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EP3274975B1 - Brandmelder mit einer streulichtanordnung im bereich einer raucheintrittsöffnung zur verschmutzungsüberwachung - Google Patents

Brandmelder mit einer streulichtanordnung im bereich einer raucheintrittsöffnung zur verschmutzungsüberwachung Download PDF

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Publication number
EP3274975B1
EP3274975B1 EP16703995.7A EP16703995A EP3274975B1 EP 3274975 B1 EP3274975 B1 EP 3274975B1 EP 16703995 A EP16703995 A EP 16703995A EP 3274975 B1 EP3274975 B1 EP 3274975B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
inlet opening
detector
smoke inlet
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16703995.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3274975A1 (de
Inventor
Walter Vollenweider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schweiz AG
Original Assignee
Siemens Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schweiz AG filed Critical Siemens Schweiz AG
Publication of EP3274975A1 publication Critical patent/EP3274975A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3274975B1 publication Critical patent/EP3274975B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/02—Monitoring continuously signalling or alarm systems
    • G08B29/04—Monitoring of the detection circuits
    • G08B29/043—Monitoring of the detection circuits of fire detection circuits
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/117—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means by using a detection device for specific gases, e.g. combustion products, produced by the fire
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms

Definitions

  • the invention relates to a fire detector, in particular an optical smoke detector.
  • the fire detector has a detector housing with a smoke inlet opening, a detection unit arranged in the detector housing for detecting specific fire parameters, an evaluation unit for outputting a fire alarm and at least one light transmitter and light receiver connected to the evaluation unit for monitoring the smoke inlet opening for inadmissible contamination.
  • Such a fire alarm is eg from the EP 1 857 989 A1 or from the EP 1 870 866 A1 known.
  • fire detectors are preferably smoke detectors, smoke detectors or smoke detectors as a unit. Compared to linear smoke detectors, they are designed as point detectors or point detectors. Such fire detectors typically have a working according to the scattered light principle optical detection unit for the detection of smoke particles. Alternatively or additionally, they may have a gas sensor for the detection of typical gases. Furthermore, such fire detectors may have a temperature sensor for detecting an inadmissibly high temperature in their environment.
  • fire detectors can be connected via a common detector line, in particular via a two-wire line, signal and / or data technology with a fire alarm panel. You can also have an autonomous power supply, such as a battery.
  • fire detectors can be a radio module for transmitting an alarm message, a warning message or a status information to an adjacent Fire detector or have a fire alarm panel. They can also be set up for forwarding an alarm message, warning message or status information transmitted by a neighboring fire detector via radio to another neighboring fire detector or to a fire alarm control panel.
  • smoke detectors for dwellings, apartments and rooms with similar use - installation, operation and maintenance must be checked at least once a year by a prescribed visual and functional test. It can also be automated.
  • the object of the check is, on the one hand, that no disturbing objects are present in the vicinity of the smoke alarm device, such as, for example, within a radius of half a meter of the hazard alarm, which can cause a flow shield for the smoke to be detected in case of fire.
  • the smoke inlets in the housing must be regularly checked for permeability to smoke or for flue gas.
  • the light emitter and the light receiver are arranged in a scattered light arrangement.
  • a scattered light volume determined by the scattered light arrangement lies in the region of the smoke inlet opening and in particular in a region of the smoke inlet opening that tends to become soiled.
  • the smoke inlet itself can be divided two or more times, such as by connecting webs. It can be composed of several slots or holes.
  • the light transmitter is preferably a light emitting diode, such as an IR light emitting diode, a white, red, green or blue luminous LED or a UV light emitting diode.
  • the light emitter may be a laser diode.
  • the light receiver is typically a spectrally tuned to the light emitter photodiode or phototransistor.
  • the light emitter is set up and aligned in such a way that a first part of an emitted light beam traverses the area of the smoke inlet opening without touching adjacent housing parts.
  • the first part of the emitted light beam traverses the region of the smoke inlet opening without contact.
  • This can e.g. be achieved by a light emitter downstream aperture.
  • a laser beam as the first part of the light beam this is already sharply limited due to its optical generation.
  • the housing part in the region of the smoke inlet opening is e.g. a main body or a detector cap of the detector housing, an insect screen or a connecting bridge between the base body and the detector cap.
  • the insect repellent is in particular a net or grid.
  • the light emitter can be set up and aligned such that a second part of the light beam strikes a housing part adjacent to the smoke inlet opening.
  • the surface of the housing part is designed and / or aligned such that the incident there second part of the light beam is deflected away or absorbed by the light receiver.
  • the second housing part may for example be glossy or specular.
  • the orientation of the housing part is determined relative to the detector housing so that the reflected light beam is preferably deflected into the vicinity of the fire detector and thus away from the light receiver.
  • the housing part may alternatively have a light-absorbing layer, such as a so-called "super-black". Such substances absorb well over 99% of the impinging Lichts and are available for example from Surrey NanoSystems under the brand name Vantablack®.
  • a service message can be output by means of the evaluation unit, if the scattered light detected by the light receiver exceeds a minimum value.
  • the service message may also indicate a level of contamination, such as have a percentage, where 0% would mean no pollution and 100% complete pollution.
  • the evaluation unit is preferably a processor-based processing unit such as e.g. a microcontroller or processor. It can also be referred to as an (electronic) control unit.
  • the service message may be wireless or via a connected bus e.g. be forwarded to a higher-level fire alarm center to inform service personnel for an upcoming cleaning of the relevant fire alarm.
  • the service message may alternatively or additionally be issued by a lit or flashing LED, or by a warning beeper of the fire detector.
  • the evaluation unit can also be set up to control the light transmitters one after the other. It may be configured to selectively detect and evaluate a received signal of the at least one associated light receiver.
  • the essence of the invention lies in the fact that the light scattered by soiling and then detectable is used as a measure of the contamination of a fire detector.
  • a non-contaminated fire detector such as when new, or with only minor contamination no significant stray light is detectable.
  • the scattered light Due to the high dynamic range of a photoreceiver is thus advantageously the extent of contamination can be determined.
  • the extinction principle is used in the prior art, in which the light emitter and the light receiver are located on a common optical axis. In this case, the attenuation of the received light is determined due to contamination.
  • the disadvantage of the principle lies in the low dynamic range and in the difficult calibration of this arrangement to a maximum light level for non-pollution. In order to avoid a false alarm, therefore, the limit for the light to be detected is set low.
  • the detector housing is substantially symmetrical, in particular rotationally symmetrical. It has an axis of symmetry.
  • the symmetry axis is preferably also the constructive main axis of the fire detector housing.
  • the light emitter and light receiver can alternate in the circumferential direction. Preferably, these are arranged distributed uniformly along the circumference.
  • the respective light transmitter can be designed such that it is arranged in each case in a scattered light arrangement to its two circumferentially adjacent light receivers.
  • a respective light emitter and a respective light receiver are in a forward scatter arrangement arranged with a scattered light angle in the range of 20 ° to 80 °.
