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CH591257A5 - Radiation scatter smoke detector - has scatter detector receivers coaxial to radiation bundle to scan different directions using photocells or sensors - Google Patents

Radiation scatter smoke detector - has scatter detector receivers coaxial to radiation bundle to scan different directions using photocells or sensors

Info

Publication number
CH591257A5
CH591257A5 CH465276A CH465276A CH591257A5 CH 591257 A5 CH591257 A5 CH 591257A5 CH 465276 A CH465276 A CH 465276A CH 465276 A CH465276 A CH 465276A CH 591257 A5 CH591257 A5 CH 591257A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
radiation
scattered
detector according
scattered radiation
scatter
Prior art date
Application number
CH465276A
Other languages
German (de)
Original Assignee
Cerberus 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 Cerberus Ag filed Critical Cerberus Ag
Priority to CH465276A priority Critical patent/CH591257A5/en
Priority to JP1977044079U priority patent/JPS564224Y2/ja
Priority to JP1977044078U priority patent/JPS52140377U/ja
Publication of CH591257A5 publication Critical patent/CH591257A5/en

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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103Actuation 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
    • G08B17/107Actuation 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
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    • GPHYSICS
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Abstract

Radiation scatter smoke detector scans radiation emitted from a source in the form of a bundled ray for receiving outside the source area. The scattered radiation receivers are disposed coaxially to the radiation bundle so as to scan radiation scatter from different directions. The receivers should consist of photoelectric cells, arranged so that some (14) detect the forward scatter and others (15) detect back-scattered radiation. It is otherwise possible to use sensors to detect forward and back scatter or again ray conductors which surround the ray bundles and direct these to a common receiver. Two dishes can be used to detect the radiation scatter which are combined into a cylinder, with a hollow sphere acting as radiation scatter measuring space.

Description

  

  
 



   Die Erfindung betrifft einen Steustrahlungs-Rauchdetektor mit wenigstens einer Strahlungsquelle, die ein Strahlenbündel aussendet, und wenigstens einem Streustrahlungsempfänger ausserhalb des Strahlungsbereiches der Strahlungsquelle.



   Unter Strahlung wird jede Art elektromagnetischer Strahlung verstanden, insbesondere sichtbares Licht, Ultraviolettund Infrarotstrahlung.



   Solche Streustrahlungsmelder werden beispielsweise für die Branddetektion gebraucht, wobei bei Auftreten einer bestimmten Rauchkonzentration in der Luft mittels einer geeigneten, bekannten Schaltung ein Alarmsignal gegeben wird.



   Als Strahlungsquellen können beispielsweise elektrische Glühlampen oder andere Temperaturstrahler, Entladungslampen, LASER Leuchtdioden oder andere lichtemittierende Halbleiter, sowie stromlose, durch radioaktive Präparate angeregte Lichtquellen, z.B. vom Typ Betalight, verwendet werden. Ebenso können die Strahlungsempfänger von verschiedener Art sein, z.B. Fotowiderstände, Fotozellen, Fototransistoren, Solarzellen, usw.



   Vorbekannte Streustrahlungs-Rauchdetektoren venvenden meist nur einen oder wenige Strahlungsempfänger. Dadurch wird nur ein geringer Teil der Streustrahlung erfasst und die Empfindlichkeit ist dementsprechend gering. Ausserdem haben die in der Praxis auftretenden Raucharten unterschiedliche Eigenschaften.



   Die Richtung der Streustrahlung hängt ebenfalls von verschiedenen physikalischen Faktoren ab, nämlich vom Durchmesser des Teilchens, dessen Transparenz, Brechungsindex sowie Form und Oberflächenbeschaffenheit. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, zum Nachweis des dunklen oder schwarzen Rauches auch die Rückwärtsstreuung auszunützen.



  Bei grösseren und transparenteren Rauchpartikeln drängt sich die Ausnützung der Vonvärtsstreuung auf.



   Es kommt daher vor, dass vorbekannte Streustrahlungs Rauchmelder auf bestimmte Arten von Rauch nicht oder nur sehr schwach reagieren, so dass die Alarmschwelle nicht sicher erreicht wird, was für die Brandmeldetechnik untragbar ist.



