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Die Erfindung betrifft einen Ionisations-Feuermelder mit mindestens einer ein radioaktives Präparat enthaltenden und der Aussenatmosphäre zugänglichen Ionisationskammer in Serie mit einem Kondensator, der ein Impedanzwandler und ein Schwellwertschalter mit einem vorgebbaren Schwellwert zugeschaltet sind, wobei der analoge Kammerstrom der Ionisationskammer in eine digitale Impulsfolge umgewandelt und mit einer festen
Bezugsimpulsfrequenz verglichen wird.
Ein solcher bekannter Gasanalysator (USA-Patentschrift Nr. 3, 009, 098) enthält eine Messkammer, eine
Bezugsmesskammer, jeweils einen Kondensator, einen Impedanzwandler und einen Schwellwertschalter mit einem vorgebbaren Schwellwert und einen Analog-Digital-Wandler. Die Kondensatoren werden jeweils unter Betätigung von Relais aufgeladen. Die Entladung erfolgt über den Ionisationsstrom. Wenn die Kondensatorspannung unter einen vorbestimmten Wert sinkt, öffnet ein Schaltverstärker. Die jeweils entstehende digitale Impulsfolge wird einem Differenzverstärker zugeführt. Dabei repräsentiert die Ist-Impulsfolge das Trägergas plus einer
Gaskomponente und die Bezugsimpulsfolge das Trägergas. Die Differenz ergibt zwar Aufschluss über die vorhandene Komponente, aber jeweils bezogen auf die Reinheit des Trägergases und eine definierte Messzeit.
Bedingt durch den Einsatz von Relais ist ausserhalb des im bekannten Fall beabsichtigten Laborbetriebs bzw. bei
Umstellung auf einen Feuermelder eine erhöhte Störanfälligkeit zu erwarten.
Weiterhin ist aus der USA-Patentschrift Nr. 3, 537, 087 ein Detektor-System bekannt, bei dem unter dem
Einfluss von Rauch der mittelbar durch eine Alpha-Strahlung erzeugte Ionisationsstrom verringert wird und damit die entsprechende Aufladung eines Kondensators. An eine Elektrode des Kondensators ist über ein Reed-Relais ein bistabiler Multivibrator angeschlossen, der von einem Oszillator angesteuert wird. Solange das Potential am
Kondensator genügt, um den bistabilen Multivibrator zu triggern, entsteht kein Alarm. Falls jedoch-wegen eines verringerten lonisationsstromes-die Ladezyklen länger werden, erreicht das Potential am Kondensator jeweils erst nach längeren Perioden die erforderliche kritische Spannung, um den bistabilen Multivibrator zu triggern. Der Reed-Kontakt bleibt längere Zeit geschlossen.
Diese Zeit genügt, um das Alarmelement zum
Ansprechen zu bringen (während es unter Normalbedingungen nicht reagiert). Die bekannte Schaltung enthält ein Reed-Relais und ist somit wie andere kontaktbehaftete Schaltungen störanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ionisations-Feuermelder der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der ohne zusätzliche Messinstrumente direkt eine Aussage über die Rauchkonzentration gibt und exakt eichbar ist. Des weiteren soll die Funktionstüchtigkeit und die Betriebssicherheit gegenüber herkömmlichen
Ionisations-Feuermeldern verbessert werden, insbesondere der Ionisations-Feuermelder von einer Signalwarte aus geprüft werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass erfindungsgemäss als Impedanzwandler ein in
Quellenfolgeschaltung betriebener Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor dient, dessen Steuerelektroden-Quellen- - Strecke als Entladestromkreis des Kondensators dient, dass an die Quelle des Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors ein einen Schalttransistor und einen programmierbaren ersten Unijunction-Transistor enthaltender
Schwellwertschalter angeschlossen ist, dass zum Vergleich der Impulsfolgefrequenzen ein einen Thyristor, ein
RC-Glied und einen zweiten Unijunction-Transistor enthaltender Vergleichsimpulsgenerator vorgesehen ist, der von den Entladeimpulsen des Kondensators synchronisiert ist, wobei der Vergleichsimpulsgenerator ausgangsseitig sowohl mit einem Alarmkreis als auch mit einem optischen Indikator verbunden ist,
wobei die Entladungen des Kondensators mittelbar dem optischen Indikator zuführbar sind.