  • a respective light emitter and a respective light receiver may also be arranged in a backward scattering order with a scattered light angle in the range of 110 ° to 150 °.
  • a respective light transmitter and a respective light receiver can be combined to form a light-emitting receiver as a structural unit.
  • the light emitter and the light receiver are then arranged in a backward scattering order with a scattered light angle in the range of 150 ° to 180 °.
  • the advantage with this embodiment lies in the integration of light emitter and light receiver in a single component.
  • a respective light transmitter, a respective light receiver and / or a respective light-emitting receiver is arranged on a circuit carrier in the detector housing. It is the respective light emitter, the light receiver and / or the light transceiver upstream of a light guide. An opposite (second) end piece of the respective light guide is passed through the detector housing for light extraction and / or light coupling in the region of the smoke inlet opening.
  • upstream is meant that a first end of the light guide for light coupling and / or light extraction of the respective optically active surface of the light emitter, light receiver or the light-emitting receiver is opposite.
  • a respective light transmitter is arranged on a circuit carrier in the detector housing.
  • An optical waveguide is connected upstream of the respective light transmitter, with an opposite (second) end piece of the respective optical waveguide being guided through the detector housing for light extraction in the region of the smoke inlet opening.
  • the respective light receiver is arranged on the detector cap in the region of the smoke inlet opening.
  • the respective (second) end of a light guide is an optical lens and / or it is formed as an optical prism.
  • a directed Lichtein- and coupling is possible.
  • the respective light guide is at the same time part of a connecting web between a main body and a detector cap of the detector housing.
  • the integration of the light guide into the connecting web protects the optical fibers against mechanical influences.
  • the respective tail is advantageous in the "pollution shadow" by the local flow-shielding effect of the connecting web.
  • FIG. 1 shows a plan view of an exemplary fire detector M with three light emitters 1 and three light receivers 2 for pollution monitoring according to the invention.
  • the fire detector M shown is in particular an optical smoke detector. It typically has a detection unit DET arranged in the detector housing 3 for detecting specific fire characteristics.
  • the detection unit DET is shielded from direct ambient light, e.g. through fins, but permeable to smoke to be detected.
  • the housing 3 shown comprises a main body 4 and a so-called detector cap 5 remote therefrom. Between these two housing parts 4, 5 is formed a smoke inlet opening OF for the possible passage of smoke to be detected to the detection unit DET.
  • the reference symbol N designates an insect screen which prevents insects or spiders from penetrating into the interior of the detection unit DET. It is typically a grid or a net.
  • the fire detector M further comprises an evaluation unit 7 for outputting a fire alarm AL.
  • the evaluation unit 7 is typically processor-based and in particular a microcontroller.
  • the fire alarm AL can be output via a connected detector line, via radio and / or via a visual and / or acoustic indicator on the M fire detector.
  • at least one light transmitter 1 and one light receiver 2 are connected to the evaluation unit 7. They are provided for monitoring the smoke inlet opening OF on an inadmissible pollution V out.
  • three light emitters 1 are distributed uniformly in the circumferential direction about an axis of symmetry Z of the fire detector M.
  • three light receivers 2 are likewise arranged in the circumferential direction.
  • the at least one light transmitter 1 and the at least one light receiver 2 are arranged in a scattered light arrangement.
  • scattered light arrangement is meant that none of the light receivers 2 is aligned with one of the light emitters 1.
  • the respective light receivers 2 receive no direct light from the respective light emitter 1 of a common scattered light arrangement.
  • Light emitter and associated light receiver are thus not on a common optical axis.
  • the three light emitters 1 each emit two light bundles L1, L2 to the two circumferentially adjacent light receivers 2.
  • a respective scattered light volume SV is determined in such a way that it lies in a region of the smoke inlet opening OF which tends towards contamination V.
  • the scattered light volumes SV1, SV2 of two stray light arrangements formed are shown in detail.
  • the light emitter 1, 11, 12 can be arranged and aligned in such a way that a first part D of an emitted light beam L1 traverses the area of the smoke inlet opening OF without touching adjacent housing parts 4, 5, 8, N.
  • the light beam L1 passes the area of the smoke inlet opening OF without contact.
  • Such an adjacent housing part 4, 5, 8, N may be the main body 4, the detector cap 5 of the detector housing 3, an insect screen N or a connecting web 9.
  • the light beam L1 is preferably sharply defined. This can be done for example by a diaphragm which is connected downstream of a respective light transmitter 1.
  • the emitted light beam L1 is already sharply defined.
  • the FIG. 1 both light beams L1 emitted by the light emitters 11, 12 pass through the area of the smoke inlet opening OF without contact.
  • the first part D of the emitted light beam L1 corresponds to the light beam L1 itself.
  • the boundary of the light bundles L1, L2 is indicated by dotted edge rays R marked.
  • the light emitter 1 is also set up and aligned such that a second part A of the light beam L2 impinges on a housing part 4, 5, 8, N adjoining the smoke inlet opening OF.
  • a housing part 4, 5, 8, N adjoining the smoke inlet opening OF.
  • the surface of the housing part 4, 5, 8, N is designed and oriented such that the second part A of the light beam L2 impinging there is deflected away from the light receiver 2.
  • the adjacent housing part N ie the insect repellent, is reflective.
  • the outer surfaces of the insect screen N are optically oriented in relation to the light coming from the light emitters 11, 13 in such a way that the second part A of the light beam L2 reflected thereon does not reach the assigned light receiver 2.
  • a first part D of the second light bundle L2 as described above, also passes without contact through the area of the smoke inlet opening OF shown.
  • a part of the light bundle L1 emitted by the light transmitter 13 is now scattered at a contamination V accumulated in the region of the smoke inlet opening OF.
  • the contamination V may be, for example, a loose accumulation of dust, dust flakes or lint.
  • This scattered light S finally reaches the light receiver 2 for detection.
  • a service message WARN is then output by means of the evaluation unit 7 if the scattered light S detected by the light receiver 2 exceeds a predetermined minimum value.
  • FIG. 2 shows a plan view of two stray light arrangements in FIG. 1 in detail, formed from the two light emitters 11, 12 and the common light receiver 2.
  • the reception area of the light receiver 2 is designated. This is preferably sharply limited, such as by means of an upstream aperture.
  • SV1 denotes a first scattered light volume, which is the intersection volume of the light bundle L1 of the light emitter 11 and the reception area EB of the light receiver 2 in geometric terms.
  • SV2 denotes a second scattered light volume, which is correspondingly the cutting volume from the light bundle L1 of the light emitter 12 and the reception area EB of the light receiver 2.
  • the two scattered light volumes SV1, SV2, which are hatched and partly overlap, are located in the area of the smoke inlet opening OF. Dirt V in the region of such a scattered light volume SV1, SV2 cause light scattered therefrom partially reaches the light receiver 2 and can be detected by it.
  • the light receiver 2 is in each case arranged with the adjacent light emitter 11, 12 in a forward scattering arrangement with a scattered light angle ⁇ of 120 °.
  • FIG. 3 shows a side view of the fire detector M according to FIG. 1 along the viewing direction III entered there.
  • a second part A of the light beam L2 emitted by the light transmitter 13 is reflected both on the insect screen N and on an outer contour of the detector cap 5 such that no light of the light beam L2 reaches the associated light receiver 2.
  • a part of the light beam L1 emitted by the light emitter 13 is scattered at the local pollution V and detected as scattered light S by the light receiver 2.
  • G denoted by the pollution V attenuated, attenuated light beams.
  • the fire detector M has a arranged in the detector housing 3 circuit carrier 6, on which the three light emitter 1 and the three light receivers 2 are arranged. They are each preceded by a light guide 8 for light extraction and / or light coupling in the smoke inlet opening OF.
  • the respective light guides 8 are guided through a corresponding recess in the detector housing 3 and in the present example in the base body 4 of the fire detector M in the region of the smoke inlet opening OF.
  • the six light guides 8 protrude slightly, for example in the range of 1 mm to 10 mm, out of the main body 4.
  • the light guides 8 are preferably made of a rod-shaped, cylindrical plastic which is transparent to light in the wave range of the light emitted by the light emitters 1.
  • the respective end piece 14 which projects through the base body 4 into the region of the smoke inlet opening OF, forms an optical lens or an optical prism.
  • the geometric design of the respective end piece 14 is preferably carried out depending on whether the light guide 8 is used for the light extraction or for the light coupling.
  • the respective end piece 14 may be such that two light bundles L1, L2, as in FIG FIG. 1 shown to be sent out.
  • the optical fibers 8 connected upstream of the light receivers 2 are such that light is present in a predetermined reception region EB, as exemplified in FIG FIG. 2 shown, can be detected.
  • the use of optical fibers 8 advantageously allows a simple mechanical construction of the fire detector M.
  • the light emitter 1 and / or the light receiver 2 can also be arranged directly in the area of the smoke inlet opening OF. These can be preceded by an optical means for the light extraction or for the light coupling, such as an optical lens and / or an optical prism and / or a diaphragm.
  • the corresponding electrical connections are then preferably with the circuit carrier 6 and via this with the evaluation unit 7 for the electrical control of the light transmitter 1 and for detecting the respective electrical signals from the light receivers 2 connected.
  • FIG. 4 shows a side view of a fire detector according to the invention M according to a first embodiment.
  • the optical fibers 8 connected downstream of the light transmitters 1 are at the same time also part of a connecting web 9 which mechanically connects the main body 4 to the detector cap 5.
  • the associated end piece 14 of the light guide 8 and the connecting web 9 is designed as a prism, which is arranged at a 45 ° angle with respect to the incident light beam of the light emitter 1.
  • the light beam L is deflected by 90 ° and directed into the monitored area of the smoke inlet opening OF.
  • the inclined by 45 ° surface of the end piece 14 or the adjoining part of the connecting web 9 may also be mirrored.
  • the light guides 8, which are connected upstream of the light receivers 2, part of such a connecting web 9 may be.
  • FIG. 5 shows an example of a Lichteinkopplung invention and light extraction in the region of a smoke inlet opening OF by means of a common light guide. 8
  • Reference numeral 10 designates a light-emitting receiver as a structural unit which comprises a light transmitter 1 and a light receiver 2.
  • the light-emitting receiver 10 is in turn arranged on a circuit carrier 6 in the main body 4 of the fire detector M.
  • Light emitter 1 and light receiver 2 are arranged by way of example in a backward lattice arrangement with a scattered light angle of 180 °.
  • the light-emitting receiver 10, a light guide 8 is connected downstream, which is provided both for light coupling and for light extraction.
  • the light guide 8 is passed through a recess 8 in the base body 4 in the region of the smoke inlet opening OF.
  • the end piece 14 protruding into this region is such that a light bundle L emitted by the light transmitter 1 is deflected into the region of the smoke inlet opening OF is and that stray light from this area can be coupled in the reverse manner for detection by the light receiver 2 again.
  • B denotes a diaphragm which greatly reduces crosstalk of emitted light of the light transmitter 1 directly to the light receiver 2.
  • the fire detector M has a plurality of such light-emitting receiver 10 distributed in the circumferential direction in the region of the smoke inlet opening OF.
  • FIG. 6 shows a side view of a fire detector according to the invention M according to a second embodiment.
  • a respective light receiver 2 ' is attached to the detector cap 5 of the fire detector M adjacent to the smoke inlet opening OF.
  • this light receiver 2 ' is also scattered light S in the event of contamination V detectable.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brandmelder, insbesondere einen optischen Rauchmelder. Der Brandmelder weist ein Meldergehäuse mit einer Raucheintrittsöffnung, eine im Meldergehäuse angeordnete Detektionseinheit zur Detektion spezifischer Brandkenngrößen, eine Auswerteeinheit zur Ausgabe eines Brandalarms und zumindest einen mit der Auswerteeinheit verbundenen Lichtsender und Lichtempfänger zur Überwachung der Raucheintrittsöffnung auf eine unzulässige Verschmutzung hin auf.
  • Ein derartiger Brandmelder ist z.B. aus der EP 1 857 989 A1 oder aus der EP 1 870 866 A1 bekannt.
  • Bei den betrachteten wie auch erfindungsgemäßen Brandmeldern handelt es sich vorzugsweise um Rauchmelder, Rauchgasmelder oder um Rauchwarnmelder als Baueinheit. Sie sind im Vergleich zu linearen Rauchmeldern als Punktmelder oder als punktförmige Melder ausgebildet. Derartige Brandmelder weisen typischerweise eine nach dem Streulichtprinzip arbeitende optische Detektionseinheit zur Detektion von Rauchpartikeln auf. Sie können alternativ oder zusätzlich einen Gassensor zur Detektion brandtypischer Gase aufweisen. Weiterhin können solche Brandmelder einen Temperatursensor zur Detektion einer unzulässig hohen Temperatur in ihrer Umgebung aufweisen.
  • Weiterhin können die betrachteten wie auch erfindungsgemäßen Brandmelder über eine gemeinsame Melderleitung, insbesondere über eine Zweidrahtleitung, signal- und/oder datentechnisch mit einer Brandmeldezentrale verbunden sein. Sie können außerdem eine autonome Energieversorgung, wie z.B. eine Batterie, aufweisen. Weiterhin können derartige Brandmelder ein Funkmodul zur Übertragung einer Alarmmeldung, einer Warnmeldung oder einer Statusinformation an einen benachbarten Brandmelder oder an eine Brandmeldezentrale aufweisen. Sie können auch zum Weiterleiten einer von einem benachbarten Brandmelder über Funk übertragenen Alarmmeldung, Warnmeldung oder Statusinformation an einen weiteren benachbarten Brandmelder oder an eine Brandmeldezentrale eingerichtet sein.
  • Laut Norm DIN 14676 sind "Rauchwarnmelder für Wohnhäuser, Wohnungen und Räume mit wohnungsähnlicher Nutzung - Einbau, Betrieb und Instandhaltung" mindestens einmal jährlich durch eine vorgeschriebene Sicht- und Funktionsprüfung zu überprüfen. Sie kann auch automatisiert erfolgen. Gegenstand der Überprüfung ist zum einen, dass keine störenden Gegenstände in der Umgebung des Rauchwarnmelders vorhanden sind, wie z.B. in einem Umkreis von einem halben Meter um den Gefahrenmelder, welche eine Strömungsabschirmung für den zu detektierenden Rauch in einem Brandfall bewirken können. Zum anderen sind auch die Raucheintrittsöffnungen im Gehäuse regelmäßig auf Durchlässigkeit für Rauch bzw. für Rauchgas zu prüfen.
  • Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Brandmelder anzugeben, der eine automatisierte zuverlässige Überprüfung einer Raucheintrittsöffnung ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß sind der Lichtsender und der Lichtempfänger in einer Streulichtanordnung angeordnet. Ein durch die Streulichtanordnung festgelegtes Streulichtvolumen liegt im Bereich der Raucheintrittsöffnung und insbesondere in einem zu Verschmutzungen neigenden Bereich der Raucheintrittsöffnung. Die Raucheintrittsöffnung selbst kann zwei- oder mehrfach unterteilt sein, wie z.B. durch Verbindungsstege. Sie kann aus mehreren Schlitzen oder Löchern zusammengesetzt sein. Der Lichtsender ist vorzugsweise eine Leuchtdiode, wie z.B. eine IR-Leuchtdiode, eine weiß-, rot-, grün- oder blauleuchtende Leuchtdiode oder eine UV-Leuchtdiode.
  • Der Lichtsender kann alternativ auch eine Laserdiode sein. Der Lichtempfänger ist typischerweise eine spektral auf den Lichtsender abgestimmte Photodiode oder Phototransistor.
  • Weiter gemäß der Erfindung ist der Lichtsender derart eingerichtet und ausgerichtet, dass ein erster Teil eines ausgesandten Lichtbündels den Bereich der Raucheintrittsöffnung durchquert, ohne angrenzende Gehäuseteile zu tangieren. Mit anderen Worten durchquert der erste Teil des ausgesandten Lichtbündels den Bereich der Raucheintrittsöffnung berührungsfrei. Dies kann z.B. durch eine dem Lichtsender nachgeschaltete Blende erreicht werden. Im Falle eines Laserstrahls als erster Teil des Lichtbündels ist dieser aufgrund seiner optischen Erzeugung bereits scharf begrenzt. Das Gehäuseteil im Bereich der Raucheintrittsöffnung ist z.B. ein Grundkörper oder eine Melderkappe des Meldergehäuses, ein Insektenschutz oder ein Verbindungssteg zwischen Grundkörper und Melderkappe. Der Insektenschutz ist insbesondere ein Netz oder Gitter.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Lichtsender derart eingerichtet und ausgerichtet sein, dass ein zweiter Teil des Lichtbündels auf ein an die Raucheintrittsöffnung angrenzendes Gehäuseteil auftrifft. Die Oberfläche des Gehäuseteils ist dabei derart beschaffen und/oder ausgerichtet, dass der dort auftreffende zweite Teil des Lichtbündels weg vom Lichtempfänger abgelenkt oder absorbiert wird. Dadurch gelangt für den Fall, dass keine oder nur eine geringfügige Verschmutzung vorliegt, kein (nennenswertes), vom Lichtsender stammendes Licht zum Lichtempfänger. Das zweite Gehäuseteil kann z.B. glänzend oder spiegelnd sein. Die Ausrichtung des Gehäuseteils ist relativ zum Meldergehäuse so bestimmt, dass das reflektierte Lichtbündel vorzugsweise in die Umgebung des Brandmelders und somit weg vom Lichtempfänger abgelenkt wird. Das Gehäuseteil kann alternativ eine lichtabsorbierende Schicht aufweisen, wie z.B. ein sogenanntes "Super-Schwarz". Derartige Stoffe absorbieren weit mehr als 99% des auftreffenden Lichts und sind z.B. von der Fa. Surrey NanoSystems unter der Markenbezeichnung Vantablack® erhältlich.
  • Weiter gemäß der Erfindung ist mittels der Auswerteeinheit eine Servicemeldung ausgebbar, falls das vom Lichtempfänger erfasste Streulicht einen Mindestwert überschreitet. Die Servicemeldung kann auch einen Verschmutzungsgrad, wie z.B. einen Prozentwert aufweisen, wobei 0 % keine Verschmutzung und 100 % eine komplette Verschmutzung bedeuten würde.
  • Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise eine prozessorgestützte Verarbeitungseinheit wie z.B. ein Mikrocontroller oder Prozessor. Sie kann auch als (elektronische) Steuereinheit bezeichnet werden. Die Servicemeldung kann drahtlos oder über einen angeschlossenen Bus z.B. an eine übergeordnete Brandmeldezentrale weitergeleitet werden, um Servicepersonal für eine anstehende Reinigung des betreffenden Brandmelders zu informieren. Die Servicemeldung kann alternativ oder zusätzlich durch eine leuchtende oder blinkende LED, oder durch einen Warnpiepser des Brandmelders ausgegeben werden.
  • Die Auswerteeinheit kann auch eingerichtet sein, nacheinander die Lichtsender anzusteuern. Sie kann dazu eingerichtet sein, ein Empfangssignal des zumindest einen zugeordneten Lichtempfängers selektiv zu erfassen und auszuwerten.
  • Der Kern der Erfindung liegt darin, dass als Maßstab für die Verschmutzung eines Brandmelders das an Verschmutzungen gestreute und dann detektierbare Licht herangezogen wird. Im Falle eines nichtverschmutzten Brandmelders, wie z.B. im Neuzustand, oder bei nur geringen Verschmutzungen ist kein nennenswertes Streulicht detektierbar. Dagegen nimmt im Falle zunehmender Verschmutzung auch der Streuquerschnitt im Streulichtvolumen zu, so dass gleichfalls mit zunehmender Verschmutzung das Streulicht zunimmt. Aufgrund des hohen Dynamikumfangs eines Photoempfängers ist somit vorteilhaft das etwaige Ausmaß der Verschmutzung ermittelbar.
  • Dagegen wird beim Stand der Technik das Extinktionsprinzip eingesetzt, bei dem der Lichtsender und der Lichtempfänger auf einer gemeinsamen optischen Achse liegen. Dabei wird die Dämpfung des empfangenen Lichts aufgrund von Verschmutzungen ermittelt. Der Nachteil des Prinzips liegt im geringen Dynamikbereich und in der schwierigen Kalibrierung dieser Anordnung auf einen maximalen Lichtwert für eine Nichtverschmutzung. Um einen Fehlalarm zu vermeiden, ist daher der Grenzwert für das zu detektierende Licht niedrig einzustellen.