   Ausserdem werden von vorbekannten Meldern die Strahlungsempfänger von der eigentlichen Streustrahlung unter bestimmten Umständen nicht oder schlecht getroffen, wohl aber von der Störstrahlung, die an Wänden, Reflektoren, usw.



  durch Reflektion entsteht. Bei solchen Geräten fällt das Siganl-Rausch-Verhältnis ungünstig aus. Es ist mit solchen Meldern unmöglich, schwache Streustrahlung nachzuweisen, da diese von der Störstrahlung überdeckt wird und daher die Streustrahlung von der Störstrahlung nicht mehr unterschieden werden kann, oder es kann sogar ein Fehlalarm ausgelöst werden.



   Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile einen Rauchdetektor mit grösserer Empfindlichkeit, erhöhter Betriebssicherheit und geringerer Fehlalarmanfälligkeit zu schaffen.



   Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Streustrahlung aufnehmende Mittel koaxial zum Strahlenbündel angeordnet sind, um die Streustrahlung aus verschiedenen Richtungen zu erfassen.



   Andererseits ist durch weitere Ausbildung der erfindungsgemässen Lösung eine Strahlen- und Blendenanordnung möglich, welche optimal wenig Störstrahlung erzeugt, sofern man nicht zum vornherein Strahlungsquellen, wie z.B. LASER, vorzieht, dessen Strahlung ab Quelle praktisch parallel gebündelt abgegeben wird und der daher technisch besonders vorteilhaft ist, wenn auch für manche Anwendungen zu aufwendig.



   Bei Nicht-Laserstrahlung kann ein paralleles Strahlenbündel wie folgt erzeugt werden. Eine Linse wird so angeordnet, dass ihr einer Brennpunkt in eine punktförmige Strahlungsquelle fällt. Die Strahlung, welche die Linse verlässt, wird mit einer Anzahl Blenden möglichst parallel gebündelt. Je besser die Bündelung, desto geringer ist die Störstrahlung und desto besser ist das Signal-Rausch-Verhältnis. Von den Blenden wird angenommen, dass sie alle, ev. bis auf die letzte oder zweitletzte, die gleiche Bohrung aufweisen.



   Die Strahlungsempfänger sind Vorteilhaft um das parallele Strahlenbündel so angeordnet, dass sie einen möglichst grossen Raumwinkel lückenlos erfassen.



   Im Betrieb ergibt sich folgendes:
Wenn kein Brand vorliegt, so verlässt die Strahlung den Bereich der Strahlungsempfänger durch eine eigens dafür geschaffene Öffnung in demselben. Sie wird in sogenannten Strahlenfallen, bzw. Strahlenhörnern oder   Strahlenflächen    in Wärme umgewandelt, so dass von dieser Strahlung keine Störstrahlung mehr ausgehen kann.



   Im Brandfall dagegen wird ein Teil der Strahlung je nach Beschaffenheit der Partikel in verschiedene räumliche Richtungen gestreut. Ein anderer Teil der Strahlung wird vom Rauch absorbiert, der Rest tritt durch die erwähnte Öffnung aus dem Bereich der Strahlungsempfänger aus und gelangt in die Strahlenfalle. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass in jedem Fall, d.h. bei Strahlung, die rückwärts, seitlich oder vorwärts gestreut wird, Elemente für die Detektion des Rauches vorhanden sind. Diese Anordnung arbeitet daher nahezu mit integraler Streulichterfassung. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, auch verschiedene Raucharten zu erfassen, indem vorteilhaft die die Streustrahlung aufnehmenden Mittel rings um das Strahlenbündel so angeordnet sind, dass die Streustrahlung in fast dem ganzen Raumwinkel erfasst wird.



   Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung ausführlich beschrieben.



   Fig. 1 zeigt einen Rauchdetektor, bei dem nur in einer Ebene Lichtempfänger angeordnet sind.



   Fig. 2 zeigt einen Rauchdetektor mit räumlich angeordneten Lichtempfänger-Elementen, sowie einer   homförmigen    Lichtfalle.