Der erfindungsgemässe Feuermelder zeichnet sich gegenüber dem Gegenstand der USA-Patentschrift Nr. 3, 009, 098 durch einen vollelektronischen Aufbau aus. Funktionstüchtigkeit und Betriebssicherheit sind gewährleistet, weil die Entladung des Kondensators sowohl direkt zur Synchronisation eines Vergleichsimpulsgenerators dient (mit Anschluss an einen Alarmkreis) als auch mittelbar einem intermittierend anzeigenden Indikator zugeführt wird.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die direkte Entladung des Kondensators mittels des Indikators, z. B. einer Lampe, anzeigbar ist. Bei jeder Kondensatorentladung blitzt die Lampe auf, wobei der zeitliche Abstand der Lichtblitze ein Mass für die Rauchkonzentration ist. Dadurch kann der Ionisations-Feuermelder gemäss der Erfindung an Ort und Stelle direkt zur Individualanzeige benutzt werden, wodurch diese Geräte auch durch Laien überprüfbar sind. Bei ordnungsgemäss funktionierendem Melder gibt die Lampe ungefähr alle vier sec einen kurzen Lichtblitz ab. Man kann also z. B. durch eine Zeitmessung von zehn aufeinanderfolgenden Blitzen mittels einer Stoppuhr die einwandfreie Funktion des Melders kontrollieren.
Der zeitliche Abstand zwischen zwei Blitzen ist eine dem durch die Ionisationskammer fliessenden Strom direkt proportionale Grösse. Dadurch ist es möglich, durch einfache Ausmessungen der Blitzzeit den Melder den herrschenden Umweltbedingungen optimal anzupassen. Bei ansteigendem Rauchpegel wird auch die Blitzzeit grösser und man kann durch Umschalten des Melders mit einem auf der Rückseite befindlichen Empfindlichkeitsschalter die Blitzzeit entsprechend reduzieren.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2107862 ist ein von einem Widerstand zeitlich gesteuerter Impulsgenerator bekannt, der Impulse erzeugt, deren Impulsbreite ein Mass für die Änderung des Widerstandwertes ist. Dieser Impulsgenerator ist als Feuermelder einsetzbar. Dabei ist als solches weiterhin bekannt, einerseits bei Überschreiten einer bestimmten Rauchkonzentration Alarm auszulösen und anderseits das Funktionieren des Schaltkreises durch einen Indikator ständig anzuzeigen.
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Der elektronische Schaltkreis des bekannten Impulsgenerators enthält eingangsseitig einen
Feldeffekt-Transistor mit einer isolierten Steuerelektrode und ausgangsseitig einen integrierenden Verstärker mit
RC-Netzwerk. Der Feldeffekt-Transistor besitzt eine definierte Steuerelektroden-Kapazität. Etwa vorhandener
Rauch in einer Ionisationskammer vermindert die Leitfähigkeit der Kammer und vergrössert dadurch die Zeit zur
Ladung der Steuerelektroden-Kapazität. über einen Schaltverstärker wird eine geregelte Spannung an die
Senken-Quellen-Strecke des Feldeffekt-Transistors gelegt, wodurch im Prinzip ein Auswertezyklus eingeleitet wird.
Als Reaktion auf eine verlängerte Zeitperiode für die Aufladung der Steuerelektroden-Kapazität bei
Vorhandensein von Rauch wird ein Alarm-Relais durch den Ausgang eines integrierenden Verstärkers erregt, der durch eine Transistor-Kaskade und ein RC-Netzwerk gebildet ist. Die Zeitkonstante des RC-Netzwerkes bestimmt die Zeit, die eine Spannung anstehen muss, damit der Verstärker durchschaltet.
