SE470168B - Rök/ångdetektor för mikrovågsugn - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 2 ansluten signalbehandlingskrets, där utsignalerna från de båda mottagarna jämförs för att vid en given förändring i utsignalernas relativa storlek indikera förekomst av strålningsöverföringen pàverkande partiklar i kavitets- luften.

Sändaren kan lämpligen vara en IR-lysdiod och mot- tagarna kan vara fototransistorer.

För att effektivt hindra yttre strålning att nå mot- tagarna är sändaren och mottagarna lämpligen anordnade i ett med luftintag och luftutsläpp försett detektorhus med invändigt ej reflekterande väggar, vilket hus är monterat i ett sådant läge utanför ugnskaviteten att det under ett värmningsförlopp genomströmmas av ventilationsluft från kaviteten.

När rök eller vattenånga kommer in i detektorhuset dämpas den direkta strålningen som tas emot av den första mottagaren, medan den indirekta eller spridda strålningen som tas emot av den andra mottagaren ökar. Vid rök- eller ångutveckling ändrar sig således de båda mottagarnas ut- signaler i motsatt riktning och för att dra fördel av detta är signalbehandlingskretsen företrädesvis alstra en signal utgörande skillnaden mellan en från den första mottagaren avledd signal och en från den tagaren avledd signal, varvid skillnadssignalen utnyttjas som larmsignal för att indikera rök- eller ångutveckling. andra mot- Genom att utnyttja en skillnadssignal minskas risken för falsklarm. Variationer i ljusstyrka hos sändaren och variationer till följd av beläggningar på ytorna påverkar de båda mottagarna i samma riktning och undertrycks genom skillnadsbildningen, medan variationer till följd av rök och ånga förstärkes.

Rök- och ångutveckling under värmning i mikrovågsugn är alltid ett dynamiskt förlopp och den nyttiga informa- tionen ligger snarare i signalernas förändring med tiden än i signalernas absoluta storlek. I ett föredraget ut- förande av detektorn är signalbehandlingskretsen därför utförd att först derivera mottagarnas utsignaler, varefter utförd att 10 15 20 25 30 35 470 168 3 skillnadssignalen som utnyttjas som larmsignal alstras genom subtraktion av de deriverade signalerna.

I det föregående har rök och vattenånga jämnställts, eftersom detektorn i princip reagerar på samma sätt för båda, nämligen genom en minskning av den ena mottagarens utsignal och en ökning av den andra mottagarens utsignal.

I verkligheten är det emellertid stor skillnad mellan de signalvariationer som uppstår till följd av rökutveckling och de signalvariationer som uppstår till följd av ång- utveckling, både vad gäller signalvariationernas storlek och vad gäller deras tidsförlopp. Det är därför möjligt att genom att ställa olika krav på signalvariationernas storlek och tidsderivata diskriminera mellan rök och vattenånga.

Allmänt gäller att signalvariationerna vid rökut- veckling blir avsevärt större än vid ångutveckling. Genom en enkel modifikation av detektorn kan denna emellertid göras mera känslig för vattenånga. Denna modifikation består i att en transparent skiljevägg är anordnad i överföringsvägen mellan sändaren och den första mottagaren med den andra mottagaren belägen på samma sida om skilje- väggen som sändaren, vilken skiljevägg samverkar med organ för att hålla väggen på lägre temperatur än kavitets- luften.

Uppfinningen àskådliggöres genom exempel med hän- visning till bifogade ritningar, där Figur 1 genom en ändvy visar den principiella upp- byggnaden av detektorenheten i en detektor enligt uppfin- ningen, Figur 2 visar ett tvärsnitt genom ett enkelt ut- förande av detektorenhetens detektorhus, där huset är gjort i ett stycke, Figur 3.visar en perspektivvy av en ugnskavitet med en detektorenhet enligt uppfinningen fäst utanpå kaviteten för att åskådliggöra en lämplig placering av detektorn, A 70 168 10 15 20 25 30 35 4 Figur 4 visar till vänster ett kopplingsschema för de i detektorenheten ingående komponenterna och till höger ett blockschema för den till detektorenheten anslutna signalbehandlingskretsen och Figur 5 genom en ändvy liknande den i figur 1 visar en modifikation av detektorn enligt uppfinningen.

