AT397878B - Ionen-rauchmelder - Google Patents

Description

AT 397 878 B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen lonen-Rauchmelder, der nach dem Verfahren mit zwei Kammern und einer einzelnen Strahlenquelle arbeitet und einen Brand durch Erfassung der Änderungen der lonenströme erfaßt, die durch die Änderungen in der Rauchkonzentration mit Hilfe der Strahlenquelle hervorgerufen werden.

Ein herkömmlicher lonen-Rauchmelder, der nach diesem Zweikammer und Einzelstrahlenquelle-Verfahren arbeitet, besteht aus einer Innenelektrode mit einer Strahlenquelle, einer Zwischenelektrode mit einem die Strahlung durchlassenden Loch und einer Außenelektrode, zu der der Rauch von außen Zuströmen kann, wie in der US-PS 4 234 877 beschrieben. Bei solch einem lonen-Rauchmelder ist zwischen der Innenelektrode und der Zwischenelektrode eine Innenkammer als Bezugskammer ausgebildet, in der die Spannung zwischen den Elektroden ohne Beeinflussung durch den einströmenden Rauch im wesentlichen konstant gehalten ist. Zwischen der Zwischenelektrode und der Außenelektrode ist eine Außenkammer ausgebildet, in der sich die Spannung zwischen den Elektroden in Abhängigkeit von der Konzentration des von der Außenseite zuströmenden Rauches ändert. Wenn Rauch zuströmt, erfaßt der lonen-Rauchmelder den Rauch durch Erfassung der Spannung zwischen den Elektroden in der Außenkammer mit Hilfe eines Elementes, wie einem Feldeffekttransistor (FET), mit hoher Eingangsimpedanz.

Bekanntlich ändert sich das Ausmaß der Änderungen der Spannung zwischen den Elektroden in der obigen Außenkammer in Abhängigkeit vom Verhältnis der Elektrodenabstände in der Innen- und Außenkammer. Um herkömmlicherweise bei derartigen lonen-Rauchmeldern mit solch einer inneren Ausgestaltung jeden Elektrodenabstand optimal einzustellen, wird das Verhältnis der Elektrodenabstände in der Innen- und Außenkammer derart festgelegt, daß die Änderung der Ausgangsspannung des FET ein Maximum ist, wenn der Rauch in die Außenkammer strömt.

Genauer gesagt, da der Elektrodenabstand H zwischen der Innen- und der Außenelektrode durch die Meldergröße auf einen festen Betrag festgeiegt ist, werden die Lage der Zwischenelektrode innerhalb des Elektrodenabstandes H, d.h. der Abstand Hin zwischender Innen- und der Zwischenelektrode und der Abstand Hout( = H-Hin) zwischen der Außen- und der Zwischenelektrode, derart festgelegt, daß die Änderung der Ausgangsspannung des FET ein Maximum ist, wenn der Rauch einströmt.

In jüngeren Jahren sind Versuche unternommen worden, die lonen-Rauchmelder klein und dünn zu machen. Mit anderen Worten, obwohl bei herkömmlichen lonen-Rauchmeldem der Abstand zwischen der Innen- und Außenelektrode normalerweise im Bereich von 20 bis 30 mm festgelegt ist, erhebt sich wegen des Wunsches, den Melder klein und dünn zu machen, die Notwendigkeit, den Abstand zwischen diesen beiden Elektroden weiter zu verkürzen. In diesem Fall ist auch nötig, in gleicher Weise wie bei dem herkömmlichen Verfahren die Elektrodenabstände derart festzulegen, daß die Änderung der Ausgangsspannung des FET ein Maximum ist, wenn der Rauch einströmt.

