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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft einen Brandmelder für deckenbündigen Einbau mit einem Gehäuse, mit wenigstens je einer in dem Gehäuse angeordneten Lichtquelle 5 und wenigstens je einem in dem Gehäuse angeordneten Lichtempfänger 6 sowie mit einer das Gehäuse abschließenden Abdeckscheibe 8. Um das Ausbreiten von Streulicht zwischen der Lichtquelle 5 und dem Lichtempfänger 6 über die Abdeckscheibe 8 zu hindern, sind in der Abdeckscheibe 8 Mittel (Abschirmung 10) vorgesehen, die Streulicht unterdrücken bzw. absorbieren.
    公开号:DE102004002591A1
    申请号:DE102004002591
    申请日:2004-01-16
    公开日:2005-08-25
    发明作者:Gottfried Ernst；Ulrich Oppelt；Bernd Siber；Stefan Sittenauer
    申请人:Robert Bosch GmbH；
    IPC主号:G08B17-107
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Brandmelder nach dem Oberbegriff des Anspruchs1.
    [0002] Aus DE 199 12 911 C2 istein einen Strahlungssender und einen Strahlungsempfänger umfassenderoptischer Brandmelder bekannt, der ohne optisches Labyrinth auskommtund der dadurch bündig ineine Zimmerdecke einbaubar ist. Der Brandmelder umfasst weiter eineAnordnung, mit der zum einen eine Verschmutzung der transparentenAbdeckscheibe des Brandmelders erkannt und zum anderen überwachtwerden kann, ob die zur Erkennung von Rauch vorgesehenen Strahlungssenderund Strahlungsempfängerdes Brandmelders noch korrekt arbeiten.
    [0003] Aus DE 100 46 992 C1 istein Brandmelder mit einer Anordnung bekannt, mit der es möglich ist, zwischenRauch und anderen Fremdkörpernim Streuvolumen zu unterscheiden.
    [0004] Brandmelder,die bündigin die Zimmerdecke eingebaut werden können, haben den Vorteil, dass siesich unauffälligin die Zimmerdecke eingliedern und dadurch im Vergleich zu von derDecke abstehenden Brandmeldern herkömmlicher Bauart sehr unauffällig wirken,was dem Geschmack von Architekten und Gebäudeplanern entgegen kommt.Der bündigeEinbau in die Zimmerdecke bedingt, dass ein derartiger Brandmeldereine ebene, glatte Oberflächehat. Dies wird durch eine Abdeckscheibe erreicht, die das Gehäuse desBrandmelders abschließt.Die Abdeckscheibe ist transparent für das bei der Streulichtmessungverwendete Licht, damit dies von einer Lichtquelle ausgesandte Licht,nach Reflektion an Rauchpartikeln, zu dem Lichtempfänger gelangenkann. Die Erfindung bietet nun den Vorteil, dass störendes Streulicht,das unmittelbar über dieAbdeckscheibe von der Lichtquelle zu dem Lichtempfänger gelangt,weitgehend unterdrücktwird. Dadurch lässtsich das Signal/Rauschverhältnisstark verbessern. In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindungwird die Ausbreitung von Streulicht durch Abschirmmittel verhindert,die in der Abdeckscheibe selbst angeordnet sind und so den Lichtwegzwischen der Lichtquelle und dem Lichtempfänger unterbrechen. In einemweiteren Ausführungsbeispiel derErfindung sind wenigstens Teilbereiche wenigstens einer Oberfläche derAbdeckscheibe derart ausgestaltet, dass sich in der Abdeckscheibeausbreitendes Streulicht absorbiert oder zum Verlassen der Abdeckscheibeveranlasst wird, bevor es überdie Abdeckscheibe zu dem Lichtempfänger gelangt. Besonders vorteilhaftgeeignet ist eine Abdeckscheibe, deren Oberflächen in einem zentralen Teilbereichaufgerauht und in einem peripher angrenzenden Teilbereich poliertsind, wobei der polierte Teilbereich den aufgerauhten Teilbereichkonzentrisch umgibt. Besonders gut wird Streulicht dadurch absorbiert,dass auf wenigstens einem Teilbereich wenigstens einer Oberfläche desBrandmelders eine Streulicht absorbierende Beschichtung aufgebrachtist. Als derartige Beschichtung eignet sich insbesondere eine farbige Folie,wobei diese zweckmässignur in einem zentralen Bereich gefärbt und in einem anschließenden Randbereichtransparent ist. Besonders vorteilhaft sind auch Abdeckscheibenverwendbar, die mehrschichtig aufgebaut sind, wobei die Schichtstruktur durcheinen Spritzgussvorgang erzeugt wird.
