatte 50 realisiert ist, einen Lichterzeugungs-
und -empfangsbereich 100, einen Mikrocomputer 110,
der für
die Ermittlung des Vorhandenseins von Feuer verantwortlich ist,
um das Feuerwarnsignal zu erzeugen, und einen Sender 120,
der das Feuerwarnsignal durch die externe Leitung zu einer Feuerüberwachungsstation überträgt. Der
Abschnitt 100 beinhaltet einen Stromregler 101 zum
Steuern eines Stromes, der zur LED 51 für eine kontrollierte Lichtabgabe
derselben geleitet wird, einen Strom-Spannungs-Wandler 102 zur Umwandlung
des Strom-Ausgangswertes der Fotodiode 52 in eine entsprechende
Ausgangsspannung. Die Ausgangsspannung wird in einem Verstärkungswähler 103 mit
einem geeigneten Verstärkungsfaktor verstärkt und
wird in einem Verstärkungsregler 104 auf
einen geeigneten Spannungspegel geregelt, worauf die Verarbeitung
durch einen Offsetregler 105 folgt, um ein analoges Signal
bereitzustellen, das die Rauchdichte angibt. Zur Justierung des
Verstärkungsfaktors
am Verstärkungswähler 103 sowie
zur Justierung des an die LED 51 gelieferten Stromes ist ein
Empfindlichkeitsregler 106 bereitgestellt. In einen Digitalwert
umgewandelt wird der analoge Ausgangswert im Mikrocomputer 110,
der das Feuerwarnsignal ausgibt, wenn die detektierte Rauchdichte
allein oder in Kombination mit der detektierten Temperatur einem
vorher festgelegten Kriterium genügt.
-
Die
Merkmale, die in der vorangegangenen Beschreibung, in den Ansprüchen bzw.
in den beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind, können sowohl
getrennt als auch in beliebigen Kombinationen derselben Material
zur Realisierung der Erfindung in diversen Formen derselben sein.
-
- 10
- Halterung
- 11
- Mittelvertiefung
- 20
- optische
Basis
- 21
- obere
Wand
- 22
- Kragen
- 24
- Rauchkammer
- 26
- Abschirmpfosten
- 28
- Mantelrohr
- 30
- Labyrinthwandung
- 31
- Halter
- 32
- Halter
- 33
- L-förmiger Steg
- 34
- Lichtfalle
- 35
- erster
Schenkel
- 36
- zweiter
Schenkel
- 37
- Konkavität
- 38
- Abschirmleiste
- 39
- Zahnreihe
- 40
- elektromagnetische
Abschirmung
- 41
- Boden
- 42
- Seitenkragen
- 43
- Erdungsanschluß
- 44
- Fenster
- 46
- Anschlußstift
- 47
- Metallblech
- 50
- Leiterplatte
- 51
- LED
- 52
- Fotodiode
- 54
- Thermistor
- 61
- Lichtprojektor
- 62
- Lichtkollektor
- 64
- Fahne
- 65
- Fahne
- 70
- insektenabhaltende
Abdeckung
- 71
- Haltemaske
- 72
- Haltemaske
- 73
- untere
Wand
- 74
- Spalt
- 75
- Spalt
- 77
- Öffnung
- 78
- Kerbung
- 81
- Seitenwand
- 82
- Belüftungsöffnung
- 83
- Blindbereich
- 90
- Schutz
- 100
- Lichterzeugungs-
und -empfangsbereich
- 101
- Stromregler
- 102
- Strom-Spannungs-Wandler
- 103
- Verstärkungswähler
- 104
- Verstärkungsregler
- 105
- Offsetregler
- 106
- Empfindlichkeitsregler
- 110
- Mikrocomputer
- 120
- Sender