Rauchmelder, Rauchmeldersystem und Verfahren zur Überwachung eines Rauchmelders

Die Erfindung betrifft einen im Folgenden kurz zusammenfassend als Rauchmelder bezeichneten Brand- , Rauch- oder Rauchwarnmelder, ein RauchmelderSystem sowie ein Verfahren zur Überwachung eines Rauchmelders , nämlich ein Verfahren zur Überwachung eines Rauchmelders auf eine Anwesenheit von benachbarten störenden Gegenständen .

Rauchmelder sind an sich bekannt und dienen der frühzeitigen Erkennung von Rauchentwicklung aufgrund eines Brandes . Aus der EP 2 348 495 AI ist ein Rauchmelder für geschlossene Räume mit einem an einer Montagefläche (Zimmerdecke oder Zimmerwand) befestigbaren Gehäuse bekannt, in dem in grundsätzlich an sich bekannter Art eine Rauchkammer mit Raucheintrittsöffnungen abgeteilt ist, wobei in der Rauchkammer eine Messelektronik angeordnet ist, die bei Detektion von Rauchpartikeln ein auswertbares Messsignal generiert . Darüber hinaus weist dieser Rauchmelder auf seiner Vorderseite mindestens einen Ultra ^¬ schalltransceiver auf, welcher so angeordnet ist, dass er UltraschallSignale in einen halbkugelförmigen Bereich unterhalb des Rauchmelders abstrahlen und reflektierte UltraschallSignale empfangen kann .

Mittels des Aussendens von UltraschallSignalen und des Emp ^¬ fangens von reflektierten UltraschallSignalen sollen in der unmittelbaren Umgebung des Rauchmelders befindliche Obj ekte erkannt werden, welche einen sicheren Betrieb des Rauchmelders beeinträchtigen können . Damit soll Situationen vorgebeugt werden, in denen aufgrund von in der Nähe des Rauchmelders platzierten Einrichtungsgegenständen oder dergleichen aufgrund von Abschattungen und/oder thermischen Einflüssen die Detek- tionsfunktion des Rauchmelders drastisch verschlechtert ist . Rauchmelder der beschriebenen Art werden vorzugsweise in

Wohnräumen angewendet, da die dort anwesenden Personen in den meisten Fällen wenig Kenntnisse über die Ausbreitung von Rauch haben und deshalb schlecht beurteilen können, was zulässig ist und was die Sicherheit beeinträchtigen könnte . Gleichzeitig ist die Gefahr in Wohnräumen besonders gross , im Schlaf von einem Feuer überrascht zu werden, so dass besonders wichtig ist, dass Rauchmelder in funktionsfähigem Zustand vorhanden sind .

Ein Nachteil der genannten Anordnung ist, dass sich die

Strahlquelle und der Empfänger an der Unterseite des Rauchmelders befinden müssen und dass sie in der Lage sein müssen, Schallwellen einigermassen ungehindert abzustrahlen . In der Folge ergibt sich eine Form des Rauchmelders , die ästhetisch nicht befriedigen kann und j edenfalls in einem Wohnraum unpassend ist . Die vorliegende Erfindung soll es ermöglichen, die Anwesenheit von störenden Ob ekten zu erkennen, ohne dass dazu Bauteile erforderlich sind, die von unten sichtbar sind . Es ist somit möglich, den Rauchmelder so zu gestalten, dass er auch hohen ästhetischen Ansprüchen genügt .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mittels eines Rauchmelders mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Dazu ist bei einem Rauchmelder, der als Mittel zur Erkennung eines Objekts in der Nähe des Rauchmelders (benachbartes Objekt) eine Sensorik umfasst , Folgendes vorgesehen : Mittels der Sensorik sind Signale, insbesondere Schallwellen im Ultraschallbereich, aussendbar und empfangbar und beim Betrieb der Sensorik werden solche Signale ausgesandt und ggf . von einem benachbarten Obj ekt reflektierte Signale empfangen. Solche empfangenen Signale sind zur Erkennung eines benachbarten Objekts auswertbar und werden beim Betrieb der Sensorik zur Erkennung eines benachbarten Obj ekts ausgewertet . Als Sensorik und als Mittel zur Erkennung eines benachbarten Objekts umfasst der Rauchmelder einen Sender oder eine Mehrzahl von Sendern sowie einen Empfänger oder eine Mehrzahl von Empfängern, wobei Sender und Empfänger in einem Bauteil kombiniert sein können, wobei j eder Sender zum Abstrahlen eines Signals , insbesondere zum Abstrahlen von Ultraschall , in einer Abstrahlrichtung und der oder j eder Empfänger zum Empfang und zur Detektion eines aus einer Empfangsriehtung eintreffenden Signals , insbesondere Energie im Bereich von Ultraschall , bestimmt und eingerichtet ist . Der mindestens eine Sender ist bei einer besonderen Ausführungsform des Rauchmelders von dem mindestens einen Empfänger getrennt und in einem Gehäuse des Rauchmelders räumlich getrennt von diesem angebracht, da es bei einer solchen Anordnung einfacher ist, die gesendeten von den empfangenen Signalen zu trennen . Beim Betrieb wird vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise , Ultraschall einer genügend hohen Frequenz verwendet, so dass die gesendeten Signale von anwesenden Personen oder Tieren nicht gehört werden, aber auch weil sich Ultraschall verhältnismässig einfach in der gewünschten Weise bündeln oder anderweitig formen lässt . Die Sender sind so ausgerichtet , dass diese im Betrieb in schräger Richtung weg vom Rauchmelder auf eine Grund- oder Montagefläche (Zimmerdecke, Zimmerwand) , an welcher der Rauchmelder angebracht ist, strahlen . Die Sender sind also so ausgerichtet, dass deren Abstrahlrichtung in Richtung auf die Montagefläche des