   In Fig. 3 ist ein Rauchdetektor dargestellt, in welchem der Messraum als 2 Halbzylinder oder in der Form eines Fasses ausgebildete Lichtfühler aufweist.



   Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Details einer in einem Rauchdetektor verwendbaren Strahlungsleiteranordnung.



   Fig. 6 zeigt einen Rauchdetektor mit einem Strahlungsempfänger aus einem Bündel von Lichtleitern, die allfällig aufgefangene Streustrahlung einer fotoelektrischen Zelle zuführen.



   Fig. 7 zeigt eine sogenannte Betalight-Quelle, welche keiner Energiezufuhr von aussen bedarf.



   Fig. 8 zeigt einen Rauchdetektor mit einem als Hohlkugel ausgebildeten Strahlungsmessraum.



   In Fig. 1 enthält das Gehäuse 1 des Streustrahlungs-Rauchdetektors eine Strahlungsquelle 2, einen Blendenteil 3, eine Messkammer 4, eine Strahlenfalle 5 und eine Auswerteschaltung 6, die eine bekannte Schwellenwertschaltung sein kann.

 

   Die Luft bzw. der Rauch gelangt durch die Schlitze 7 und 8 in die Messkammer. Ein nicht dargestelltes bekanntes Labyrinth verhindert das Eindringen von Streustrahlung von aussen in die Messkammer durch die Schlitze 7 und 8.



   Die Strahlungsquelle 2 weist einen in der Figur nicht dargestellten Halter auf, welcher am Gehäuse befestigt ist und auf dem der eigentliche Strahlungsgeber, z.B. von einer Batterie gespeist, sitzt. Zur Strahlungsquelle gehört ferner eine Blende 9 mit z.B. kreisrunder Blendenöffnung 10 und einer Linse 11.



  Die Blendenöffnung 10 lässt einerseits genug Strahlung auf die Linse fallen, um. bei Eindringen von Rauch in den Messraum ein Signal zu erzeugen. Andererseits kann die Blendenöffnung als punktförmige Strahlenquelle aufgefasst werden. Wenn also  der eine Brennpunkt der Linse mit der Blendenöffnung zusammenfällt, so erzeugt die Linse ein paralleles Strahlenbündel.



   Die im Blendenraum angeordneten Blenden 12 weisen alle eine gleich grosse, z.B. kreisrunde Öffnung auf. Die Blenden 12 folgen einander mit wachsenden Abständen. Der kleine Teil von Streustrahlung, welcher durch die Linse gelangt, wird am Blendenrand der ersten Blende unter dem Auftreffwinkel reflektiert und fällt auf die zweite Blende 12, wird also ausgelöscht. Dasselbe geschieht wegen des wachsenden Blendenabstandes mit der Streustrahlung, welche von der Linse zum Rand der zweiten Blendenöffnung gelangt. Die dritte Blende fängt diese Strahlung ab usw. Die Anzahl der Blenden kann grösser als 4 sein. Damit wird die Strahlungsquelle normalerweise länger als der Messteil. Die Streustrahlung, welche auf den Rand der letzten Blende im Blendenraum fällt, ist vernachlässigbar schwach verglichen mit der Parallelstrahlung, welche unmittelbar von der Linse herkommt.



   Nach dem Durchgang durch die letzte Blende durchquert die Strahlung zuerst den Messraum. Wenn kein Rauch vorhanden ist, verlässt sie diesen und gelangt in die Strahlenfalle 5 von bekannter Bauart, die eine grosse Zahl verschieden langer konzentrische Zylinder oder Nadeln aufweist, so dass von der Strahlenfalle fast keine einfallende Strahlung mehr zurückgeworfen wird.



