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PATENTANSPRÜCHE
1. Rauchdetektor mit mindestens einer Quelle (1, 18) elektromagnetischer Strahlung, je einem von elektromagnetischer Strahlung durchsetzten Mess- (22) und Referenzstrahlungsweg (20) gleicher geometrischer Länge und Form, aber verschieden langen, der Aussenatmosphäre wenigstens teilweis zugänglichen Strahlungswegen, wobei die nicht atmosphärisch zugänglichen Strahlungswegteile durch strahlungsdurchlässige Fenster (48, 50) abgeschlossen sind, und je ein Strahlungsempfänger (2, 3,24,26) vorgesehen ist, der von der Strahlung nach Durchlaufen des jeweiligen Strahlungsweges beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Strahlungswegen zur Strahlungswegverlängerung Umlenk Reflektoren(106,106',l08, 108', 110, 110', 112, 112', 114, 114', 116, 116') vorgesehen sind, deren Anzahl so gewählt ist, dass in beiden Strahlungswegen die Summe,
gebildet aus der Anzahl der der Verschmutzung ausgesetzten Fensterflächen, und der der Verschmutzung ausgesetzten, vorn verspiegeleten Reflektoren sowie aus der doppelten Anzahl der der Verschmutzung ausgesetzten hinten verspiegelten Reflektoren in beiden Strahlungswegen gleich gross ist, so dass die Strahlungsschwächung durch Verstaubung der Fensterflächen und Reflektoren in beiden Strahlungswegen gleich grotss ist.
2. Rauchdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Messstrahlengang gleich viele der Verschmutzung durch die zu überwachende Luft ausgesetzte Umlenk Reflektoren vorgesehen sind wie im Referenzstrahlungsweg.
3. Rauchdetektoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Messstrahlengang gleich viele der Verschmutzung durch die zu überwachende Luft ausgesetzte Fensterflächen vorgesehen sind wie im Referenzstrahlungsweg.
4. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass Mess- und Referenzstrahlungsweg in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind.
5. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mess-und auch der Referenzstrahlungsweg mittels der Umlenk-Reflektoren (106, 106', 108,108', 110,110,112,112', 114,114', 116, 116')aufjeeinem Zickzackweg geführt werden.
6. Rauchdetektoren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsempfänger (2, 3, 24,26) in Zweigen einer Brückenschaltung angeordnet sind, wobei die Brückendiagonale eine Schaltung aufweist, die bei Erreichen eines vorbestimmten Schwellenwertes der Spannung über die Brückendiagonale der Schaltung Alarm auslöst.
7. Rauchdetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenschaltung temperaturunabhängig ausgebildet ist.
8. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Strahlungsempfängers (3,24) des Referenzstrahlungsweges an den einen Eingang eines Komparators (5) und dass der Ausgang des Strahlungsempfängers (2,24) des Messstrahlungsweges an den anderen Eingang des Komparators (5) angeschlossen sind, wobei der Komparator (5) ein Alarmsingal auslöst, wenn die Spannungsdifferenz an den beiden Eingängen eine vorgewählte Schwelle überschreitet.
9. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorbestimmten Abfall der Intensität der Strahlung am Strahlungsempfänger (3, 24) des Referenzstrahlungsweges ein Störungssignal erzeugt wird.
10. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall des Signals eines oder beider Strahlungsempfänger (2,3,24,26) ein Störungssignal erzeugt wird.
11. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Strahlungswege eine einzige Strahlungsquelle (1, 18) vorgesehen ist, deren Strahlung zuje einem Teil in den Mess- und Referenzstrahlengang geleitet wird.
12. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Strahlungsweg eine getrennte Strahlungsquelle vorgesehen ist.