Rauchmelders weist und die ausgesandten Signale werden an der Montagefläche reflektiert und verbreiten sich danach in dem j eweiligen Raum, der auf die Anwesenheit von Obj ekten überwacht werden soll . Bei einem Rauchmeldersystem mit einem erfindungsgemässen Rauchmelder und mit einem Meldersockel zur insbesondere lösbaren Anbringung des Rauchmelders an dem Meldersockel ist der Mel ^¬ dersockel zur Befestigung an einer Decke oder Wand vorgesehen . Der Meldersockel ist dabei derart ausgestaltet, dass er im aufgenommenen Zustand des Rauchmelders an die Stelle der Montagefläche tritt bzw. die Montagefläche selbst ausbildet, auf welche die Sender in schräger Richtung weg vom Rauchmelder strahlen .

Bei einem Verfahren zum Betrieb und zur Überwachung eines solchen Rauchmelders werden mittels der Sensorik Signale, insbesondere Signale im Ultraschallbereich, in Richtung auf die Montagefläche ausgesandt, an der Montagefläche reflektiert und in den um- gebenden Raum abgestrahlt .

Im Falle eines in der Nähe des Rauchmelders befindlichen Objekts wird die ausgesandte Strahlung durch das Objekt reflektiert und mittels der Sensorik des Rauchmelders wird die reflektierte Strahlung detektiert . Aufgrund einer solchen Detektion wird automatisch ein Alarmsignal ausgelöst und mittels des Alarm ^¬ signals zum Beispiel ein optisches und/oder akustisches Sig ^¬ nalelement angesteuert oder auch der Alarm in geeigneter Weise an eine zentrale Einrichtung weitergeleitet . Bei dem Signal- element handelt es sich zum Beispiel um einen Lautsprecher .

Das Aussenden der Strahlung mittels der Sensorik erfolgt zum Beispiel zu vorgegebenen oder vorgebbaren, insbesondere äquidistanten Zeitpunkten, also zum Beispiel alle zehn Minuten, j ede Stunde usw . Die Überwachung des Rauchmelders erfolgt dabei in der Form, dass erkennbar ist und im Betrieb automatisch erkannt wird, ob sich in der Nähe des Rauchmelders ein Obj ekt befindet . Ein solches Obj ekt kann den Rauchmelder abdecken oder abschatten, so dass dessen Funktion beeinträchtigt sein kann .

Anstelle von Ultraschall kann auch eine andere Art von Strahlung, insbesondere Schallwellen im hörbaren Bereich, aber auch Licht im sichtbaren oder unsichtbaren Bereich sowie Radiowellen, insbesondere Mikrowellen, oder allgemein elektromagnetische Wellen, wie dies in der EP 2043068 Bl beschrieben wird, verwendet werden . Andere Signalarten als Ultraschall sind gleichwohl bei der nachfolgenden Beschreibung stets mitzulesen . Bisher gilt allerdings , dass die Verwendung von Ultraschall besonders einfach ist und im Allgemeinen die geringstmöglichen Kosten zur Folge hat .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Dabei verwendete RückbeZiehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des HauptanSpruches durch die Merkmale des j eweiligen Unteranspruches hin . Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, ge genständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen . Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den j eweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist . Schliesslich ist darauf hinzuweisen, dass das hier angegebene Verfahren auch entsprechend der abhängigen Vorrichtungsansprüche weiterge ^¬ bildet sein kann und umgekehrt .

In einer ersten, besonders einfachen Ausführungsform umfasst der Rauchmelder Ultraschallwandler, die als Sender und als Empfänger funktionieren können und die ohne zusätzliche Massnahme eine Strahlungscharakteristik in der geforderten und notwendigen Form aufweisen . Bei einer weiteren Ausführungsform des Rauchmelders umfasst dieser zumindest eine Reflexionsfläche in einem Strahlengang von einem j eweiligen Sender zur Montagefläche . Dies erlaubt durch die Ausrichtung der Reflexionsfläche eine Beeinflussung der

Strahlrichtung und/oder durch eine j eweilige Oberflächenform der Reflexionsfläche eine Strahlformung .

Bei einer speziellen Ausführungsform des Rauchmelders umfasst dieser einen oder mehrere im Innern des Rauchmelders platzierten bzw. platzierte Empfänger . Als Empfänger kommt zum Beispiel ein Elektretmikrofon oder ein Mikrofon in Siliziumtechnik in Be tracht .

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Wandler oder die Sender derart im Rauchmelder angeordnet, dass die Keule des j eweiligen ausgesandten Signals die Montagefläche in einem Winkel im Bereich von 30° bis 60 ° , insbesondere in einem Bereich von 40° bis 50 ° , trifft . Ein bevorzugter Wert für diesen Winkel ist 45°. Die Keule des ausgesandten Signals des j eweiligen Wandlers oder Senders ist dabei um eine Hauptabstrahlrichtung des j eweiligen Wandlers oder Senders ausgebildet . Sie ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um diese Hauptabstrahlrichtung ausgebildet . Bei einer weiteren Ausführungsform des Rauchmelders fungieren von diesem als Sensorik umfasste Wandler räumlich alternierend als Sender oder Empfänger . Auf diese Weise können auch Obj ekte in geringer Nähe des Rauchmelders bei einer entsprechend kurzen Laufzeit eines mittels der Sensorik des Rauchmelders ausge- sandten und von dem Objekt reflektierten UltraschallSignals erkannt werden . Bei einer zeitlich alternierenden Funktion eines Wandlers , der zunächst als Sender und später als Empfänger wirkt, muss das ausgesandte Signal genügend abgeklungen sein, um den Wandler als Empfänger verwenden zu können . Eine räumlich alternierende Anordnung ist deshalb von Vorteil , aber mit grösseren Kosten verbunden . Bei einer zeitlich alternierenden Funktion der Wandler entweder als Sender oder als Empfänger besteht für den oder jeden als Empfänger fungierenden Wandler die Voraussetzung und Schwierigkeit, dass eine während einer Funktion als Sender resul ^¬ tierende Schwingung ausreichend abgeklungen ist, so dass das reflektierte Ultraschallsignal erkannt werden kann . Eine solche Ausführungsform des Rauchmelders und ein korrespondierendes Verfahren zu dessen Betrieb, also ein Verfahren, bei dem die von dem Rauchmelder als Sensorik umfassten Wandler räumlich oder zeitlich alternierend als Sender oder Empfänger fungieren, stellt eine grundsätzlich von einem Rauchmelder mit auf die Montagefläche ausgerichteten Sendern unabhängige Ausführungsform dar .

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert . Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen .

Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Er- findung zu verstehen . Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung durchaus auch Ergänzungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkma1e zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrens- schritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen .

Es zeigen FIG 1 einen Rauchmelder mit einer zusätzlichen zur Detektion von in der Nähe des Rauchmelders vorhandenen Obj ekten bestimmten Sensorik,

FIG 2 ein Zeitdiagramm zur Illustration einer Sensorik in Form eines als Sender und Empfänger fungierenden Wandlers , insbesondere Ultraschallwandlers ,

FIG 3 den Rauchmelder gemäss FIG 1 im Querschnitt, FIG 4 den Rauchmelder gemäss FIG 1 mit einem Gehäuse im

Querschnitt,

FIG 5 den Rauchmelder gemäss FIG 4 angebracht an einem

Meldersockel als Montagefläche im Querschnitt,

FIG 6 den Rauchmelder gemäss FIG 1 mit zusätzlichen Reflektorflächen im Querschnitt,

FIG 7 einen Rauchmelder ähnlich wie in FIG 1 , mit einer

ÜberwachungsVorrichtung und mit getrennten Sendern und

Empfängern,

FIG 8 einen Rauchmelder ähnlich wie in FIG 1 , der jedoch das von einem Wandler ausgesandte und reflektierte Signal nicht mit dem gleichen Wandler, sondern mit einem benachbarten Wandlern empfängt, FIG 9 eine zeitliche Darstellung der Signale, die in einem Rauchmelder gemäss FIG 8 vorkommen können,

FIG 10 einen Rauchmelder mit zwei getrennten Sendern und zwei getrennten Empfängern,

FIG 11 einen Rauchmelder gemäss FIG 10 im Querschnitt,

FIG 12 einen Rauchmelder gemäss FIG 10 , wobei aber der Emp- fänger nicht zur Montagefläche, sondern davon weg orientiert ist und

FIG 13 einen Rauchmelder mit einer zur Detektion von in der Nähe des Rauchmelders platzierten Ob ekten bestimmten Sensorik sowie einen mittels der Sensorik ansteuerbaren optischen und/oder akustischen Aktor .

Die Darstellung in FIG 1 zeigt in schematisch vereinfachter Form in einer Drauf- oder Untersicht einen Rauchmelder 10 mit drei regelmässig beabstandeten (gleicher oder zumindest im Wesentlichen gleicher Winkelabstand) Sensoren 12 , 13, 14 zur Erfassung etwaiger benachbarter Objekte 20 in der Umgebung des Rauchmelders 10. Mit dem Bezugszeichen A ist eine Drehachse des Rauchmelders 10 , insbesondere seine Symmetrieachse, bezeichnet . Dabei sind die Sensoren 12 , 13, 14 um diese Drehachse A herum im gleichen radialen Abstand und gleichmässig in Umfangsriehtung verteilt angeordnet . Bei einem solchen Objekt 20 kann es sich um ein nach der Anbringung des Rauchmelders 10 in dessen Nähe platziertes Obj ekt 20 , zum Beispiel ein Möbel , oder ein bereits vor der Anbringung des Rauchmelders 10 vorhandenes Obj ekt , zum Beispiel einen Balken mit einer Trag- oder Stützfunktion, handeln . Bei den Sensoren 12-14 handelt es sich um im Folgenden oftmals auch nur kurz als Wandler 12, 13 und 14 bezeichnete Ultra ^¬ schallwandler 12-14 , welche sowohl als Sender wie auch als Empfänger betrieben werden können . In ihrer Funktion als Sender senden solche Wandler 12-14 ein Signal im Ultraschallbereich aus . In ihrer Funktion als Empfänger empfangen solche Wandler 12-14 ein Signal im Ultraschallbereich .

Die Darstellung in FIG 2 zeigt die von einem der Wandler 12-14 ausgesandten und empfangenen Signale in schematischer Weise im Zeitbereich und zeigt ein von einem Wandler 12-14 ausgesandtes kurzes , aber sehr starkes Signal 28 (Ultraschallsignal ) . Dieses breitet sich mit Schallgeschwindigkeit aus , erreicht im Falle eines Objekts 20 im Ausbreitungsbereich dieses nach der Zeit t, wird an dem Obj ekt 20 (Hindernis ) reflektiert und kehrt mit der gleichen Geschwindigkeit zu den Wandlern 12-14 zurück . Nach der Zeit 2t erreicht es als reflektiertes Signal 29 den gleichen Wandler 12-14 , also denj enigen Wandler 12-14 , der ursprünglich das Signal 28 abgestrahlt hat, der nun aber als Empfänger fungiert . Im Vergleich zu dem ausgesandten Signal 28 ist das zurückkehrende Signal 29 sehr stark abgeschwächt und der zeitliche Verlauf kann deutlich unterschiedlich zu der in FIG 2 gezeigten Situation sein . Es ist allerdings darauf hinzuweisen, dass die Darstellung in FIG 2 stark vereinfacht und in vielen Fällen wohl zu optimistisch ist .

In Versuchen hat sich gezeigt, dass eine Verwendung eines Wandlers 12-14 als Sender und als Empfänger in Bezug auf ein zu detektierendes Objekt 20 nicht absolut zufriedenstellend funktioniert . Zum Aussenden eines UltraschallSignals 28

(Funktion als Sender) wird der Wandler 12-14 für kurze Zeit (z.B. 200 με ) in Schwingung gebracht . Während der Zeit bis zum Eintreffen des reflektierten Signals 29, also zum Beispiel 3 ms, klingt diese Schwingung nach und nach ab . Wenn das reflektierte Signal 29 eintrifft, muss die Schwingung soweit abgeklungen sein, dass sie deutlich kleiner als das empfangene Signal 29 ist, so dass dieses einwandfrei detektiert werden kann .

Es hat sich gezeigt, dass es bei zweckmässiger Beschaltung der Wandler 12-14 möglich ist, die Schwingung des als Sender fungierenden Wandlers 12-14 innerhalb von ca. 3 ms genügend abklingen zu lassen ( zum Beispiel mittels einer Bedämpfung und/oder mittels einer gegenphasigen Anregung) , um das empfangene Signal 29 detektieren zu können . Eine Laufzeit von 3 ms , also 1 , 5 ms für den Hinweg (ausgesandtes Signal 28 ) und 1 , 5 ms für den Rückweg (reflektiertes Signal 29), entsprechen einem Objekt 20 in etwa 0,5 m Abstand . Ein solches Obj ekt 20 kann störend wirken und seine Detektion ist sinnvoll . Es kann aber sein, dass sich das Obj ekt 20 näher beim Rauchmelder 10 befindet, so dass die Laufzeit kürzer ist . Im Extremfall befindet sich das Obj ekt 20 sogar auf der Oberfläche des Rauchmelders 10 , bei ^¬ spielsweise wenn dieser abgedeckt wurde , um Fehlalarme zu vermeiden . Die Detektion des empfangenen Signals 29 ist bei einer Laufzeit von weniger als 3 ms sehr schwierig und unmöglich, wenn das Sende- und das Empfangssignal 28 , 29 gleichzeitig anliegen, so wie das der Fall ist, wenn das Obj ekt 20 auf der Oberfläche des Rauchmelders 10 liegt .

In der Darstellung in FIG 1 wird angenommen, dass drei Wandler 12-14 vorhanden sind . An diese drei Wandler 12-14 kann das Sendesignal 28 gleichzeitig angelegt werden . Es ist aber auch möglich, das Sendesignal 28 nacheinander an die drei Wandler 12-14 anzulegen . In diesem Fall ist vorteilhaft, dass die benötigte Spitzenleistung kleiner ist, allerdings ist der Schaltungsaufwand grösser.

Mit der genannten Sensorik soll die dauernde Anwesenheit von störenden Obj ekten 20 , beispielsweise Möbelstücke, Dekorati- onsgegenstände usw., erkannt werden . Sich bewegende Objekte 20 oder auch eine hochgewachsene Person usw . können dagegen als unkritisch angenommen werden und sollen nicht erkannt werden . Die Überwachung wird deshalb vorzugsweise in etwas längeren

Zeitabständen, beispielsweise alle 10 Minuten, jede Stunde, alle x Stunden oder j eden Tag, durchgeführt und zur Vermeidung von Fehlalarmen erst dann eine Meldung ausgelöst, wenn das Obj ekt 20 mehrmals detektiert wurde , insbesondere mehrmals in aufeinander folgenden Zyklen detektiert wurde . Die Darstellung in FIG 3 zeigt den an einer Montagefläche 24 angebrachten Rauchmelder 10 gemäss FIG 1 im Querschnitt . Es ist nur einer der Wandler 12-14 zu sehen, nämlich der Wandler 12 , da die anderen Wandler 13, 14 ausserhalb der Bildebene liegen . Der Wandler 12 ist gegenüber der Vertikalen um etwa 45° geneigt, so dass auch die Keule des ausgesandten Signals 28 um diesen Wert geneigt ist . Mit HA ist die Hauptabstrahlrichtung eines solchen Wandlers 12 bezeichnet . Das ausgesandte Signal 28 wird an der jeweiligen Montagefläche 24, zum Beispiel der Decke, reflektiert und erreicht ein im Strahlengang liegendes Obj ekt 20. Das Signal 28 wird dort reflektiert und gelangt grundsätzlich auf dem gleichen Weg als reflektiertes Signal 29 wieder zum Wandler 12.

Die Darstellung in FIG 4 zeigt den Rauchmelder 10 gemäss FIG 1 mit einem ihn umgebenden Gehäuse G im Querschnitt . Das Gehäuse G ist vorzugsweise im Bezug auf die Drehachse A drehsymmetrisch ausgebildet, wie z.B. hier zylinderförmig . Darüber hinaus sind im Gehäuse G Öffnungen OF für den Durchlass des ausgesandten Signals 18 sowie für den möglichen Empfang des reflektierten Signals 29 vorhanden .