Bei der Schaltung gemäss der deutschen Offenlegungsschrift 2107862 ist unklar bzw. nicht genau vorherbestimmbar, welche Grösse die Steuerelektroden-Kapazität hat, so dass bereits die Ladezeit abhängig vom
Bauelement verschieden sein kann. Die Entladezeitkonstante ist relativ gross ; denn der entsprechende Widerstand muss hoch sein, wenn statt des veränderbaren Widerstandes eine Ionisationskammer eingesetzt wird.
Im Gegensatz zu dieser bekannten Schaltung arbeitet der erfindungsgemässe Ionisations-Feuermelder mit einem Vergleich der den Kammerstrom repräsentierenden digitalen Impulsfolgefrequenz mit einer fest vorgegebenen Impulsfolgefrequenz eines Vergleichsimpulsgenerators, der von den Entladeimpulsen eines in der
Steuerelektroden-Quellen-Strecke eines Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors liegenden Kondensator synchronisiert ist. Die Entladung des Kondensators erfolgt also über eine Diodenstrecke mit minimalem Widerstand. Dadurch ist eine schnelle Entladung gewährleistet. Die extrem geringen Ströme der Ionisationskammer sind mit grösster
Genauigkeit auswertbar.
Der Zeitabstand der Entladeimpulse ist ein direktes Mass für den Ionenstrom. Durch die Verwendung eines programmierbaren Unijunction-Transistors lässt sich in einfacher Weise der Schwellwert für die
Kondensatorspannung, der gleichzeitig der Wert ist, bei dem der Impulsgenerator angestossen wird, festlegen. Der synchronisierte Impulsgenerator enthält einen Thyristor und einen Unijunction-Transistor. Die
Vergleichsimpulszeit wird durch einen einstellbaren Widerstand und einen Kondensator vorgegeben. Kommt der folgende Kammerimpuls rechtzeitig, d. h. innerhalb der Vergleichsimpulszeit, so wird der Kondensator des vorgenannten RC-Gliedes entladen. Die Entladung wird durch eine Indikatorlampe angezeigt.
Kommt der nächste
Kammerimpuls nicht in der Vergleichsimpulszeit bzw. innerhalb der Anstiegszeit der Spannung am Emitter des
Unijunctions-Transistors, so schaltet dieser durch. Dabei wird das Alarmrelais geschaltet und die Indikatorlampe leuchtet ständig.
Die Verwendung eines Feldeffekt-Transistors im Ionisations-Feuermelder als solche ist bekannt (deutsche Patentschrift Nr. 1281321, deutsche Offenlegungsschrift 2036447). Aus der genannten Literatur ist jedoch jeweils lediglich die Verwendung eines MOS-Feldeffekt-Transistors bzw. eines Feldeffekt-Tranistors mit isolierter Steuer-Elektrode bekannt. Der Einsatz eines Feldeffekt-Transistors hat in diesen Fällen den Sinn, dass er selbst durch vorübergehende überspannungen, die z. B. durch ein Relais oder ein Läutwerk am Ort der Spannungsquelle erzeugt werden, nicht beschädigt wird. Neben diesen Funktionen bewirkt die erfindungsgemässe Beschaltung mit einem Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor in überraschend vorteilhafter Weise, dass der gesamte Kammerstrom zur Aufladung des Kondensators dient und für eine rasche Entladung des Kondensators gesorgt ist.
