具有双色发光二极管的散射光烟雾探测器制造技术

本发明专利技术涉及具有双色发光二极管的散射光烟雾探测器，其具有依照散射光原理工作的探测器单元。探测器单元包含照射要探测的颗粒的发光二极管和探测被颗粒散射的光的对其在光谱上敏感的感光器。发光二极管具有主光轴且感光器具有光学接收轴。发光二极管和感光器被相对于彼此布置且对准使得两个光轴限定散射光角。发光二极管包括用于发射第一和第二光束的第一和第二LED芯片，第一和第二光束具有第一波长范围内的光和在与其不同的第二波长范围内的光。发光二极管包括LED芯片载体，其与主光轴正交地布置。两个LED芯片被并排布置在LED芯片载体上。发光二极管围绕被朝着感光器对准的其主光轴旋转使得延伸通过两个LED芯片的芯片轴正交于由两个光轴限定的角平面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有依照散射光原理工作的探测器单元的散射光烟雾探测器。所述探测器单元包括用于照射要探测的颗粒的发光二极管和用于探测被颗粒散射的光的对其在光谱上敏感的感光器。所述发光二极管具有主光轴并且所述感光器具有光学接收轴。所述发光二极管和所述感光器被相对于彼此布置并对准，使得所述两个光轴限定散射光角。
技术介绍
此类烟雾探测器也被称为火灾报警器。它们通常包括具有至少一个烟雾入口孔径的探测器外壳和被容纳在探测器外壳中的用于烟雾探测的探测器单元。所述探测器单元优选地包括光学测量室，其被遮蔽防备环境光但是对要探测的烟雾而言是可透过的。后者通常还包括多个百叶窗以遮蔽环境光并因此也被叫做迷宫式结构（labyrinth）。将电子控制单元连接到发光二极管和感光器作为烟雾探测器的一部分。控制单元被配置成如果可以探测到烟雾的相应最小浓度值就输出警告和/或警报。现有技术中还已知的是，在一个或两个散射光布置中使用两个不同颜色的发光二极管和感光器的烟雾探测器。已知使用红光LED或红外线LED来发射红色的或红外光以及使用蓝光或紫光LED来发射蓝色或紫色光。借助于对从感光器接收的相应颜色的散射光的适当评估（诸如例如比例计算），然后可以执行关于探测到的烟雾颗粒的颗粒尺寸的评估。。所确定的颗粒尺寸的适当评定使得能够例如在烟雾、灰尘和蒸汽之间进行区分。这使得能够防止输出可能的假警报。已知的烟雾探测器通常被配置成用于在具有至其的多个另外的烟雾探测器连接器的一排报警器中操作或者用于电池支持的独立操作。这意味着在这两种情况中只有小于10mW的非常低的平均电功率可用。因此通常用脉冲调节用于发射相应光的发光二极管的控制。类似地，整个“电子装置”被设计成用于达到最低可能功率消耗。从现有技术中还已知的是使用被并排布置的两个单色发光二极管，从其发射的光被例如经由Y形聚光元件通过或借助于两个会聚光导会聚在公共光轴上。从本申请人的仍未公布的欧洲专利申请14155048.3中已知使用具有被并排布置的具有不同颜色的两个LED芯片的一个单独发光二极管。第一芯片优选地发射红光或红外光。第二芯片优选地发射蓝光或紫外光。采用这种布置，延伸通过两个LED芯片的芯片轴平行于由感光器的光轴和发光二极管的光轴限定的平面。将两个LED芯片并排布置在公共载体上还导致两个光轴彼此相差约15°至25°。因此，其中的散射光布置具有两个不同的散射光角。
技术实现思路
基于在介绍中引用的现有技术，本专利技术的目的是公开一种经改进的烟雾探测器。通过主要权利要求的主题来达到该目的。在从属权利要求中公开了本专利技术的有利实施例。依照本专利技术，发光二极管包括用于发射第一和第二光束的第一和第二LED芯片，第一和第二光束具有在第一波长范围内的光和在与其不同的第二波长范围内的光。发光二极管包括被与主光轴正交地布置的LED芯片载体。替换地，两个LED芯片可以被布置成至少部分地重叠。发光二极管围绕被朝着感光器对准的其主光轴旋转，使得延伸通过两个LED芯片的芯片轴正交于由两个光轴限定的角平面。芯片轴还正交于发光二极管的主光轴延伸。