Die Darstellung in FIG 5 zeigt den Rauchmelder 10 gemäss FIG 4, der insbesondere lösbar an einem Meldersockel 25 als Montage- fläche 24 angebracht ist, im Querschnitt. Der Meldersockel 25 ist zur Anbringung an einer Decke oder Wand vorgesehen . Er ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er mit einer der Decke oder Wand zugewandten ersten Aussenseite dort plan anliegt . Eine gegenüberliegende zweite Aussenseite des Meldersockels 25 ist derart ausgestaltet, dass diese im aufgenommenen Zustand des Rauchmelders 10 und im Bezug auf die Drehachse A des Rauchmelders 10 zumindest in seinem radialen Aussenbereich, auf den das ausgesandte Signal 28 von den Wandlern 12-14 auftrifft, plan ausgebildet ist . Der Meldersockel 25 erstreckt sich somit in radiale Richtung einige Zentimeter, insbesondere in einem

Bereich von 1 bis 10 cm, vorzugsweise in einem Bereich von 2.5 bis 5 cm, über die radiale Aussengrenze des Rauchmelders 10 hinaus . Die zweite Aussenfläche des Meldersockels 25 verläuft daher zumindest in diesem radialen Aussenbereich parallel zur typischerweise planen Deckenfläche bzw . Wandfläche, an der der Meldersockel 25 angebracht ist, und sie ist zudem gleichfalls plan und vorzugsweise glatt ausgebildet . Im aufgenommenen Zustand des Rauchmelders 10 verlaufen somit eine Flächennormale der planen Deckenfläche bzw . Wandfläche sowie die Drehachse A des Brandmelders 10 parallel zueinander . Dadurch ist ein definiertes Reflexionsverhalten garantiert . Der Meldersockel 25 ist vor ^¬ zugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie das Gehäuse G des Brandmelders 10 hergestellt, wie z.B. aus Kunststoff . Die Darstellung in FIG 6 zeigt wiederum den Rauchmelder 10 gemäss FIG 1 im Querschnitt, jedoch in einer zweiten Ausführungsform. Zusätzlich zu den in FIG 3 gezeigten Einzelheiten ist nun eine um ca. 22,5° gegen die Vertikale geneigte, reflektierende Fläche 40 (Reflexionsfläche) vorhanden. Der Wandler 12 sendet sein Signal 28 senkrecht zur Montagefläche 24 aus . Es wird zuerst an der Fläche 40 reflektiert, so dass es sich nun mit einem Winkel von ungefähr 45° zur Montagefläche 24 ausbreitet, dort wieder reflektiert wird und nun mit einem Winkel von 45° ein im Strahlengang liegendes Obj ekt 20 erreicht . Dort wird das ausgesandte Signal 28 reflektiert und ein resultierendes re ^¬ flektiertes Signal 29 kehrt auf ungefähr dem gleichen Weg zurück, wird an der Montagefläche 24 und an der Fläche 40 reflektiert und gelangt zum Wandler 12 zurück . Die Vorteile dieser Anordnung sind die einfachere Montage jedes Wandlers 12-14 , die nun senkrecht zu einer Leiterplatte 11 des Rauchmelders 10 erfolgen kann, und die Möglichkeit, die Fläche 40 geeignet zu formen, so dass die Form der ausgesandten Keule besser den j eweiligen Bedürfnissen angepasst werden kann . Allerdings sind der zusätzliche

Platzbedarf für die Fläche 40 und die Abschwächung des Signals bei der zweimaligen Reflexion an der Fläche 40 zu berücksichtigen . Nicht immer günstig ist, dass bei einem Rauchmelder 10 gemäss FIG 1 der gleiche Wandler 12-14 zyklisch als Sender und in kurzem zeitlichem Abstand als Empfänger verwendet wird . Die dafür in kurzer Zeit notwendige Umschaltung der Wandler 12-14 zwischen diesen beiden Betriebsarten (Sendebetrieb, Empfangsbetrieb) ist nicht unproblematisch .

Die Darstellung in FIG 7 zeigt insoweit eine Ausführungsform eines Rauchmelders 10 , welche getrennte Sender und Empfänger verwendet . Zu diesem Zweck wird zusätzlich zu einem Wandler 12-14 , der nun nur noch als Sender verwendet wird, jeweils ein zweiter Wandler als Mikrofon 15, 16, 17 verwendet . Diese Ausführungsform erfordert eine mitunter problematische akus ^¬ tische Trennung zwischen Sender 12-14 und Empfänger 15-17. Ausserdem sind mit dieser Ausführungsform aufgrund der zusätzlichen Mikrofone 15-17 höhere Kosten verbunden .

Die in der Darstellung in FIG 8 gezeigte Ausführungsform vermeidet solche zusätzlichen Kosten, indem wie in der Aus- führungsform gemäss FIG 1 nur drei Wandler 12-14 vorhanden sind, die als Sender und Empfänger betrieben werden können, und zwar so, dass die von dem Rauchmelder 10 umfassten Wandler 12-14 alternierend als Sender und Empfänger fungieren . Bei drei Wandlern 12-14 fungiert zum Beispiel der Wandler 12 als Sender, während die beiden anderen Wandler 13, 14 als Empfänger fungieren .

In der Darstellung in FIG 8 trifft das vom Wandler 12 ausgesandte Signal 28 ein im Strahlengang befindliches Objekt 20 , wird dort reflektiert und ein resultierendes reflektiertes Signal 29 erreicht den Wandler 13. Ein weiteres an dem Objekt 20 re ^¬ flektiertes Signal 29 ' gelangt zum Wandler 14. Um die Funktion besser zu veranschaulichen wird angenommen, dass ein weiteres Obj ekt 21 in der Umgebung des Rauchmelders 10 vorhanden ist . Ein vom Wandler 13 ausgesandtes Signal 30 erreicht dieses weitere Obj ekt 21 , wird reflektiert und ein resultierendes reflektiertes Signal 31 gelangt zum Wandler 14. Ein weiteres reflektiertes Signal 31 ¹ gelangt zum Wandler 12.