13. Rauchdetektor nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Regelschaltung (6) das Signal des Strahlungsempfängers (3, 24) des Referenzstrahlungsweges konstant gehalten wird und die Intensität der Strahlungsquelle (1, 18) des Messstrahlungsweges mit dem gleichen Verstärkungsfaktor nachgeregelt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rauchdetektor mit mindestens einer Quelle elektromagnetischer Strahlung, je einem von elektromagnetischer Strahlung durchsetzten Mess-und Referenzstrahlungsweg gleicher geometrischer Länge und Form, aber verschieden langen, der Aussenatmosphäre zugänglichen Strahlungswegen, wobei die nicht atmosphärisch zugänglichen Strahlungswegteile durch strahlungsdurchlässige Fenster abgeschlossen sind und je ein Strahlungsempfänger vorgesehen ist, der von der Strahlung nach Durchlaufen des jeweiligen Strahlungsweges beaufschlagt wird. Solche Rauchdetektoren sind bekannt und werden vornehmlich zur Feststellung von Rauch und anderen Ärosolen sowie Gasen in einer zu überwachenden Atmosphäre eingesetzt und lösen bei Überschreiten einer vorgewählten Rauchbzw. Ärosoldichte z.B. einen Brandalarm aus.
In der französischen Patentschrift 2 193 486 wird das Licht einer Lichtquelle geteilt und als Mess- und Referenzstrahl verwendet. Der Referenzstrahl ist gegenüber der Aus senatmosphäre abgeschlossen, währenddem die Aussenluft mit ihren Verunreinigungen in den Messstrahlengang gelangen kann. Mess- und Referenzweg sind gleich lang gemacht, doch sind keine Mittel vorgesehen, um die Reflektoren des Mess- und Referenzstrahls in gleichem Masse der Verschmutzung auszusetzen. Bei stärkerer Verschmutzung kann daher Fehlalarm ausgelöst werden, wenn der Messstrahl durch Schmutz genügend geschwächt wird Dies trifft umso eher zu, als bei dieser Konstruktion ein kurzer Extinktionsweg zur Verfügung steht. Daran ändert auch die Tatsache nichts, dass -in asymmetrisches Testlicht eingeschaltet werden kann, um die Funktion der Apparatur zu überprüfen.
In der schweizerischen Patentschrift 561 942 wird ein Schwebeteilchen- und/oder Gaskomponenten-Detektor nach dem Strahlungsschwächungsprinzip geschützt. Dieser Detektor verfügt über wenigstens eine elektromagnetische Strahlungsquelle, deren Strahlung durch das zu untersuchende Medium geleitet wird und dann auf wenigstens einen photoelektrischen Wandler trifft. Mess- bzw. Referenzstrahl benützen die gleichen Reflexionsstellen in verschiedener Reihenfolge, weshalb die Strahlen verschieden lange Wege zurücklegen.
Bei Vorhandensein von Rauch erfahren Mess- und Referenzstrahl eine unterschiedliche Schwächung, was für die Alarmgabe ausgewertet wird. Da die Strahlen die gleichen Flächen für die Reflexion benützen, kann der Grad der Verstaubung der reflektierenden Flächen als Störfaktor eliminiert werden.
Nachteilig ist hierbei jedoch die Winkelabhängigkeit der Strahlungsschwächung bei Reflexion an verstaubten Flächen.
Im USA-Patent 3 976 891 ist ein Rauchdetektor mit nur geringem Einfluss der Verschmutzung beschrieben. Das Licht einer Lampe wird in zwei Hälften aufgeteilt. Mess- und Referenzweg sind gleich gebaut, jedoch die Weglänge im zu untersuchenden Medium verschieden lang gemacht. Durch die gewählte Anordnung sind die Elemente des Mess- und Refe
renzstrahles gleichermassen der Verstaubung unterworfen, womit ebenfalls die Verstaubung als Störfaktor eliminiert wird. Die entsprechenden lichtelektrischen Wandler befinden sich in Brückenschaltung, sodass bei Rauch eine Verstimmung der Brücke eintritt, was für die Alarmgabe ausgewertet wird. Diese Erfindung arbeitet mit einem kleinen Messweg.