    [0005] Ausführungsbeispieleder Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabeizeigt
    [0006] 1 ineinem Blockschaltbild den prinzipiellen Aufbau eines deckenbündigen Brandmelders,
    [0007] 2 denAufbau der fürStreulicht als Lichtwellenleiter wirkenden Abdeckscheibe,
    [0008] 3 einerstes Ausführungsbeispielder Erfindung mit einem in der Abdeckscheibe angeordneten Abschirmmittel,
    [0009] 4 einweiteres Ausführungsbeispielder Erfindung, bei der wenigstens ein Teilbereich wenigstens einerOberflächeder Abdeckscheibe aufgerauht ist,
    [0010] 5 einweiteres Ausführungsbeispielder Erfindung mit einer auf wenigstens einer Oberfläche derAbdeckscheibe angeordneten absorbierenden Beschichtung,
    [0011] 6 einweiteres Ausführungsbeispielder Erfindung mit einer auf der Abdeckscheibe angeordneten Folie,
    [0012] 7 einemehrschichtig aufgebaute Abdeckscheibe,
    [0013] 8 eineAbdeckscheibe mit einer Mehrfachbeschichtung.
    [0014] 1 zeigtden prinzipiellen Aufbau eines Brandmelders 1 nach demStreulichtprinzip. Der Brandmelder 1 umfasst ein Gehäuse 2,das deckenbündigin einer entsprechenden Ausnehmung der Zimmerdecke 7 einesRaums angeordnet ist. Das Gehäuse 2 istvon einer Abdeckscheibe 8 abgedeckt. In dem Gehäuse 2 sindeine Lichtquelle 5 und ein Lichtempfänger 6 derart angeordnet,dass kein Licht auf dem direkten Weg von der Lichtquelle 5 zudem Lichtempfänger 6 gelangenkann. Die Lichtquelle 5 und der Lichtempfänger 6 sindvielmehr so angeordnet, dass sich ihre Strahlengänge 5.1, 6.1 außerhalb derAbdeckscheibe 8 schneiden. Diesen Schnittbereich bezeichnetman als Streuvolumen 9. Gelangen in dieses Streuvolumen 9 Streupartikel,beispielsweise von einem Brandherd erzeugter Rauch, dann wird andem Rauch das von der Lichtquelle 5 ausgehende Licht gestreut.Ein Teil der gestreuten Strahlung gelangt so zu dem Lichtempfänger 6.Die Menge von Streustrahlung, die bei gegebener Helligkeit der Lichtquelle 5 vonRauchpartikeln zu dem Lichtempfänger 6 gestreutwird, hängtvon der Beschaffenheit des Rauchs (insbesondere von der Partikelgröße), vonder Farbe des Rauchs, der Wellenlänge des verwendeten Lichtsund von dem Streuwinkel ab. Unter dem Streuwinkel versteht man denWinkel zwischen der optischen Achse der Lichtquelle 5 undder optischen Achse des Lichtempfängers 6. Die Lichtquelle 5 wirdvon einem Mikrorechner 3 gesteuert. Der Lichtempfänger 6 istmit einer elektronischen Schaltungsanordnung 4 verbunden,die im Wesentlichen Verstärkungs-und Filtermittel umfasst. Das verstärkte Streulichtsignal kannvon dem Mikrorechner 3 über einenhier nicht dargestellten A/D-Wandler eingelesen und ausgewertetwerden. Überschreitetdas Streulichtsignal eine bestimmte vorgebbare Schwelle, dann löst der Brandmelder 1 Alarmaus. Dieser Alarm wird zweckmäßig über einBussystem zu einer Brandmeldezentrale weitergeleitet, von der dannbeispielsweise die Feuerwehr alarmiert wird.