Der Wandler 14 sendet ebenfalls ein Signal 32 aus , das aber auf kein Obj ekt trifft, so dass keine reflektierten Signale ent ^¬ stehen .

Bei der in FIG 8 gezeigten Anordnung ist zu beachten, dass ein Öffnungswinkel der Wandler 12-14 von ±60 ° und mehr erforderlich sein kann . Bei einem Rauchmelder 10 mit reflektierenden Flächen 40 gemäss FIG 6 kann es gelingen, den gewünschten Öffnungswinkel zu erreichen . Es ist aber auch festzustellen, dass punktförmige Objekte 20 nicht störend sind . Objekte 20 müssen eine gewisse Ausdehnung erreichen, so dass die Detektionseigenschaften auch dann genügend sein können, wenn der Öffnungswinke1 weniger als ±60 ° beträgt . Die Anforderungen an die Wandler 12-14 können aber auch reduziert werden, indem mehr als nur drei Wandler 12-14 , also beispielsweise vier oder fünf gleichmässig beabstandet plat ^¬ zierte Wandler, verwendet werden, allerdings mit dem Nachteil von höheren Kosten .

Die Darstellung in FIG 9 zeigt die in FIG 8 veranschaulichte Betriebsweise des Rauchmelders 10 für die drei in FIG 8 dar ^¬ gestellten Wandler 12-14. Einerseits ist gezeigt, wann welcher Wandler 12-14 als Sender fungiert : Zunächst (oberes Drittel der Darstellung) fungiert der erste Wandler 12 als Sender . Danach (mittleres Drittel der Darstellung) fungiert der zweite Wandler 13 als Sender . Schliesslich (unteres Drittel der Darstellung) fungiert der dritte Wandler 14 als Sender . Andererseits ist gezeigt, wann welcher Wandler 12-14 als Empfänger fungiert : Wenn der erste Wandler 12 als Sender fungiert, fungieren der zweite Wandler 13 und der dritte Wandler 14 als Empfänger; wenn der zweite Wandler 13 als Sender fungiert, fungieren der erste Wandler 12 und der dritte Wandler 14 als Empfänger; wenn der dritte Wandler 14 als Sender fungiert, fungieren der erste

Wandler 12 und der zweite Wandler 13 als Empfänger . Für mehr als drei Wandler 12-14, zum Beispiel vier Wandler, fünf Wandler usw. , gilt dies entsprechend . Bei einer grösseren Anzahl von Wandlern 12-14 ( zum Beispiel ab vier vom Rauchmelder 10 umfassten Wandlern 12-14 ) kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Wandler 12-14 gleichzeitig als Sender fungieren und mehrere andere Wandler 12-14 gleichzeitig als Empfänger fungieren . Im Einzelnen zeigt die Darstellung in FIG 9, dass der Wandler 12 das Signal 28 erzeugt und aussendet, welches vom Objekt 20 reflektiert wird und als Signal 29 den Wandler 13 sowie als Signal 29 ' den Wandler 14 erreicht . Danach erzeugt der Wandler 13 das Signal 30 , das vom Objekt 21 reflektiert wird und das als Signal 31 den Wandler 14 und als Signal 31 ' den Wandler 12 erreicht . Schliesslich sendet auch der Wandler 14 ein Signal 32 aus , welches aber mangels Obj ekt keine reflektierten Signale zur Folge hat . In den meisten Fällen wird sich das störende Obj ekt 20 , 21 in asymmetrischer Lage zum Rauchmelder 10 befinden, so dass die Laufzeiten der Signale 29, 29 ' sowie die Laufzeiten der Signale 31 , 31' ungleich sein können .

Im Vergleich mit der Anordnung gemäss FIG 1 entfällt in der Anordnung gemäss FIG 8 die Notwendigkeit, die Wandler 12-14 in kurzer Zeit vom Sendebetrieb in den Empfangsbetrieb umschalten zu müssen, so dass auch Obj ekte 20 , 21 in vergleichsweise geringem Abstand zu dem Rauchmelder 10 erkannt werden können . Obwohl in dem in FIG 9 gezeigten Ablauf drei Messungen vorgenommen werden müssen, liegt die benötigte Zeit immer noch im Bereich von Millisekunden . Dies ist kurz im Vergleich zur Dauer aufeinanderfolgender Messungen gemäss FIG 2. Zudem entsteht durch eine längere benötigte Zeit kein Nachteil , denn bei zyklischen Messungen ( zum Beispiel alle zehn Minuten, j ede Stunde, alle x Stunden, einmal pro Tag) ist die Dauer einer Messung j edenfalls klein gegenüber einer solchen Zykluszeit .

Die Darstellung in FIG 10 zeigt schliesslich einen Rauchmelder 10 , der viele der bisher genannten, noch nicht ganz optimalen Eigenschaften vermeidet .

Der Rauchmelder 10 umfasst zwei Wandler 12 , 13, die als Sender betrieben werden, sowie zwei Wandler 15, 16, welche die Eigenschaften von Mikrofonen haben und entsprechend als Empfänger fungieren . Die Sender 12 , 13 und Mikrofone 15, 16 sind abwechselnd und im Wesentlichen gleichmässig beabstandet entlang dem Umfang des Rauchmelders 10 angeordnet . Im Vergleich zu anderen An ^¬ ordnungen, die nur drei Wandler benötigen, sind in der Anordnung gemäss FIG 10 vier Wandler 12, 13, 15, 16 oder gegebenenfalls auch mehr, aber eine geradzahlige Anzahl von Wandlern 12 , 13, 15, 16, vorhanden . Weil aber Mikrofone 15, 16 im Allgemeinen deutlich preisgünstiger als Sender 12 , 13 sind, müssen die Kosten der Anordnung nach FIG 10 nicht notwendigerweise höher als die Kosten der Anordnung nach FIG 1 oder FIG 8 liegen .

Der erste Sender 12 sendet wiederum ein Signal 28 aus , das von einem störenden Obj ekt 20 reflektiert wird . Die reflektierten Signale 29 und 29' gelangen zu den beiden Mikrofonen 15, 16. Der zweite Sender 13 sendet ebenfalls ein Signal 30 aus . Weil kein störender Gegenstand im Bereich des Senders 13 vorhanden ist, entstehen auch keine reflektierten Signale .

Es ist zu beachten, dass der erforderliche Öffnungswinke1 der Sender und Empfänger in einer Anordnung nach FIG 10 nur ±90 ° sein muss und in der Praxis noch kleiner sein kann . Auf die Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Überwachung kann verzichtet werden, da sie grundsätzlich ähnlich wie bereits in FIG 9 gezeigt verläuft . Auf diese Darstellung und die zugehörigen Erläuterungen wird daher hier verwiesen . Die Darstellung in FIG 11 zeigt einen schematisch vereinfachten Vertikalschnitt durch einen Rauchmelder 10 , der für eine Überwachung gemäss FIG 10 eingerichtet ist, ohne ein den Rauchmelder 10 umgebendes Gehäuse . Der Rauchmelder 10 ist an einer Montagefläche 24 angebracht, zum Beispiel einer Zim ^¬ merdecke. Der Rauchmelder 10 umfasst eine Leiterplatte 11 und mehrere Wandler 12 , 13, 15, 16, von denen bei der gewählten Schnittebene die beiden als Sender fungierenden Wandler 12 , 13 in der Bildebene liegen und der als Empfänger fungierende Wandler 15 sichtbar ist, während der zweite als Empfänger fungierende Wandler 16 verdeckt ist . Alle von dem Rauchmelder 10 umfassten Wandler 12 , 13, 15, 16 sind in Richtung auf die Montagefläche 24 ausgerichtet und dafür zum Beispiel unter einem Winkel von 45° auf der Leiterplatte 11 montiert oder mit reflektierenden Flächen 40 gemäss FIG 6 versehen . Der Strahl 28 eines von einem Wandler 12 ausgesandten UltraschallSignals verläuft zunächst vom Wandler 12 zur Montagefläche 24. Dort wird das Ultraschallsignal re ^¬ flektiert und in den umgebenden Raum abgestrahlt . Gleiches gilt entsprechend beim Empfang eines UltraschallSignals durch einen Wandler 15, 16 : Ein von einem Obj ekt 20 reflektiertes Ult ^¬ raschallsignal wird an der Montagefläche 24 reflektiert und gelangt von dort zu einem oder beiden der als Empfänger fungierenden Wandler 15, 16.

Die Leiterplatte 11 des Rauchmelders 10 wird mit leitenden Teilen 42 kontaktiert, die in einen hier nicht gezeigten Sockel eingreifen . In einer Messkämmer 34 des Rauchmelders 10 befinden sich in an sich bekannter Art und Weise optoelektrische Bauteile 36. Die Messkämmer 34 ist zur Leiterplatte 11 in einem gewissen Abstand montiert, der ausreicht, damit Rauch 38 zwischen Leiterplatte 11 und Messkämmer 34 und dann durch ein Insektengitter 39 in das sogenannte Streuvolumen im Innern der Messkämmer 34 eintreten kann .

Objekte 20 , 21 (FIG 1 , 3 , 6, 7 , 8 und 10 ) in der Umgebung des Rauchmelders 10 werden einerseits mittels der bereits be ^¬ schriebenen als Sender betriebenen Wandler 12-14 und ande- rerseits mittels der als Empfänger betriebenen Wandler 12-14 oder auch mittels besonderer Empfänger 15-17 überwacht . Die bei der in FIG 6 und FIG 10 gezeigten Ausführungsform nur als Sender fungierenden Wandler 12-14 senden zum Erkennen eventueller Obj ekte 20 , 21 in der Umgebung des Rauchmelders 10 Ul ^¬ traschallSignale aus (Strahlen 28 , 30, 32 ) . Von einem Objekt 20, 21 reflektierte Strahlung wird mittels der als Empfänger be ^¬ triebenen Wandler 12-14 oder mittels der nur als Empfänger (Mikrofon) betriebener Wandler 15-17 erfasst . Im Strahlengang 28, 29, 30 , 31 , 32 von und zu den als Sender bzw . Empfänger fungierenden Wandlern 12-14; 15-17 können sich grundsätzlich optionale (siehe FIG 6) Reflexionsflächen 40 befinden . Um die Übersicht über die Darstellung in FIG 11 nicht unnötig zu erschweren, sind mögliche Strahlengänge zu den Empfängern nicht eingezeichnet . Ebenso ist in den anderen Figuren nicht jeder mögliche Strahlengang eingezeichnet .

Als Empfänger 15-17 kommen sogenannte Elektretmikrofone in Betracht, aber auch Mikrofone in Siliziumtechnik, die wesentlich kleiner als Piezowandler sind, aber auch j ede andere Ausführungsform eines Mikrofons , welche geeignet ist, Signale im gewählten Frequenzbereich, also vorzugsweise Ultraschall , zu empfangen . Der mittels der als Sender fungierenden Wandler 12-14 ausgesandte Ultraschall wird den Weg vom Sender 12-14 über Reflexionen an der Zimmerdecke, Zimmerwand oder dergleichen in die oder einen der als Empfänger betriebenen Wandler 12-14 oder auch in nur als Empfänger betriebene Wandler 15-17 finden . Wenn der Rauchmelder 10 durch ein Obj ekt 20 abgedeckt oder abgeschattet wird, verändert sich das empfangene Signal , so dass ein Alarm ausgelöst werden kann . Dafür müssen nach einer Montage des Rauchmelders 10 ein Normalpegel und ein den Normalpegel kodierender Schwellwert festgehalten werden. Wenn sich beim späteren Betrieb des Rauchmelders 10 eine Abweichung des empfangenen Signalpegels von diesem Normalpegel ergibt, deutet dies auf eine Abdeckung oder Abschattung des Rauchmelders 10 durch zumindest ein zuvor in der Umgebung des Rauchmelders 10 nicht vorhandenes Objekt 20 hin .

Die Darstellung in FIG 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Rauchmelders 10 mit einer ÜberwachungsSchaltung, die in den meisten Einzelheiten der in FIG 11 gezeigten Ausführung ent- spricht, die aber einen Empfänger 15 oder gegebenenfalls auch mehrere Empfänger 15, 16 enthält, der bzw . die in einer von der Montagefläche 24 abgewandten Richtung, typischerweise gegen den Boden hin, orientiert ist bzw . sind . Während nämlich die üb ^¬ licherweise verwendeten Ultraschallwandler, die als Sender betrieben werden können, verhältnismässig gross sind und gross sein müssen, um einen annehmbaren Wirkungsgrad zu erzielen, können Mikrofone im Ultraschallbereich, insbesondere Mikrofone, die auf der Basis der Halbleitertechnologie hergestellt werden, so klein sein, dass sie unauffällig unter der Haube des

Rauchmelders 10 angeordnet werden können .

Die Darstellung in FIG 13 illustriert abschliessend und schematisch stark vereinfacht die Funktion eines Rauchmelders 10 der hier beschriebenen Art . Der Rauchmelder 10 umfasst eine Sensorik 50 , zum Beispiel eine Sensorik 50 in Form einer Mehrzahl von als Sender und Empfänger fungierender Wandler 12-14 oder einer Mehrzahl von alternierend als Sender oder Empfänger fungierender Wandler 12-14 oder einer Mehrzahl von Sendern 12-14 sowie einer Mehrzahl von davon getrennten Empfängern 15-17. Mittels der Sensorik 50 erfolgt das Aussenden von Strahlung im Ultraschallbereich (Ultraschallstrahlung) . Dies ist in Form der vom Rauchmelder 10 ausgehenden Wellenfront illustriert . Von einem in der Nähe des Rauchmelders 10 befindlichen Objekt 20 wird die ausgesandte Strahlung reflektiert. Dies ist in Form der von dem Objekt 20 ausgehenden Wellenfront illustriert . Die re ^¬ flektierte Strahlung wird mittels der Sensorik 50 erfasst und ein Mass für eine j eweilige Signalstärke wird mittels eines

Vergleichers 52 mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren

Schwellwert verglichen . Im Falle einer Abweichung vom

Schwellwert, insbesondere einer Überschreitung des Schwell ^¬ werts , wird ein zum Beispiel von dem Rauchmelder 10 umfasster oder ein mittels des Rauchmelders 10 ansteuerbarer Aktor 54 zur Abgabe eines Alarmsignals angesteuert .

Bei dem Aktor 54 kann es sich um einen ohnehin zur Abgabe eines Alarmtons bei Rauch oder Feuer vorgesehenen Lautsprecher handeln . Zur Unterscheidung eines im Falle eines erkannten Objekts 20 in der Nähe des Rauchmelders 10 abgegebenen Alarmtons von einem bei Rauch oder Feuer abgegebenen Alarmton können unterschiedliche Signalmuster, unterschiedliche Frequenzen und/oder unterschiedliche Lautstärken für den j eweiligen Alarmton vorgesehen sein . Ebenso kann aber eine entsprechende Meldung in geeigneter Weise an eine entfernte Stelle, bei ^¬ spielsweise an eine Servicestelle abgesetzt werden, so dass Gewähr besteht, dass die Ursache der Alarmierung in nützlicher Frist und sachgemässer Weise entfernt wird . Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das oder die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen : Angegeben werden ein Rauchmelder 10 oder allgemein eine Überwachungseinrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Rauchmelders 10 bzw . einer Überwachungseinrichtung . Der

Rauchmelder 10 umfasst eine Sensorik 50 zur Erkennung eines benachbarten Obj ekts 20. Mittels der Sensorik 50 sind Signale, insbesondere UltraschallSignale, aussendbar und empfangbar . Empfangene Signale sind zur Erkennung eines benachbarten Objekts 20 auswertbar . Als Sensorik 50 umfasst der Rauchmelder 10 eine Mehrzahl von Sendern und entweder eine Mehrzahl von als Empfänger betriebenen Wandlern oder eine Mehrzahl von Empfängern, wobei die Funktion der Sender von der Funktion der Empfänger getrennt ist, indem entweder sowohl als Sender wie auch als Empfänger betreibbare Wandler 12 , 13, 14 verwendet und zwischen Sende ^¬ betrieb und Empfangsbetrieb umgeschaltet werden, oder aber indem getrennte Sender 12 , 13, 14 und Empfänger 15, 16, 17 verwendet werden, wobei die Sender 12-14 so ausgerichtet sind, dass diese im Betrieb in Richtung auf eine Montagefläche 24 , an welcher der Rauchmelder 10 angebracht ist, strahlen .