Die erfindungsgemässe Beschaltung mit dem Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor bringt eine hohe Isolation der Schaltstrecke gegenüber der Ionisationskammer und einen exakten Impulseinsatz für den Vergleichsimpulsgenerator. Der Zeitabstand des Aufladens des Kondensators bzw. der Abstand der Entladeimpulse ist ein direktes und genaues Mass für den Ionenstrom. In der Strecke des Impulsgenerators, gleichsam des Schalters der Ionisationskammer, liegt die Steuerelektroden-Quellen-Strecke des Feldeffekt-Transistors, dessen Sperrwiderstand in Sperrichtung ungefähr 1014 Ohm beträgt. Damit liegt der Isolationswiderstand der Schaltstrecke um mindestens zwei Zehnerpotenzen höher als der Isolationswiderstand der Ionisationskammer.
In weiterer erfindungsgemässer Ausgestaltung ist zur Prüfung der Funktionskontrolle eine höhere Spannung als die Ansprechspannung aufschaltbar, was von einer fernen Stelle, z. B. einer Meldezentrale aus durchgeführt werden kann. Dadurch ist es möglich, alle Melder einer Meldeschleife von der Zentrale aus zum Ansprechen zu bringen und somit eine Funktionskontrolle durchzuführen. Eine übergeordnete Funktionskontrolle als solche ist bekannt (deutsche Patentschrift Nr. 1281321).
Zwei Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und anschliessend beschrieben. Dabei zeigt : Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung, Fig. 2 die an der Ionisationskammer oszillographierte Spannung bei Änderung des Ionisationskammerstromes (c und d) und die Vergleichsspannung des Vergleichsimpulsgenerators und Fig. 3 ein Beispiel eines erfindungsgemässen Ionisations-Feuermelders mit kompletter Schaltung.
Die Fig. 1 und 2 dienen zur Verdeutlichung der Analog-Digital-Umwandlung des Ionisationskammerstromes in eine Impulsfolge variabler Frequenz.
Gemäss Fig. 1 sind eine Ionisationskammer --1--, die ein radioaktives Präparat enthält, und ein Kondensator --2-- in Reihe geschaltet. An den Kondensator --2-- ist als Impedanzwandler die
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Bei staub-oder rauchfreier Ionisationskammer ergibt sich eine Impulsfolge gemäss Fig. 2c. Befindet sich nun Rauch in der Ionisationskammer --1--, so nimmt der Kammerstrom entsprechend ab, der Widerstand der Ionisationskammer--l--wird grösser und der Kondensator --2-- entsprechend langsamer aufgeladen. Es dauert also entsprechend länger, bis die Kondensatorspannung wieder auf ihren Schwellwert gestiegen ist, bei welchem sie den Impulsgenerator erneut anstösst. Dementsprechend wird nun die Impulsfolgefrequenz gemäss Fig. 2d kleiner. In Fig. 2a und 2b ist die entsprechende Vergleichsspannung, herrührend aus dem Vergleichsimpulsgenerator, gezeigt. Jedesmal mit Erreichen der maximalen Kondensatorspannung erreicht auch die Vergleichsspannung einen festen Wert.
Wird nun die Impulsfolgefrequenz des Schwellwertschalters-4kleiner, so wächst die Vergleichsspannung weiter an und erreicht einen Triggerpunkt, die sogenannte Triggerspannung. In diesem Fall wird ein nachgeschaltetes Signal ausgelöst.
Ein weiteres Beispiel der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Der Ionisations-Feuermelder arbeitet mit einer einzelnen Ionisationskammer--IC--. Die Transistoren--T2 und PUT--dienen in Verbindung mit der Ionisationskammer als Analog-Digital-Wandler. Der Kondensator--Cl--wird vom durch die Ionisationskammer--IC--fliessenden Strom aufgeladen.--Tl--bildet einen Impedanzwandler, während - -T2 mit PUT-- einen durch --P1-- einstellbaren Schwellwertschalter darstellt. Wenn die Spannung an --Cl-- einen bestimmten, durch--Pl--vorgegebenen Wert erreicht hat, so schaltet--PUT--kurzzeitig durch,--T2--schaltet durch und entlädt über die Steuerelektroden-Quellen-Strecke von --T1-- den Kondensator--Cl--. Damit beginnt eine neue Periode.