    [0015] UmStörungendes Brandmelders 1 durch störendes Umgebungslicht auszuschalten,sind bei herkömmlichenBrandmeldern Lichtquelle und Lichtempfänger von einer Abdeckung umgeben,die zwar Rauchpartikel hindurchlässt,den Durchtritt von störendemLicht aber unterbindet. Auf Grund der Ausprägung solcher Abdeckungen werdensie umgangssprachlich auch als „Labyrinth" bezeichnet. Die Empfindlichkeit derartigerBrandmelder ist hoch, so dass man bei den Labyrinthabdeckungen daraufachten muss, dass kein vagabundierendes Licht durch Reflexion anden Kammerwändendes Labyrinths auf den Lichtempfängertrifft. Entsprechend komplex ist die konstruktive Gestaltung solcherAbdeckungen. Die Raucheintrittsöffnungenvon Labyrinthen sind üblicherweisemit einem Gitter versehen, um zu verhindern, dass Insekten in dieMesskammer eindringen und Störsignaleverursachen.
    [0016] Beieinem deckenbündigenBrandmelder, der ohne optisches Labyrinth arbeitet, genügt einefür dasvon der Lichtquelle 5 ausgehende Licht durchsichtige Abdeckscheibe 8 alsAbdeckung. Geht beispielsweise von der Lichtquelle 5 Infrarotlichtaus, so muss die Abdeckscheibe 8 nur für dieses Licht durchlässig seinund kann dazu beispielsweise mit einem Tageslichtfilter versehenwerden, der sichtbares Licht absorbiert, sodass dieses nicht aufden Lichtempfänger 6 gelangenkann. Wird fürdie Streulichtmessung sichtbares Licht verwendet, so muss auf diesen Tageslichtfilterverzichtet werden. Eine Abdeckscheibe ist wünschenswert, da sie die hinterder Abdeckscheibe liegenden Lichtquelle 5 und Lichtempfänger 6 vorStaub und anderen äußeren Einflüssen schützt. Innerhalbdes Brandmelders 1 sind Lichtsender 5 und Lichteempfänger 6 durcheine Abschirmung 10 (2) voneinandergetrennt.
    [0017] Beider Verwendung von derartigen Abdeckscheiben 8 tritt jedochfolgendes Problem auf. Das von der Lichtquelle 5 ausgehendeLicht muss durch die Abdeckscheibe 8 hindurchtreten. Anjeder Grenzflächezwischen zwei optischen Medien wird in Abhängigkeit von der Größe der Brechungsindizesund des Einfallswinkels Licht reflektiert. Dadurch wird, wie in 2 dargestelltist, zwangsläufigLicht in die Abdeckscheibe 8 eingekoppelt. Obwohl in diesemFall die Bedingung fürTotalrefflektion nicht erfülltist, kann das Licht in der Abdeckscheibe 8 mit abnehmender Intensität mehrmalshin- und herreflektiert werden und in dem Empfindlichkeitsbereichdes Lichtempfängers 6 dieAbdeckscheibe 8 wieder verlassen. Zusätzlich wird durch Störungen aufder Oberflächeder Abdeckscheibe 8, wie beispielsweise Kratzer 11 und Staubpartikel 13,Licht unter einem Winkel in die Abdeckscheibe 8 eingekoppelt,der die Bedingung für Totalrefflektionerfüllt.Für diesenAnteil des Lichts wirkt die Abdeckscheibe 8 wie ein Lichtleiter.Das am Ort des Lichtempfängers 6 ausgekoppelteLicht erhöhtdas Ruhesignal des Lichtempfängers 6.Durch die vorstehend beschriebenen Effekte kann das Ruhesignal desLichtempfängers 6 sogroß werden, dassdie Auflösungdes fürdie Verarbeitung des Ausgangssignals des Lichtempfängers 6 vorgesehenen A/D-Wandlersnicht mehr ausreicht, um das nun im Verhältnis zu dem Ruhesignal sehrkleine Nutzsignal (das vom Rauch gestreute Licht) noch hinreichend aufzulösen.
    [0018] DieserNachteil wird mit der vorliegenden Erfindung vermieden. Die vorgeschlagenenLösungen sorgendurch Unterdrückungvon Störlichtfür einen hinreichendgroßenSignal/Rauschabstand und ermöglichendaher einen zuverlässigenBetrieb eines Brandmelders 1.
    [0019] Ineinem ersten Ausführungsbeispielder Erfindung (3) ist innerhalb der Abdeckscheibe 8 liegendebenfalls eine Abschirmung 10.1 vorgesehen, die in einemAusführungsbeispielmit der die Lichtquelle 5 und den Lichtempfänger 6 trennendenAbschirmung 10 verbunden sein kann. Diese Abschirmung wirktals Barriere, die fürdas von der Lichtquelle 5 ausgehende Licht undurchlässig ist.Ein gewisser Nachteil dieser Lösungbesteht darin, dass durch diese Abschirmung 10.1 das Aussehendes Brandmelders 1 verändertund deshalb ggf. als störendempfunden wird.
    [0020] Eineweitere Ausführungsvariantewird im Folgenden unter Bezug auf 4 näher erläutert. Eineweitere Möglichkeit,störendesLicht wieder aus der Abdeckscheibe 8 gezielt auszukoppeln,besteht darin, dass wenigstens ein Teilbereich 8.1 derAbdeckscheibe 8 entweder lediglich auf einer Oberfläche, odernoch besser, auf beiden Oberflächen,mit einer rauhen Oberflächenstrukturversehen wird. An dieser rauhen Oberflächenstruktur wird Licht ausder Abdeckscheibe 8 ausgekoppelt. Da durch die rauhe Oberfläche derAbdeckscheibe 8 die Güteder Abdeckscheibe 8 als Lichtwellenleiter stark sinkt,gelangt nahezu kein störendesLicht mehr zu dem Lichtempfänger 6.Die Teilbereiche 8.1 und 8.3 der Abdeckscheibe 8 unmittelbarvor dem Lichtsender 5 und dem Lichtempfänger 6 müssen dagegeneine glatte, polierte Oberflächehaben, damit, verursacht durch die eine rauhe Oberfläche, nichtdas von der Lichtquelle 5 ausgehende Licht in die Abdeckscheibe 8 eingekoppeltwird, bzw. das in der Abdeckscheibe 8 an der Stelle desLichtempfängers 6 Lichtnicht ausgekoppelt wird. Neben der Rauhigkeit der Oberfläche spieltauch die Farbe der in dem Gehäuse 2 ander Rückseiteder Abdeckscheibe 8 befindlichen Abschirmung eine wichtigeRolle. Durch die rauhe Oberflächeder Abdeckscheibe 8 wird das Licht nämlich in beliebige Richtungengestreut, so dass ein Teil des Lichts auf der Rückseite der Abdeckscheibe 8 dieAbdeckscheibe 8 verlässtund auf die Abschirmung 10 trifft. Wird eine helle Farbefür dieseAbschirmung 10 verwendet, dann wird das Licht, das ausder Abdeckscheibe 8 austritt, nicht von dieser Abschirmungsondern z.T. wieder zur Abdeckscheibe 8 zurück reflektiertund dort wieder eingekoppelt. Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahme bestehtdarin, dass die Abdeckscheibe 8 nicht aus zwei unterschiedlichenMaterialien aufgebaut werden muss, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.Dadurch kann die Abdeckscheibe 8 einfacher und damit preiswerterhergestellt werden. Allerdings wird auch durch dieses Maßnahme das Aussehendes Brandmelders 1 immer noch stark beeinflusst. Ein weitererNachteil besteht darin, dass auf einer rauhen Oberfläche Schmutzund Staub stärkerhaften als auf einer polierten Oberfläche. Ein deckenbündiger Brandmelder 1 miteiner Abdeckscheibe 8, die eine rauhe Oberfläche aufweist,ist daher anfälligerfür Verschmutzungund muss möglicherweisehäufigergereinigt und gewartet werden.