Allerdings haben Experimente zur Vorserienfertigung, die vom Erfinder der vorliegenden Erfindung und anderen durchgeführt worden sind, ergeben, daß ein lonen-Rauchmelder, der klein und dünn gebaut ist, d.h. bei dem der Elektrodengesamtabstnd kürzer als 16 mm ist, erheblich stärker von Luftdruckschwankungen beeinflußt sind als vor der Verkleinerung. Daher erhebt sich beim herkömmlichen Verfahren der Einstellung der Elektrodenabstände ein neues Problem, nämlich daß die Änderungen der Ausgangsspannung, die von Luftdruckschwankungen hervorgerufen werden, zu schwerwiegend sind, um einen stabilen Melderbetrieb erwarten zu lassen. Wenn z.B. der Melder durch Einstellung der Elektrodenabstände aufgrund des herkömmlichen Verhältnisses der Elektrodenabstände klein und dünn gemacht wird, so ändert sich die Ausgangsspannung des FET um mehr als 20 %, wenn der Luftdruck von dem auf Meereshöhe auf den z.B. in 3500 m über dem Meeresspiegel herrschenden abfällt. Bisher ist noch kein Melder entwickelt worden, dessen Elektrodengesamtabstand geringer als 16 mm ist.

Angesichts dieser herkömmlichen Probleme ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines lonen-Rauchmelders, bei dem der Elektrodengesamtabstand derart festgelegt ist, daß er den Anforderungen sowohl an die Empfindlichkeit zur Raucherfassung als auch an die Spannungsänderungen infolge Luftdruckschwankungen genügt.

Der erfindungsgemäße lonen-Rauchmelder, der die obigen Ergebnisse mit sich bringt, besteht aus einer mit einer Strahlenquelle versehenen Innenelektrode, einer mit einem Strahlung durchlassenden Loch versehenen Zwischenelektrode und einer Außenelektrode, in die von außen Rauch einströmen kann, besitzt eine Innenkammer zwischen der Innen- und der Zwischenelektrode, eine Außenkammer zwischen der Zwischen- und der Außenelektrode und erfaßt durch in die Außenkammer einströmenden Rauch hervorgerufene Änderungen der Elektrodenspannung. Bei dem lonen-Rauchmelder ist der Abstand H zwischen der Innen- und der Außenelektrode kürzer als 16 mm und das Verhältnis Hin:Hout des Abstandes Hin zwischen der Innen- und Zwischenelektrode in der Innenkammer zum Abstand Hout zwischen der Zwischen- und Außenelektrode in der Außenkammer im Bereich von 0,3 bis 0,6. 2

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Wenn bei solch einer Ausgestaltung Luftdruckschwankungen in gewissem Ausmaß zulässig sind, kann die Charakteristik des Melders, die die Melderempfindlichkeit hervorhebt, durch Festlegung des Elektrodengesamtabstandes darauf erzielt werden, daß das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände nahe 0,3 liegt. Um anderseits den Einfluß des Luftdruckes, wenn z.B. der Luftdruck auf den in 3500 m Seehöhe absinkt, auf ein Minimum zu vermindern, wird die Rate der Spannungsänderungen auf einige wenige Prozent begrenzt, wobei die Melderempfindlichkeit in dem Rahmen, der dem Melderbetrieb entspricht, dadurch gehalten werden kann, daß die Elektrodenabstände derart festgeiegt werden, daß das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände angenähert 0,6 ist. Demzufolge kann, auch wenn der Melder klein und dünn gebaut ist, sowohl hinsichtlich der Empfindlichkeit als auch des Luftdruckeinflusses sein optimaler Betrieb erzielt werden. Insbesondere ist es möglich, das Problem einer Fehlalarmgebung zu lösen, die sonst dadurch ausgelöst wird, daß der kleine und dünne Melder von Luftdruckänderungen beeinflußt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist; es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen lonen-Rauchmelders, Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Melders, Fig. 3 ein Schaltbild zur Darstellung der grundsätzlichen Anordnung der Elektroden und der Ausgangsstufe des in Fig. 1 gezeigten Melders, Fig. 4 Kennlinien zur Darstellung der Charakteristik des in Fig. 1 gezeigten lonen-Rauchmelders, und Fig. 5 Kennlinien zur Darstellung der Änderung der Ausgangsspannung AV eines FET zwischen dem Normalzustand und bei Einströmen von Rauch, der Änderung der Ausgangsspannung des FET in Abhängigkeit vom Luftdruck und der Ausgangsspannung des FET in Abhängigkeit vom Verhältnis Hin:Hout des Elektrodenabstandes des lonen-Rauchmelders.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen lonen-Rauchmelders.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Melderkörper und mit 2 eine Melderbasis bezeichnet. Die Melderbasis 2 ist an der Decke od.dgl. befestigt, während der Melderkörper 1 abnehmbar angebracht ist.