Dadurch muss die elektrische Schaltung äusserst empfindlich gemacht werden, weil das Nutzsignal klein ausfällt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ebenfalls einen Rauchdetektor mit Mess- und Referenzstrahl zu schaffen. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Rauchdetektor anzugeben, bei welchem
1. der geometrische Messstrahlungsweg und der Referenzstrahlungsweg gleich lang sind, wobei Unterschiede des Messund Referenzsignales infolge des Eindringens von Rauch, z.B. mit einer Brückenschaltung, nachgewiesen werden können;
2. die Reflektoren und Fensterflächen des Mess- und Referenzstrahlenganges möglichst in gleicher Weise der verschmutzten Luft ausgesetzt sind, um Verschmutzungseffekte möglichst gegenseitig zu kompensieren, womit Fehlalarme infolge der Verschmutzung einer optischen Komponente unterdrückt werden können,
3. ein Absinken des Nutzsignales verunmöglicht wird, auch wenn die Reflexionsflächen verschmutzt werden.
Man vermeidet damit Messungen mit zu hoher Empfindlichkeit der elektrischen Auswertung;
4. mit Verwendung von vielen Reflektoren die statistischen Unterschiede der Verschmutzung der einzelnen Reflektoren sich gegenseitig ausmitteln, wobei allerdings auf gleichartige Störmungsverhältnisse um die Detektoren herum zu achten ist;
5. Nebeneffekte und Störungen ausgeschaltet werden, wobei beabsichtigt ist, den Strahlungsweg so lang zu machen, dass die Extinktion der Strahlung gegenüber den Störeffekten deutlich überwiegt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in beiden Strahlungswegen zur Strahlungswegverlängerung Umlenk-Reflektoren vorgesehen sind, deren Anzahl so gewählt ist, dass in beiden Strahlungswegen die Summe, gebildet aus der Anzahl der der Verschmutzung ausgesetzten Fen sterflächen und der der Verschmutzung ausgesetzten, vorn verspiegelten Reflektoren sowie aus der doppelten Anzahl der der Verschmutzung ausgesetzten hinten verspiegelten Reflektoren in beiden Strahlungswegen gleich gross ist, so dass die Strahlungsschwächung durch Verstaubung der Fensterflächen und Reflektoren in beiden Strahlengängen gleich gross ist.
Im folgenden werden an Hand der Figuren bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Rauchdetektors in beispielhafter Weise näher erläutert.
Figur la zeigt einen Rauchdetektor in perspektivischer Darstellung. Figur lb zeigt denselben Rauchdetektor im Querschnitt. Figuren 2a und 2b zeigen die Mess- bzw. Referenzstrahlungsebene einer Ausgestaltung eines Rauchdetektors.
Figuren 3a und 3b zeigen eine Modifikation zu den Figuren 2a und 2b; entsprechendes gilt für die Figuren 4a, 4b und 5a, 5b. Figur 6 zeigt ein Blockschema zur Nachregelung der Strahlungsintensität.
Figur la dient der besseren Vorstellung des Rauchdetektors. Figur 1 b zeigt den Rauchdetektor im Querschnitt. Nach Figur la bzw. lb besteht der Rauchdetektor im wesentlichen aus einem Sockel 10, mittels welchem er z.B. an einer Wand oder an einer Decke befestigt wird, und einer Haube 40. In der Haube befindet sich eine Hülle 30, welche den Raum für den Referenzstrahlungsweg 20, den Referenzraum , und denjenigen für den Messstrahlungsweg 22, den Messraum , enthält. Die Haube wird auf die Hülle 30 aufgesteckt. Der
Sockel 10 besitzt eine Aussparung 12 (Figur lb) für die elek tronische Auswerteschaltung. Dem Sockel 10 sind zwei Sup porte 14 und 16 aus dem gleichen Material angegossen, aus dem der Sockel 10 gefertigt ist. Die Supporte dienen der Hal terung für eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 18. d.h.
einer Strahlungsquelle, und der Strahlungsempfänger 24 und 26, welche die elektromagnetische Strahlung in ein elektri sches Signal umsetzen. Die elektrischen Verbindungen der Strahlungsquelle 18 und der Wandler 24 und 26 mit der elektronischen Schaltung in der Aussparung 12 sind in den Figuren nicht dargestellt.
Die Strahlung der Strahlungsquelle 18 fällt auf zwei Re flektoren 28 und 32. Eine Blende 34 verhindert, dass die
Strahlung der Strahlungsquelle 18 direkt in den Referenz strahlengang bzw. in den Messstrahlengang gelangt. Der Re flektor 32 lenkt die Strahlung von der Strahlungsquelle 18 in den Messstrahlungsweg. Die Haube 40 besitzt mehrere Öff- nungen 36,38. . in der Zylinder- und Deckfläche. Durch diese und entsprechende Offnungen 42,44,46... in der
Hülle 30 tritt die zu überwachende Luft in den Messraum 22.
Die Hülle 30 dient als Streustrahlungsblende gegen aussen und zugleich als Insektenschutz. Der Referenzstrahlengang verläuft zum Teil im Referenzraum 20, der durch eine Trennwand 56 gegen die Atmosphäre ganz abgeschlossen ist. Um die Strahlung von der Strahlungsquelle 18 bzw. vor dem Reflektor 28 in den Referenzraum 20 ein- bzw. austreten zu lassen, sind zwei Fenster 48 und 50 luftdicht in den Referenzraum eingepasst, die einseitig der Verschmutzung durch Ärosole ausgesetzt sind. Diese Fenster sind räumlich nach aussen den Supporten 14 bzw. 16 zugekehrt, und die Konstruktion ist derart ausgeführt, dass die Luft ungehindert in den Raum eindringen kann, in welchem sich diese Supporte befinden.
Der Mess- und Referenzstrahlungsweg bekommen die gleiche Anzahl verschmutzter Fenster, wenn z.B. die Öffnung 52 ohne Fenster, jedoch die Öffnung 54 mit Fenster ausgeführt wird. Es besteht ein Interesse daran, die Abstände zwischen den Supporten 14 und 16 und dem Mess- bzw. Referenzraum 20 und 22 so klein wie möglich zu machen, um gleich lange
Strahlengänge zu erhalten. Als Strahlungsquelle 18 kann eine Glühlampe, eine LED oder ein LASER dienen. In der Figur lb ist nicht ersichtlich, wie durch mehrfache Reflexion der Strahlengang verlängert werden kann. Um dies zu erklären, sei auf die Figuren la, 2a bzw. 2b hingewiesen, wobei die Figur 2a den Schnitt a-a und die Figur 2b den Schnitt b-b von Fig. zeigt.
Die Figur 2a bzw. 2b dient der Erklärung des Strahlenganges in der Mess- bzw. Referenzstrahlungsebene. Mit 102 ist eine Strahlungsquelle dargestellt, entsprechend dem Reflektor 32 in Figur la. 104 stellt einen Strahlungsempfänger dar, entsprechend dem Strahlungsempfänger 26 von Figur lb. Die Strahlung wird an einer Anzahl Reflektoren 106,
108 . . . reflektiert und durchläuft einen Zickzackweg, bis sie zuletzt beim Strahlungsempfänger 104 eintrifft. Eine Anzahl von Trennwänden 120, 122... sorgt dafür, dass nicht-aufeinanderfolgende Reflektoren sich keine Streustrahlung zuwerfen. Die ganze Anordnung befindet sich, wie schon bei Figur la angedeutet, in einem zylindrischen Behälter 100, entsprechend der Hülle 30 von Figur la bzw. Ib. Dieser weist an seinem Umfang Öffnungen 130 und 132 auf, durch welche die zu überwachende Luft in den Messraum gelangt.