其特别地平行于两个LED芯片的相应光学活性表面延伸。两个LED芯片被配备为表面发射辐射器。在这里，“表面发射辐射器”意指从具有朗伯光分布的水平面发射光。因此，表面发射辐射器还可以被称为朗伯辐射器。LED芯片通常由在光电子半导体过程中生产的具有多个LED芯片的晶片制成。这种晶片通过机械分离过程（特别是通过锯或切断）被分离成所述多个LED芯片。这种“裸露”且本质上全功能的部件也被称为“管芯”。因此，其通常具有正方形或者甚至矩形形状。本专利技术的核心在于以下知识：与依照欧洲专利申请14155048.3的布置相比将发光二极管转动90°导致对于两个颜色而言具有仅一个散射光角的散射光布置。其有利地使得能够更可靠地评估两个“颜色信号”，因为从感光器的观点出发，其现在被以相同的散射光角接收。这消除了在不同的散射光角下的关于散射光信号接收的常见的显著差异，并因此也消除了相关联的计量不准确性或不确定性。另一优点在于以下事实：由于散射光角相同，所以几乎同时地探测到通常以辐射方式从外面穿透到探测器单元烟雾内部的烟雾。在很大程度上消除了烟雾探测中的时间延迟，诸如被旋转90°的依照未公布欧洲专利申请14155048.3的布置的情况那样。另一方面，本专利技术的另一基本概念在于将两个单色发光二极管集成而形成一个单独的（唯一的）双色发光二极管。这有利地减少了部件的数目。另一优点在于以下事实：可以省去在双色发光二极管的组装之后进行光学路径的复杂的校准。通常，随着两个发光二极管的组装发生的在对准和位置方面相对于彼此的相对偏差要求复杂的校准。依照一个实施例，两个LED芯片被并排布置，使得两个LED芯片的各自的几何中心处于与发光二极管的主光轴的相同距离处。结果，两个LED芯片的各自的最大发射关于主光轴是对称的。例如，在LED芯片具有正方形或矩形形状的情况中，所述几何中心是两个表面对角线的交叉点。优选地，两个LED芯片被并排布置，使得芯片轴延伸通过发光二极管的主光轴和两个LED芯片的相应几何中心两者。这使得由两个LED芯片发射的光束能够在相同的散射光角下被甚至更准确地对准。依照优选实施例，两个LED芯片在芯片载体上被正交于发光二极管的光轴对准。换言之，特别平坦的芯片载体中的表面法线平行于发光二极管的主光轴延伸。两个LED芯片被并排布置在LED芯片载体上并也因此平坦地在LED芯片载体上。其各自的表面法线也平行于发光二极管的主光轴延伸。LED芯片载体不必然必须是平坦的。其还可以包括在每个容纳一个LED芯片的槽口的方向上轻微地朝着彼此倾斜的两个局部表面。这促使发射的两个光束被相对于彼此对准（见图5）。芯片载体还可以包括具有相同取向但是被一台阶（step）相互分离的两个平坦的局部表面。可以将台阶化（stepping）选择成使得如果两个LED芯片具有不同的部件厚度，则其光学活性表面处于公共平面中（见图6）。依照另一优选实施例，发光二极管包括至少两个或三个被引到发光二极管的外壳外的终端接触件。该终端接触件与LED芯片相接触，使得可以针对光的发射对所述第一或第二LED芯片进行电控制。在只有两个终端接触件的情况中，两个LED芯片处于反平行连接中，使得根据激励电流的极性，第一或第二LED芯片被点亮。在三个终端接触件的情况中，一个形成用于两个LED芯片的公共终端接触件。在这种情况中，除了选择性控制，还可以同时地控制两个LED芯片。优选地，终端接触件共同地位于第一系列的行中。其也被平行于主光轴地引到发光二极管的外壳外。该第一系列的行既正交于主光轴也正交于芯片轴延伸。因此，将所有终端接触件共同地向后弯曲90°使得能够实现电路载体中的简单的组装和接触。此外，依照本专利技术，第一LED芯片的光学活性表面与第二LED芯片的光学活性表面的比在从1.3至12的范围内，特别地在从2.5至6.5的范围内。