   Bei Vorhandensein von dichtem schwarzem Rauch gelangt überhaupt keine Strahlung mehr in die Strahlenfalle. Die Strahlung wird vielmehr vom Rauch zurückgeworfen oder absorbiert. Sowohl hierbei als auch bei unsichtbarem Rauch kommt nun der Vorteil der Erfindung voll zur Geltung. In Fig. 1 sind nur 4 Strahlenempfänger vorgesehen, nämlich zwei Fotowiderstände 13, symmetrisch zur Strahlenachse, nahe dem Blendenteil gelegen für die Rückwärtsstreuung, und zwei fotoelektrische Wandler 14, die in der gleichen Ebene wie die Fotowiderstände und die Strahlenachse liegen und ebenfalls symmetrisch zur Strahlenachse angeordnet sind, für die Vorwärtsstreuung. Fotowiderstände 13 und fotoelektrische Wand   ler    14 befinden sich je in einem kleinen Gehäuse 15, welches nur für einen einzigen Fotowiderstand 13 dargestellt ist.



   Das Gehäuse ist durch Blenden 16 von Streustrahlung geschützt und mit einem Halter 17 am Gehäuse 1 befestigt.



   Bei weniger absorbierendem bzw. reflektierendem Rauch erhalten die Elemente 13 unter Umständen zu wenig Strahlung, um die Schwellenspannung zu erzeugen. In einem solchen Fall erhalten jedoch die fotoelektrischen Wandler Strahlung und geben ihrerseits ein Stromsignal ab. Durch eine geeignete elektronische Schaltung, die sich im Raum 6 befindet, werden die Signale der Elemente 13 bzw. 14 umgewandelt und addiert und die Schwellenwertschaltung angesteuert. Die Schaltung spricht daher ohne Rücksicht darauf an, ob der Rauch die Strahlung eher vorwärts oder rückwärts streut, d.h.



  unbekümmert darum, ob es sich um weissen oder schwarzen Rauch handelt.



   In dem Beispiel nach Fig. 2 sind gegenüber Fig. 1 einige Verbesserungen verwirklicht, wobei Gehäuse, Halterungen, usw. im Interesse der Klarheit weggelassen wurden. Als Strahlenquelle kann dieselbe Einrichtung verwendet werden, wie für Fig. 1.



   Es kann jedoch, wie übrigens auch in den Figuren 1 - 4 und 8 ein Laserbündel verwendet werden. In Fig. 2 werden mehr fotoelektrische Wandler 19, 19', 19" für die Erfassung der Vorwärts-, Rückwärts- und Seitwärtsstreustrahlung eingesetzt als in Fig. 1. Diese Elemente sind nunmehr nicht nur in einer Ebene, sondern räumlich in mehreren Ebenen angeordnet, wovon Fig. 2 nur eine Schnittebene darstellt. Hinsichtlich der Anordnung der Elemente besteht Rotationssymmetrie. Weiter ist die Strahlungsfalle 20, abweichend von derjenigen in Fig. 1, als Horn ausgebildet.



   Das noch relativ schwache Signal bei einer Anordnung nach Fig. 1 wird bei einer Anordnung nach Fig. 2 durch das Vorhandensein einer grösseren Zahl von Elementen selbstverständlich erheblich verstärkt.



   In dem Beispiel nach Fig. 3 sind zwei Schalen, die aus zwei Zylinderhälften 21 bestehen können oder zusammen die Gestalt eines Fasses annehmen, als Fühler yorgesehen. Man erhält dadurch sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsstreustrahlung ein Signal. Anstelle der Horn-Strahlungsfalle ist abermals eine andere Falle 22 dargestellt. Die Länge des Messteils d wird im Falle einer Nicht-Laser-Strahlungsquelle zweckmässigerweise kleiner als 1/4 D gewählt, wobei D der Länge des Blendenteils entspricht. Ferner wird der Abstand D' des Empfangsteiles von der Strahlungsfalle zweckmässigerweise mindestens   ¯    2d gewählt.



   Fig. 4 stellt eine Ansicht des Messteils eines Rauchdetektors in Richtung der Strahlung dar. Um mit nur einem fotoelektrischen Element auszukommen, sind anstelle mehrerer fotoelektrischer Zellen Strahlungsleiter 23 vorgesehen, die der einzigen fotoelektrischen Zelle 24 die Streustrahlung zuführen.



   In dem Beispiel nach Fig. 5 sind Strahlungsleiter 23 und zwei fotoelektrische Zellen 24 symmetrisch zur Strahlungsachse angeordnet.