Den i figur 1 visade detektorenheten 10 består av ett detektorhus ll, en sändare 12 för optisk strålning eller ljusstrålning samt två mottagare 13, 14 för den optiska strålningen. Sändaren 12 kan lämpligen ha formen av en IR-lysdiod medan mottagarna 13, 14 kan ha formen av foto- transistorer. Mottageren 13 är monterad mitt för sändaren 12 i huset och tar emot direkt strålning från sändaren i en rak överföringsbana genom husets inre. Mottagaren 14 tar emot indirekt eller spridd strålning från husets inre.

Mellan sändaren 12 och mottagaren 14 finns en skärm 15 som hindrar direkt strålning från sändaren 12 att nå mottaga- ren 14. Huset är utformat med ej reflekterande innerväggar och så utfört att ljusstrålning från omgivningen ej kan reflekteras och nå mottagarna. Huset är vidare så monterat att ventilationsluft från kaviteten i en mikrovågsugn passerar genom detektorhuset under ett värmningsförlopp.

Enligt figur 2, som visar ett enkelt utförande av detektorhuset, är detta framställt i ett enda stycke i form av ett fyrkantigt block 21 genom att tre urborrningar 22, 23, 24 gjorts i blocket. Genom lämplig inbördes pla- cering av borrhålens centrumpunkter kvarlämnas vid borr- ningen ett materialstycke 25, som har samma funktion som skärmen 15 i figur 1. Borrhålen bildar öppna kanaler och i varje sådan kanal monteras en sändare respektive mot- tagare.

Detektorenheten monteras lämpligen i utrymmet mellan ugnskaviteten och det yttre höljet av en mikrovågsugn. En lämplig placering visas i figur 3, där 30 är en ugnskavi- tet och 31 är utblåsningshålen för ventilationsluft från kaviteten. Detektorenheten är enligt figur 3 monterad direkt utanpå kaviteten vid utblåsningshålen och kan, vid *x 10 15 20 25 30 35 470 168 5 ett utförande av detektorhuset enligt figur 2, vara monterad med vertikala kanaler. I beroende av hur luft- strömmen är styrd i utrymmet mellan ugnskaviteten och ytterhöljet är även andra placeringar tänkbara.

Enligt figur 4, som visar ett kopplingsschema för de elektriska komponenterna i detektorenheten 10 och ett enkelt blockschema för den efterföljande signalbehand- lingskretsen 40, är lysdioden 12 och fototransistorerna 13 -och 14 kopplade i serie med var sitt motstånd 41, 42 respektive 43 mellan en positiv matningsspänning V+ och jordpotential O. Detektorns utsignaler bildas av spän- ningen V1 i förbindningspunkten mellan fototransistorn 13 och seriemotstàndet 42 respektive spänningen V2 i för- bindningspunkten mellan fototransistorn 14 och serie- motstàndet 43, vilka spänningar leds till signalbehand- lingsenheten 40 för utvärdering.

Funktionen hos detektorn är följande: I vilotill- ståndet belyses fototransistorn 13 direkt av lysdioden 12, medan fototransistorn 14 endast belyses av ströljus. Då rök eller ånga passerar genom detektorhuset kommer ljuset till fototransistorn 13 att dämpas och utspänningen från denna kommer att stiga. Samtidigt orsakar röken eller ångan en spridning av ljuset, varvid ljus kommer att falla på fototransistorn 14 och utspänningen från denna kommer att minska.