Zusätzlich sind in der Zeichnung nicht dargestellte Schikanen vorgesehen, welche verhindern, dass Streustrahlung durch die Öffnungen
130 und 132 in den Messraum fällt. In der Referenzstrahlungsebene sind - wie in Figur 2a - eine Strahlungsquelle 102', entsprechend dem Reflektor 28 in der Figur 2a bzw. lb, und ein Strahlungsempfänger 104', entsprechend dem Strahlungsempfänger 24 von Figur Ib, vorgesehen. Die Strahlung wird an einer Anzahl Reflektoren 106', 108', 110' . . . reflektiert und durchläuft einen Zickzackweg, bis sie zuletzt beim Strahlungsempfänger 104' eintrifft. Anstelle der Trennwände ist ein mit 140' bezeichneter, zickzackförmiger Raum für den Referenzstrahlengang vorhanden, welcher staubdicht gegen die Aussenatmosphäre verschlossen ist.
Die Strahlung tritt durch ein erstes Fenster 142', von der Strahlungsquelle ausgesendet, in den Referenzraum ein und verlässt ihn bei einem zweiten Fenser 144'. Sie trifft bei 110' auf einen Reflektor, wird reflektiert und gelangt wieder durch das 2. Fenster 144' in den Referenzraum. Das gleiche wiederholt sich bei anderen Reflektoren, z.B. 116'. Die Fenster werden nahe zu den Reflektoren gelegt, jedoch nicht so nahe, dass sich der Staub zwischen Fenster und Spiegel nicht ungestört ablagern könnte, denn die Reflektoren 110', 116'... sind wie in Figur 2a infolge der Öffnungen 130 und 132 im Referenzraum der zu überwachenden Luft ausgesetzt.
Bei den der Luft ausgesetzten Reflektoren treffen die Messstrahlung und die Referenzstrahlung die gleichen Verhältnisse hinsichtlich Verschmutzung an. Die Fenster 142', 144' . . . sind als verschmutzt anzusehen.
Bei der Ausgestaltung der Messkammer gemäss Figur 2a geht also der Messstrahl durch zwei verschmutzte Fenster und wird an acht Reflektoren gespiegelt. Da die Reflektoren vorn verspiegelt sind, ist R + F zu bilden mit R = 8 und F = 2, d.h. R + F = 10. Falls dagegen auf der Hinterseite verspiegelte Reflektoren verwendet werden, so ist deren Anzahl doppelt zu zählen, da die Strahlung die der Verschmutzung ausgesetzte Vorderseite zweimal durchqueren muss.
Der Referenzraum ist durch die zwei Offnungen 130' und 132' der verschmutzten Luft mindestens teilweise zugänglich.
Der Referenzstrahl geht bei der Strahlungsquelle 102' ebenfalls durch ein Fenster und gelangt bei 142' in einen gegen die verschmutzte Aussenluft dichten Raum und wird bei 106', 108' an nicht verschmutzten Reflektoren gespiegelt. Er verlässt den dichten Raum durch ein verschmutztes Fenster 144' und wird an einem vorn verspiegelten Reflektor 110' zum Fenster 144' zurückgeworfen. Der Strahl tritt dort wieder in den gegen die Aussenluft dichten Raum ein. Bei 112', 114'... erfolgt er- neutje eine Reflexion. Man zählt je ein verschmutztes Fenster bei 102', 142', 144', 110' und nochmals bei 144', 146' 116' und nochmals bei 146' sowie am Ausgang des luftdichten Raumes 140' und bei 104', insgesamt also 10 verschmutzte Fenster bzw.
Reflektoren, wie für den Messtrahlengang. Bezeichnet man mit R die Anzahl der Reflektorflächen, mit F die Anzahl der Fensterflächen, so ist bei vorn verspiegelten Reflektoren die Zahl R + F für den Mess-und Referenzstrahlengang gleich gross, wie es das Kennzeichen des Patentanspruches 1 verlangt.
