PL184227B1 - Czujka dymu - Google Patents

Abstract

1. Czujka dymu, zawierajaca mocowana w oprawce wkladke z modulem optycznym, który ma zródlo swiatla, odbiornik swiatla, komore po- miarowa, dno i uklad labiryntowy z przeslonami, umieszczonymi na obwodzie komory pomiaro- wej, znamienna tym, ze okreslone, w odniesie- niu do powstawania tla swiatla, krytyczne czesci modulu optycznego (5) maja blyszczaca powie- rzchnie. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujka dymu.

Znana jest czujka dymu, zawierająca mocowalną w oprawce wkładkę czujki z modułem optycznym, który zawiera źródło światła, odbiornik światła, komorę pomiarową, dno i układ labiryntowy z przesłonami, umieszczonymi na obwodzie komory pomiarowej.

W czujkach dymu tego rodzaju, które są oznaczone jako czujki dymu światła rozproszonego i mogą również zawierać obok modułu optycznego jeszcze dalszy czujnik przykładowo czujnik temperatury, moduł optyczny jest tak ukształtowany, że zakłóceniowe światło obce nie wnika w komorę pomiarową. Źródło światła i odbiornik światła sątak umieszczone, że żaden strumień światła nie może docierać na bezpośredniej drodze od źródła do odbiornika. Przy obecności cząsteczek dymu na wejściu strumienia, światło ze źródła światła jest w nich rozpraszane i część tego rozproszonego światła wpada na odbiornik światła i wywołuje elektryczny sygnał.

Zabezpieczenie przed fałszywym alarmem takiej czujki dymu światła rozproszonego zależy między innymi całkowicie od tego, czy rzeczywiście tylko światło źródła światła rozproszone na cząsteczkach dymu, dociera do odbiornika światła i czy tak zwane światło tła, będące tu światłem obcym, jest tłumione przez światło rozproszone od zewnątrz lub na częściach modułu optycznego lub na innych od cząsteczek dymu. Tłumienie światła tła w znanych optycznych czujkach dymu, przykładowo także w czujce dymu opisanej w opisie DE-A-44 12 212, następuje

184 227 przez absorpcje światła tła na przesłonach obwodowych, przy czym one są umieszczone symetrycznie względem środka komory pomiarowej. Poza tym powodowany przez światło tła poziom podstawowy poziomu sygnału jest jeszcze względnie wysoki co powoduje niedokładności w pracy.

W znanych czujkach dymu rozpraszających okna składają się z dwóch części, z których jedna jest wykonana na pokrywie komory pomiarowej a druga na dnie. Przy osadzaniu dna występują zawsze trudności w pasowaniu i może dochodzić do powstania szczeliny świetlnej pomiędzy obydwoma połówkami okna, a przez to do niepożądanych zakłóceń światła nadawanego i odbieranego.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie czujki dymu, w której poziom podstawowy poziomu sygnału byłby istotnie zmniejszony.

Zadanie to według wynalazku zostało rozwiązane dzięki temu, że określone, w odniesieniu do powstawania światła tła krytyczne części modułu optycznego mają błyszcząca powierzchnię.

Pierwsza uprzywilejowana postać wykonania czujki dymu według wynalazku jest scharakteryzowana tym, że krytyczne części modułu optycznego stanowiąprzesłony obwodowe, środkowa przesłona i pokrywa komory pomiarowej przeciwległa do dna.

Druga uprzywilejowana postać wykonania jest scharakteryzowana tym, że cała powierzchnia wewnątrz modułu optycznego ma błyszczącą powierzchnię.

Korzystnie dno jest ukształtowane w postaci lejka i ma kształt stożka lub piramidy.

Według wynalazku dno ma strukturę w postaci sita lub siatki i jest ukształtowane jako siatka przeciwinsektowa.

Korzystnie dno na swojej powierzchni wewnętrznej, zwróconej do komory pomiarowej jest zaopatrzone w wiele płytek, skierowanych do góry i, że rozmieszczenie, ilość, wysokość i wzaj emny odstęp tych płytek jest tak dobrany, że zj ednej strony światło, padaj ące na dno, przed dotarciem do niego natrafia na jedną z tych płytek, a odbiornik światła widzi z dna tylko płytki, a z drugiej strony odbiornik światła jest osłonięty przez płytki przed światłem obcym wnikającym od zewnątrz do komory pomiarowej.

