專利名稱：火焰報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對應(yīng)于權(quán)利要求1前序部分的火焰報警器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明能應(yīng)用于使用火焰報警器來檢測著火并且產(chǎn)生IR輻射或者UV輻射的任何 地方，其中該IR輻射或者UV輻射在穿過光學(xué)窗口后被測量，其中監(jiān)視該光學(xué)窗口的變臟和 功能，并且保護該窗口不受機械損傷使得能夠無干擾地檢測燃燒現(xiàn)象。長期以來就已知用于檢測光學(xué)的燃燒現(xiàn)象的火焰報警器?；鹧鎴缶魍ǔＳ梢粋€ 外殼組成，在該外殼內(nèi)設(shè)置傳感器元件和相應(yīng)的信號處理電子設(shè)備，其中光學(xué)窗口在朝向 要檢測的燃燒現(xiàn)象的方向上封閉該外殼。輻射通過該光學(xué)窗口進入外殼，并且被傳感器檢 測。問題是，光學(xué)窗口可能被污染，由此使得進入外殼的輻射減少，并且在檢測中可能出現(xiàn) 錯誤。此外，檢測結(jié)果可能由于諸如太陽光線、陰影以及類似情況這樣的影響而失真。此外， 光學(xué)窗口會遭受可能導(dǎo)致?lián)p壞或者至少導(dǎo)致?lián)p傷的機械影響。在工業(yè)領(lǐng)域或者具有粉塵爆 炸危險的領(lǐng)域中，對外殼和光學(xué)入射窗口的密封性和機械強度的要求很高。傳感器和信號 處理電子設(shè)備的可能的失效或者故障也能夠強烈地影響燃燒識別的可靠性和可用性?；鹧?報警器在安裝和投入運行后，經(jīng)過一定的時間，由技術(shù)上決定或者由于著火風(fēng)險的改變，必 須用相同構(gòu)造的火焰報警器或者用具有不同規(guī)范數(shù)據(jù)(例如靈敏度等級)的火焰報警器或 者甚至用檢測不同燃燒參數(shù)(例如熱量或燃燒氣體)的燃燒報警器來替換它。在已知的火 焰報警器的情況下這意味著安裝成本很高。在已知的火焰報警器的情況下必須拆卸整個報 警器，并且斷開到電源和與火警中心或另一接收設(shè)備的連接的全部纜線接頭。最后，必須重 新安裝新的燃燒報警器以及進行布線。這需要附加的成本，并且在長的更換持續(xù)時間內(nèi)不 能通過自動檢測來保證防火。從DE 42 40 395A1獲知一種用于檢測電磁輻射的檢測器，它具有一個傳感器元 件，該傳感器元件設(shè)置在具有該輻射不能透射的外殼的該輻射能透射的覆蓋片下面，該傳 感器元件對電磁輻射產(chǎn)生反應(yīng)并根據(jù)輻射產(chǎn)生電輸出信號。通過把輻射源的電磁輻射導(dǎo)向 該覆蓋片，即光學(xué)窗口，并且用檢測器內(nèi)的傳感器元件測量該電磁輻射作為污染的量度，來 測量該覆蓋片的污染。一種類似的設(shè)備在US 5，914，489中被描述了，其中把光束從輻射源從上導(dǎo)向光 學(xué)窗口，并且通過傳感器在光學(xué)窗口下面檢測輻射以何種程度穿過該光學(xué)窗口，使得能夠 得出關(guān)于光學(xué)窗口的污染程度的結(jié)論。在這兩種解決方案中未對光學(xué)窗口提供免受機械影響的保護。US 5，257，013說明了一種火焰檢測器，在其下側(cè)面設(shè)置卡箍或者轉(zhuǎn)向器 (Abweisern)形式的針對機械應(yīng)力的保護設(shè)備。但是，檢測器不具有大面積的光學(xué)窗口，并 且該種機械保護不用于入射窗口的污染監(jiān)視或者傳感器的功能監(jiān)視。此外，已有火焰報警器的缺點還在于，它們總是必須相應(yīng)于預(yù)期的燃燒事件而被 調(diào)整或者改裝。
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DE 203 06 590. 5說明了一種用于燃燒報警器的外殼，它使得能夠迅速改裝。但是 對于火焰報警器的實施形式既未說明，也未圖示。US 4，547，673說明了一種火焰報警器或者煙霧報警器，具有一個輻射接收元件和 最多兩個輻射源。它具有專門設(shè)置的反射器。進行反射的元件被優(yōu)化，使得其最小程度地 影響入射窗口的表面。缺點是，由于幾何比例(光學(xué)窗口大，反射器面積小)和由于對于反 射器材料的機械負(fù)荷能力的錯誤實施方式，該反射器不能提供足夠的機械保護。借助于火焰報警器來對燃燒進行識別在太陽光、人造光、焊接、加熱設(shè)備或者其他 的干擾源使結(jié)果失真時可能導(dǎo)致錯誤的警報。