In Figur 3a und Figur 3b ist der Mess- bzw. Referenzstrahlengang einer weiteren Ausgestaltung des Rauchdetektors dargestellt. Die Anzahl der verschmutzten Reflektoren ist für Mess-und Referenzstrahl gleich gross und entsprechendes gilt für die Anzahl der verschmutzten Fenster. Mit 140' ist wie in Figur 2b ein gegen die Aussenluft dichter Raum bezeichnet. Beidseitig der Verschmutzung ausgesetzt sind in Fig. 3a die Fenster 144, 146, 150, 156... womit der Messstrahl gleich oft durch verschmutzte Fenster dringen muss wie der Referenzstrahl, bzw. gleich oft an verschmutzten Reflektoren gespiegelt wird. Es ist offensichtlich, dass in Fig. 2a, und 2b bzw. 3a und 3b der Mess- und der Referenzstrahl fast gleich lange Wege zurücklegen.
Es gibt jedoch auch Gründe, um unter bestimmten Bedingungen die erwähnte Bedingung nur angenähert zu erfüllen. Das ist dann der Fall, wenn die Strömungsverhältnisse in Mess- und Referenzstrahlengang nicht gleich gemacht werden können, was zu verschiedenen starken Verschmutzungen führt.
Um schliesslich die sich aus statistischen Gründen ergebenden Unterschiede im Verschmutzungsgrad für Mess- und Referenzstrahlengang auszugleichen, wird man möglichst viele Reflektoren und Fenster verwenden.
Die Figur 4a dient der Erklärung des Messstrahlenganges einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Rauchdetektors. Ein Sender emittiert bei 206 einen Strahl, der auf die zum Strahl senkrechte Diametralebene fokussiert ist. In der Figur wurde ein Strahl gewählt, der mit der Tangente an den Kreis 202 beim Sender einen Winkel von 671/2" ein schliesst. Man sieht, dass an einer Reflexionsstelle ein einfallender Strahl mit dem reflektierten Strahl jeweils einen Winkel von 45 bildet, was für den Strahlengang einen regelmässigen 8-eckigen Stern ergibt. Nach mehrfacher Reflexion kehrt somit der Strahl ar seinen Ausgangspunkt zurück, was bei einer beliebigen Wahl des Emissionswinkels bei der Strahlungsquelle nicht zutrifft. Im Melder ist mittels Schikanen ein Labyrinth 212 angeordnet.
Die Schikanen entstehen z.B. durch
Fräsen von 4 Nuten 214 in einen massiven Zylinder, etwa aus Kunststoff, der in den Zylinder 204 passt, und durch Bohren von durchgehenden Löchern in Richtung des emittierten bzw.
reflektierten Lichtstrahles. Die Schikanen dienen der Vermeidung von Streustrahlung. Somit sind die Bohrungen und Reflexionsstellen der verschmutzten Luft ausgesetzt, so dass der
Strahl bei jeder Reflexionsstelle den Zylinder 204 zweimal durchdringt, insgesamt also ist 2R = 14. Nur bei 206 und bei 208 durchdringt der Strahl je ein Fenster, daher ist F = 2, also 2R + F = 16. Der Referenzstrahlengang, welcher in Figur 4b dargestellt ist, unterscheidet sich vom Messstrahlengang lediglich dadurch, dass die erwähnten Bohrungen an den Übergangsstellen zu den Nuten 214 mit Fenstern 218 ver schlossen sind, so dass die verschmutzte Luft nurzujeder zweiten Reflexionsstelle gelangt, nämlich da, wo auch ein Nut
214 vorhanden ist.
Immer da, wo ein Nut vorhanden ist, dringt der Strahl durch 4 verschmutzte Fenster, insgesamt ist also 2R = 6, F = 8 + 2. Mithin ist wieder das Kennzeichen von Patentanspruch 1 erfüllt.
In Fig. 5a und 5b ist ebenfalls eine Ausführungsform eines
Rauchdetektors mit zylindrischem Reflektor dargestellt. Im
Falle der Figuren 5a und 5b ist der Reflektor, im Gegensatz zu Fig. 4a und 4b, innen verspiegelt angenommen, und der
Strahlengang beschreibt e inen regelmässigen 12-zackigen
Stern. Fig. 5a stellt den Messstrahlengang dar. Die ver schmutzte Luft hat demzufolge Zutritt zu allen Nuten 314, zu allen Bohrungen und Reflexionsstellen und zum Fenster der
Strahlungsquelle 302 resp. demjenigen des Strahlungsemp fingers 308. Man zählt R = 11, F = 2, also R + F = 13. In Figur 5b wird der Referenzstrahlengang zu Fig. 5a erklärt.
Die 4 Nuten werden durch strahlungsdurchlässige Schirme
315' gebildet. Die verschmutzte Luft gelangt zwar in die Nuten
314', wird aber vom Innenraum 312' mit Hilfe der Schirme 315' ferngehalten. Man zählt R = 3, F = 8 + 2 = 13, wie für den
Messstrahlengang.
Figur 6 dient der Erklärung, wie der Einfluss der Verschmutzung des Melders ausgeglichen werden kann und wie Alarm bzw. Störung detektiert werden.
Mit 1 wird eine steuerbare Strahlungsquelle bezeichnet, welche den Messstrahlenempfänger 2 und den Referenzstrahlenempfänger 3 beaufschlagen. Die Signale der beiden Strahlungsempfänger 2 und 3 werden im Komparator 5 verglichen.
Bei einer signifikanten Differenz am Eingang des Komparators 5 schaltet der Ausgang desselben den Alarmgeber 8 auf Alarm . Das Messstrahlsignal 2 beaufschlagt zugleich die Störungsüberwachung 4, welche das ordnungsgemässe Funktionieren der Strahlungsquelle 1 und des Messstrahlenempfängers 2 kontrolliert. Auch das Signal des Referenzstrahlenempfängers 3 wird abgegriffen und auf eine Schaltung 6 gegeben. Diese subtrahiert das Referenzstrahlsignal von einem bei 9 erzeugten konstanten Signal. Mit der Rückführung des Ausgangssignales von der Schaltung 6 auf die Strahlungsquelle 1 wird die Leistung der Quelle so geregelt, dass auch bei zunehmender Verschmutzung das Ausgangssignal vom Referenzstrahlempfänger konstant bleibt. Bei einem zu hohen Verschmutzungsgrad kann die Leistung der Strahlungsquelle nicht weiter nachgeregelt werden.
Die sich dadurch ergebende Änderung des Ausgangssignals von Schaltung 6 wird in der Störungsüberwachung 7 zusammen mit 4 ausgewertet. Die Störungsüberwachungen 4 und 7 haben je einen Ausgang auf den Alarmgeber 8, welcher gegebenenfalls auf STÖRUNG schaltet und je einen Ausgang zum Komparator 5, dessen Ausgang gegebenenfalls blockiert wird, so dass eine eigentliche Störung nicht als Alarm weitervermittelt werden kann.
Sollte aus diesem Grund ein Rauchdetektor gebraucht werden, der nicht zwischen KEIN ALARM , ALARM und STÖRUNG unterscheiden kann, sondern nur das Analogsignal vom Messstrahlenempfänger abgibt, kann in der Schaltung auf Störüberwachung 4 verzichtet werden. Anstelle von Komparator 5 wird ein Verstärker für das Aanalogsignal vom Messstrahlenempfänger eingebaut, deren Ausgang gegebenenfalls auch von der Störungsüberwachung 7 blockiert wird.Die Schaltungen sind so auszulegen, dass bei einem Ausfall eines Komponenten der Alarmgeber 8 auf STÖRUNG kippt.