Według wynalazku przesłony obwodowe są tak umieszczone, że kąt padania promieni świetlnych, wysyłanych przez źródło światła i odbieranych przez odbiornik światła na większości z nich jest stały, przy czym przesłony obwodowe na swojej stronie czołowej, skierowanej do przesłony osiowej mają ostrą krawędź.

Rozwiązanie według wynalazku powoduje bardzo znaczne zmniejszenie poziomu podstawowego, ponieważ nie absorbowane światło jest odbijane w określonym kierunku, a określony kierunek może być tak dobrany, że odbite światło nie powoduje zakłóceń. Przykładowo ten kierunek tak dobiera się, że nie absorbowane światło wielokrotnie jest odbijane i dzięki temu praktycznie jest zlikwidowane. Ponieważ od błyszczącej, czarnej powierzchni nie jest absorbowane i odbijane tylko około 5% wpadającego światła, to potrzebuje ono tylko niewielu odbić, aby nie występowała więcej zakłócająca część pierwotnego światła tła.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny przez czujkę dymu światła rozproszonego na poziomie optycznej osi j ej modułu optycznego, w kierunku patrzenia na dno modułu optycznego, a fig. 2 - schematyczny przekrój według linii II-II na fig. 1 wpodziałce zmniejszonej wobec fig. 1.

Przedstawiona czujka dymu światła rozproszonego składa się z wkładki 1, która jest mocowana w oprawce (nie przedstawionej), montowanej korzystnie do sufitu nadzorowanego pomieszczenia i z nasadzonej na wkładkę 1 głowicy 2, która w obszarze swojego wierzchołka, skierowanego w stanie pracy czujki do nadzorowanej przestrzeni, jest zaopatrzona w szczeliny wlotowe dymu 3. Wkładka 1 zawiera korpus podstawowy w rodzaju pudełka, na którego stronie zwróconej do wierzchołka czujki jest umieszczony moduł optyczny 5, otaczający ścianę boczną4, a na jego stronie zwróconej do oprawki czujki płytkę przewodzącą z elektronicznym układem analizującym (nie przedstawionym). Taka budowa czujki jest znana i nie będzie bliżej opisana. W związku z tym odsyła się przykładowo do czujki szeregu AlgoRex (AlgoRex - znak towarowy Cerberus AG) i do europejskiego zgłoszenia patentowego nr 95 117405.1.

184 227

Moduł optyczny 5 składa się ze źródła światła 6, odbiornika światła 7, komory pomiarowej 8, układu labiryntowego z przesłonami zewnętrznymi na stronie wewnętrznej ściany bocznej 4, środkowej przesłony 10 i dna 11. Optyczne osie źródła światła 6, utworzonego przez diodę świecącą na promieniowanie podczerwienią (IRED) i odbiornika światła 7 leżą nie na wspólnej prostej lecz mająprzebieg zagięty, przy czym w pobliżu punktu przecięcia jest umieszczona środkowa przesłona 10. Ściana boczna 4 i dno 11 osłaniająod zewnątrz komorę pomiarow-ą8 przed światłem obcym a przesłony zewnętrzne 9 i środkowa przesłona 10 uniemożliwiają, żeby promienie światła mogły docierać prostą drogą od źródła światła 6 do odbiornika światła 7. Przesłony obwodowe 9 służąpozatym do zmniejszenia tak zwanego światła tła, które jest powodem niepożądanych rozproszeń odbić. Im większe jest zmniejszenie światła tła, to tym mocniejszy jest impuls podstawowy, który jest takim sygnałem, który jest wykrywany, gdy w komorze pomiarowej 8 nie ma żadnego dymu. Obszar przecięcia wiązki promieniowania, wysyłanej przez źródło światła 6 i obszar widzenia odbiornika światła 7 tworzą właściwy obszar pomiarowy, oznaczony następnie jako przestrzeń rozpraszania.

Źródło światła 6 wysyła krótkie, intensywne impulsy świetlne do przestrzeni rozpraszania, przy czym odbiornik światła 7 wprawdzie „widzi” przestrzeń rozpraszania, ale nie źródło światła 6. Światło źródła światła 6 jest rozpraszane przez dym wnikający do przestrzeni rozpraszania i część tego światła rozproszonego wpada do odbiornika światła 7. Dzięki temu odbiornik wytwarza sygnał, przerabiany przez układ elektroniczny. Oczywiście czujka dymu, obok optycznego układu czujników, zawartych w module optycznym 5, może jeszcze zawierać inne czujniki, przykładowo czujnik temperatury i/lub gazu.