第一LED芯片发射蓝绿、蓝、紫或紫外范围内的光，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散射光烟雾探测器，其具有依照散射光原理工作的探测器单元（10），其包括用于照射要探测的颗粒的发光二极管（1）和用于探测被颗粒散射的光的对其在光谱上敏感的感光器（2），其中所述发光二极管（1）具有主光轴（SA）且所述感光器（2）具有光学接收轴（EA），其中，所述发光二极管（1）和所述感光器（2）被相对于彼此布置并对准，使得两个光轴（SA、EA）限定散射光角（α），‑ 其中，所述发光二极管（1）包括用于发射第一和第二光束（BL、RO）的第一和第二LED芯片（3、4），所述第一和第二光束（BL、RO）具有在第一波长范围内的光和在与其不同的第二波长范围内的光，‑ 其中，所述发光二极管（1）包括LED芯片载体（6），其被与所述主光轴（SA）正交地布置，‑ 其中，两个LED芯片（3、4）被并排布置在所述LED芯片载体（6）上，并且‑ 其中，所述发光二极管（1）围绕被朝着所述感光器（2）对准的其主光轴（SA）旋转，使得延伸通过所述两个LED芯片（3、4）的芯片轴（CA）正交于由两个光轴（SA、EA）限定的角平面（W）。

【技术特征摘要】
2014.12.01 EP 14195593.01.一种散射光烟雾探测器，其具有依照散射光原理工作的探测器单元（10），其包括用于照射要探测的颗粒的发光二极管（1）和用于探测被颗粒散射的光的对其在光谱上敏感的感光器（2），其中所述发光二极管（1）具有主光轴（SA）且所述感光器（2）具有光学接收轴（EA），其中，所述发光二极管（1）和所述感光器（2）被相对于彼此布置并对准，使得两个光轴（SA、EA）限定散射光角（α），
-其中，所述发光二极管（1）包括用于发射第一和第二光束（BL、RO）的第一和第二LED芯片（3、4），所述第一和第二光束（BL、RO）具有在第一波长范围内的光和在与其不同的第二波长范围内的光，
-其中，所述发光二极管（1）包括LED芯片载体（6），其被与所述主光轴（SA）正交地布置，
-其中，两个LED芯片（3、4）被并排布置在所述LED芯片载体（6）上，并且
-其中，所述发光二极管（1）围绕被朝着所述感光器（2）对准的其主光轴（SA）旋转，使得延伸通过所述两个LED芯片（3、4）的芯片轴（CA）正交于由两个光轴（SA、EA）限定的角平面（W）。
2.如权利要求1所述的散射光烟雾探测器，其中，所述两个LED芯片（3、4）或两个LED芯片（3、4）的各自的几何中心处于与所述发光二极管（1）的主光轴（SA）的相同距离处。
3.如权利要求1或2所述的散射光烟雾探测器，其中，所述两个LED芯片（3、4）被并排布置，使得所述芯片轴（CA）延伸通过所述发光二极管（1）的主光轴（SA）且通过所述两个LED芯片（3、4）的各自的几何中心两者。
4.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述两个LED芯片（3、4）在所述芯片载体（6）上被正交于所述发光二极管（1）的主光轴（SA）对准。
5.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述发光二极管（1）包括被引到所述发光二极管（1）的外壳（9）外面的至少两个终端接触件（70、71、72），其中，所述终端接触件（70、71、72）与所述LED芯片（3、4）接触，使得所述第一或所述第二LED芯片（3、4）可以被针对光的发射进行电控制。
6.如前述权利要求之一所述的散射光烟雾探测器，其中，所述第一LED芯片（3）的光学活性表面与所述第二LED芯片（4）的光学活性表面的比在从1.3到12的范围内，特别是在从2...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阿勒曼，B施米德，S瓦克，
申请(专利权)人：西门子瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH