СИГНАЛИЗАТОР ДЫМА Российский патент 2002 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к сигнализатору дыма, содержащему закрепляемую в цоколе вставку с оптическим модулем, состоящим из источника света, светоприемника, измерительной камеры, центральной бленды, дна и лабиринтной системы с расположенными на периферии измерительной камеры блендами.

У сигнализаторов дыма этого рода, которые называют сигнализаторами дыма с рассеянным светом и которые при необходимости могут содержать помимо оптического модуля еще и дополнительный датчик, например температурный, оптический модуль выполнен известным образом так, что мешающий посторонний свет не может проникнуть в измерительную камеру, а дым проникает очень легко. Источник света и светоприемник расположены так, что прямым путем от источника к приемнику световые лучи попасть не могут. При наличии дымовых частиц на пути лучей свет источника рассеивается по ним и часть этого рассеянного света падает на светоприемник, вырабатывая электрический сигнал.

Защита от ложного срабатывания таких сигнализаторов дыма с рассеянным светом весьма существенно зависит помимо прочего от того, что на светоприемник попадает рассеянный фактически только по дымовым частицам свет источника и что подавляется так называемый фоновый свет, будь то посторонний свет снаружи или свет, рассеянный по деталям оптического модуля или по другим частицам, нежели дымовым. Подавление фонового света осуществляется у известных оптических сигнализаторов дыма, например у описанного в DE-A-4 412212, за счет поглощения фонового света на матовых поверхностях, для чего соответствующие детали оптического модуля изготовлены из черного пластика с матовой поверхностью. Тем не менее, однако, вызванный фоновым светом уровень сигнала, так называемый основной импульс, все еще относительно высокий, и существует необходимость уменьшения основного импульса.

Благодаря изобретению должен быть создан сигнализатор дыма описанного выше рода, у которого основной импульс существенно уменьшен по сравнению с известными сегодня сигнализаторами дыма.

Поставленная задача решается согласно изобретению за счет того, что определенные, критические по отношению к возникновению фонового света детали оптического модуля имеют блестящую поверхность и выполнены с возможностью отражения непоглощенного света в определенном направлении.

Решение согласно изобретению приводит к резкому уменьшению основного импульса, поскольку названное определенное направление может быть выбрано так, что отраженный в нем свет наверняка не будет мешать. Например, это направление можно выбрать так, что непоглощенный свет будет отражаться несколько раз и за счет этого будет практически полностью устранен. Поскольку блестящие черные поверхности не поглощают и отражают всего около 5% падающего света, требуется лишь несколько отражений, пока не останется не мешающей больше доли первоначального фонового света.

Первая предпочтительная форма выполнения сигнализатора дыма согласно изобретению отличается тем, что названные детали оптического модуля включают в себя периферийные бленды, центральную бленду и противоположную дну крышку измерительной камеры. Вторая предпочтительная форма выполнения отличается тем, что блестящую поверхность имеют другие детали или вся внутренняя сторона оптического модуля.

В третьей предпочтительной форме выполнения сигнализатора дыма согласно изобретению оптический модуль изготовлен с помощью инструмента для литья под давлением и имеет по меньшей мере на частях, предназначенных для изготовления названных блестящих поверхностей, качество поверхности, достаточное для получения блестящей поверхности.

Четвертая предпочтительная форма выполнения сигнализатора дыма согласно изобретению отличается тем, что инструмент для литья под давлением имеет на названных частях полированную поверхность.

Изобретение поясняется более подробно ниже с помощью примера его выполнения и чертежей, на которых:
на фиг. 1 изображено сечение сигнализатора дыма с рассеянным светом в плоскости оптической оси его оптического модуля в направлении дна оптического модуля;
фиг. 2 - схематичный разрез по линии II-II фиг. 1 в уменьшенном по сравнению с фиг. 1 масштабе.