Da der Strom durch die Ionisationskammer--IC--proportional der Rauchkonzentration in der Ionisationskammer ist, ist also der Abstand zwischen zwei Entladeimpulsen im Emitter von--T2--ebenfalls direkt proportional der Rauchkonzentration, d. h. der analoge Strom durch die Ionisationskammer wird in eine digitale Grösse, die Impulsfolgefrequenz, umgesetzt.
Der Abstand zwischen den Einzelimpulsen muss nun mit einem vorgegebenen Wert verglichen werden. Dies erfolgt durch einen synchronisierten Impulsgenerator, dargestellt durch --Th1 und UJT--. Die Vergleichsimpulszeit wird durch--P2, R17 und C6-- vorgegeben. Die Synchronisierung erfolgt über die Diode --D6 und Th1-- derart, dass solange die von T2--kommende Impulsfolgefrequenz höher ist als die von --UJT-- erzeugte Frequenz, vor Erreichen des Durchschaltpunktes von--UJT--die Ladung vom
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d. h.,Impulsfolgefrequenz rhythmisch etwa alle vier sec aufleuchtet.
Ein Ansteigen der Rauchkonzentration ergibt also eine Vergrösserung des Impulsabstandes bis zu dem Augenblick, in dem der Impulsabstand grösser als die vom Vergleichsimpulsgeber --UJT-- erzeugte Impulszeit ist. In diesem Augenblick schaltet-UJT--durch, die Entladung von-C6--erfolgt über-UJT und R20--. Der entstehende Impuls wird über --C7 und
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--Th2-- zugeführt- -Re1. A-- fliessende Strom teilt sich auf über --R25 bzw. D4 und LED--. Dadurch ist die Indikatorlampe --LED-- zum Ansprechen gebracht. Zur Rückstellung des Melders muss die an Punkt --7-- anliegende Betriebsspannung kurzzeitig unterbrochen werden.
Der Transistor-T3-dient zur Betriebsspannungsstabilisierung. An die stabilisierte Spannung angeschlossen ist das Störmelderrelais--Rel. S--. Bei ansteigender Spannung schaltet der Wechselkontakt --s-- um und verbindet die Anschlussstecker--6 und 9--. Diese Anschlüsse können für eine Störsignalisierung benutzt werden. Wenn diese Störsignalisierung so geschaltet wird, dass auf dem Anschlusspunkt --9-- positive Spannung liegt, so wird bei Ausfall der an Punkt --7/8/10-- anliegenden Vorsorgespannung
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gestörten Melder.
Mit dem Schalter-SW-wird durch Verändern der Ansprechschwelle von-PUT--in drei Stufen die Impulszeit des Analog-Digital-Wandlers geändert. Dadurch ist eine stufenweise Empfindlichkeitseinstellung des Melders möglich. über den Anschlusspunkt-5-kann z. B. von der Zentrale her eine positive Spannung (24 V) zugeführt werden. Damit wird über die Diode-D2--die Ansprechschwelle des Analog-Digital-Wandlers so hoch gelegt, dass die Impulszeit auf jeden Fall höher als die Vergleichsimpulszeit ist und somit der Melder zum Ansprechen kommt. Dadurch ist es möglich, die Alarmfunktion des Melders auf elektrischem Wege von der Zentrale aus auszulösen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch bei einer Dosismesskammer eingesetzt werden.
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The invention relates to an ionization fire alarm with at least one ionization chamber containing a radioactive preparation and accessible to the outside atmosphere in series with a capacitor, which is connected to an impedance converter and a threshold switch with a predefinable threshold value, the analog chamber current of the ionization chamber being converted into a digital pulse sequence and with a solid
Reference pulse frequency is compared.
