(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) T3 (51) Int. Cl. G08B17/107 G08B17/113 ( ) ( ) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej Europejski Biuletyn Patentowy 2009/45 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Czujnik dymu (30) Pierwszeństwo: IT2006TO (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2008/13 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 05/2010 (73) Uprawniony z patentu: Elkron S.p.A., Torino, IT PL/EP T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Arancio Domenico, Monza, IT (74) Pełnomocnik: Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. rzecz. pat. Słomczyńska Elżbieta Warszawa skr. poczt. 335 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 31P25377PL00 EP B Wynalazek dotyczy czujnika dymu według części nieznamiennej zastrzeżenia 1. Zwłaszcza, wynalazek dotyczy optycznego czujnika dymu typu optycznego opartego na efekcie Tyndalla i ma na celu zwłaszcza zmniejszenie kosztów produkcji i uproszczenie pewnych zabiegów konserwatorskich wymaganych przez urządzenia. Czujniki dymu oparte na efekcie Tyndalla, składają się z komory wykrywania, zwanej komorą dymu, charakteryzującej się tym, że dzięki labiryntowi umieszczonemu na krawędzi komory, światło nie może przedostać się z zewnątrz do komory, natomiast dym może. Komora wykrywania mieści diodę odbiorczą i diodę nadawczą, odpowiednie pola odbioru i nadawania przecinające się wewnątrz komory. Czujniki tego typu zwykle używają tradycyjnie zamontowane diody nadawczą i odbiorczą (THT, Technologia Przewlekania), które są zainstalowane w taki sposób, że nadawanie i odbiór zachodzą w kierunkach zasadniczo równoległym do dna komory i z ogniskiem optycznym umieszczonym na wysokości, która jest typowo połową całkowitej wysokości komory, jak na przykład, pokazano w zgłoszeniu patentowym US2005/ Dzięki ich długim końcówkom i użyciu odpowiednio zwymiarowanych przekładek montażowych, tradycyjnie montowane diody mogą być łatwo umieszczone wewnątrz komory wykrywania. Ogólnie, diody nadawcza i odbiorcza są umieszczone na odpowiednich przekładkach mających odpowiednie wysokości (to jest takie, aby określić wysokość ogniska optycznego), które są odpowiednio przymocowane do płytki obwodu drukowanego na zewnątrz komory wykrywania. Diody i przekładki są następnie wprowadzane do komory przez otwory wykonane w dnie komory.

3 To rozwiązanie jednakże ma taką wadę, że specjalne przekładki muszą być użyte i że diody muszą być przylutowane po przygotowaniu płytek obwodu drukowanego. Według alternatywnego i tańszego rozwiązanie, przekładki są profilami z tworzywa sztucznego uformowanymi wewnątrz komory. W tym przypadku, diody są przymocowane mechanicznie na przekładkach, i następnie ich końcówki są przeprowadzone przez otwory w dnie komory wykrywania i przylutowane to płytki obwodu drukowanego umieszczonej na zewnątrz komory. W obu powyżej opisanych rozwiązaniach, zewnętrzna płytka obwodu drukowanego jest następnie połączona z komorą za pomocą zacisków mechanicznych rozmaitego rodzaju. Ekran metalowy dostosowany do ochrony przed zakłóceniami jest następnie montowany na diodzie odbiorczej; ten ekran musi także być połączony elektrycznie (typowo przez lutowanie) z masą elektryczną płytki obwodu drukowanego. Te rozwiązania czujnika mają szereg wad. Po pierwsze wymagają one wielu operacji ręcznych (umieszczenie i lutowanie diody), które zwiększają całkowity koszt czujnika. Ponadto, skuteczność tych rozwiązań zależy od zdolności operatora do idealnego umieszczenia diod na przekładkach. Każde małe przesunięcie diod może znacznie pogorszyć czułość czujnika. Na koniec, zabiegi konserwatorskie wymagane przez znane rozwiązania czujnika są raczej czasochłonne i drogie. Na przykład, jeżeli uszkodzi się dioda, będzie konieczne całkowite rozmontowanie czujnika, aby odlutować uszkodzoną diodę i zamienić ją na nową. Ten problem dotyka szczególnie opisane powyżej rozwiązania, w których końcówki albo ekrany diod przechodzą przez komorę wykrywania. W takich przypadkach, połączenia lutowane końcówek i/lub ekranów

4 uniemożliwiają oddzielenie komory wykrywania od płytki obwodu drukowanego jeśli diody nadawcza i odbiorcza i ekran nie zostaną uprzednio ręcznie odlutowane. W pewnych znanych rozwiązaniach ujawnionych w patencie US 5,451,931 i patencie EP są stosowane elementy SMD (Przyrząd do Montażu Powierzchniowego), których koszty montażu są niższe niż tradycyjnych przyrządów. Jednakże, te oszczędności nie ujawniają się w koszcie całkowitym urządzenia, ponieważ specjalna i droga architektura musi być użyta. Na przykład, patent US 5,451,931 wykorzystuje lustra, podczas gdy patent EP wykorzystuje diody do montażu powierzchniowego (SMD) które są bardzo drogie i które odbierają i nadają w kierunku równoległym do płytki obwodu drukowanego, na której są zamontowane. Ponadto w obu rozwiązaniach, jeżeli któraś z diod uszkodzi się, może ona być wymieniona tylko po odlutowaniu z płytki obwodu drukowanego, tak, że konserwacja jest czasochłonna i droga. Głównym celem wynalazku jest skrócenie czasu produkcji znanych czujników dymu wykorzystując przy tym prostą architekturę. US 6,288,647 ujawnia czujnik dymu, w którym element emitujący światło i element odbierający światło są montowane na swoich wydzielonych płytkach obwodów drukowanych montowanych na płycie głównej. Innym celem wynalazku jest poprawa skuteczności znanych czujników, czyniąc ich skuteczność mniej zależną od biegłości montera. Następnym celem wynalazku jest rozwiązanie problemów związanych z czasem i kosztem konserwacji znanych czujników dymu. Te i inne cele wynalazku są uzyskane przez czujnik dymu mający zespół cech przedstawionych w załączonych

5 zastrzeżeniach, które są traktowane jako integralna część niniejszego opisu. Podstawowa zasada wynalazku polega na zastosowaniu diod typy SMD jako diody nadawczej i odbiorczej montowanych na wydzielonych płytkach obwodów drukowanych (PCB), które są następnie montowane poprzecznie do głównej płytki obwodu drukowanego zawierającej pozostałe obwody czujnika. To rozwiązanie umożliwia wyeliminowanie przekładek tradycyjnie stosowanych do ustawianie diod THT i użycie zasadniczo tylko elementów SMD, wiec zmniejszających koszt czujnika. Korzystnie, wydzielone płytki obwodów drukowanych niosące diody odbiorczą i nadawczą są wyposażone w złącza (SMD albo typu tradycyjnego) dla wetknięcia w odpowiednie złącza dostępne na głównej płytce obwodu drukowanego, która mieści pozostałe obwody czujnika. To rozwiązanie umożliwia dołączenie diody odbiorczej i diody nadawczej do płytki obwodu drukowanego w sposób rozłączalny, a więc umożliwiając ich łatwą wymianę, jeżeli uległy by uszkodzeniu. W innym korzystnym rozwiązaniu, inaczej ukształtowane wnęki są uzyskane na dolnej stronie płytki obwodów drukowanych dla realizowania funkcji polaryzacji, to jest dla zabezpieczenia wydzielonych płytek obwodów przed wetknięciem do głównej płytki obwodu drukowanego jeżeli nie są one prawidłowo usytuowane. Także korzystnie, wydzielone płytki obwodów drukowanych diod są dołączone do jednej strony głównej płytki obwodów przez tłoczenie albo poprzez wyprowadzenia. W tym przykładzie wykonania, podczas etapu montażu jest wystarczające odłączenie wydzielonych płytek obwodów drukowanych od głównej płytki wetknięcie ich w złącze stykowe i we wnęki polaryzacji umieszczone na głównej płytce obwodu drukowanego.