   Fig. 6 stellt den wichtigsten Teil eines Streustrahlungs Rauchdetektors bei Verwendung der Anordnung nach Fig. 4 dar. Dabei wird die gleiche Strahlungsfalle wie in Fig. 3 benützt.



   Fig. 7 zeigt eine bekannte stromlose, radioaktive Beta Strahlen-Strahlungsquelle 35, deren Strahlung mit Strahlungsleitern 25 einer Linse 26 zugeführt wird, welche daraus ein planparalleles Strahlungsbündel herstellt.

 

   Fig. 8 zeigt einen Streustrahlungs-Rauchmelder mit kugelförmig ausgebildetem Strahlungs-Messraum 27. Dabei ist die Kugel-Innenwand als fotoelektrisches Element ausgebildet.



  Die Anordnung bezweckt, die gesamte Streustrahlung möglichst gleichmässig und vollständig zu erfassen, ohne eine bestimmte Streurichtung, d.h. vorwärts, seitlich oder rückwärts gestreute Strahlung zu bevorzugen.



   Die vorstehenden Erläuterungen zeigen, dass sich in der beschriebenen Art ein Streustrahlungs-Rauchdetektor schaffen lässt, der die Streustrahlung von Rauchpartikeln vollständiger als bisher erfasst und somit eine optimale   Empfnd-    lichkeit aufweist, wobei die Störstrahlung weiter vermindert werden kann, so dass die Fehlalarmanfälligkeit herabgesetzt und die Betriebssicherheit erhöht wird. 



  
 



   The invention relates to a scattered radiation smoke detector with at least one radiation source which emits a beam, and at least one scattered radiation receiver outside the radiation range of the radiation source.



   Radiation is understood to mean any type of electromagnetic radiation, in particular visible light, ultraviolet and infrared radiation.



   Such scattered radiation detectors are used, for example, for fire detection, an alarm signal being given when a certain smoke concentration occurs in the air by means of a suitable, known circuit.



   For example, electric incandescent lamps or other thermal radiators, discharge lamps, LASER light-emitting diodes or other light-emitting semiconductors, as well as currentless light sources excited by radioactive preparations, e.g. of the Betalight type can be used. Also, the radiation receivers can be of various types, e.g. Photo resistors, photo cells, photo transistors, solar cells, etc.



   Previously known scattered radiation smoke detectors mostly use only one or a few radiation receivers. As a result, only a small part of the scattered radiation is recorded and the sensitivity is accordingly low. In addition, the types of smoke that occur in practice have different properties.



   The direction of the scattered radiation also depends on various physical factors, namely the diameter of the particle, its transparency, refractive index as well as shape and surface properties. This results in the need to use the backscattering to detect the dark or black smoke.



  In the case of larger and more transparent smoke particles, the use of forward scattering is necessary.



   It therefore happens that known scattered radiation smoke detectors do not react or react only very weakly to certain types of smoke, so that the alarm threshold is not safely reached, which is unsustainable for fire alarm technology.



   In addition, known detectors do not or badly hit the radiation receivers of the actual scattered radiation under certain circumstances, but are hit by the interfering radiation on walls, reflectors, etc.



  arises through reflection. In such devices, the signal-to-noise ratio is unfavorable. It is impossible with such detectors to detect weak scattered radiation, since this is covered by the interference radiation and therefore the scattered radiation can no longer be distinguished from the interference radiation, or a false alarm can even be triggered.



   The object of the invention is to create a smoke detector with greater sensitivity, increased operational reliability and less susceptibility to false alarms while avoiding the disadvantages mentioned.



   The invention is characterized in that the means for picking up the scattered radiation are arranged coaxially to the beam in order to detect the scattered radiation from different directions.



   On the other hand, by further designing the solution according to the invention, a radiation and diaphragm arrangement is possible which optimally generates little interference radiation, provided that radiation sources such as e.g. LASER, whose radiation is emitted practically in parallel from the source and which is therefore technically particularly advantageous, even if it is too complex for some applications.



   In the case of non-laser radiation, a parallel beam can be generated as follows. A lens is arranged in such a way that its focal point falls into a point-shaped radiation source. The radiation that leaves the lens is bundled as parallel as possible with a number of apertures. The better the bundling, the lower the interference radiation and the better the signal-to-noise ratio. It is assumed from the diaphragms that they all, possibly except for the last or the penultimate one, have the same bore.



   The radiation receivers are advantageously arranged around the parallel beam in such a way that they cover the largest possible solid angle without gaps.



   The following results in operation:
If there is no fire, the radiation leaves the area of the radiation receiver through a specially created opening in the same. It is converted into heat in so-called radiation traps, or radiation horns or radiation surfaces, so that this radiation can no longer emit interference radiation.



   In the event of a fire, however, some of the radiation is scattered in different spatial directions, depending on the nature of the particles. Another part of the radiation is absorbed by the smoke, the rest emerges through the mentioned opening from the area of the radiation receiver and gets into the radiation trap. The advantage of this construction is that in each case, i. in the case of radiation that is scattered backwards, to the side or forwards, elements for the detection of the smoke are present. This arrangement therefore works almost with integral scattered light detection. This results in the possibility of also detecting different types of smoke, in that the means absorbing the scattered radiation are advantageously arranged around the beam in such a way that the scattered radiation is recorded in almost the entire solid angle.



   The invention is described in detail below on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures.



   Fig. 1 shows a smoke detector in which light receivers are arranged in only one plane.



   Fig. 2 shows a smoke detector with spatially arranged light receiver elements, and a horn-shaped light trap.



   In Fig. 3 a smoke detector is shown in which the measuring space has light sensors designed as 2 half cylinders or in the form of a barrel.



   FIGS. 4 and 5 show details of a radiation conductor arrangement which can be used in a smoke detector.



   FIG. 6 shows a smoke detector with a radiation receiver made up of a bundle of light guides which, if necessary, feed any collected scattered radiation to a photoelectric cell.



   7 shows a so-called Betalight source which does not require any external energy supply.



   FIG. 8 shows a smoke detector with a radiation measuring space designed as a hollow sphere.



   In FIG. 1, the housing 1 of the scattered radiation smoke detector contains a radiation source 2, a diaphragm part 3, a measuring chamber 4, a radiation trap 5 and an evaluation circuit 6, which can be a known threshold value circuit.

 

   The air or the smoke passes through the slots 7 and 8 into the measuring chamber. A known labyrinth (not shown) prevents scattered radiation from entering the measuring chamber from outside through the slots 7 and 8.



   The radiation source 2 has a holder (not shown in the figure) which is attached to the housing and on which the actual radiation transmitter, e.g. powered by a battery, sits. The radiation source also includes a diaphragm 9 with e.g. circular aperture 10 and a lens 11.



  The aperture 10 on the one hand allows enough radiation to fall on the lens to. to generate a signal if smoke penetrates the measuring room. On the other hand, the aperture can be understood as a point-shaped radiation source. So when one focal point of the lens coincides with the aperture, the lens produces a parallel bundle of rays.



   The diaphragms 12 arranged in the diaphragm space all have the same size, e.g. circular opening. The diaphragms 12 follow one another with increasing distances. The small part of scattered radiation which passes through the lens is reflected at the diaphragm edge of the first diaphragm at the angle of incidence and falls on the second diaphragm 12, ie is extinguished. The same happens with the scattered radiation, which comes from the lens to the edge of the second diaphragm opening, because of the increasing distance between the diaphragm. The third aperture intercepts this radiation, etc. The number of apertures can be greater than 4. This means that the radiation source is usually longer than the measuring part. The scattered radiation that falls on the edge of the last diaphragm in the diaphragm space is negligibly weak compared to the parallel radiation that comes directly from the lens.



   After passing through the last aperture, the radiation first crosses the measuring room. If there is no smoke, it leaves it and arrives in the radiation trap 5 of known design, which has a large number of concentric cylinders or needles of different lengths, so that almost no incident radiation is reflected back by the radiation trap.



   In the presence of thick black smoke, no radiation at all can get into the radiation trap. Rather, the radiation is reflected or absorbed by the smoke. Both here and in the case of invisible smoke, the advantage of the invention now comes into its own. In Fig. 1 only 4 radiation receivers are provided, namely two photo resistors 13, symmetrical to the beam axis, located near the diaphragm part for the backward scattering, and two photoelectric converters 14, which are in the same plane as the photo resistors and the beam axis and also symmetrical to the beam axis are arranged for forward scattering. Photo resistors 13 and photoelectric converter 14 are each located in a small housing 15, which is shown only for a single photo resistor 13.



   The housing is protected from scattered radiation by screens 16 and is fastened to the housing 1 with a holder 17.



   In the case of less absorbing or reflecting smoke, the elements 13 may receive too little radiation to generate the threshold voltage. In such a case, however, the photoelectric converters receive radiation and in turn emit a current signal. A suitable electronic circuit located in room 6 converts and adds the signals from elements 13 and 14, and controls the threshold value circuit. The circuit therefore responds regardless of whether the smoke tends to scatter the radiation forward or backward, i.e.



  regardless of whether it is white or black smoke.



   In the example of Fig. 2, some improvements over Fig. 1 have been made, with housings, brackets, etc. being omitted for the sake of clarity. The same device as for FIG. 1 can be used as the radiation source.



   However, as incidentally also in FIGS. 1-4 and 8, a laser beam can be used. In FIG. 2, more photoelectric converters 19, 19 ', 19 "are used for the detection of the forward, backward and side scattered radiation than in FIG. 1. These elements are now not only arranged in one plane, but spatially in several planes, Fig. 2 shows only a sectional plane. With regard to the arrangement of the elements, there is rotational symmetry. Furthermore, the radiation trap 20, in contrast to that in FIG. 1, is designed as a horn.



   The still relatively weak signal in an arrangement according to FIG. 1 is, of course, considerably increased in an arrangement according to FIG. 2 by the presence of a larger number of elements.



   In the example according to FIG. 3, two shells, which can consist of two cylinder halves 21 or together take the shape of a barrel, are provided as sensors. A signal is thus obtained with both forward and backward scattered radiation. Instead of the horn radiation trap, another trap 22 is shown again. In the case of a non-laser radiation source, the length of the measuring part d is expediently chosen to be less than 1/4 D, where D corresponds to the length of the diaphragm part. Furthermore, the distance D 'of the receiving part from the radiation trap is expediently chosen to be at least ¯ 2d.



   4 shows a view of the measuring part of a smoke detector in the direction of the radiation. In order to make do with only one photoelectric element, instead of several photoelectric cells, radiation conductors 23 are provided which feed the scattered radiation to the single photoelectric cell 24.



   In the example according to FIG. 5, radiation conductors 23 and two photoelectric cells 24 are arranged symmetrically to the radiation axis.



   FIG. 6 shows the most important part of a scattered radiation smoke detector when the arrangement according to FIG. 4 is used. The same radiation trap as in FIG. 3 is used.



   7 shows a known electroless, radioactive beta radiation source 35, the radiation of which is fed with radiation conductors 25 to a lens 26 which uses it to produce a plane-parallel radiation beam.

 

   8 shows a scattered radiation smoke alarm with a spherical radiation measuring space 27. The inner wall of the sphere is designed as a photoelectric element.



  The aim of the arrangement is to capture the entire scattered radiation as uniformly and completely as possible, without a specific scatter direction, i.e. to prefer forward, side or backward scattered radiation.



   The above explanations show that a scattered radiation smoke detector can be created in the manner described, which detects the scattered radiation of smoke particles more completely than before and thus has an optimal sensitivity, whereby the interference radiation can be further reduced so that the susceptibility to false alarms is reduced and operational safety is increased.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Streustrahlungs-Rauchdetektor mit wenigstens einer Strahlungsquelle, die ein Strahlenbündel aussendet, und wenigstens einem Streustrahlungsempfänger ausserhalb des Strahlungsbereichs der Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Streustrahlung aufnehmenden Mittel koaxial zum Strahlenbündel angeordnet sind, um die Streustrahlung aus verschiedenen Streurichtungen zu erfassen. Scattered radiation smoke detector with at least one radiation source that emits a beam, and at least one scattered radiation receiver outside the radiation range of the radiation source, characterized in that the scattered radiation receiving means are arranged coaxially to the beam in order to detect the scattered radiation from different scatter directions. UNTERANSPRÜCHE 1. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Streustrahlung aufnehmenden Mittel aus mehreren fotoelektrischen Zellen bestehen, von denen ein Teil (14) die vorwärts gestreute und ein anderer Teil (15) die rückwärts gestreute Strahlung erfasst. SUBCLAIMS 1. Detector according to claim, characterized in that the means for picking up the scattered radiation consist of several photoelectric cells, one part (14) of which detects the forward scattered and another part (15) detects the backward scattered radiation. 2. Detektor nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahmemittel für die Vorwärtsstreustrahlung sowie für die Rückwärtsstreustrahlung als auch für die seit liche Streustrahlung Fühler (19, 19', 19") vorgesehen sind, mit denen die Streustrahlung integral erfasst wird. 2. Detector according to dependent claim 1, characterized in that sensors (19, 19 ', 19 ") are provided as recording means for the forward scattered radiation and for the backward scattered radiation as well as for the since Liche scattered radiation, with which the scattered radiation is integrally detected. 3. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Streustrahlung aufnehmenden Mittel aus strahlungsleitenden Elementen (23) bestehen, deren Eingänge rund um das Strahlenbündel angeordnet sind, welche Strahlungsleiter die Streustrahlung wenigstens einem gemeinsamen Strahlungsempfänger (24) zuführen. 3. Detector according to claim, characterized in that the means for receiving the scattered radiation consist of radiation-guiding elements (23), the inputs of which are arranged around the beam, which radiation guides feed the scattered radiation to at least one common radiation receiver (24). 4. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Streustrahlung aufnehmenden Mittel aus zwei Schalen (21) bestehen, die zusammengefügt Zylinderform aufweisen. 4. Detector according to claim, characterized in that the means for receiving the scattered radiation consist of two shells (21) which, when joined together, have a cylindrical shape. 5. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Strahlenbündel umschliessender Strahlungsmessraum in Form einer Hohlkugel (27) vorgesehen ist. 5. Detector according to claim, characterized in that a radiation measuring space surrounding the beam is provided in the form of a hollow sphere (27). 6. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Streustrahlung aufnehmenden Mittel symmetrisch zur Achse des Strahlenbündels angeordnet sind. 6. Detector according to claim, characterized in that the means receiving the scattered radiation are arranged symmetrically to the axis of the beam. 7. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Schaltung vorgesehen ist, welche Spannungssignale der von vorwärts, rückwärts und seitlich erfassten Streustrahlung integral auswertet und einem Schwellenwertdetektor zuführt. 7. Detector according to claim, characterized in that an electrical circuit is provided which integrally evaluates voltage signals of the scattered radiation detected from forward, backward and laterally and feeds them to a threshold value detector. 8. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlungsquelle (35) eine radioaktives Material enthaltende Strahlungsquelle, z.B. Beta-Strahler in Zusammenwirkung mit Strahlungsleitern (25) vorgesehen ist. 8. Detector according to claim, characterized in that the radiation source (35) is a radiation source containing radioactive material, e.g. Beta radiator is provided in cooperation with radiation conductors (25). 9. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlenbündel ein Parallelstrahlenbündel ist. 9. Detector according to claim, characterized in that the beam is a parallel beam. 10. Detektor nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine LASER-Strahlungsquelle ist. 10. Detector according to dependent claim 9, characterized in that the radiation source is a LASER radiation source. 11. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle ein strahlungsemittierendes Element (10), eine Bündelungsoptik (11) und ein System von Abschirmblenden (12) aufweist. 11. Detector according to claim, characterized in that the radiation source has a radiation-emitting element (10), a bundling optics (11) and a system of shields (12). 12. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Absorption der direkten Strahlung eine Strahlenfalle mit mehreren halben Ringschalen bzw. Raumhörnern (22), die ineinander geschachtelt und mit lichtabsorbierendem Material beschichtet sind, vorgesehen ist. 12. Detector according to claim, characterized in that a beam trap with several half ring shells or space horns (22), which are nested and coated with light-absorbing material, is provided for absorbing the direct radiation.
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