Such a known gas analyzer (USA Patent No. 3, 009, 098) contains a measuring chamber, a
Reference measuring chamber, each with a capacitor, an impedance converter and a threshold switch with a predeterminable threshold value and an analog-digital converter. The capacitors are charged by actuating relays. The discharge takes place via the ionization current. When the capacitor voltage falls below a predetermined value, a switching amplifier opens. The resulting digital pulse sequence is fed to a differential amplifier. The actual pulse sequence represents the carrier gas plus one
Gas component and the reference pulse train the carrier gas. The difference does provide information about the component present, but in each case based on the purity of the carrier gas and a defined measuring time.
Due to the use of relays it is outside the intended laboratory operation or at
Switching to a fire alarm is expected to increase the susceptibility to failure.
Furthermore, from the US Pat. No. 3, 537, 087 a detector system is known in which under the
Influence of smoke which is indirectly generated by an alpha radiation ionization current is reduced and thus the corresponding charging of a capacitor. A bistable multivibrator, which is controlled by an oscillator, is connected to one electrode of the capacitor via a reed relay. As long as the potential is on
A capacitor is sufficient to trigger the bistable multivibrator, there is no alarm. However, if the charging cycles become longer due to a reduced ionization current, the potential at the capacitor only reaches the critical voltage required to trigger the bistable multivibrator after longer periods. The reed contact remains closed for a long time.
This time is sufficient to activate the alarm element
Bringing a response (while not responding under normal conditions). The known circuit contains a reed relay and is therefore prone to failure like other circuits with contacts.
The invention is based on the object of creating an ionization fire alarm of the type mentioned at the outset, which gives direct information about the smoke concentration without additional measuring instruments and can be precisely calibrated. Furthermore, the functionality and operational safety should be compared to conventional
Ionization fire alarms are improved, in particular the ionization fire alarms can be checked from a signal room.
The solution to this problem is that, according to the invention, an in
Source follower operated junction field effect transistor is used, the control electrode source - path serves as the discharge circuit of the capacitor that to the source of the junction field effect transistor a switching transistor and a programmable first unijunction transistor containing
Threshold switch is connected that for comparison of the pulse repetition frequencies a thyristor, a
RC element and a second unijunction transistor containing comparison pulse generator is provided which is synchronized by the discharge pulses of the capacitor, the comparison pulse generator being connected on the output side to both an alarm circuit and an optical indicator,
wherein the discharges of the capacitor can be fed indirectly to the optical indicator.
The fire alarm according to the invention is distinguished from the subject of US patent specification No. 3, 009, 098 by a fully electronic structure. Functionality and operational safety are guaranteed because the discharge of the capacitor is used both directly to synchronize a comparison pulse generator (with connection to an alarm circuit) and indirectly to an intermittent indicator.
A particular advantage is that the direct discharge of the capacitor by means of the indicator, e.g. B. a lamp can be displayed. The lamp flashes with every capacitor discharge, the time interval between the flashes being a measure of the smoke concentration. As a result, the ionization fire alarm according to the invention can be used directly on site for individual display, so that these devices can also be checked by laypeople. If the detector is working properly, the lamp emits a short flash of light approximately every four seconds. So you can z. B. Check the correct function of the detector by measuring the time of ten consecutive flashes using a stopwatch.
The time interval between two flashes is a quantity that is directly proportional to the current flowing through the ionization chamber. This makes it possible to optimally adapt the detector to the prevailing environmental conditions by simply measuring the flash time. When the smoke level rises, the flash time also increases and you can reduce the flash time accordingly by switching the detector with a sensitivity switch on the back.
From the German Offenlegungsschrift 2107862 a pulse generator controlled by a resistor over time is known, which generates pulses whose pulse width is a measure of the change in the resistance value. This pulse generator can be used as a fire alarm. It is also known as such, on the one hand, to trigger an alarm when a certain smoke concentration is exceeded and, on the other hand, to continuously display the functioning of the circuit using an indicator.
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The electronic circuit of the known pulse generator contains one on the input side
Field effect transistor with an isolated control electrode and an integrating amplifier on the output side
Rc network. The field effect transistor has a defined control electrode capacitance. About existing
Smoke in an ionization chamber reduces the conductivity of the chamber and thus increases the time to
Charge of the control electrode capacitance. A regulated voltage is applied to the
Sink-source path of the field effect transistor is laid, which in principle initiates an evaluation cycle.
In response to an extended period of time for the control electrode capacitance to be charged
In the presence of smoke, an alarm relay is energized by the output of an integrating amplifier, which is formed by a transistor cascade and an RC network. The time constant of the RC network determines the time that a voltage must be present for the amplifier to switch through.
With the circuit according to the German Offenlegungsschrift 2107862 it is unclear or cannot be precisely determined in advance what size the control electrode capacitance has, so that the charging time depends on the
Component can be different. The discharge time constant is relatively large; because the corresponding resistance must be high if an ionization chamber is used instead of the variable resistance.
In contrast to this known circuit, the ionization fire alarm according to the invention works with a comparison of the digital pulse repetition frequency representing the chamber current with a fixed, predetermined impulse repetition frequency of a comparison pulse generator, which is derived from the discharge pulses of a
Control electrode source path of a junction field effect transistor lying capacitor is synchronized. The capacitor is discharged via a diode path with minimal resistance. This ensures rapid discharge. The extremely low currents of the ionization chamber are one of the greatest
Accuracy can be evaluated.
The time interval between the discharge pulses is a direct measure of the ion current. By using a programmable unijunction transistor, the threshold value for the
Set the capacitor voltage, which is also the value at which the pulse generator is triggered. The synchronized pulse generator contains a thyristor and a unijunction transistor. The
The comparison pulse time is specified by an adjustable resistor and a capacitor. If the following chamber impulse comes on time, i.e. H. within the comparison pulse time, the capacitor of the aforementioned RC element is discharged. The discharge is indicated by an indicator lamp.
The next one comes
Chamber pulse not in the comparison pulse time or within the rise time of the voltage at the emitter of the
Unijunctions transistor, so this switches through. The alarm relay is switched and the indicator lamp lights up continuously.
The use of a field effect transistor in the ionization fire alarm as such is known (German patent specification No. 1281321, German laid-open specification 2036447). However, only the use of a MOS field effect transistor or a field effect transistor with an insulated control electrode is known from the literature mentioned. In these cases, the use of a field effect transistor means that it can be damaged even by temporary overvoltages, B. generated by a relay or a bell at the location of the voltage source, is not damaged. In addition to these functions, the inventive wiring with a junction field effect transistor has the effect, in a surprisingly advantageous manner, that the entire chamber current is used to charge the capacitor and that the capacitor is discharged quickly.
The wiring according to the invention with the junction field effect transistor provides a high level of isolation of the switching path from the ionization chamber and an exact pulse application for the comparison pulse generator. The time interval between the charging of the capacitor or the interval between the discharge pulses is a direct and precise measure of the ion current. In the path of the pulse generator, like the switch of the ionization chamber, is the control electrode source path of the field effect transistor, the blocking resistance of which in the reverse direction is approximately 1014 ohms. This means that the insulation resistance of the switching path is at least two powers of ten higher than the insulation resistance of the ionization chamber.
In a further embodiment according to the invention, a higher voltage than the response voltage can be switched on to test the functional check. B. can be carried out from a reporting center. This makes it possible to trigger all detectors in a message loop from the control center and thus carry out a functional check. A higher-level function control as such is known (German patent specification No. 1281321).
Two examples of the invention are shown in the drawings and described below. 1 shows a basic circuit diagram of the invention, FIG. 2 shows the voltage oscillographed at the ionization chamber when the ionization chamber current changes (c and d) and the comparison voltage of the comparison pulse generator, and FIG. 3 shows an example of an ionization fire alarm according to the invention with a complete circuit.