    [0021] Ineiner weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (5)wird Streulicht dadurch unterdrückt,dass auf die Rückseiteder Abdeckscheibe 8 eine Beschichtung 14 aufgebrachtwird. Diese Beschichtung 14 kann beispielsweise aus einerfarbigen Lackschicht bestehen. Nun kann zwar an der nicht lackiertenAußenseiteder Abdeckscheibe 8 immer noch eine Totalreflektion desLichts an der Grenzflächezwischen der Oberflächeder Abdeckscheibe 8 (Brechungsindex n = 1,5) und Luft (n= 1) auftreten. Auf der lackierten Seite der Abdeckscheibe 8 istdies jedoch nicht mehr der Fall, da der Brechungsindex des Lacks > 1 ist. Deshalb trifftdas in die Abdeckscheibe 8 eingekoppelte Licht auf dieBeschichtung 14 und wird dort (wiederum je nach Farbe derBeschichtung) wenigstens zum Teil absorbiert. Nach mehreren Reflektionsvorgängen ander Beschichtung 14 ist das Licht nahezu vollständig absorbiert.Ein Vorteil dieser Ausführungsformbesteht darin, dass das Aussehen des Brandmelders 1 fast nichtbeeinträchtigtwird. Er ist daher sehr leicht in die Gestaltung der Zimmerdecke 7 integrierbar.Eine geeignete Beschichtung 14 kann auf mehrere Arten auf dieAbdeckscheibe 8 aufgebracht werden.
    [0022] DieAbdeckscheibe 8 wird zweckmäßig durch ein Spritzgussverfahrenaus einem transparenten Kunststoff hergestellt. Dabei wird zweckmäßig zunächst einefarbige Folie in das Spritzgusswerkzeug eingelegt und anschließend flüssiger Kunststoff indas Spritzgusswerkzeug eingespritzt. Der flüssige Kunststoff verbindetsich mit der farbigen Folie. Nach dem Aushärten ergibt sich die in ihremzentralen Bereich von einer farbigen Folie bedeckte Abdeckscheibe 8.
    [0023] Weiterhinkann in einem zweiten Verfahren (6) eineBeschichtung 14 in Gestalt einer mehrfarbigen Folie aufdie Abdeckscheibe 8 aufgebracht werden. In einem zentralenBereich 14.1 ist die Folie gefärbt, während sie in einem Randbereich 14.2 transparentist und im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie das Materialder Abdeckscheibe 8 aufweist.
    [0024] Schließlich kanndie Abdeckscheibe 8 in einem dritten Verfahren auch inzwei aufeinanderfolgenden Spritzvorgängen hergestellt werden, beidenen ein durchsichtiger und ein farbiger Kunststoff verarbeitetwerden. Bei diesem Verfahren muss jedoch eine Mindestdicke (in Abhängigkeitvon den Größen dergespritzten Flächen)für beideKunststoffschichten garantiert werden.