Der Melderkörper 1 besteht aus einer Körperabdeckung 3, die an der Seite der Melderbasis 2 montiert ist, und einer Außenabdeckung 4, die an der Unterseite der Körperabdeckung 3 montiert ist.

Die Außenabdeckung 4 ist wie eine Schale geformt, die oben offen ist und mehrere Raucheinströmöffnungen 5 aufweist, die entlang ihrer aufwärts geneigten Umfangswand angeordnet sind. Die Raucheinströmöffnungen 5 sind im wesentlichen regelmäßig geformt und in regelmäßigen Abständen angeordnet.

Innerhalb der mit den Raucheinströmöffnungen 5 versehenen, geneigten Umfangswand der Außenabdeckung 4 steht eine vertikale zylindrische Trennwand 6, die mit der Außenabdeckung 4 einstückig verbunden ist. Rund um die Peripherie der Trennwand 6 sind mehrere rechteckige Raucheinströmöffnungen ebenfalls in regelmäßigen Abständen angeordnet.

Innerhalb der in der Außenabdeckung ausgebildeten Trennwand 6 ist ein Insektengitter 8 angebracht, das derart gestaltet ist, daß seine Höhe nahezu dieselbe ist wie diejenige der Trennwand 6, und das eng an der Umfangsfläche der Trennwand 6 anliegt.

Innerhalb des Insektengitters 8 in der Außenabdeckung 4 ist weiters eine Außenelektrode 9 angeordnet, die in gleicher Weise wie die ußenabdeckung 4 schalenförmig ausgebildet ist. Die Außenelektrode 9 hat eine aufwärts geneigte Umfangsfläche und mehrere nahezu rechteckige Raucheinströmöffnungen 10, die in regelmäßigen Abstanden rund um die geneigte Umfangsfläche angeordnet sind.

Anderseits in ein Isolierblock 11 in den Melderkörper 1 eingegliedert. In der Mitte des Isolierblockes 11 ist eine mit einer Strahlenquelle versehene Inneneiektrode 12 montiert, neben der eine mit einer Öffnung versehene Zwischenelektrode 13 angeordnet ist. Wie weiters in der Figur gezeigt ist, ist zwischen der Innenelektrode 12 und der Zwischenelektrode 13 eine Innenkammer A und außerhalb derselben zwischen der Zwischenelektrode 13 und der Außenelektrode 9 eine Außenkammer B ausgebiidet.

An der Rückseite des Isolierblockes 11 ist ein Schaltkreisraum 15 ausgebildet, der an seiner Oberseite eine Abschirmung 14 aufweist. Mit der Rückseite des Isolierblockes 11 steht eine einen Melderschaltkreis tragende gedruckte Schaltung 16 in enger Berührung. Weiters befinden sich in einem an der Rückseite des Isolierblockes 11 montierten FET-Aufnahmeteil 19 ein FET 17 und ein Elektrodendraht 18 der Zwischenelektrode 13, die elektrisch isoliert und in diesem Zustand festgelegt sind, indem sie durch Eingießen eines schmelzfähigen Harzes, z.B. eines geschmolzenen synthetischen Harzes eingebettet worden sind, um elektrostatische Störungen mit Sicherheit zu verhindern, die auftreten können, wenn die Baueinheit mit der Hand berührt wird. Bei dieser Ausführungsform ist der FET 17 vom Junction-Typ.

Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Melderkörpers 1.

Gemäß Fig. 2 hat die Körperabdeckung 3 in ihrem unteren Bereich eine innenliegende Öffnung 3a und Kontaktsifte 20, die an zwei Stellen der innenliegenden Öffnung 3a montiert sind, um die gedruckte Schaltung 16 anzuschließen. An der Rückseite der Kontaktstifte 20 sind Anschlüsse 21 fixiert, die zum Anschluß der Melderbasis 2 dienen. 3

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In die innenliegende Öffnung 3 der Körperabdeckung 3 wird die Abschirmung 14 und danach die gedruckte Schaltung 16 mit dem Melderschaltkreis eingesetzt.

Danach wird der Isolierblock 11 nahe der gedruckten Schaltung 16 eingebaut. Die aus einem Elektrodenglied 12a, einer Strahlenquelle 12b und einer Elektrodenabdeckung 12c bestehende Innenelektrode 12 wird in der Mitte des Isolierblockes 11 montiert. Die ringförmige Zwischenelektrode 13 wird außerhalb der Innenelektrode 12 angeordnet, worauf außerhalb die mit den Raucheinströmöffnungen 10 versehene Außenelektrode 9 montiert wird.

Die Außenelektrode 9 wird montiert, indem metallische Kontaktstücke 22 in Schlitze 23 des Isolierblok-kes 11 eingesteckt werden. Die Vorderenden der metallischen Kontaktstücke 22 durchdringen weiters die gedruckte Schaltung 16 und stehen mit Kontaktabschnitten 24 der Abschirmung 14 in Kontakt. Die metallischen Kontaktstücke 22 werden am Boden der gedruckten Schaltung 16 in dem Bereich angelötet, in dem sie die gedruckte Schaltung 16 durchdringen. Somit haben die metallischen Kontaktstücke 22 die Funktion der Befestigung der Außenelektrode 9 an der Seite des Isoiierbiockes 11 sowie die Funktion der Herstellung des elektrischen Kontaktes, um den Aufnahmeraum der gedruckten Schaltung 16 zusammen mit der Abschirmung 14 abzuschirmen. Nach der Außenelektrode 9 wird die eine Bodenplatte 25 und die Raucheinströmöffnungen 5 aufweisende Außenabdeckung 4 montiert. Innerhalb der Außenabdeckung ist das Insektengitter 8 angeordnet.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der grundsätzlichen Schaltungsanordnung der Elektroden und der Ausgangsstufe des lonen-Rauchmelders nach Fig. 1 und 2.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Drain D, der die Änderungen der Elektrodenspannung bei in die Außenkammer B von außen einströmendem Rauch erfaßt, sowohl an die Innenelektrode 12 als auch an den Pluspol einer Gleichstromquelle 32 angeschlossen. Das Gate G ist an die Zwischenelektrode 13 und die Source S ist an die Außenelektrode 9 sowie über einen Lastwiderstand R33 an den Minuspol der Gleichstromquelle 32 angeschiossen.

Fig. 4 ist eine Charakteristik zur Darstellung der Detektoreigenschaften des in Fig. 1 gezeigten lonen-Rauchmelders. Im folgenden wird das Betriebsprinzip des lonen-Rauchmelders mit zwei Kammern und einer einzelnen Strahlenquelle unter bezug auf Fig. 4 näher erläutert:

Das Innere der Innenkammer A sowie der Außenkammer B wird durch die Strahlung der in der Innenelektrode 12 vorgesehenen Strahlenquelle 12b ionisiert. Zu dieser Zeit verlauft die Strom-Spannungs-Kennlinie zwischen der Innenelektrode 12 und der Zwischenelektrode 13 in der Innenkammer A gemäß der Kurve 26. Die Strom-Spannungs-Kennlinie zwischen der Zwischenelektrode 13 und der Außenelektrode 9 in der Außenkammer B verläuft nach der Kurve 27. Sobald Rauch einströmt, wird der lonenstrom gestört, weshalb sich die Strom-Spannungs-Kennlinie der Außenkammer B gemäß der Kurve 28 ändert.

Der Schnittpunkt der Kurve 26 der Innenkammer A mit der Kurve 27 der Außenkammer B gibt das elektrische Potential der Zwischenelektrode 13 an, wenn kein Rauch vorhanden ist. Wenn Rauch einströmt und sich die Kurve 28 der Außenkammer B gemäß Fig. 4 ändert, so steigt die Spannung Vo zwischen der Zwischeneiektrode 13 und der Außenelektrode 9 in der Außenkammer B an, wogegen die Spannung Vi zwischen der Innenelektrode 12 und der Zwischenelektrode 13 in der Innenkammer A geringer ist. Daher läßt sich die Spannungsänderung der Zwischenelektrode mit Rauch und ohne Rauch durch den FET 17 als AV erfassen und an der Source eine Ausgangsspannung Vout abgreifen. Durch Erfassung, daß die Änderung AV der Source-Ausgangsspannung Vout einen Bezugsspannungspegel überschreitet, wird ein Brand angezeigt.

Bei dem erfindungsgemäßen lonen-Rauchmelder, der die vorstehend erläuterte Ausgestaltung aufweist, ist der Abstand zwischen der Innenelektrode 12 und der Außenelektrode 19 kleiner eingestellt als 16 mm, um den Melder kleiner und dünner auszubilden als herkömmliche Melder. Wenn in diesem Fall der Elektrodenabstand durch das herkömmliche Verhältnis der Elektrodenabstände wie bei herkömmlichen Meldern festgelegt wird, so kann der Einfluß von Luftdruckänderungen, Rauschen usw. nicht unberücksichtigt bleiben, und es ist unmöglich, einen zuverlässig Rauch erfassenden Melder zu erzielen.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die oben erwähnten Probleme dadurch gelöst, daß der genannte Abstand kleiner als 16 mm gemacht wird, was bis heute als Minimum angesehen worden ist, und das Verhältnis wie nachfolgend dargelegt gewählt wird.

Im konkreten wird bei dem erfindungsgemäßen lonen-Rauchmelder der obige Abstand mit 12 mm festgelegt, was erheblich geringer ist als 16 mm.

Fig. 5 ist eine Charakteristik einer Ausführungsform der Erfindung, die zur Festlegung des Abstandes zwischen der Innen-, Zwischen- und Außenelektrode 12,13 bzw. 9 in Richtung ihrer Höhe dient.

Es sei angenommen, daß in ihrer Höhenrichtung gemessen der Abstand zwischen der Innenelektrode 12 und der Außenelektrode 9 H, der Abstand zwischen Innenelektrode 12 und der Zwischenelektrode 13 Hin und weiters der Abstand zwischen der Zwischenelektrode 13 und der Außenelektrode 9 Hout ist. 4

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Gemäß Fig. 5 ist auf der horizontalen Achse das Verhältnis (Hin:Hout) des Elektrodenabstandes Hin in der Innenkammer A zum Elektrodenabstand Hout in der Außenkammer B aufgetragen, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind. Weiters zeigt sie den Elektrodenabstand Hin in der Innenkammer A in bezug auf das Verhältnis, wenn der obige Elektrodenabstand H = 12 mm beträgt.

Anderseits sind auf der rechten vertikalen Achse die Ausgangsspannung Vout des FET und die durch Luftdruckänderungen hervorgerufene Änderungsrate der Ausgangsspannung Vout des FET 17 aufgetragen, und auf der linken vertikalen Achse ist die Änderung AV der Ausgangsspannung Vout des FET 17 aufgetragen, wenn Rauch mit einer Konzentration von 3 %/m (3 % Lichtverminderung je Meter) einströmt.

Zuerst wird für die Änderung AV der Ausgangsspannung, wenn Rauch einströmt, bezüglich des Verhältnisses Hin:Hout des Elektrodenabstandes eine Kennlinie in Form der Kurve 29 erhalten. Die Kennlinie 29 steigt mit zunehmendem Verhältnis Hin:Hout an, wobei AV seinen Spitzenwert erreicht, wenn das Verhältnis Hin:Hout angenähert 0,4 ist. Danach fällt die Kurve 29 wieder ab.

Als nächstes erhält man eine Kurve 30 als Änderungsrate der Ausgangsspannung Vout des FET 17, wenn das Verhältnis der Elektrodenabstände geändert wird, wenn der auf den Melder wirkende Luftdruck vom Normalwert auf Meereshöhe auf einen Druck bei 3500 m über dem Meeresspiegel abgesenkt wird. Gemäß der Kenlinie 30 ist die von der Druckänderung hervorgerufene Änderungsrate desto größer, je kleiner das Verhältnis der Elektrodenabstände ist. Erreicht das Verhältnis der Elektrodenabstände ungefähr 0,75, so wird die Änderungsrate der Ausgangsspannung Vout des FET 17 in Einklang mit der Luftdruckänderung vom Normalwert auf Meereshöhe auf einen Druck bei 3500 m über dem Meeresspiegel 0 %.

Wie weiters aus Fig. 5 hervorgeht, verläuft die Ausgangsspannung Vout des FET 17, wenn kein Rauch einströmt, gemäß der Änderung des Verhältnisses HinrHout der Elektrodenabstände nach der Kennlinie 31. Nach dieser Kurve 31 ist die Ausgangsspannung Vout des FET 17 desto geringer, je kleiner das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabsände ist. Je größer weiters das Verhältnis HimHout der Elektrodenabstände ist, desto höher ist die Ausgangsspannung Vout des FET 17. Mit anderen Worten, gemäß Fig. 5 steigt die Ausgangsspannung Vout des FET 17 von angenähert 5,3 V auf 7 V, wenn sich das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände von 0,3 auf 0,75 ändert.

Wenn sich der FET 17 vollständig im Sättigungszustand befindet, ist bei einer Speisequellenspannung Vc von 10 V der Maximalbetrag der Source-Spannung Vs angenähert 8 V. Daher ist eine desto größere Änderung der Ausgangsspannung Vout zulässig, bis der Ausgangs-Sättigungsbetrag erreicht ist, je geringer die Ausgangsspannung Vout des FET 17 ist, wenn kein Rauch einströmt, d.h. je niedriger als 8 V die Ausgangsspannung Vout des FET 17 ist. Mit anderen Worten, der Erfassungsbereich für die Rauchkonzentration kann groß sein. Da die Ausgangsspannung Vout des FET gering ist, wenn das Verhältnis der Elektrodenabstände klein ist, ist die Änderung des FET zur Sättigungsspannung von 8 V groß, sodaß der Bereich der erfaßbaren Rauchkonzentration groß gemacht werden kann.

Wie die Änderungsrate der Ausgangsspannung Vout des FET 17 bezüglich der Luftdruckänderung zu finden ist, wird nun unter bezug auf die in Fig. 5 gezeigte Kennlinie 31 erklärt. Z.B. ist im Falle eines Verhältnisses der Elektrodenabstände von 0,6 die von der Kennlinie 30 angegebene Änderungsrate 4 % und die von der Kennlinie 31 angegebene Ausgangsspannung Vout des FET 17 6,2 V. Daher ist der Änderungsbetrag der Ausgangsspannung des FET 17 6,2 V x 4 % = 0,25 V. Mit anderen Worten, wenn der Normalluftdruck auf einen Luftdruck in 3500 m über dem Meeresspiegel abgesenkt wird, so ändert sich die Ausgangsspannung Vout auf den Wert 6,2 V - 0,25 V = 5,95 V für den Fall, daß sie bei Normaldruck 6,2 V beträgt.

Bei der Erfindung werden zwecks Stabilisierung der Rauchmeldefunktion jeder Betrag der Ausgangsspannungsänderung AV des FET bei einströmendem Rauch eine Änderung der Änderungsrate der Ausgangsspannung Vout des FET 17 bezüglich desLuftdruckes und die Änderung der Source-Ausgangsspannung Vout des FET 17, die jeweils als Kennlinie 29, 30 bzw. 31 dargestellt sind, derart festgeiegt, daß das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände im Bereich von 0,3 bis 0,6 liegt, d.h. daß der Betrag in dem in Fig. 5 mit strichlierten Linien begrenzten Bereich liegt.

Wenn z.B. im Falle eines lonen-Rauchmelders, bei dem H - 12 mm beträgt, das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände auf einen Betrag im Bereich von 0,3 bis 0,6, z.B. auf 0,4, festgelegt ist, so wird der Elektrodenabstand Hin in der Innenkammer A 3,4 mm und der Elektrodenabstand Hout in der Außenkammer B 8,6 mm (Fig. 1).

Als nächstes wird der Grund erklärt, warum der Minimalbetrag des Verhältnisses HimHout der Elektrodenabstände mit 0,3 und der Maximalbetrag mit 0,6 festgelegt ist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Zur Auswahl des Verhältnisses Hin:Hout der Elektrodenabstände innerhalb des Bereiches von 0,3 bis 0,6 gemäß Fig. 5 dürfte es mehrere Fälle geben, in denen die folgenden drei Bedingungen als wichtig zu betrachten sind. Dann werden für jeden Fall des Verhältnisses Hin:Hout der Elektrodenabstände verschiedene Werte aus dem Bereich 0,3 bis 0,6 ausgewählt. Die drei Bedingungen sind die folgenden: 5

Claims (4)

1. AT 397 878 B 1. Maximierung der Empfindlichkeit der Erfassung
2. 2. Minimierung der Ausgangsspannungsänderung des FET 17 bezüglich der Luftdruckänderungen
3. 3. Maximierung eines Extrabereiches der Ausgangsspannung des FET 17 Zur Maximierung der Melderempfindlichkeit, d.h. der Änderung AV der Ausgangsspannung des FET 17 bei 5 einströmendem Rauch, um die erste Bedingung zu erfüllen, wird das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände auf einen Wert im Bereich von 0,3 bis 0,6 der in Fig, 5 gezeigten Kennlinie 29, z.B. auf 0,4 festgelegt, sodaß AV einen Spitzenwert annimmt. Zur Minimierung der Ausgangsspannungsänderung des FET 17 beüglich der Luftdruckänderungen, um die zweite Bedingung zu erfüllen, wird, da die Kennlinie 30 das Minimum von 4 % als Änderungsrate w bezüglich des Luftdruckes im Falle des Verhältnisses der Elektrodenabstände von 0,6 ergibt, 0,6 als Verhältnis der Elektrodenabstände gewählt. Im Falle des Verhältnisses von 0,6 ist gewährleistet, daß die sich aus der Kennlinie 29 ergebende Ausgangsspanungsänderung ΔV des FET 17 0,58 V beträgt, was nahezu dasselbe ist wie im Falle eines Verhältnisses von 0,3, weshalb es keine Probleme bei der Melderempfindlichkeit gibt. Ferner ist die Ausgangsspannung Vout des FET 17, die sich aus der Kennlinie 75 31 ergibt, 6,2 V und hat einen Extrabereich von angenähert 1,8 V bis zum Sättigungswert von 8 V, sodaß die Rauchkonzentration ohne irgendwelche praktische Probleme erfaßt werden kann. Um anderseits den Extrabereich der Ausgangsspannung des FET 17 zur Erfülung der dritten Bedingung zu maximieren, wird, da das Minimum der Ausgangsspannung Vout des FET 17 gemäß der Kennlinie 31 bei 0,3 liegt, ein Betrag nahe 0,3 als Verhältnis der Elektrodenabstände gewählt. Im Falle des 20 Verhältnisses von 0,3 ist die sich aus der Kennlinie 29 ergebende Melderempfindlichkeit, d.h. die Änderung AV der Ausgangsspannung des FET 17, 0,6. Obwohl dieser Wert geringer ist als der Spitzenwert AV von 0,7, wird eine ausreichende Spannungsänderung bei einströmendem Rauch gewährleistet. Jedenfalls ist im Falle des Verhältnisses von 0,3 nach der Kennlinie 30 die Änderungsrate der Ausgangsspannung AV des FET 17 bezüglich der Luftdruckänderung 18 %, was das Maximum darstellt. Daher sollte der Melder nicht 25 an einem Ort montiert werden, wo er durch Luftdruckänderungen beeinflußt wird, falls ein Verhältnis nahe 0,3 gewählt worden ist. Ein Melder, bei dem das Verhältnis der Elektrodenabstände geringer als der Minimalwert von 0,3 beträgt, kann nicht verwendet werden, weil, wie aus der Kennlinie 29 hervorgeht, die Ausgangsspannungsänderung AV des FET 17 bei einströmendem Rauch, d.h. die Melderempfindlichkeit zu klein ist und nach 30 der Kennlinie 30 der Einfluß der Luftdruckänderungen auf die Ausgangsspannung des FET 17 zu schwerwiegend ist. Im Gegensatz dazu ist ein Melder, bei dem das Verhältnis der Elektrodenabstände größer als der Maximalwert von 0,6 ist, im Hinblick auf die Luftdruckanderungen vorzuziehen, weil die Änderungsrate der Ausgangsspannung des FET 17 bezüglich der Luftdruckänderungen nach der Kennlinie 30 weiter absinkt. Was die beiden anderen Punkte anbelangt, d.h. die mit der Kennlinie 29 dargestellte Melderemp-35 findlichkeit und der mit der Kennlinie 31 dargestellte Extrabereich der Ausgangsspannung des FET, und falls das Verhältnis 0,6 übersteigt, so erhebt sich allerdings in der Praxis ein Problem, und das liegt außerhalb des Rahmens der Erfindung. Wie vorstehend beschrieben, hängt bei dem erfindungsgemäßen lonen-Rauchmelder das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände davon ab, welche der drei vorstehenden Bedingungen vorrangig ist. Dann 4o kann durch Auswahl des optimalen Wertes aus dem Bereich von 0,3 bis 0,6 als Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände und Festlegung der Elektrodenabstände Hin und Hout ein optimaler Melder erzielt werden, der die Bedingung erfüllt, ohne die Funktion des Melders herabzusetzen. Der Abstand H zwischen der Innenelektrode 12 und der Außenelektrode 9 ist durch die Meldergröße als Fixwertvorgegeben. Daher kann die Zwischenelektrode 13 in ihrer Höhenrichtung einstellbar angebracht und 45 innerhalb des Bereiches, in dem das Verhältnis Hin:Hout der Elektrodenabstände nach Fig. 5 0,3 bis 0,6 ist, je nach Anforderung zur passenden Stelle verschoben werden. Durch Verschiebung der Stelle der Zwischenelektrode 13 zwecks Justierung können somit lonen-Rauchmelder, die zur jeweiligen Verwendung im Rahmen einer der vorhin erwähnten Bedingungen vorgesehen sind, als Einzelelektrodenanordnung ausgebildet werden. so Überflüssig zu sagen, daß eine andere Elektrode, z.B. die Innenelektrode, zur Justierung zwecks Änderung des Verhältnisses der Elektrodenabstände verstellbar sein kann. Patentansprüche 1. lonen-Rauchmelder, bestehend aus einer mit einer Strahlenquelle versehenen Innenelektrode, einer mit einem Strahlung durchlassenden Loch versehenen Zwischenelektrode und einer Außenelektrode, in die von außen Rauch einströmen kann, welcher lonen-Rauchmelder eine Innenkammer zwischen der Innen-und der Zwischenelektrode, eine Außenkammer zwischen der Zwischen- und der Außenelektrode L 6 AT 397 878 B besitzt und durch in die Außenkammer einströmenden Rauch hervorgerufene Änderungen der Elektrodenspannung erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand H zwischen der Innen- (12) und der Außenelektrode (9) kürzer als 16 mm und das Verhältnis Hin.-Hout des Abstandes Hin zwischen der Innen- (12) und Zwischenelektrode (13) in der Innenkammer (A) zum Abstand Hout zwischen der Zwischen- (13) und Außenelektrode (9) in der Außenkammer (B) im Bereich von 0,3 bis 0,6 ist. Hiezu
4. 4 Blatt Zeichnungen 7