I signalbehandlingskretsen 40 utjämnas signalerna V1 och V2 först genom filtrering i utjämningsfilter 44, 45. I filtren 44, 45 undertrycks alla snabba förändringar och "spikar" till följd av tillfälliga störningar och även snabba periodiska variationer i signalerna V1, V2, t.ex. till följd av rotation av en bottenplatta i kaviteten om en sådan platta användes för fältutjämning. Därefter deri- veras signalerna i deriverande kretsar 46, 47. Dessa deriverande kretsar har en sådan tidskonstant, av stor- leksordningen sekunder, att en signalvariation med tiden som uppstår vid rök- eller ångutveckling, förstärks genom deriveringen och en snabbare detektering av rök- eller 470 168 10 15 20 25 30 35 6 ångutvecklingen kan uppnås. Genom deriveringen elimineras inverkan av långsamma variationer i signalerna, t.ex. till följd av drift i olika parametrar. Slutligen subtraheras de deriverade signalerna från varandra i en subtraktions- krets 48, varefter skillnadssignalen från 48 förstärkes i en förstärkare 49. Utsignalen från förstärkaren 49 kan användas för att ge larm eller för att åstadkomma avstäng- ning av ugnen.

Figur 5 visar en modifikation av detektorenheten enligt figur 1, vilken gör detektorn speciellt lämplig för detektering av vattenånga. Modifikationen jämfört med figur l består i att en transparent skiljevägg 16 är placerad inuti detektorhuset så att väggen sträcker sig tvärs över det inre av huset ll mellan fototransistorn 13 å ena sidan och lysdioden 12 och fototransistorn 14 å andra sidan. Fototransistorn 13 tar således i utförandet enligt figur 5 emot det ljus som släpps igenom av skilje- väggen 16, medan fototransistorn 14 som ligger på samma sida av skiljeväggen 16 som lysdioden tar emot det ljus som sprids eller reflekteras av skiljeväggen. Under för- utsättning att skiljeväggen hålls på en lägre temperatur än luften från kaviteten kommer vattenånga att kondenseras på väggen, vilket påverkar utsignalerna från de båda foto- transistorerna. För att hålla skiljeväggen 16 på lägre temperatur än kavitetsluften kan väggen vara värmeledande gförbunden med omgivningen eller med speciella kylflänsar.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 470 168 PATENTKRAV

1. Detektor utförd att detektera förekomst av partiklar, såsom rök och vattenånga, i en kavitet av en mikrovågsugn under ett värmningsförlopp, k ä n n e- t e c k n a d av att den innefattar en sändare för elektromagnetisk strålning av optisk karaktär anordnad i ett från yttre strålning avskärmat rum, som under ett värmningsförlopp fylls med luft från kaviteten, en första mottagare anordnad mitt för sändaren och utförd att ta emot direkt strålning från sändaren i en överföringsbana genom det inre av rummet, en andra mottagare som är av- skärmad för direkt strålning från sändaren och utförd att ta emot indirekt eller spridd strålning från det inre av rummet, varvid varje mottagare avger en utsignal som är ett mått på mottagen strålning, samt en till mottagarna ansluten signalbehandlingskrets, där utsignalerna från de båda mottagarna jämförs för att vid en given förändring i utsignalernas relativa storlek indikera förekomst av stràlningsöverföringen pàverkande partiklar i kavitets- luften.

2. Detektor enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a d av att sändaren är en IR-lysdiod och att mottagarna är fototransistorer.

3. Detektor enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n- n e t e c k'n a d av att sändaren och mottagarna är anordnade i ett med luftintag och luftutsläpp försett detektorhus med invändigt ej reflekterande väggar, vilket hus är monterat i ett sådant läge utanför ugnskaviteten att huset under ett värmningsförlopp genomströmmas av ventilationsluft från kaviteten.

4. Detektor enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att signalbehandlingskretsen innefattar organ för att alstra en signal utgörande skill- naden mellan en från den första mottagaren avledd signal 10 15 20 25 30 35 Äf7O 168 8 och en fràn den andra mottagaren avledd signal, vilken skillnadssignal utnyttjas för att indikera förekomst av partiklar i kavitetsluften.

5. Detektor enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- n a d av att signalbehandlingskretsen innefattar organ för att derivera mottagarnas utsignaler, varvid skillnads- signalen alstras genom subtraktion av de deriverade signalerna.

6. Modifikation av detektorn enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att en transparent skiljevägg är anordnad mellan sändaren och den första mottagaren med den andra mottagaren belägen pá samma sida om skiljeväggen som sändaren, vilken skiljevägg samverkar med organ för att hälla väggen pà en lägre temperatur än kavitetsluften.