Показанный на чертеже сигнализатор дыма с рассеянным светом состоит известным образом из вставки 1, закрепляемой в цоколе (не показан), смонтированном преимущественно на потолке контролируемого помещения, и из надетого на вставку 1 колпака 2, который в зоне своего купола, направленного в рабочем состоянии сигнализатора к контролируемому помещению, снабжен щелями 3 для прохождения дыма. Вставка 1 выполнена в виде коробки, на обращенной к куполу стороне которой расположен окруженный боковой стенкой 4 оптический модуль 5, а на обращенной к цоколю стороне - печатная плата с электронным устройством обработки (не показано). Эта конструкция сигнализатора известна и здесь подробно не описана. В этой связи следует сослаться, например, на сигнализаторы серии AlgoRex (AlgoRex - зарегистрированный товарный знак фирмы "Церберус АГ") и на европейскую заявку 95117405.1.

Оптический модуль 5 содержит, в основном, источник 6 света, светоприемник 7, измерительную камеру 8, лабиринтную систему из расположенных на внутренней стороне боковой стенки 4 периферийных бленд 9, центральную бленду 10 и дно 11. Оптические оси источника 6 света, образованного инфракрасным светодиодом, и светоприемника 7 лежат не на одной общей прямой, а образуют ломаную линию, причем близко от точки пересечения расположена центральная бленда 10. Боковая стенка 4 и дно 11 экранируют измерительную камеру 8 от постороннего света снаружи, а периферийные бленды 9 и центральная бленда 10 препятствуют попаданию световых лучей прямым путем от источника 6 света к светоприемнику 7. Периферийные бленды 9 служат, кроме того, для подавления так называемого фонового света, вызванного нежелательными рассеиваниями или отражениями. Чем лучше подавляется фоновый свет, тем глубже основной импульс, т.е. тот сигнал, который детектируется, когда в измерительной камере 8 нет дыма. Зона пересечения излученного источником 6 света пучка лучей и поля зрения светоприемника 7 образует собственно измерительную зону, называемую ниже рассеивающим пространством.

Источник 6 света излучает короткие интенсивные световые импульсы в рассеивающее пространство, причем светоприемник 7 "видит" рассеивающее пространство, но не "видит" источник 6 света. Свет источника 6 рассеивается проникающим в рассеивающее пространство дымом, и часть этого рассеянного света падает на светоприемник 7. Выработанный им за счет этого сигнал обрабатывается электронным устройством. Само собой, сигнализатор дыма может иметь помимо содержащейся в оптическом модуле 5 системы датчиков дополнительные датчики, например температурный и/или газовый.

Когда в контролируемом помещении возникает дым, поднимающийся к сигнализатору, он проникает в щели 3 и проходит в них в горизонтальном направлении к выполненному в виде воронки дну 11. Дно 11 имеет сетчатую или решетчатую структуру и снабжено на своей выходной стороне звездообразно расположенными ребрами 12, посредством которых дым подается к дну. За счет этого дым проходит в вертикальном направлении в измерительную камеру 8 и в рассеивающее пространство. Благодаря воронкообразному выполнению дно 11 отстоит от измерительной камеры значительно дальше, чем если бы дно было плоским. Проникшие в измерительную камеру 8 частицы пыли, рассеивающие свет источника 6 и действующие поэтому как дымовые частицы, осаждаются в куполе дна 11 и находятся там вне зоны падения излучения источника 6 света, резко уменьшая отрицательное влияние этих дымовых частиц.

Как видно из фигур, воронкообразная зона дна 11 имеет форму пирамиды или усеченной пирамиды, причем все боковые грани пирамиды имеют уже упомянутую сетчатую или решетчатую структуру. На фиг. 1 для наглядности такая решетчатая структура 13 схематично изображена только на одной из граней пирамиды. Ребра 12 на наружной стороне дна 11 расположены преимущественно вдоль боковых граней пирамиды.

Вероятность отрицательного воздействия осажденных на дне 11 частиц пыли дополнительно снижается за счет особого выполнения дна. Оно состоит в том, что дно 11 на своей внутренней поверхности снабжено множеством направленных вертикально вверх пластин 14, 15, причем их расположение, число, высота и взаимное расстояние выбраны так, что падающий из измерительной камеры на дно свет перед его достижением попадает на одну из пластин и что светоприемник 7 видит со стороны дна 11 только пластины 14, 15. За счет этого существенно уменьшается опасность рассеивания света по частицам пыли, поскольку пыль скорее останется лежать на дне, чем осядет на вертикальных стенках пластин. Дополнительно к экранированию дна 11 от света из измерительной камеры 8 пластины 14, 15 экранируют светоприемник 1 от постороннего света снаружи.