Jeżeli w nadzorowanej przestrzeni powstanie dym i dotrze do czujki dymu, wtedy wnika on w szczeliny wlotowe dymu 3 i przepływa w nich w promieniowym kierunku do dna 11, ukształtowanego w postaci lejka. Dno 11 ma strukturę w rodzaju sita lub siatki i na swojej stronie zewnętrznej jest zaopatrzone w żebra 12, umieszczone w postaci gwiazdy, przez które dym jest wprowadzany do dna. Dzięki temu dym przepływa w pionowym kierunku do komory pomiarowej 8 i do przestrzeni rozpraszania.

Dzięki ukształtowaniu w postaci lejka dno 11 ma istotnie większy odstęp od komory pomiarowej niż ma to miejsce w przypadku płaskiego dna.

Cząsteczki kurzu, wnikające do komory pomiarowej 8, które rozpraszają światło źródła światła 5 i dlatego działająjak cząsteczki dymu, gromadzą się w wierzchołku dna 11 iznajdująsię zatem poza obszarem wpadania strumieni źródła światła 6, przez co ich wpływ zakłóceniowy jest bardzo zmniejszony.

Jakwidaćz, fig. 1 i 2, obszar dna 11 w postaci lejka ma postać piramidy lub piramidy ściętej, przy czym wszystkie powierzchnie boczne piramidy mająjuż wspomnianą strukturę w postaci sita lub siatki. Na fig. 1, ze względu na przejrzystość, taka struktura 13, w rodzaju siatki, jest zaznaczona tylko przy j ednej powierzchni piramidy. Żebra 12 na stronie zewnętrznej dna 11 są korzystnie umieszczone wzdłuż krawędzi bocznych piramidy.

Prawdopodobieństwo wpływu zakłóceń przez cząsteczki kurzu, odłożone na dnie 11 ,jest jeszcze dalej zmniejszone przez specjalne ukształtowanie dna. Ono polega na tym, że dno 11 na swojej powierzchni wewnętrznej jest zaopatrzone w wiele płytek 14,15, skierowanych pionowo do góry, przy czym ich rozmieszczenie, ilość, wysokość i wzajemny odstęp jest tak dobrany, że światło padające z komory pomiarowej 8 na dno 11, przed osiągnięciem dna trafia na jedną z płytek 14, 15 i, że odbiornik światła 7 widzi od strony dna 11 tylko płytki 14, 15. Dzięki temu znacznie jest zmniejszone rozproszenie światła na cząsteczkach kurzu, ponieważ kurz o wiele wcześniej zostaje obłożony na dnie 11 niż na pionowych ściankach płytek 14, 15. Dodatkowo w celu osłonięcia dna 11 przed światłem z komory pomiarowej 8, płytki 14,15 osłaniają odbiornik światła 7 przed światłem obcym.

Na fig. 1 nie wszystkie powierzchnie piramidy są zaopatrzone w płytki 14,15, lecz tylko powierzchnie piramidy przeciwległe do źródła światła 6 i do odbiornika światła 7 i usytuowane pomiędzy tymi obiema powierzchniami. Powierzchnie piramidy, przeciwległe do źródła światła 6 i do odbiornika światła 7 są zaopatrzone w płytki wzdłużne 14, usytuowane równolegle

184 227 do krawędzi podstawy piramidy, a powierzchnie piramidy usytuowane pomiędzy tymi powierzchniami są zaopatrzone w co najmniej jedną płytkę wzdłużną 14 i szereg, prostopadle do nich umieszczonych płytek poprzecznych 15. Płytki wzdłużne 14 przebiegająco najmniej w przybliżeniu prostopadle do osi optycznej przeciwległego źródła światła 6, względnie przeciwległego odbiornika światła 7. Płytki poprzeczne 15 służą w pierwszej linii do optycznego odsprzężenia źródła światła 6 i odbiornika światła 7.

Dno 11, które równieżjak cały wkład czujnika 1 (z wyjątkiem źródła światła 6 i odbiornika światła 7) jest wykonany z odpowiedniego tworzywa sztucznego i jest wytwarzane jako część wtryskowa, ma na swojej krawędzi szereg organów zaczepowych (nie przedstawionych), które służą do rozłączalnego połączenia dna 11 ze ścianą boczną 4 modułu optycznego 5 (fig. 2).

W celu jeszcze lepszej absorpcji światła tła, co najmniej określone części modułu optycznego 5, zwłaszcza przesłony dowodowe 9, przesłona środkowa 10 i pokrywa komory pomiarowej 8, przeciwległe do dna 11, zamiast dotychczasowych, zwykle matowych powierzchni, mają błyszczącą powierzchnię, to znaczy odbijające powierzchnie. Oczywiście także inne części lub cała strona wewnętrzna modułu optycznego 5 mogą posiadać błyszczącą powierzchnię.

Punktem wyjścia dotychczas swych rozważań było to, że światło tła może być najlepiej przez absorpcję zredukowane na matowych powierzchniach, pomijano jednak przy tym rozważanie, że światło na matowej powierzchni jest rozwlekle rozpraszane i niekontrolowanie dociera do komory pomiarowej. Jeżeli natomiast jest stosowana błyszcząca powierzchnia, to oddziaływuje ona jako czarne lustro i odbija nie absorbowane światło w określonym, nie zakłócającym kierunku, przykładowo do sąsiadującej przesłony obwodowej. Ponieważ odbijające powierzchnie sączarne i dlatego odbijajątylko około 5% padającego promieniowania, można go przez wielokrotne odbijanie pomiędzy takimi powierzchniami praktycznie całkowicie go zlikwidować. Wytwarzanie błyszczących powierzchni odbywa się przez narzędzie wtryskowe, które co najmniej na powierzchniach, które powinny być błyszczące, ma odpowiednią, korzystnie polerowaną powierzchnię.

Dalsze bardzo istotne cechy, w celu podwyższenia pewności pomiaru przedstawionej czujki dymu polegają na tym, że przesłony obwodowe 9 lub co najmniej większość z nich nie jest umieszczona obrotowo symetrycznie lecz tak, że kąt padania promieni świetlnych wysyłanych przez źródło światła 6 i odbieranych przez odbiornik światła 7 na te przesłony jest stały. Symetrycznie obrotowo umieszczone przesłony obwodowe 9 są to takie, które są utworzone przez obrót przesłony wokół środka. Na fig. 1 cztery przesłony obwodowe 9, sąsiadujące ze źródłem światła 6 i odbiornikiem światła 7 nie są ukształtowane symetrycznie obwodowo. Kąt padania jest przy tym tak dobrany, że padające i nie absorbowane światło możliwie najczęściej jest odbijane pomiędzy przesłonami obwodowymi 9.

Przesłony obwodowe 9, składają się z dwóch zagiętych powierzchni częściowych, przy czym ich wzajemne nachylenie i odstęp oraz długość jest tak dobrana, że światło wypromieniowane do przesłon obwodowych 9, nie może bezpośrednio docierać do powierzchni wewnętrznej ściany bocznej 4, lecz w każdym przypadku trafia na jedną przesłonę obwodową 9 i przez nią jest odbijane na sąsiadującąprzesłonę obwodową9. Także nie symetryczny obrotowo układ wielu przesłon obwodowych 9 prowadzi do lepszej absorpcji światła tła i dzięki temu umożliwia mniej dokładne ustawianie części konstrukcyjnych źródła światła 6 i odbiornika światła 7.

Jak pokazuje fig. 1 przesłony obwodowe 9 na swojej krawędzi wewnętrznej, skierowanej do przesłony osiowej 10, są ukształtowane możliwie z ostrym kantem. Ma to zaletę, że mało światła wpada na taką ostrąkrawędź a zatem mało światłaj est odbij anego w różnych kierunkach.

Przy wytwarzaniu narzędzia wtryskowego przez erozję, ostrość krawędzi jest ograniczona przez grubość stosowanego drutu, która nie spełnia wymagań co do krawędzi wewnętrznych przesłon obwodowych 9. Przy wkładce 1 pożądana ostrość krawędzi wewnętrznych jest osiągnięta dzięki temu, że w narzędziu wtryskowym jest osadzony rdzeń, który na swoim obwodzie, przewidzianym do kształtowania wspomnianych krawędzi wewnętrznych ma zestopniowany, np. zębaty lub zygzakowaty zarys. Pojedyncze zestopniowania tego zarysu leżą wewnątrz na rowkach, ukształtowanych w narzędziu wtryskowym, do utworzenia przesłon obwodowych 9

184 227 i zamykają je w kierunku do środka. Dzięki temu pomiędzy rowkami narzędzia wtryskowego i rdzenia mogą być utworzone bardzo ostre krawędzie.

