專利名稱：光路的校準和調整的制作方法
光路的校準和調整
本發明涉及一種用于校準或者調整(nachfuehren)線性煙霧探測 器的聚束光束的方法和裝置，該線性煙霧探測器具有光發射器、光接 收器和分析單元.
線性煙霧探測器(也稱作線路消光探測器(Linien Extinktionsnielder)的煙霧探測器)尤其是在大的或者窄的結構上有 限的空間中被采用，例如在走廊、倉庫和生產區域中以及在飛機庫中 被采用，并且在墻壁上被安裝在天花板下方.在標準實施形式中，光 發射器和光接收器位于彼此對面并且不需要反射器.長期以來，只有 當空間小到使得另外不會達到大約10m的光束的最小長度，或者只有 當在發射器對面的側是不穩定的或者在那里不可安裝接收器時，才使 用線性煙霧探測器.但是由于帶有反射器的實施形式更廉價并且能夠 基本上更筒單地被安裝，所以具有反射器(例如鏡)的線性煙霧探測 器被越來越廣泛地得以實現.
在安裝、投入運行、校準和調整線性煙霧探測器時，必須精確地 對準光學系統，以便光接收器接收盡可能大強度的由光發射器所發射 的光，光學系統對準反射器或對準光接收器是安裝/投入運行中的最困 難的操作并且此外花費非常大的，因為要求兩個人員的合作.
一個人員操作探測器而另一個人員必須定位反射器或光接收器， 使得光接收器的輸出信號達到其最大值，當然，也可以首先安裝反射 器或光接收器并且接著使探測器或光發射器對準反射器或光接收器， 但這并未改變安裝的復雜性和花費.也存在具有特定的校準裝置 (Justierset)的線性煙霧探測器，諸如在EP 1443479 Bl中所公開 的那樣，該調節裝置是一種瞄準設備，該瞄準設備在探測器上被夾緊 并且被用于將其對準已經安裝的反射器.
本發明的任務在于建議一種盡可能簡單的和有效的用于自動校準 或者調整線性煙霧探測器的可能性。
根據本發明分別通過獨立權利要求的主題來解決該任務.本發明 的擴展方案在從屬權利要求中被說明.
本發明的核心在于，為了校準或者調整至少具有光發射器、光接收器和分析單元的線性煙霧探測器的聚束光束，由分析單元分析在光 接收器處所接收到的、由光發射器所發射的聚束光束的光強度.根據 分析結果，聚束光束由線性煙霧探測器的偏轉單元偏轉，直至達到亊 先限定的在光接收器處探測到的光強度.在此，偏轉單元可以是光發 射器的單元或者是被置于光發射器之后的分離的單元，該偏轉單元例 如可以包括光學透鏡系統和/或反射器(諸如鏡、棱鏡等).點狀光源、 激光器、至少一個發光二極管、激光二極管等等可以被用作光發射器. 由光發射器所發射的光束被偏轉，其方式是偏轉單元相對于光發射器 被移位或被轉動.也就是說，通過改變立體角來偏轉光束.但是為了 對光束進行偏轉，也可以改變有效透鏡面與中點射束
(Mittelpunktsstrahl )之間的角度.聚束光束的偏轉也可以通過如 下方式來實現光發射器相對于光學軸線被移位或被轉動.該轉動或 移位可以在每個空間方向上進行，在根據本發明的另一實施形式中， 光發射器本身被用作偏轉單元.在該實施形式中，光發射器是可移位 的或是可轉動的，并且不需要其它用于偏轉光束的裝置。為了移位或 為了轉動，通常例如可以使用電機轉換器.為此使用至少一個電機轉 換器，這些電機轉換器可以是磁轉換器、壓電轉換器和/或類似的轉換 器.被用于偏轉光束的鏡或反射器可以通過諸如微光圍、微鏡等等的 微光學部件來構造，這些微光學部件的入射角(Anstellwinkel)是可 調節的。根據本發明的另一實施形式可以是光發射器具有由光點構 造的光源.這樣的偏轉單元運轉來使得僅僅光源的一定亮點發光并且 因此可實現相對于光束的光學軸線的徑向移位.原則上，光接收器可 以被安裝在光發射器的對面或者被安裝在光發射器附近。在第二變形 方案中，需要反射器來使光束轉向(umlenken).該反射器接著被安 裝在光發射器對面的空間中.分析單元基于強度值來檢查或分析由 光接收器所接收的光束是所發射的光還是所發射的光的散射或不希望 的反射。為了在所發射的光與所散射的或不希望反射的所發射的光之 間進行區分，可以使用偏振光.在此，在光束的光程中，成為固定的、 不可轉動的偏振濾光鏡被置于在光發射器對面的反射器之前，并且可 轉動的偏振濾光鏡被置于光發射器和/或光接收器之前.通過光束的亮 度值或強度在偏振面轉動時的波動可以探測所接收到的光束是所希 望的有用光(Nutzlicht)還是不希望的、散射的或者反射的光。原則上，任何類型的鏡都可以被用作反射器.現在為了能夠進行線性煙霧 探測器的校準或調整，可以根據系統化的搜索網格或搜索圖案來偏轉 從光發射器所發射的光束，該系統化的搜索網格或搜索圖案亊先被限 定.光束在不同的位置被偏轉，直至光接收器可以探測事先限定強度 的光束.為了使校準變得容易，光束可以通過偏轉單元被展開，直至 在接收器處探測到光.此后，光束又被聚束并且朝光接收器的方向被 偏轉，使得聚束光束被光接收器以亊先限定的強度來接收.線性煙霧 探測器的分析單元可以以亊先限定的時間間隔分析由光接收器所接收 的光束的強度，并且必要時偏轉聚束光束來使得例如在光接收器處探 測到最大強度的光束.
根據本發明的方法或根據本發明的裝置的大的優點在于可以極 大地降低針對這樣的煙霧探測器的校準花費.
另一優點是，自動對失準進行再調節，線性煙霧探測器的失準例 如是在線性煙霧探測器在例如裝配車間中被安裝在其上的墻壁熱膨脹 時形成的.由此，光路在具有鋼結構的車間中的安裝才是可能的.
原則上，波動和偏差可以被確定并且相對應地被再調節.這樣的 波動可以額外地被用來例如識別建筑物的靜力學上的危險.利用根據 本發明的方法能測量屋頂荷栽、建筑物結構的荷栽并且在與一定值偏 離時提前告知對其負責的部門.
參照圖中所示的實施例進一步闡述了本發明。在此，
圖1示出了具有用于執行本方法的電機轉換器的兩個根據本發明 的實施形式，
圖2示出了具有微鏡作為用于執行本方法的微光學部件的根據本 發明的另一實施形式，
圖3示出了具有光閨作為用于執行本方法的微光學部件的根據本 發明的另一實施形式，
閨4示出了具有用于執行本方法的光點光發射器的根據本發明的 另一實施形式，
圖5示出了通過根據本發明的具有光點光發射器的裝置對光束的 改變，
圖6示出了具有用于執行本方法的銑的根據本發明的另一實施形
式，圖7示出了根據本發明的線性煙霧探測器的第一變形方案，
圖8示出了根據本發明的線性煙霧探測器的第二變形方案.
困1示出了在使用電機轉換器A (所謂的致動器)的情況下的兩個 根據本發明的實施形式.根據圖a)，由光發射器LS所發射的聚束光 束通過包括光學透鏡系統L的偏轉單元被偏轉，其方式是透鏡系統L 通過電機轉換器被移位.優選地，點狀光源被用作聚束光束，通過使 光束偏轉而實現光束的立體角的改變.這通過如下方式來實現具有 光學透鏡系統L和致動器A的偏轉單元AE相對于光發射器LS被移位. 另一可能性在于，通過如下方式來實現所發射的立體角的改變偏轉 單元AE的傾斜被傾斜一定角度。磁轉換器、壓電轉換器或者類似的轉 換器可以被用作電機轉換器，通常，致動器的運動與光學軸線垂直地 進行.原則上，也可設想的是改變有效的透鏡面與中點射束之間的 角度，以便偏轉光束.在圖b)中，偏轉單元AE與光發射器LS相連. 偏轉單元AE在本實施形式中包括電機轉換器A，光發射器LS可以與所 述電機轉換器A —起在物平面被移位或被轉動.
圖2示出了根據本發明的另一實施形式.在該實施形式中，偏轉 單元AE包括帶有微光學部件的鏡，所述微光學部件的入射角是可調節 的。在該實施形式中，微鏡區域被用作微光學部件，
圖3示出了根據本發明的另一實施形式.在該實施形式中，偏轉 單元AE包括帶有微光學部件的光圏.
圖4和困5示出了通過根據本發明的具有光點光發射器LS的裝置 對光束的改變.光發射器LS是由多個光點構成的光源.通過僅僅對于 移位必需的光點發光或起動對于移位必需的光點來移位所發射的光 束.這樣的光發射器LS例如可以是發光二極管光源，該發光二極管光 源由二維的發光二極管區域構成.光束的出射角、出射錐和形狀可以 通過激勵針對偏轉光束所必需的光點來實現，
圖6示出了具有用于執行本方法的鏡的根據本發明的另一實施形 式.為了偏轉由光發射器LS所發射的光束，使用可在兩個正交的軸線 上傾斜的鏡，另一實施形式可以是使用兩個可以在正交軸線中的每 一個上傾斜的鏡的組合.對于該鏡或這些鏡的傾斜可以使用電機轉換 器A。
圖7示出了根據本發明的線性煙霧探測器LRM的第一變形方案，安裝在結構上有限的空間中的線性煙霧探測器LRM具有光發射器LS、 偏轉單元AE、安裝在光發射器對面的光接收器LE和分析單元AWE.由 光發射器LS所發射的聚束光束被偏轉單元AE偏轉來使得該光束在光 接收器處被接收.所接收到的光束強度由分析單元AWE分析.根據分 析結果，由偏轉單元偏轉該光束，直至在接收器LE處接收到亊先限定 的光束強度，為了簡化該校準，可以使用搜索網格來探出光接收器LE。 對此，光束的立體角由偏轉單元AE改變，直至在光接收器處接收到光， 另一種簡化校準的可能性在于光束被展開，直至光接收器LE接收到 光.此后，光束被偏轉單元AE朝光接收器LE的方向偏轉并且又被聚 束，以亊先限定的時間間隔，在光接收器LE處接收到的光束的強度可 以被分析并且根據該分析結果接著可以調整該光束，使得在光接收器 LE處接收到一定強度的光束.
圖8示出了線性煙霧探測器LRM的第二變形方案。在該變形方案 中，在光發射器LS附近布置有光接收器LE.理想地，光接收器LE、 光發射器LS、分析單元AWE和偏轉單元AE被安置在一個殼體中.然而， 偏轉單元AE也可以是分離的單元.由光發射器LS所發射的光束被反 射器(例如鏡等等)向光接收器LE反射.通過散射效應，現在可能的 是，光接收器LE盡管探測到了所發射的光束的強度，然而不能進行煙 霧探測器LRM的校準.分析單元AWE的分析結果因此可以包含如下信 息根據該信息得知，所接收到的光是所發射的光(有用光)還是該 光的不希望的反射或散射，當光發射器LS和光接收器LE被布置在彼 此附近時，并且光束由反射器R被反射到該空間的在對面的側上時， 這是特別重要的.為了在有用光與被散射的或被反射的光之間進行區 分，可以使用偏振光.為此，在光束的光程中，在反射器R之前置有 通常固定的、不可轉動的偏振濾光鏡，與此相反，光發射器LS和光接 收器具有如下偏振濾光鏡該偏振濾光鏡的濾光面是可轉動的。理想 地，濾光面可以轉動大約90度。現在為了區分該反射是否是所希望的
光束，可變的、可轉動的偏振濾光銑被緩慢地轉動并且在此由分析單 元AWE來分析在光接收器LE處所接收到的光的強度值，在此，如果出 現強烈的波動，則涉及有用光.根據本發明的方法可以應用于線性煙 霧探測器中，但是也可以應用于光勢壘中的光路，應用于測量大氣不 透明度或者構造運動的設備，應用于光學傳輸路徑中等等.
權利要求
1.一種用于校準或者調整線性煙霧探測器(LRM)的聚束光束的方法，該線性煙霧探測器(LRM)至少具有光發射器(LS)、光接收器(LE)和分析單元(AE)，其特征在于，由分析單元(AWE)分析在光接收器(LE)處所接收到的、由光發射器(LS)所發射的聚束光束的強度，并且根據分析結果由該線性煙霧探測器(LRM)的偏轉單元(AE)偏轉所述聚束光束，直至達到事先限定的在接收器處探測到的強度。
2. 根據權利要求l所述的方法，其特征在于，光發射器(LS)的 單元或者分離的單元、即在光束的光程中被置于該光發射器(LS)之 后的單元被用作偏轉單元(AB).
3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，光學透鏡系統和/ 或鏡被用作偏轉單元(AE).
4，根據權利要求l所述的方法，其特征在于，激光器、點狀光源、 至少一個發光二極管或者激光二極管被用作光發射器US).
5. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，通過偏轉單 元(AE)相對于光發射器(LS)被移位，由光發射器(LS)所發射的 光束被偏轉.
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，光束通過立體角的 改變被偏轉.
7. 根據權利要求5至6所述的方法，其特征在于，為了偏轉光束， 有效的透鏡面與中點射束之間的角度被改變，
8. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，聚束光束通過光發 射器(LS)相對于光學軸線被移位而被偏轉。
9. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，至少一個電 機轉換器(A)被用來移位偏轉單元(AE).
10. 根據權利要求9所述的方法，其特征在于，磁轉換器和/或壓 電轉換器被用作電機轉換器(A).
11. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，用于偏轉光束的 鏡通過微光學部件來構造，所述微光學部件的入射角能夠被調節.
12. 根據權利要求11所述的方法，其特征在于，微鏡和/或微光 團被用作微光學部件，
13. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，由光點構成的光源被用作光發射器(LS).
14. 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，由光發射器(LS) 所發射的光束通過僅光源的一定亮點發光而被偏轉。
15. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，光接收器 (LE)被安裝在光發射器(LS)對面的空間中.
16. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，光發射器 (LS)和光接收器(LE)被布置在彼此附近并且反射器(R)被安裝在對面，使得由光發射器(LS)所發射的光束向光接收器(LE)反射.
17. 根據權利要求15和16所述的方法，其特征在于，在結構上 有限的空間內，光接收器(LE)被安裝在光發射器的對面，
18. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，由分析單 元(AWE)檢查所接收到的光束是所發射的光還是散射的所發射的光和 /或反射的所發射的光，
19. 根據權利要求15所述的方法，其特征在于，偏振光被用于在 所希望的有用光與不希望的、散射的或者反射的光之間進行區分.
20. 根據權利要求15至19所述的方法，其特征在于，在光束的 光程中，偏振濾光鏡被置于在對面的反射器(R)之前，并且能被轉動 的偏振濾光鏡被置于光發射器(LS)和光接收器(LE)中的每個之前，
21. 根據權利要求20所述的方法，其特征在于，由分析單元(AWE)分析所發射的光的亮度值在偏振面轉動時的波動.
22. 根據權利要求15所述的方法，其特征在于，反射器(R)是 鏡或者棱鏡，
23. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，為了校準 或者調整聚束光束，根據搜索網格來偏轉所述光束，直至光接收器(LE ) 接收到所發射的光.
24. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，為了校準 或者調整聚束光束，聚束光束被展開，直至光接收器(LE)接收到所 發射的光.
25. 根據權利要求24所述的方法，其特征在于，在通過光接收器 (LE)接收到光束之后，所述光束被聚束并且朝該光接收器(LE)的方向被偏轉，使得聚束光束被該光接收器(LE)接收.
26. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，分析單元(AWE)以亊先限定的時間間隔分析由光接收器(LE)所接收到的光束 的強度.
27. —種用于校準或者調整線性煙霧探測器(LRM)的聚束光束的 裝置，該線性煙霧探測器(LRM)至少具有光發射器(LS)、光接收器 (LE)和分析單元(AE)，該裝置-具有用于發射聚束光束的光發射器(LS),-具有用于分析在光接收器(LE)處所接收到的聚束光束的強度的 分析單元(AWE )，-具有線性煙霧探測器(LRM)的偏轉單元(AE)，用于根據分析 結果偏轉所述聚束光束，直至達到亊先限定的在接收器處探測到的強 度.
全文摘要
本發明描述了一種用于校準或者調整線性煙霧探測器(LRM)的聚束光束的特別有效的方法或有效的裝置，該線性煙霧探測器(LRM)至少具有光發射器(LS)、光接收器(LE)和分析單元(AE)。根據本發明，由分析單元(AWE)分析在光接收器(LE)處所接收到的、由光發射器(LS)發射的聚束光束的強度，并且根據分析結果由該線性煙霧探測器(LRM)的偏轉單元(AE)偏轉所述聚束光束，直至達到事先限定的在光接收器處探測到的強度。
文檔編號G08B17/103GK101517621SQ200780035456
公開日2009年8月26日 申請日期2007年7月23日 優先權日2006年7月26日
發明者A·塔普霍恩, C·比博, E·沃尼希, K·施雷耶 申請人:西門子建筑技術防火與安全產品有限責任兩合公司