Как видно, не все грани пирамиды снабжены пластинами, а только противоположные источнику 6 света и светоприемнику 7, а также грань пирамиды, заключенная между этими обеими гранями. Противоположные источнику 6 света и светоприемнику 7 грани пирамиды снабжены продольными пластинами 14, ориентированными параллельно основанию пирамиды, а грань пирамиды, заключенная между этими гранями, снабжена по меньшей мере одной продольной пластиной 14 и несколькими ориентированными перпендикулярно ей поперечными пластинами 15. Продольные пластины 14 проходят по меньшей мере приблизительно перпендикулярно оптической оси противоположного источника света или противолежащего светоприемника. Поперечные пластины 15 служат, в первую очередь, для устранения оптической связи источника 6 света и светоприемника 7.

Дно 11, которое, как и вся вставка 1 (за исключением источника 6 света и светоприемника 7), изготовлено в виде делали, отлитой под давлением из подходящего пластика, содержит на краю несколько фиксирующих органов (не показаны), предназначенных для разъемного соединения дна 11 с боковой стенкой 4 оптического модуля 5 (фиг. 2).

Для улучшения поглощения фонового света по меньшей мере определенные детали оптического модуля 5, в частности периферийные бленды 9, центральная бленда 10 и противоположная дну 11 крышка измерительной камеры 8, имеют вместо обычных до сих пор матовых поверхностей блестящие, т.е. отражающие поверхности. Блестящую поверхность могут иметь, естественно, и другие детали или вся внутренняя сторона оптического модуля 5.

До сих пор конструкторы исходили из того, что фоновый свет лучше всего можно устранить путем поглощения на матовых поверхностях, однако, рассуждая так, они упускали из виду, что свет диффузно рассеивается по матовым поверхностям и бесконтрольно попадает в измерительную камеру. При использовании же, напротив, блестящих поверхностей они действуют как черные зеркала и отражают непоглощенный свет в определенном, не мешающем направлении, например на соседнюю периферийную бленду. Поскольку отражающие поверхности черные и отражают поэтому всего около 5% падающего излучения, оно может быть практически полностью устранено за счет многократного отражения между такими поверхностями. Изготовление блестящих поверхностей осуществляется посредством инструмента для литья под давлением, имеющего по меньшей мере на поверхностях, которые должны блестеть, подходящую, преимущественно полированную поверхность.

Другой признак, очень существенный для повышения надежности измерений изображенного сигнализатора дыма, состоит в том, что периферийные бленды 9 или по меньшей мере большинство из них расположены не вращательно-симметрично, а таким образом, что угол падения излученного источником 6 света и принятого светоприемником 7 светового луча на эти бленды постоянный. Вращательно-симметрично расположенными были бы такие периферийные бленды 9, которые образованы вращением одной бленды вокруг центра. На фиг. 1 соседние с источником 6 света и светоприемником 7 каждые четыре периферийные бленды 9 выполнены невращательно-симметричными. Угол падения выбран при этом так, чтобы падающий и не поглощенный свет отражался между периферийными блендами 9 как можно чаще.

Периферийные бленды 9 состоят, как видно на чертеже, из двух отогнутых частичных поверхностей каждая, причем их взаимный наклон и взаимное расстояние, а также длина периферийных бленд 9 выбраны так, что излученный к периферийным блендам 9 свет не может попасть непосредственно на внутреннюю поверхность боковой стенки 4, а в любом случае падает на одну периферийную бленду 9 и отражается от нее на соседнюю периферийную бленду. Невращательно-симметричное расположение большинства периферийных бленд 9 приводит к улучшению поглощения фонового света и тем самым к менее жестким требованиям к точности позиционирования источника 6 света и светоприемника 7, а также к меньшей подверженности сигнализатора к загрязнению.

Как видно из фиг. 1, периферийные бленды 9 выполнены на своей направленной к центральной бленде 10 внутренней кромке как можно более острыми. Это имеет то преимущество, что на такую острую кромку падает мало света и, следовательно, меньше света отражается во множестве направлений.