6 Także korzystnie, na wydzielonych płytkach obwodów drukowanych diod nadawczej i odbiorczej jest możliwe uzyskanie płaszczyzny masy (stałej miedzi), która połączona elektrycznie do jednego albo więcej styków zawartych w złączu dla zapewnienia styku z masą leżącej poniżej płytki obwodu drukowanego, działa jak ekran zapewniający ochronę od zakłóceń zewnętrznych, eliminując więc potrzebę wykonania i montażu metalowego ekranu. Inne cele, właściwości i zalety wynalazku zostaną ujawnione w poniższym opisie z załączonych rysunkach, na których: - Fig. 1 jest ogólnym widokiem wykończonego, podstawowego czujnika dymu według wynalazku. - Fig. 2 jest widokiem rozłożonym czujnika dymu z Fig Fig. 3 jest widokiem z dołu dna komory wykrywania dymu czujnika z Fig Fig. 4 jest ogólnym widokiem płytki obwodu drukowanego czujnika dymu według wynalazku. - Fig. 5 pokazuje wydzielone płytki obwodów drukowanych diod nadawczej i odbiorczej. - Fig. 6 pokazuje płytkę obwodu drukowanego zawierającą wszystkie obwody drukowane czujnika według wynalazku. W poniższym opisie, identyczne albo równoważne środki/elementy, to jest realizujące takie same funkcje techniczne, będą oznaczone tymi samymi oznaczeniami odsyłającymi. Fig. 1 pokazuje ogólny widok czujnika dymu 1. Czujnik 1, którego rozłożony widok jest pokazany na Fig. 2, zawiera podstawę (dla uproszczenia nie pokazana na Fig. 2), pokrywę 20 dna komory wykrywania dymu, główną płytkę obwodu drukowanego 51 mieszczącego płytki obwodów

7 drukowanych dla odbiornika 53 i nadajnika 54, dno 40 komory wykrywania dymu, siatkę 30 i pokrywę 10. Jak wiadomo, podstawa ma otwory wymagane dla wprowadzenia śrub stosowanych do mocowania czujnika do ściany albo sufitu. Podstawa także zawiera środki wymagane dla zapewnienia połączeń mocy i innych połączeń do urządzeń zdalnych (np. syren) potrzebnych dla wymiany sygnałów (np. moc, sygnały sterowania albo alarmu) z główną płytką obwodu drukowanego 51. Główna płytka obwodu drukowanego 51 jest umieszczona pomiędzy specjalnym pomieszczeniem 48 uzyskanym na komory wykrywania dnie komory wykrywania i pokrywą 20 dna komory wykrywania dymu. Komora wykrywania dymu zawiera płytkę obwodu drukowanego 51 i jest zaciśnięta wewnątrz pokrywy 10; zespół jest następnie przymocowany do podstawy, tworząc w ten sposób wykończony czujnik 1. Płyn z otoczenia (powietrze i możliwy dym) dostaje się do komory wykrywania dymu wpływając przez pokrywę 10 i siatkę 30. Dno 40 komory wykrywania dymu zawiera podstawę 41, na której rozciąga się prostopadle labirynt 42, ten labirynt jest wykonany z wielu elementów 43 w kształcie V zabezpieczających przed przedostaniem się światła z zewnątrz do komory wykrywania dymu. Gdy zostaną umieszczone, siatka 30 i dno 40 komory wykrywania dymu wyznaczające odpowiednio górę i dół, objętości 44 w obrębie labiryntu 42, ta objętości jest komorą wykrywania dymu. W komorze wykrywania 44 są dwie odrębne osłony 45 i 46 dla urządzenia odbiorczego i urządzenia nadawczego. W korzystnym przykładzie wykonania opisanym poniżej, urządzenia nadawcze i odbiorcze są diodami.

8 W komorze 44 jest także element rozdzielający 47, który jest użyty w połączeniu z umieszczeniem osłon 45 i 46, dla zabezpieczenia diody odbiorczej przed wykryciem obecności promieniowania elektromagnetycznego (najlepiej typu podczerwieni) emitowanego przez diodę nadawczą, gdy nie ma dymu. Fig. 3 pokazuje tylną stronę korpusu 40, która zawiera osłonę 48 dla głównej płytki obwodu drukowanego 51, pokazanej na Fig. 4, która realizuje funkcje dostarczania mocy do diod 55 i 56 i odbierania sygnału wyjściowego z diody odbiorczej. Dwa otwory 52 na głównej płytce obwodu drukowanego dopasowane do dwóch wtyczek 49 osłony 48, utrzymują płytkę we właściwym położeniu. Fig. 3 także pokazuje dwa otwory 50 dla wprowadzenia wydzielonych płytek obwodów drukowanych 53 i 54 trzymających odpowiednio diodę odbiorczą i nadawczą. Jak pokazano na Fig. 4, w korzystnym przykładzie wykonania diody odbiorcza 55 i nadawcza 56 są typu do montażu powierzchniowego (SMD) i są umieszczone na odpowiednich płytkach obwodów drukowanych (53 i 54) zamontowanych prostopadle do płaszczyzny głównej płytki obwodu drukowanego 51. Wymiar, a zwłaszcza długość wydzielonych płytek obwodów drukowanych 53 i 54 zależy, w znany sposób od ograniczeń projektowych, które ustalają wysokość ogniska optycznego diod, a więc wysokość na której diody 55 i 56 muszą być umieszczone wewnątrz komory wykrywania. Ze szczególnym odniesieniem do nie ograniczającego przykładu z Fig. 4, zastosowana dioda nadawcza 56 jest typu w widoku z tyłu. Fig. 5 pokazuje szczegółowe widoki wydzielonej płytki obwodu drukowanego 53 diody odbiorczej i wydzielonej płytki obwodu drukowanego 54 diody nadawczej.