  • Dies hat nachteilig zur Folge, dass bereits ein sich in der Raucheintrittsöffnung angereicherter "leichter" Verschmutzungsflaum nahezu vollständig den Raucheintritt durch die Eintrittsöffnung hindurch unterbindet, während die Abnahme des detektierten Lichts nur geringfügig ist. Der Brandmelder ist dann nicht mehr funktionsfähig. Eine entsprechende Ausgabe einer Verschmutzungswarnung erfolgt dagegen nicht.
  • Nach einer Ausführungsform ist das Meldergehäuse im Wesentlichen symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch ausgestaltet. Es weist eine Symmetrieachse auf. Die Symmetrieachse ist vorzugsweise auch die konstruktive Hauptachse des Brandmeldergehäuses. Es sind mehrere Lichtsender und Lichtempfänger in Umfangsrichtung um die Symmetrieachse in einer jeweiligen Streulichtanordnung im Bereich der Raucheintrittsöffnung verteilt angeordnet. Dadurch ist vorteilhaft die gesamte Raucheintrittsöffnung entlang ihres gesamten Umfangs auf eine unzulässige Verschmutzung hin überwachbar.
  • Die Lichtsender und Lichtempfänger können sich in Umfangsrichtung abwechseln. Vorzugsweise sind diese gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt angeordnet. Der jeweilige Lichtsender kann derart ausgebildet sein, dass er zu seinen beiden in Umfangsrichtung benachbarten Lichtempfängern jeweils in einer Streulichtanordnung angeordnet ist.
  • Einer weiteren Ausführungsform zufolge sind ein jeweiliger Lichtsender und ein jeweiliger Lichtempfänger in einer Vorwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel im Bereich von 20° bis 80° angeordnet. Alternativ können ein jeweiliger Lichtsender und ein jeweiliger Lichtempfänger auch in einer Rückwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel im Bereich von 110° bis 150° angeordnet sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform können ein jeweiliger Lichtsender und ein jeweiliger Lichtempfänger zu einem Lichtsendeempfänger als Baueinheit zusammengefasst sein. Lichtsender und Lichtempfänger sind dann in einer Rückwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel im Bereich von 150° bis 180° angeordnet. Der Vorteil bei dieser Ausführungsform liegt in der Integration von Lichtsender und Lichtempfänger in einem einzigen Bauteil.
  • Einer weiteren Ausführungsform zufolge ist ein jeweiliger Lichtsender, ein jeweiliger Lichtempfänger und/oder ein jeweiliger Lichtsendeempfänger auf einem Schaltungsträger im Meldergehäuse angeordnet. Es ist dem jeweiligen Lichtsender, dem Lichtempfänger und/oder dem Lichtsendeempfänger ein Lichtleiter vorgeschaltet. Ein gegenüberliegendes (zweites) Endstück des jeweiligen Lichtleiters ist durch das Meldergehäuse zur Lichtauskopplung und/oder Lichteinkopplung im Bereich der Raucheintrittsöffnung hindurchgeführt. Mit "vorgeschaltet" ist gemeint, dass ein erstes Endstück des Lichtleiters zur Lichteinkopplung und/oder Lichtauskopplung der jeweiligen optisch aktiven Fläche des Lichtsenders, Lichtempfängers bzw. des Lichtsendeempfängers gegenüberliegt.
  • Nach einer dazu alternativen Ausführungsform ist ein jeweiliger Lichtsender auf einem Schaltungsträger im Meldergehäuse angeordnet. Es ist dem jeweiligen Lichtsender ein Lichtleiter vorgeschaltet, wobei ein gegenüberliegendes (zweites) Endstück des jeweiligen Lichtleiters durch das Meldergehäuse zur Lichtauskopplung im Bereich der Raucheintrittsöffnung hindurchgeführt ist. Der jeweilige Lichtempfänger ist an der Melderkappe im Bereich der Raucheintrittsöffnung angeordnet.
  • Vorzugsweise ist das jeweilige (zweite) Endstück eines Lichtleiters eine optische Linse und/oder es ist als optisches Prisma ausbildet. Dadurch ist eine gerichtete Lichtein- und auskopplung möglich.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist der jeweilige Lichtleiter zugleich Teil eines Verbindungsstegs zwischen einem Grundkörper und einer Melderkappe des Meldergehäuses. Durch die Integration des Lichtleiters in den Verbindungssteg sind die Lichtleiter gegen mechanische Einwirkungen geschützt. Zudem liegt das jeweilige Endstück vorteilhaft im "Verschmutzungschatten" durch die lokale strömungsabschirmende Wirkung des Verbindungsstegs.
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind am Beispiel der nachfolgenden Figuren ersichtlich. Dabei zeigen
    • FIG 1
    eine Draufsicht auf einen beispielhaften Brandmelder mit drei Lichtsendern und drei Lichtempfängern zur Verschmutzungsüberwachung gemäß der Erfindung,
    FIG 2
    eine Draufsicht auf zwei Streulichtanordnungen in FIG 1 im Detail, gebildet aus den beiden Lichtsendern und dem gemeinsamen Lichtempfänger,
    FIG 3
    eine Seitenansicht des Brandmelders gemäß FIG 1 entlang der dort eingetragenen Blickrichtung III.
    FIG 4
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Brandmelders gemäß einer ersten Ausführungsform,
    FIG 5
    ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Lichteinkopplung und Lichtauskopplung im Bereich einer Raucheintrittsöffnung mittels eines gemeinsamen Lichtleiters, und
    FIG 6
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Brandmelders gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • FIG 1 zeigt eine Draufsicht auf einen beispielhaften Brandmelder M mit drei Lichtsendern 1 und drei Lichtempfängern 2 zur Verschmutzungsüberwachung gemäß der Erfindung.
  • Der gezeigte Brandmelder M ist insbesondere ein optischer Rauchmelder. Er weist typischerweise eine im Meldergehäuse 3 angeordnete Detektionseinheit DET zur Detektion spezifischer Brandkenngrößen auf. Die Detektionseinheit DET ist gegenüber direktem Umgebungslicht abgeschirmt, wie z.B. durch Lamellen, jedoch durchlässig für zu detektierenden Rauch. Das gezeigte Gehäuse 3 umfasst einen Grundkörper 4 und eine davon abgesetzte sogenannte Melderkappe 5. Zwischen diesen beiden Gehäuseteilen 4, 5 ist eine Raucheintrittsöffnung OF für den möglichen Durchtritt von zu detektierendem Rauch hin zur Detektionseinheit DET ausgebildet. Mit dem Bezugszeichen N ist ein Insektenschutz bezeichnet, der ein Eindringen von Insekten oder Spinnen in das Innere der Detektionseinheit DET verhindert. Er ist typischerweise ein Gitter oder ein Netz.
  • Der Brandmelder M umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit 7 zur Ausgabe eines Brandalarms AL. Die Auswerteinheit 7 ist typischerweise prozessorgestützt und insbesondere ein Mikrocontroller. Die Ausgabe des Brandalarms AL kann über eine angeschlossene Melderleitung, über Funk und/oder über eine optische und/oder akustische Anzeige am Brandmelder M erfolgen. Mit der Auswerteeinheit 7 ist zumindest mittelbar zumindest ein Lichtsender 1 und ein Lichtempfänger 2 verbunden. Sie sind zur Überwachung der Raucheintrittsöffnung OF auf eine unzulässige Verschmutzung V hin vorgesehen.