1 and 2 serve to illustrate the analog-digital conversion of the ionization chamber current into a pulse train of variable frequency.
According to Fig. 1, an ionization chamber --1--, which contains a radioactive preparation, and a capacitor --2-- are connected in series. The impedance converter is connected to the capacitor -2
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If the ionization chamber is dust-free or smoke-free, a pulse sequence according to FIG. 2c results. If there is now smoke in the ionization chamber --1--, the chamber current decreases accordingly, the resistance of the ionization chamber - l - increases and the capacitor --2-- is charged correspondingly more slowly. It therefore takes longer until the capacitor voltage has risen again to its threshold value, at which it triggers the pulse generator again. Accordingly, the pulse repetition frequency is now smaller according to FIG. 2d. In Fig. 2a and 2b the corresponding comparison voltage, originating from the comparison pulse generator, is shown. Each time the maximum capacitor voltage is reached, the comparison voltage also reaches a fixed value.
If the pulse repetition frequency of the threshold switch 4 becomes smaller, the comparison voltage continues to grow and reaches a trigger point, the so-called trigger voltage. In this case, a downstream signal is triggered.
Another example of the invention is shown in FIG. The ionization fire alarm works with a single ionization chamber - IC--. The transistors - T2 and PUT - are used in conjunction with the ionization chamber as an analog-to-digital converter. The capacitor - Cl - is charged by the current flowing through the ionization chamber - IC - Tl - forms an impedance converter, while - -T2 with PUT-- represents a threshold switch that can be set with --P1--. When the voltage at --Cl-- has reached a certain value specified by - Pl -, - PUT - switches through briefly, - T2 - switches through and discharges via the control electrode source path from --T1-- the capacitor - Cl--. A new period begins.
Since the current through the ionization chamber - IC - is proportional to the smoke concentration in the ionization chamber, the distance between two discharge pulses in the emitter of - T2 - is also directly proportional to the smoke concentration, i.e. H. the analog current through the ionization chamber is converted into a digital quantity, the pulse repetition frequency.
The distance between the individual pulses must now be compared with a specified value. This is done by a synchronized pulse generator, represented by --Th1 and UJT--. The comparison pulse time is specified by - P2, R17 and C6--. The synchronization takes place via the diode --D6 and Th1-- in such a way that as long as the pulse repetition frequency coming from T2 - is higher than the frequency generated by --UJT-- before reaching the switching point of - UJT - the charge from
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d. That is, the pulse repetition rate lights up rhythmically about every four seconds.
An increase in the smoke concentration results in an increase in the pulse interval up to the moment when the pulse interval is greater than the pulse time generated by the comparison pulse generator --UJT--. At this moment-UJT - switches through, the discharge of-C6 - takes place via-UJT and R20--. The resulting pulse is transmitted via --C7 and
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--Th2-- fed- -Re1. A-- flowing current is divided into --R25 or D4 and LED--. This causes the indicator lamp - LED - to respond. To reset the detector, the operating voltage present at point --7- must be briefly interrupted.
The transistor T3 serves to stabilize the operating voltage. Connected to the stabilized voltage is the alarm relay - Rel. S--. When the voltage rises, the changeover contact switches --s-- and connects the connectors - 6 and 9--. These connections can be used for fault signaling. If this fault signaling is switched in such a way that there is positive voltage at connection point --9--, then in the event of failure, the precautionary voltage at point --7 / 8 / 10-- is applied
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disturbed detector.
With the switch-SW-the pulse time of the analog-digital converter is changed in three steps by changing the response threshold of -PUT. This enables a step-by-step sensitivity adjustment of the detector. Via the connection point-5-z. B. a positive voltage (24 V) can be supplied from the control center. The response threshold of the analog-digital converter is set so high via diode D2 - that the pulse time is in any case higher than the comparison pulse time and the detector therefore responds. This makes it possible to trigger the alarm function of the detector electrically from the control center.
The device according to the invention can also be used in a dose measuring chamber.