9 Wydzielona płytka obwodu drukowanego 53 zawiera diodę odbiorczą 55 i złącze 57, które w korzystnym przykładzie wykonania, jest typu Wtyczki Paskowej i zawiera trzy wtyczki 58. Wydzielona płytka obwodu drukowanego 54 zawiera diodę nadawczą 56 i złącze 57 typu Wtyczki Paskowej mające trzy wtyczki 58. Złącze 57 jest wetknięte w złącze dopasowujące 59 zainstalowane na głównej płytce obwodu drukowanego. W przykładzie wykonania z Fig. 5, dwie z trzech wtyczek 58 są użyte do podania mocy do diody znajdującej się na wydzielonej płytce obwodu drukowanego. Trzecia wtyczka złącza 57 łączy, przez złącze 59 na głównej płytce obwodu drukowanego 51, płaszczyznę masy dostępną na wydzielonej płytce obwodu drukowanego z czujnikiem masy umieszczonym na głównej płytce obwodu drukowanego. Jako alternatywa, wtyczka masy może być pominięta i zamieniona na tradycyjny ekran metalowy. W tym przypadku, złącze 57 typu Wtyczki Paskowej wymaga tylko dwóch wtyczek. W przykładzie z Fig. 5, elementy obejmowane pasków wtyku są umieszczone na płytce obwodu drukowanego 53, podczas gdy obejmujące elementy dopasowujące są umieszczone na głównej płytce obwodu drukowanego. Oczywiście, elementy obejmowane i obejmujące mogą być zamienione. W korzystnym przykładzie wykonania, profil wydzielonej płytki obwodu drukowanego 53 ma co najmniej jedno wycięcie 60. Dalsza powierzchnia 61 wycięcia 60 działa jak ogranicznik podczas montażu czujnika. W tej fazie, płytka obwodu drukowanego 53 jest wprowadzana w odpowiednie wycięcia wykonane w płytce obwodu drukowanego 51. Głębokość wycięcia 60 określa wysokość diod powyżej głównej płytki obwodu drukowanego, a więc wysokość, na której diody będą położone wewnątrz komory wykrywania.

10 Ponieważ wysokość złącz 57 i 59 zmienia się zależnie od producenta, dla zachowania niezmiennie możliwości korzystania z szeregu równoważnych dostawców złącz 57 i 59 bez zmiany wysokości ogniska optycznego diod, zatrzymanie wydzielonych płytek obwodów drukowanych 53 i 54 jest korzystnie uzyskane przez ogranicznik powierzchni 61 przy powierzchni głównej płytki obwodu drukowanego 51 zamiast ogranicznika pomiędzy złączami 57 i 59. Zalety wynalazku są oczywiste na podstawie powyższego opisu. Płytki obwodów drukowanych diod mogą być łatwo usunięte w celu konserwacji ponieważ połączenia diody nadawczej i odbiorczej są wykonane za pomocą złącz. Ponadto, użycie elementów SMD umożliwia obniżenie kosztów produkcji czujnika i całkowite wyeliminowanie potrzeby wykonywania operacji ręcznych dla określenia wysokości ogniska optycznego diod. Jak pokazano na Fig. 6, zarówno główna płytka obwodu drukowanego 51 jak i wydzielone płytki 53 i 54 mogą być trzymane przez jedną podstawę 62, na której wydzielone płytki obwodów drukowanych 53 i 54 są dołączone do głównej płytki obwodu drukowanego za pomocą tłoczenia 63 albo poprzez wyprowadzenia. W przykładzie z Fig. 6, płytki obwodów drukowanych 53 i 54 mają różne profile. Rzeczywiście, wycięcia 60 i 60' mają różne szerokości, więc zabezpieczają przed nieprawidłową instalacją wydzielonych płytek obwodów drukowanych na głównej płytce obwodu drukowanego. Jest także rzeczą oczywistą, że wiele zmian może być wprowadzonych przez fachowców bez wykraczania poza zasadę wynalazku taką jak opisana i zastrzeżona. Na przykład, stosowane złącza i przyrządy mogą być albo typu tradycyjnego albo typu do montażu powierzchniowego. Ponadto, złącza mogą także być różnych typów: chociaż opisany powyżej przykład wykonania wykorzystuje złącza typu