    [0025] Ineinem vorteilhaften weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung(8) kann störendesStreulicht auch dadurch wirksam unterdrückt werden, dass auf wenigstenseinem Teilbereich 8.2 wenigstens einer Oberfläche derAbdeckscheibe 8 eine Mehrfachbeschichtung 15, 15.1,15.2,15.n aufgebrachtwird, wodurch Streustrahlung durch dort stattfindende Interferenzvorgänge ausgelöscht odergezielt aus der Abdeckscheibe 8 ausgekoppelt wird. DieMehrfachbeschichtung 15 besteht dabei aus einer Vielzahl dünner dielektrischerSchichten 15.1,15.2,15.n, die zweckmäßig im Vakuumauf eine Oberflächeder Abdeckscheibe 8 aufgedampft werden.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Brandmelder (1) für deckenbündigen Einbau mit einem Gehäuse (2),mit wenigstens je einer in dem Gehäuse (2) angeordnetenLichtquelle (5) und wenigstens je einem in dem Gehäuse (2)angeordneten Lichtempfänger(6), sowie mit einer das Gehäuse (2) abschließenden Abdeckscheibe(8), dadurch gekennzeichnet, dass in der Abdeckscheibe(8) Abschirmmittel (10) angeordnet sind, die eineAusbreitung von Streulicht zwischen der Lichtquelle (5)und dem Lichtempfänger(6) überdie Abdeckscheibe (8) verhindern.
    [2] Brandmelder (1) für deckenbündigen Einbau mit einem Gehäuse (2),mit wenigstens je einer in dem Gehäuse (2) angeordnetenLichtquelle (5) und wenigstens je einem in dem Gehäuse (2)angeordneten Lichtempfänger(6), sowie mit einer das Gehäuse (2) abschließenden Abdeckscheibe(8), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens Teilbereiche(8.2) wenigstens einer Oberfläche der Abdeckscheibe (8) derartgestaltet sind, dass sich in der Abdeckscheibe (8) ausbreitendesStreulicht in diesen Teilbereichen (8.2) absorbiert bzw.zum Austritt aus der Abdeckscheibe (8) veranlasst wird.
    [3] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Oberfläche derAbdeckscheibe (8) in einem Teilbereich (8.1) poliertist und in einem zweiten Teilbereich (8.2) aufgerauht ist.
    [4] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der polierte Teilbereich (8.1)den aufgerauhten Teilbereich (8.2) konzentrisch umgibt.
    [5] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der polierte Teilbereich (8.1)in dem Strahlengang von Lichtquelle (5) und Lichtempfänger (6)angeordnet ist.
    [6] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigsten einem Teilbereich wenigstenseiner Oberflächedes Brandmelders (1) eine Licht absorbierende Beschichtung(14) aufgebracht ist.
    [7] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Licht absorbierende Beschichtung(14) eine farbige Folie ist.
    [8] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Folie in einem zentralen Bereich(14.1) gefärbtund in einem anschließendenRandbereich (14.2) transparent ist.
    [9] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckscheibe (8) mehrschichtigaufgebaut ist.
    [10] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Schichten der Abdeckscheibe(8) durch Spritzguss erzeugt sind.
    [11] Brandmelder (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckscheibe (8) eineMehrfachbeschichtung (15, 15.1, 15.2, 15.n)trägt,die Streulicht durch Interferenz auslöscht oder aus der Abdeckscheibe(8) auskoppelt.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-01-20| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2012-02-28| R016| Response to examination communication|
    2015-04-29| R016| Response to examination communication|
    2015-06-19| R016| Response to examination communication|
    2015-11-13| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2016-12-06| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004002591.6A|DE102004002591B4|2004-01-16|2004-01-16|Brandmelder|DE102004002591.6A| DE102004002591B4|2004-01-16|2004-01-16|Brandmelder|
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    GB0500816A| GB2410085B|2004-01-16|2005-01-14|Fire annunciator|
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