此外，規(guī)章規(guī)定，對于在有爆炸危險的空間里使用火焰報警器的情況必須確保，出 于防爆的原因，外殼在高的機械要求(例如抗沖擊強度或者震動)的情況下不被損壞。光 學(xué)入射窗口必須相對于這些影響受到足夠的保護。在有粉塵爆炸危險的區(qū)域內(nèi)對于所有密 封材料的化學(xué)穩(wěn)定性以及由環(huán)境影響所導(dǎo)致的穩(wěn)定性有很高的要求。US 3952 196A說明了一種帶有UV接收元件和UV發(fā)送器的UV火焰報警器，它在光 學(xué)窗口上面有一個帶反射元件的橋形接片。該橋形接片和反射元件僅用于監(jiān)光學(xué)窗口的污 染。由于幾何比例(光學(xué)窗口大，橋形接片面積小)，該反射器不能保證足夠的機械保護。 也沒有提供傳感器和信號處理電子設(shè)備的功能監(jiān)視。此外，反射器不容易更換。因為反射 器的支架同時支承光學(xué)窗口，所以反射器的更換開銷很大。但是如果沒有該部件，則報警器 不能作用，因為光學(xué)窗口在已有的結(jié)構(gòu)方式中沒有任何別的支承。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種火焰報警器，它的光學(xué)窗口即使在相應(yīng)的窗口 大小的情況下也被保護不受機械影響，其中必須提供光學(xué)窗口的污染監(jiān)視并且應(yīng)當(dāng)能夠容 易地更換部件。該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征的火焰報警器解決。從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的有利的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的解決方案提供一種由外殼構(gòu)成的火焰報警器，在外殼內(nèi)設(shè)置傳感 器、一個或多個輻射源以及光學(xué)窗口，其中在光學(xué)窗口上面設(shè)置反射器保護柵或反射器保 護環(huán)，該反射器保護柵或反射器保護環(huán)適于保護光學(xué)窗口不受機械影響，該反射器保護柵 或反射器保護環(huán)使IR輻射或UV輻射以足夠的程度穿過，并且該反射器保護柵或反射器保 護環(huán)在其內(nèi)側(cè)面適于反射UV輻射和IR輻射。具有鏡面化表面并且具有彈性的可更換的金屬柵欄被認(rèn)為是反射器保護柵的最 有利的實施方案。還可以設(shè)想用彈性的耐用的塑料制造反射器保護柵或反射器保護環(huán)，該反射器保 護柵或反射器保護環(huán)在其表面上鍍鉻或者被鏡面化。彈性的反射器保護柵可以具有彼此連 接的橋形接片，它們以其端部匯合到圍繞光學(xué)窗口的適配凸緣(Aufnahmeflansch)，并且卡 到適配凸緣內(nèi)的切口或者凹槽內(nèi)，從而被穩(wěn)定地固定。為此可以構(gòu)造寬的和窄的接片，它們 被放置到適配凸緣的不同寬度的空隙內(nèi)，并在其內(nèi)錨定(Verankern)。反射器保護柵可以作 為凹入的頂蓋覆蓋窗口的整個表面，它能由操作者用手容易地擠壓、放置或者作為卡口式 連接轉(zhuǎn)動、取下和更換。但是，反射器保護柵或者反射器保護環(huán)也可以僅覆蓋光學(xué)窗口的邊緣處的一個確定的區(qū)域。但是也可能僅把一個或者多個保護條以保護的方式設(shè)置在光學(xué)窗 口上即已足夠。反射器保護柵的取下對于外殼的密封以及火焰報警器的功能性絲毫沒有影響；也 就是說可以在任何時候取下或者更換。此外，通過反射器保護柵或者反射器保護環(huán)保護光 學(xué)窗口的大部分表面不受機械損傷。有利的是，光學(xué)窗口被構(gòu)造為CaF2、藍(lán)寶石或者其他可透射UV/IR的材料(例如云 母等)。此外，有利的是，外殼由上外殼部和下外殼部構(gòu)成，其中在下外殼部內(nèi)設(shè)置用于能 量和用于信號的引線，例如到警報站的引線，而在上外殼部內(nèi)設(shè)置傳感裝置和所有信號處 理部件。它具有這樣的優(yōu)點，即可更換的上外殼部既可以為服務(wù)和修理以很小的開銷被更 換，也可以在儀表方面與其他的著火危險相適應(yīng)。機械方面和電氣方面的安裝保持不變。在上外殼部內(nèi)設(shè)置光學(xué)窗口、反射器保護柵、傳感器、輻射源以及到下外殼部的電 氣插接設(shè)備，在必要時還設(shè)置微控制器。有利的是，在上外殼部內(nèi)設(shè)置IR輻射傳感器和/或UV輻射傳感器。但是它們也 可以僅僅是輸出圖像的傳感器，或者附加地還是輸出圖像的傳感器。于是，例如可以在上外 殼部內(nèi)設(shè)置UV輻射傳感器，其檢測火焰信號和輻射源信號。但是也可以想見一個或多個IR 傳感器或者IR傳感器和UV傳感器的組合。此外，有利的是，模塊化地在不同的平面上設(shè)置電氣組件內(nèi)的輻射傳感器。于是， 可以在緊鄰地位于光學(xué)窗口下面的平面內(nèi)設(shè)置IR輻射傳感器，而在一個更低的平面內(nèi)設(shè) 置UV輻射傳感器。為監(jiān)視光學(xué)窗口，由上外殼部內(nèi)的該一個或多個輻射源發(fā)射光學(xué)信號通過光學(xué)窗 口，該信號在反射器保護柵處被反射并被反射到IR輻射傳感器或/和UV輻射傳感器，使得 在射束兩次穿過光學(xué)窗口后能夠獲得關(guān)于光學(xué)窗口具有什么污染的量度，并且能夠檢驗傳 感器和信號處理電子設(shè)備的功能?？梢栽O(shè)置一個或多個IR輻射源和/或多個UV輻射源作為輻射源?；旧?，可更換的上外殼部放置在下外殼部上。為此，在兩個外殼部之間設(shè)置密封 橡膠。其他類型的密封也可以是有利的。該密封或者附加的密封可以被構(gòu)造為導(dǎo)電的EMV 密封。通過上外殼部的可更換性，可以根據(jù)需要按照模塊性對于實際需求快速作出反應(yīng)。此外有利的是，在上外殼部內(nèi)設(shè)置帶有可更換的通信模塊的插接設(shè)備。該模塊可以是繼電器模塊，它允許在沒有火警中心的情況下獨立操作報警器。另 外一種可能的通信模塊可以集成地具有在工業(yè)領(lǐng)域中流行的4. 4. . . 20mA接口，用于警報 傳輸。數(shù)字通信模塊允許通過回路技術(shù)、即通過協(xié)議與火警中心進行數(shù)據(jù)交換而與火警中 心通信，從而定位警報；向火警中心報告火焰報警器的狀態(tài)或者從火警中心設(shè)定報警器的 參數(shù)。此外有利的是，在上外殼部內(nèi)設(shè)置尋址開關(guān)(Adressierungsschalter)。這使得能 夠根據(jù)所使用的通信模塊類型設(shè)置用于警報定位的警報器地址。此外有利的是，提供服務(wù)接口，用于聯(lián)系服務(wù)設(shè)備以進行配置、參數(shù)化和用于軟件 更新，以及用于向計算機或者向數(shù)據(jù)庫傳輸歷史數(shù)據(jù)。該服務(wù)接口可以被構(gòu)造為連接插頭 或者插座。
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本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點光學(xué)窗口即使在相應(yīng)的大小的情況下也能被保護不受機 械損傷，其中提供窗口的污染監(jiān)視、傳感裝置和信號處理電子設(shè)備的功能監(jiān)視，以及能夠容 易地更換火焰報警器中的部件。


下面根據(jù)一個實施例和七幅附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖中圖1示意表示根據(jù)本發(fā)明的火焰報警器，其具有上、下外殼部和反射器保護柵，圖2示意表示根據(jù)本發(fā)明的火焰報警器，其具有反射器保護環(huán)和兩個用于電子組 件的平面，圖3示意表示根據(jù)本發(fā)明的火焰報警器，其具有反射器保護柵和兩個位于不同平 面上的電子組件，圖4表示反射器保護柵，圖5表示反射器保護環(huán)，圖6表示用于反射器保護柵或者反射器保護環(huán)的適配凸緣，圖7示意表示用于無干擾地檢測火焰的IR傳感器。
具體實施例方式圖1示意表示根據(jù)本發(fā)明的火焰報警器，其由上外殼部1. 1和下外殼部1. 2構(gòu)成， 在它們之間有密封墊，其中上外殼部和下外殼部ι. 1、1. 2通過電氣插接設(shè)備14彼此連接， 其內(nèi)設(shè)置有信號線和電壓源。在上外殼部1.1內(nèi)，電子組件18位于一個平面上，該電子組 件18由具有UV過濾器10. 1的UV輻射傳感器8. 1、UV輻射源9. 1、尋址開關(guān)17和具有插 接設(shè)備15的通信模塊16組成。光學(xué)窗口 7由藍(lán)寶石構(gòu)成，并且由適配凸緣4支承，在適配 凸緣4中還設(shè)置反射器保護柵2. 1。發(fā)出UV輻射的火焰現(xiàn)象在給定的波長范圍內(nèi)能被輻射 傳感器8. 1檢測。