При изготовлении инструмента для литья под давлением посредством электроэрозионной обработки толщина используемой проволоки ограничивает остроту кромки, которая не отвечает требованиям, предъявляемым к внутренним кромкам периферийных бленд 9. У вставки 1 нужное заострение внутренних кромок достигается за счет того, что в инструмент для литья под давлением вставляют сердечник, который на своей периферии, предназначенной для формования указанных внутренних кромок, имеет контур с уступами (зубчатый или зазубренный). Отдельные уступы этого контура прилегают изнутри к канавкам, выполненным для образования периферийных бленд 9 в инструменте для литья под давлением и закрывают их в направлении центра. За счет этого между канавками инструмента для литья под давлением и уступами сердечника могут быть получены очень острые кромки.

Практические испытания показали, что одновременное использование периферийных бленд 9 с острыми внутренними кромками и деталей оптического модуля (периферийные бленды 9, центральная бленда 10, крышка измерительной камеры 8) с блестящей поверхностью приводит к заметному уменьшению основного импульса и что сигнализатор менее восприимчив к напылению и запотеванию.

Как видно далее из фигур, источник 6 света и светоприемник 7 расположены в корпусе 16 и 17 соответственно. Оба корпуса 16, 17, выполненные на крышке измерительной камеры 8, открыты вниз и закрыты на своей открытой стороне дном 11. На своей обращенной к центральной бленде 10 передней стороне каждый корпус 16, 17 закрыт окошком со световыпускным и световпускным отверстиями.

Отличие этих окошек по сравнению с окошками корпусов известных сигнализаторов дыма с рассеянным светом в том, что они выполнены за одно целое. У известных сигнализаторов дыма с рассеянным светом окошки состоят из двух частей, одна из которых выполнена на крышке измерительной камеры, а другая - на дне. При установке дна всегда возникают трудности с посадкой, и между обеими половинами окошка возникает световая щель, что приводит к нежелательным помехам излучаемого и принимаемого света. У цельных окошек корпусов помехи такого рода исключены, и с точностью позиционирования обеих половин проблем не может возникнуть.

Как видно у изображенного на фиг. 2 окошка 18 корпуса 16, верхняя и нижняя половины цельных окошек взаимно смещены по типу обоих лезвий ножниц. За счет этого инструмент для литья под давлением может быть выполнен без бокового увода так, что для каждой из обеих взаимно смещенных половин световыпускного и световпускного отверстий предусмотрен отдельный формующий элемент, чем достигаются точно определенная форма и чистая поверхность этих отверстий.

Изобретение относится к сигнализаторам дыма с рассеянным светом. Технический результат - повышенная защита от ложных срабатываний. Результат достигается тем, что сигнализатор дыма содержит закрепляемую вставку с оптическим модулем, состоящим из источника света, светоприемника, измерительной камеры, центральной бленды, дна и лабиринтной системы с расположенными на периферии измерительной камеры блендами. Определенные, критические по отношению к возникновению фонового света детали оптического модуля имеют блестящую поверхность и выполнены с возможностью отражения непоглощенного света в определенном направлении. Преимущественно эти определенные детали включают в себя периферийные бленды, центральную бленду и противоположную дну крышку измерительной камеры. Блестящую поверхность могут иметь и другие детали или вся внутренняя сторона оптического модуля. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сигнализатор дыма, содержащий вставку (1) с оптическим модулем (5), состоящим из источника света (6), светоприемника (7), измерительной камеры (8), центральной бленды (10), дна (11) и лабиринтной системы с расположенными на периферии измерительной камеры (8) блендами (9), отличающийся тем, что из деталей, образующих оптический модуль (5), по меньшей мере, периферийные бленды (9), центральная бленда (10) и противоположная дну (11) крышка измерительной камеры (8) имеют блестящую поверхность и выполнены с возможностью отражения непоглощенного света в определенном направлении. 2. Сигнализатор дыма по п. 1, отличающийся тем, что блестящую поверхность имеют и другие детали или вся внутренняя поверхность оптического модуля (5). 3. Сигнализатор дыма по п. 1 или 2, отличающийся тем, что периферийные бленды (9) имеют на своей направленной к центральной бленде торцевой стороне как можно более острую кромку.