11 10 Wtyczki Paskowe, mogą one jednakże być wymienione przez inne rozłączalne środki łączące, które mogą zapewnić styk elektryczny. Elkron S.p.A. Pełnomocnik:

12 11 31P25377PL00 EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Czujnik dymu (1) zawierający komorę wykrywania (44), w której są umieszczone urządzenie nadawcze (56) dostosowane do emitowania promieniowania elektromagnetycznego i urządzenie odbiorcze (55) dostosowane do odbierania wspomnianego promieniowania, w którym wspomniane urządzenie odbiorcze (55) i/lub wspomniane urządzenie nadawcze (56) są umieszczone na odpowiednich wydzielonych płytkach obwodów drukowanych (53, 54), które są elektrycznie połączone z główną płytką obwodu drukowanego (51), znamienny tym, że wspomniane wydzielone płytki obwodów drukowanych (53,54) są rozłączalnie zamontowane na wspomnianej głównej płytce obwodu drukowanego (51) i tym, że wspomniane wydzielone płytki obwodów drukowanych mają profil zawierający powierzchnię oporową (61) do opierania się o główną płytkę obwodu (51) podczas montażu czujnika, tak aby określić wysokość odpowiedniego urządzenia (54, 55) w stosunku do głównej płytki obwodu drukowanego (51). 2. Czujnik dymu według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że wspomniane urządzenie nadawcze (56) i/lub wspomniane urządzenie odbiorcze (55) są typu SMD. 3.Czujnik dymu według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że wspomniane urządzenie nadawcze (56) i/lub wspomniane urządzenie odbiorcze (55) są typu THT. 4. Czujnik dymu według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że wspomniane wydzielone płytki obwodów drukowanych (53, 54) są elektrycznie połączone ze wspomnianą główną płytką obwodu drukowanego (51) w sposób rozłączalny. 5. Czujnik dymu według zastrzeżenia 4, znamienny tym, że wydzielone płytki obwodów drukowanych (53, 54) zawierają

13 12 odpowiednie złącza (57), które są elektrycznie połączone z odpowiednimi urządzeniami. 6.Czujnik dymu według zastrzeżenia 4, znamienny tym, że wspomniane złącza są typu SMD. 7. Czujnik dymu według zastrzeżenia 4, znamienny tym, że wspomniane złącza są typu THT. 8. Czujnik dymu według zastrzeżenia 4, znamienny tym, że wspomniane złącza są typu Wtyczki Paskowe. 9. Czujnik dymu według dowolnego z zastrzeżeń 4 do 8, znamienny tym, że co najmniej jeden styk wspomnianych złączy (57) jest połączony z przewodem masy dostępnym na wspomnianej głównej płytce obwodu drukowanego. 10. Czujnik dymu według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że profile wydzielonych płytek obwodów drukowanych (53, 54) są dopasowane do odpowiednich wnęk umieszczonych na wspomnianej głównej płytce obwodu drukowanego. 11. Czujnik dymu według zastrzeżenia 10, znamienny tym, że profil wydzielonej płytki obwodu drukowanego (54) urządzenia nadawczego (56) różni się od profilu wydzielonej płytki obwodu drukowanego (53) urządzenia odbiorczego (55). 12.Czujnik dymu według zastrzeżenia 10 albo 11, znamienny tym, że główna płytka obwodu drukowanego (51) zawiera wnęki dostosowane do pomieszczenia wydzielonych płytek obwodów drukowanych w sposób jednoznaczny. 13. Czujnik dymu według dowolnego z zastrzeżeń 1 do 12, znamienny tym, że wspomniane wydzielone płytki obwodów drukowanych są modułami składającymi się z przyrządu i złącza elektrycznie dołączonego do wspomnianego przyrządu. Elkron S.p.A. Pełnomocnik:

14 1/5 31P25377PL00

15 2/5 31P25377PL00

16 3/5 31P25377PL00

17 4/5 31P25377PL00

18 5/5 31P25377PL00