Praktyczne doświadczenia wykazały, że jednoczesne zastosowanie przesłon obwodowych 9 z ostrymi krawędziami wewnętrznymi i części modułu optycznego (przesłony obwodowe 9, przesłona osiowa 10, pokrywa komory pomiarowej 8) o błyszczącej powierzchni, prowadzi do wyraźnego zmniejszenia impulsu tła i, że czujkajest mniej podatna na zabrudzenie i pokrycie rosą.

Jak dalej widać z fig. 1 i 2, źródło światła 6 i odbiornik światła 7 są umieszczone w obudowie 16, 17. Obie obudowy 16 i 17, które są wykonane na pokrywie komory pomiarowej 8, są otwarte do dołu i na swojej otwartej stronie są zakryte przez dno 11. Na swojej stronie czołowej, zwróconej do przesłony osiowej 10, obudowy 16 i 17 są zamknięte przez okno z otworem wylotowym względnie wlotowym światła.

Jak pokazano na fig. 2 przy oknie 18 obudowy 16, górna i dolna połówka jednoczęściowego okna jest wzajemnie przestawiona w rodzaju obu ostrzy nożyc. Dzięki temu narzędzie do wytłaczania może być ukształtowane bez ciągnienia bocznego. Dla każdej z obu wzajemnie przestawionych połówek otworu wylotowego i wlotowego światła jest przewidziany oddzielny element kształtujący, tak że jest osiągnięty dokładnie określony kształt i czysta powierzchnia tych otworów.

184 227

184 227

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (8)

Zastrzeżenia patentowe

1. Czujka dymu, zawierająca mocowaną w oprawce wkładkę z modułem optycznym, który ma źródło światła, odbiornik światła, komorę pomiarową, dno i układ labiryntowy z przesłonami, umieszczonymi na obwodzie komory pomiarowej, znamienna tym, że określone, w odniesieniu do powstawania tła światła, krytyczne części modułu optycznego (5) mają błyszczącą powierzchnię.

2. Czujka według zastrz. 1, znamienna tym, że krytyczne części modułu optycznego (5) stanowią przesłony obwodowe (9), środkowa przesłona (10) i pokrywa komory pomiarowej (δ) przeciwległa do dna (11).

3. Czujka według zastrz. 1, znamienna tym, że cała powierzchnia wewnętrzna modułu optycznego (5) ma błyszczącą powierzchnię.

4. Czujka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że dno (11) jest ukształtowane, wpostaci lejka i ma kształt stożka lub piramidy.

5. Czujka według zastrz. 4, znamienna tym, że dno (11) ma strukturę (13) w postaci sita lub siatki i jest ukształtowane jako siatka przeciwinsektowa.

6. Czujka według zastrz. 7, znamienna tym, że dno (11) na swojej powierzchni wewnętrznej, zwróconej do komory pomiarowej (8) jest zaopatrzone w wiele płytek (14,15), skierowanych do góry i, że rozmieszczenie, ilość, wysokość i wzajemny odstęp tych płytek jest tak dobrany, że z jednej strony światło, padające na dno (11), przed dotarciem do niego natrafia na jednąz tych płytek (14,15), a odbiornik światła (7) widzi z dna (11) tylko płytki (14,15), a z drugiej strony odbiornik światła (7) jest osłonięty przez płytki (14, 15) przed światłem obcym wnikającym od zewnątrz do komory pomiarowej (8).

7. Czujka według zastrz. 2, znamienna tym, że przesłony obwodowe (9) sątak umieszczone, że kąt padania promieni świetlnych, wysyłanych przez źródło światła (6) i odbieranych przez odbiornik światła (7) na większości z nich jest stały.

8. Czujka według zastrz. 7, znamienna tym, że przesłony obwodowe (9) na swojej stronie czołowej, skierowanej do przesłony osiowej (10) mają ostrą krawędź.