為檢驗光學(xué)窗口 7的污染程度，由輻射源9. 1發(fā)出相應(yīng)波長的光信號，該 光信號被反射器保護柵2. 1反射并被UV輻射傳感器8. 1檢測。反射器保護柵2. 1保護光 學(xué)窗口 7不受機械損傷，并且向UV輻射傳感器8. 1反射由UV輻射源9. 1發(fā)出的輻射。被 反射的輻射被用于光學(xué)窗口 7的污染分析和傳感器的功能監(jiān)視以及后來的信號處理。通過 可更換的通信模塊16，火焰報警器與火警中心通信。尋址開關(guān)17用于，對于使用使該報警 器作為報警器環(huán)中的用戶的數(shù)字通信模塊的情況，以設(shè)置的地址將報警或者故障信號唯一 地分配給該報警器。此外，設(shè)置連接插頭作為服務(wù)接口 20，它在圖2和圖3中也能看見。圖2表示根據(jù)本發(fā)明的火焰報警器的一個實施變體方案，其由上外殼部1. 1和下 外殼部1.2組成，其內(nèi)設(shè)置兩個電子組件18、19，其中下電子組件包括尋址開關(guān)17和帶有 插接設(shè)備15的通信模塊16，上組件19包括三個帶有IR過濾器10. 2的IR輻射傳感器8. 2 和三個IR輻射源9. 2，IR輻射源9. 2發(fā)送IR射束到反射器保護環(huán)2. 2，反射器保護環(huán)2. 2 通過IR過濾器10. 2向IR輻射傳感器8. 2反射IR射束。在組件18、19之間設(shè)置插接設(shè)備 13。圖3以示意視圖表示電子組件的一種類似的設(shè)置，其中反射器保護柵2. 1位于光 學(xué)窗口 7上面，并且在下電子組件18內(nèi)附加地設(shè)置UV輻射源9. 1和帶有UV過濾器10. 1的UV輻射傳感器8. 1。通過火焰報警器的該種實施方式既能檢測UV輻射，也能檢測IR輻射。圖4表示做成罩形的反射器保護柵2. 1，UV輻射和/或IR輻射能夠通過它的孔隙 不受阻擋地進入，其中存在不同寬度的接片3. 2,3. 1，彈性的進行反射的反射器保護柵2. 1 能通以這些接片在適配凸緣4中轉(zhuǎn)動。反射器保護柵2.1由進行反射的金屬片制成，它的 接片3. 2,3. 1用手鎖定在圖6的凸緣的卡口座(Bajonettaufnahme)或者空隙5. 1和5. 2中。這對于圖5中表示的反射器保護環(huán)2. 2同樣適用，該保護環(huán)具有用于UV輻射和IR 輻射的非常大的通透面積。無論是反射器保護柵2. 1還是反射器保護環(huán)2. 2都能用其接片 3. 1、3. 2插入適配凸緣4的空隙5. 1、5. 2內(nèi)，并且能夠在其內(nèi)轉(zhuǎn)動。止擋缺口 6用于限制該 轉(zhuǎn)動。適配凸緣4既支承光學(xué)窗口 7也支承反射器保護柵或者反射器保護環(huán)2. 1,2. 2。圖7示意表示用于無干擾地檢測火焰的輻射傳感器8. 1,8. 2，其中三個帶有IR過 濾器10. 2的IR輻射傳感器8. 2并排設(shè)置，它們的信號被提供給信號處理器11。信號處理 器11表示A/D變換器、放大器或者信號匹配器，它連接到帶有存儲器的微控制器12，微控制 器12處理和存儲信號。此外，設(shè)置IR輻射源9. 2，它發(fā)送用于檢驗光學(xué)窗口 7的污染程度 的IR輻射。以同樣的方式還可以設(shè)置帶有UV過濾器10. 1的UV輻射傳感器8. 1，傳感器的 信號通過信號匹配器向帶有存儲器的微控制器12轉(zhuǎn)發(fā)，并且UV輻射源9. 1可以發(fā)送UV信 號到光學(xué)窗口 7以檢驗污染程度和傳感器的功能。
權(quán)利要求
一種火焰報警器，由外殼組成，在所述外殼內(nèi)設(shè)置光學(xué)窗口(7)、至少一個傳感器(8.1，8.2)和至少一個輻射源(9.1，9.2)，其特征在于，在所述光學(xué)窗口(7)上面設(shè)置反射器保護柵或者反射器保護環(huán)(2.1，2.2)，所述反射器保護柵或者反射器保護環(huán)(2.1，2.2)適于保護所述光學(xué)窗口(7)不受機械沖擊，使UV輻射或者IR輻射(16)以足夠的程度穿過，以及在其內(nèi)側(cè)面從外殼內(nèi)部反射UV輻射和IR輻射(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰報警器，其特征在于，反射器保護柵或者反射器保護環(huán) (2. 1,2. 2)是可更換的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的火焰報警器，其特征在于，所述外殼由上外殼部(1.1)和 下外殼部(1.2)組成，在上外殼部(1. 1)內(nèi)設(shè)置光學(xué)窗口(7)、反射器保護柵或者反射器保 護環(huán)(2. 1，2.2)、輻射傳感器(8. 1,8. 2)和輻射源(9. 1，9.2)，在下外殼部(1.2)內(nèi)設(shè)置導(dǎo) 線入口和用于引線的接頭以及與上外殼部(1. 1)的電氣插接設(shè)備(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的火焰報警器，其特征在于，上外殼部(1.1)內(nèi)的輻射傳感器是 UV輻射傳感器(8. 1)和/或IR輻射傳感器(8. 2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中之一所述的火焰報警器，其特征在于，輻射傳感器(8.1,8. 2) 被設(shè)置在用于電子組件(18，19)的不同的平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中之一所述的火焰報警器，其特征在于，輻射源表示一個UV輻 射源和/或至少一個或者多個IR輻射源(9. 1，9. 2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中之一所述的火焰報警器，其特征在于，在上外殼部(1.1)內(nèi)設(shè) 置帶有可更換的通信模塊(16)的插接設(shè)備(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中之一所述的火焰報警器，其特征在于，光學(xué)窗口(7)由CaF2、 藍(lán)寶石或者另一可透射UV/IR的材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中之一所述的火焰報警器，其特征在于，反射器保護柵(2.1)或 者反射器保護環(huán)(2.2)被構(gòu)造為具有彈性，并且以其端部卡到外殼的上外殼部(1. 1)的適 配凸緣(4)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中之一所述的火焰報警器，其特征在于，反射器保護柵或者反 射器保護環(huán)(2. 1,2. 2)具有不同寬度的接片(3. 1,3. 2)作為轉(zhuǎn)動防護，這些接片能插入適 配凸緣(4)的空隙(5. 1,5. 2)內(nèi)并能在其中卡鎖。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中之一所述的火焰報警器，其特征在于，在上外殼部(1.1)內(nèi) 設(shè)置尋址開關(guān)(17)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中之一所述的火焰報警器，其特征在于，反射器保護柵或者反 射器保護環(huán)(2. 1，2.2)由金屬片或者塑料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中之一所述的火焰報警器，其特征在于，設(shè)置服務(wù)接口(20)， 用于聯(lián)系服務(wù)設(shè)備以進行配置、賦予參數(shù)和用于軟件更新，以及用于向計算機或者數(shù)據(jù)庫 傳輸歷史數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種火焰報警器，其由外殼組成，外殼內(nèi)設(shè)置傳感器(8.1，8.2)、輻射源(9.1，9.2)和光學(xué)窗口(7)，在光學(xué)窗口(7)上面設(shè)置反射器保護柵或者反射器保護環(huán)(2.1，2.2)，用于保護光學(xué)窗口(7)不受機械影響，使UV輻射或者IR輻射(16)以足夠的程度穿過，以及在其內(nèi)側(cè)面從外殼內(nèi)部反射UV輻射和IR輻射(16)。本發(fā)明的優(yōu)點在于，即使在相應(yīng)大的機械影響的情況下也保護光學(xué)窗口，其中實現(xiàn)火焰報警器的窗口的污染監(jiān)視、傳感器和信號處理電子設(shè)備的功能監(jiān)視以及部件可以容易地更換。
文檔編號G08B17/12GK101894442SQ201010228100
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者A·施塔默, A·格羅澀夫, B·齊姆斯, D·西默, H·迪特默, K·倫凱特, P·朱爾則 申請人:鞍點有限責(zé)任兩合公司