  • Im vorliegenden Beispiel sind drei Lichtsender 1 in Umfangsrichtung um eine Symmetrieachse Z des Brandmelders M gleichmäßig verteilt angeordnet. Dazwischenliegend sind gleichfalls in Umfangsrichtung drei Lichtempfänger 2 angeordnet.
  • Erfindungsgemäß sind der zumindest eine Lichtsender 1 und der zumindest eine Lichtempfänger 2 in einer Streulichtanordnung angeordnet. Mit "Streulichtanordnung" ist gemeint, dass keiner der Lichtempfänger 2 auf einen der Lichtsender 1 ausgerichtet ist. Mit anderen Worten empfangen die jeweiligen Lichtempfänger 2 kein direktes Licht von dem jeweiligen Lichtsender 1 einer gemeinsamen Streulichtanordnung. Lichtsender und zugeordneter Lichtempfänger liegen somit nicht auf einer gemeinsamen optischen Achse.
  • Im vorliegenden Beispiel senden die drei Lichtsender 1 jeweils zwei Lichtbündel L1, L2 zu den beiden in Umfangsrichtung benachbarten Lichtempfängern 2 aus. Mittels der Streulichtanordnung ist erfindungsgemäß ein jeweiliges Streulichtvolumen SV derart festgelegt, dass dieses in einem zu Verschmutzungen V neigenden Bereich der Raucheintrittsöffnung OF liegt. Im Beispiel der FIG 2 sind im Detail die gebildeten Streulichtvolumen SV1, SV2 zweier Streulichtanordnungen dargestellt.
  • Der Lichtsender 1, 11, 12 kann gemäß der Erfindung zum einen derart eingerichtet und ausgerichtet sein, dass ein erster Teil D eines ausgesandten Lichtbündels L1 den Bereich der Raucheintrittsöffnung OF durchquert, ohne angrenzende Gehäuseteile 4, 5, 8, N zu tangieren. Mit anderen Worten passiert das Lichtbündel L1 den Bereich der Raucheintrittsöffnung OF berührungsfrei. Ein solches angrenzendes Gehäuseteil 4, 5, 8, N kann der Grundkörper 4, die Melderkappe 5 des Meldergehäuses 3, ein Insektenschutz N oder ein Verbindungssteg 9 sein. Das Lichtbündel L1 ist vorzugsweise scharf begrenzt. Dies kann z.B. durch eine Blende erfolgen, die einem jeweiligen Lichtsender 1 nachgeschaltet ist. Im Falle einer Laserdiode als Lichtsender 1 ist das ausgesandte Lichtbündel L1 bereits scharf begrenzt. Im vorliegenden Beispiel der FIG 1 durchqueren beide von den Lichtsendern 11, 12 ausgesandten Lichtbündel L1 berührungsfrei den Bereich der Raucheintrittsöffnung OF. In diesem Fall entspricht der erste Teil D des ausgesandten Lichtbündels L1 dem Lichtbündel L1 selbst.
  • Die Begrenzung der Lichtbündel L1, L2 ist durch punktiert eingezeichnete Randstrahlen R kenntlich gemacht.
  • Wie in FIG 1 beispielhaft gezeigt, ist der Lichtsender 1 auch derart eingerichtet und ausgerichtet, dass ein zweiter Teil A des Lichtbündels L2 auf ein an die Raucheintrittsöffnung OF angrenzendes Gehäuseteil 4, 5, 8, N auftrifft. Im vorliegenden Beispiel ist dies bei den beiden von den Lichtsendern 11, 13 ausgesandten Lichtbündeln L2 der Fall. Dabei ist die Oberfläche des Gehäuseteils 4, 5, 8, N derart beschaffen und ausgerichtet, dass der dort auftreffende zweite Teil A des Lichtbündels L2 weg vom Lichtempfänger 2 abgelenkt wird. Im vorliegenden Beispiel ist das angrenzende Gehäuseteil N, d.h. der Insektenschutz, reflektierend ausgebildet. Die Außenflächen des Insektenschutzes N sind im Bezug auf das von den Lichtsendern 11, 13 eintreffende Licht derart optisch orientiert, dass der daran reflektierte zweite Teil A des Lichtbündels L2 nicht zu dem zugeordneten Lichtempfänger 2 gelangt. Zum anderen durchquert auch ein erster Teil D des zweiten Lichtbündels L2, wie zuvor beschrieben, berührungsfrei den Bereich der gezeigten Raucheintrittsöffnung OF.
  • Wesentlich ist hier, dass im verschmutzungsfreien Zustand oder bei nur geringfügiger Verschmutzung kein nennenswertes ausgesandtes Licht von den Lichtsendern 1 zu den jeweiligen zugeordneten Lichtempfängern 2 gelangt.
  • Wie im unteren rechten Teil FIG 1 gezeigt, wird nun ein Teil des vom Lichtsender 13 ausgesandten Lichtbündels L1 an einer sich im Bereich der Raucheintrittsöffnung OF angesammelten Verschmutzung V gestreut. Die Verschmutzung V kann z.B. eine lose Ansammlung von Staub, Staubflocken oder Flusen sein. Dieses Streulicht S gelangt schließlich zur Detektion zum Lichtempfänger 2. Gemäß der Erfindung wird dann mittels der Auswerteeinheit 7 eine Servicemeldung WARN ausgegeben, falls das vom Lichtempfänger 2 erfasste Streulicht S einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet.
  • FIG 2 zeigt eine Draufsicht auf zwei Streulichtanordnungen in FIG 1 im Detail, gebildet aus den beiden Lichtsendern 11, 12 und dem gemeinsamen Lichtempfänger 2. Mit EB ist der Empfangsbereich des Lichtempfängers 2 bezeichnet. Dieser ist vorzugsweise scharf begrenzt, wie z.B. mittels einer vorgeschalteten Blende. Mit SV1 ist ein erstes Streulichtvolumen bezeichnet, welches in geometrischer Hinsicht das Schnittvolumen aus dem Lichtbündel L1 des Lichtsenders 11 und dem Empfangsbereich EB des Lichtempfängers 2 ist. Mit SV2 ist ein zweites Streulichtvolumen bezeichnet, welches in entsprechender Weise das Schnittvolumen aus dem Lichtbündel L1 des Lichtsenders 12 und dem Empfangsbereich EB des Lichtempfängers 2 ist. Die beiden schraffiert dargestellten Streulichtvolumina SV1, SV2, die sich zum Teil überlappen, liegen im Bereich der Raucheintrittsöffnung OF. Verschmutzungen V im Bereich eines solchen Streulichtvolumens SV1, SV2 führen dazu, dass daran gestreutes Licht zum Teil zum Lichtempfänger 2 gelangt und durch diesen detektiert werden kann.
  • Der Lichtempfänger 2 ist jeweils mit dem benachbarten Lichtsender 11, 12 in einer Vorwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel α von 120° angeordnet.
  • FIG 3 zeigt eine Seitenansicht des Brandmelders M gemäß FIG 1 entlang der dort eingetragenen Blickrichtung III. In dieser Darstellung ist zum einen erkennbar, wie ein zweiter Teil A des vom Lichtsender 13 ausgesandten Lichtbündels L2 sowohl am Insektenschutz N als auch an einer Außenkontur der Melderkappe 5 derart reflektiert wird, dass kein Licht des Lichtbündels L2 zum zugeordneten Lichtempfänger 2 gelangt. Dagegen wird ein Teil des vom Lichtsender 13 ausgesandten Lichtbündels L1 an der dortigen Verschmutzung V gestreut und als Streulicht S vom Lichtempfänger 2 detektiert. Mit G sind durch die Verschmutzung V gedämpfte, abgeschwächte Lichtstrahlen bezeichnet.
  • Wie das Beispiel der FIG 3 weiter zeigt, weist der Brandmelder M einen im Meldergehäuse 3 angeordneten Schaltungsträger 6 auf, auf dem die drei Lichtsender 1 und die drei Lichtempfänger 2 angeordnet sind. Ihnen ist jeweils ein Lichtleiter 8 zur Lichtauskopplung und/oder Lichteinkopplung im Bereich der Raucheintrittsöffnung OF vorgeschaltet. Die jeweiligen Lichtleiter 8 sind dabei durch eine entsprechende Aussparung im Meldergehäuse 3 und im vorliegenden Beispiel im Grundkörper 4 des Brandmelders M im Bereich der Raucheintrittsöffnung OF hindurchgeführt. Die sechs Lichtleiter 8 ragen dabei geringfügig, wie z.B. im Bereich von 1 mm bis 10 mm, aus dem Grundkörper 4 heraus. Die Lichtleiter 8 sind vorzugsweise aus einem stabförmigen, zylindrischen Kunststoff gefertigt, der für Licht im Wellenbereich des von den Lichtsendern 1 ausgesandten Lichts transparent ist.
  • Desweiteren bildet das jeweilige Endstück 14, welches durch den Grundkörper 4 in den Bereich der Raucheintrittsöffnung OF hineinragt, eine optische Linse oder ein optisches Prisma aus. Die geometrische Gestaltung des jeweiligen Endstücks 14 erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit davon, ob der Lichtleiter 8 für die Lichtauskopplung oder für die Lichteinkopplung eingesetzt wird. Im ersten Fall kann das jeweilige Endstück 14 dergestalt sein, dass zwei Lichtbündel L1, L2, wie in FIG 1 gezeigt, ausgesendet werden. Im zweiten Fall sind die den Lichtempfängern 2 vorgeschalteten Lichtleitern 8 dergestalt, dass Licht in einem vorbestimmten Empfangsbereich EB, wie beispielhaft in FIG 2 gezeigt, detektiert werden kann. Der Einsatz von Lichtleitern 8 ermöglicht vorteilhaft einen einfachen mechanischen Aufbau des Brandmelders M.
  • Alternativ können die Lichtsender 1 und/oder die Lichtempfänger 2 auch direkt im Bereich der Raucheintrittsöffnung OF angeordnet sein. Diesen kann ein optisches Mittel für die Lichtauskopplung oder für die Lichteinkopplung vorgeschaltet sein, wie z.B. eine optische Linse und/oder ein optisches Prisma und/oder eine Blende. Die entsprechenden elektrischen Anschlüsse sind dann vorzugsweise mit dem Schaltungsträger 6 und über diesen mit der Auswerteeinheit 7 zur elektrischen Ansteuerung der Lichtsender 1 sowie zur Erfassung der jeweiligen elektrischen Signale von den Lichtempfängern 2 verbunden.
  • FIG 4 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Brandmelders M gemäß einer ersten Ausführungsform. In diesem Fall sind die den Lichtsendern 1 nachgeschalteten Lichtleitern 8 zugleich auch Teil eines Verbindungsstegs 9, der den Grundkörper 4 mechanisch mit der Melderkappe 5 verbindet. Wie die FIG 4 weiter zeigt, ist das zugehörige Endstück 14 des Lichtleiters 8 bzw. des Verbindungsstegs 9 als Prisma ausgeführt, welches unter einem 45°-Winkel im Bezug auf das einfallende Lichtbündel des Lichtsenders 1 angeordnet ist. Dadurch wird das Lichtbündel L um 90° umgelenkt und in den zu überwachenden Bereich der Raucheintrittsöffnung OF geleitet. Die um 45° geneigte Fläche des Endstücks 14 oder das daran angrenzende Teil des Verbindungsstegs 9 kann auch verspiegelt sein. In entsprechender Weise, figürlich nicht dargestellt, können auch die Lichtleiter 8, die den Lichtempfängern 2 vorgeschaltet sind, Teil eines solchen Verbindungsstegs 9 sein.
  • FIG 5 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Lichteinkopplung und Lichtauskopplung im Bereich einer Raucheintrittsöffnung OF mittels eines gemeinsamen Lichtleiters 8.
  • Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Lichtsendeempfänger als Baueinheit bezeichnet, der einen Lichtsender 1 und einen Lichtempfänger 2 umfasst. Der Lichtsendeempfänger 10 ist wiederum auf einem Schaltungsträger 6 im Grundkörper 4 des Brandmelders M angeordnet. Lichtsender 1 und Lichtempfänger 2 sind beispielhaft in einer Rückwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel von 180° angeordnet. Dem Lichtsendeempfänger 10 ist ein Lichtleiter 8 nachgeschaltet, der sowohl zur Lichteinkopplung als auch zur Lichtauskopplung vorgesehen ist. Der Lichtleiter 8 ist durch eine Aussparung 8 im Grundkörper 4 in den Bereich der Raucheintrittsöffnung OF hindurchgeführt. Das in diesen Bereich hineinragende Endstück 14 ist dergestalt, dass ein vom Lichtsender 1 ausgesandtes Lichtbündel L in den Bereich der Raucheintrittsöffnung OF umgelenkt wird und dass Streulicht aus diesem Bereich auf umgekehrtem Wege zur Detektion durch den Lichtempfänger 2 wieder eingekoppelt werden kann. Mit B ist eine Blende bezeichnet, welches ein Übersprechen von ausgesandtem Licht des Lichtsenders 1 direkt zum Lichtempfänger 2 stark reduziert.
  • Der Vorteil dieser Anordnung liegt in der reduzierten Bauelementanzahl für eine Streulichtanordnung. Vorzugsweise weist der Brandmelder M eine Mehrzahl derartiger Lichtsendeempfänger 10 verteilt in Umfangsrichtung im Bereich der Raucheintrittsöffnung OF auf.
  • FIG 6 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Brandmelders M gemäß einer zweiten Ausführungsform. In diesem Fall ist ein jeweiliger Lichtempfänger 2' angrenzend zur Raucheintrittsöffnung OF an der Melderkappe 5 des Brandmelders M angebracht. Durch diesen Lichtempfänger 2' ist gleichfalls Streulicht S im Falle einer Verschmutzung V detektierbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 1,11-13
    Lichtsender
    2, 2'
    Lichtempfänger
    3
    Meldergehäuse
    4
    Grundkörper
    5
    Melderkappe
    6
    Leiterplatte
    7
    Auswerteeinheit, Steuereinheit, Mikrocontroller
    8
    Lichtleiter
    9
    Verbindungssteg
    10
    Lichtsendeempfänger
    14
    optisches Koppelelement, optisches Endstück
    A
    abgelenkter Lichtstrahl
    AL
    Alarminformation, Alarmmeldung
    AS
    Aussparung, Durchführung
    B
    Blende
    D
    direkter Lichtstrahl, nichtabgelenkter Lichtstrahl
    DET
    Messkammer, Detektionseinheit
    G
    gedämpfter Lichtstrahl
    L, L1, L2
    Lichtbündel
    M
    Gefahrenmelder, Rauchmelder
    N
    Insektenschutz, Gitter, Netz, Lamellen
    OF
    Raucheintrittsöffnung
    R
    Randstrahlen
    S
    Streulicht, Streulichtstrahl
    SV, SV1, SV2
    Streulichtvolumen, Streulichtzentrum
    V
    Verschmutzung, Flaum, Staub
    WARN
    Warnmeldung, Servicemeldung
    Z
    Symmetrieachse, Hauptachse

Claims (10)

  1. Brandmelder, insbesondere optischer Rauchmelder, wobei der Brandmelder aufweist ein Meldergehäuse (3) mit einer Raucheintrittsöffnung (OF), eine im Meldergehäuse (3) angeordnete Detektionseinheit (DET) zur Detektion spezifischer Brandkenngrößen, eine Auswerteeinheit (7) zur Ausgabe eines Brandalarms (AL), und zumindest einen mit der Auswerteeinheit (7) verbundenen Lichtsender (1) und Lichtempfänger (2) zur Überwachung der Raucheintrittsöffnung (OF) auf eine unzulässige Verschmutzung (V) hin, dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Lichtsender (1) und der Lichtempfänger (2) in einer Streulichtanordnung angeordnet sind, wobei ein durch die Streulichtanordnung festgelegtes Streulichtvolumen (SV) in einem zu Verschmutzungen (V) neigenden Bereich der Raucheintrittsöffnung (OF) liegt,
    - dass der Lichtsender (1) derart eingerichtet und ausgerichtet ist, dass ein erster Teil (D) eines ausgesandten Lichtbündels (L) den Bereich der Raucheintrittsöffnung (OF) durchquert, ohne angrenzende Gehäuseteile (4, 5, 8, N) zu tangieren, und/oder
    - dass der Lichtsender (1) derart eingerichtet und ausgerichtet ist, dass ein zweiter Teil (A) des Lichtbündels (L) auf ein an die Raucheintrittsöffnung (OF) angrenzendes Gehäuseteil (4, 5, 8, N) auftrifft, wobei die Oberfläche des Gehäuseteils (4, 5, 8, N) derart beschaffen und ausgerichtet ist, dass der dort auftreffende zweite Teil (A) des Lichtbündels (L) weg vom Lichtempfänger (2) abgelenkt wird oder dort absorbiert wird, und
    - dass mittels der Auswerteeinheit (7) eine Servicemeldung (WARN) ausgebbar ist, falls das vom Lichtempfänger (2) erfasste Streulicht (S) einen Mindestwert überschreitet.
  2. Brandmelder nach Anspruch 1, wobei das Meldergehäuse (3) im Wesentlichen symmetrisch ausgestaltet ist und eine Symmetrieachse (Z) aufweist, wobei mehrere Lichtsender (1) und Lichtempfänger (2) in Umfangsrichtung um die Symmetrieachse (Z) in einer jeweiligen Streulichtanordnung im Bereich der Raucheintrittsöffnung (OF) verteilt angeordnet sind.
  3. Brandmelder nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein jeweiliger Lichtsender (1) und ein jeweiliger Lichtempfänger (2) in einer Vorwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel (α) im Bereich von 20° bis 80° angeordnet sind.
  4. Brandmelder nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein jeweiliger Lichtsender (1) und ein jeweiliger Lichtempfänger (2) in einer Rückwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel (α) im Bereich von 110° bis 150° angeordnet sind.
  5. Brandmelder nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein jeweiliger Lichtsender (1) und ein jeweiliger Lichtempfänger (2) zu einem Lichtsendeempfänger (10) als Baueinheit zusammengefasst und in einer Rückwärtsstreuanordnung mit einem Streulichtwinkel (α) im Bereich von 150° bis 180° angeordnet sind.
  6. Brandmelder nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gehäuseteil (4, 5, 8, N) im Bereich der Raucheintrittsöffnung (OF) ein Grundkörper (4) oder eine Melderkappe (5) des Meldergehäuses (3), ein Insektenschutz (N) oder ein Verbindungssteg (9) zwischen Grundkörper (4) und Melderkappe (5) ist.
  7. Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein jeweiliger Lichtsender (1), ein jeweiliger Lichtempfänger (2) und/oder ein jeweiliger Lichtsendeempfänger (10) auf einem Schaltungsträger (6) im Meldergehäuse (3) angeordnet ist, wobei dem jeweiligen Lichtsender (1), Lichtempfänger (2) und/oder Lichtsendeempfänger (10) ein Lichtleiter (8) vorgeschaltet ist und wobei ein gegenüberliegendes Endstück (14) des jeweiligen Lichtleiters (8) durch das Meldergehäuse (3, 4) zur Lichtauskopplung und/oder Lichteinkopplung im Bereich der Raucheintrittsöffnung (OF) hindurchgeführt ist.
  8. Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein jeweiliger Lichtsender (1) auf einem Schaltungsträger (6) im Meldergehäuse (3) angeordnet ist, wobei dem jeweiligen Lichtsender (1) ein Lichtleiter (8) vorgeschaltet ist, wobei ein gegenüberliegendes Endstück (14) des jeweiligen Lichtleiters (8) durch das Meldergehäuse (3, 4) zur Lichtauskopplung im Bereich der Raucheintrittsöffnung (OF) hindurchgeführt ist, und wobei der jeweilige Lichtempfänger (2') an der Melderkappe (5) im Bereich der Raucheintrittsöffnung (OF) angeordnet ist.
  9. Brandmelder nach Anspruch 7 oder 8, wobei das jeweilige Endstück (14) eines Lichtleiters (8) eine optische Linse und/oder ein optisches Prisma ausbildet.
  10. Brandmelder nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der jeweilige Lichtleiter (8) zugleich Teil eines Verbindungsstegs (9) zwischen einem Grundkörper (4) und einer Melderkappe (5) des Meldergehäuses (3) ist.
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