Die Erfindung betrifft einen Ionisationsbrandmelder mit einer luftzugänglichen Ionisationskammer mit wenigstens zwei
Elektroden und wenigstens einer radioaktiven Strahlenquelle und einer an die Elektroden angeschlossenen elektrischen
Schaltungsanordnung zur Auswertung von Änderungen des zwischen den Elektroden fliessenden Ionenstromes.
Die Wirkung solcher Ionisationsbrandmelder beruht darauf, dass die von der radioaktiven Substanz in der Ionisations kammer erzeugten Ionen sich an Brandaerosol oder Rauch partikel anlagern, welche in die Ionisationskammer einge drungen sind, und sich der zwischen den Elektroden fliessende
Ionenstrom dadurch vermindert. Eine Änderung des durch die
Ionisationskammer fliessenden Stromes wird von der elektri schen Schaltung so ausgewertet, dass ein Alarmsignal ausgelöst wird, sobald der Ionenstrom unter eine bestimmte Schwelle sinkt.
Derartige bekannte Ionisationsbrandmelder zeigen jedoch eine solche Abhängigkeit des Ionenstromes von der Rauch konzentration, dass die Stromänderung unterhalb einer bestimmten Konzentration unmerklich ist, oberhalb einer anderen Konzentration jedoch schnell in einen Sättigungs bereich kommt. Ein solcher Ionisationsbrandmelder lässt sich also nur in einem relativ engen Bereich der Rauchkonzentration zwischen diesen beiden Werten verwenden. Solange nur eine
Anzeige gewünscht wird, ob die Rauchkonzentration eine bestimmte Schwelle überschreitet, genügt dies zwar. In der
Praxis ist es jedoch häufig erwünscht, die Partikelkonzentration in einem grösseren Messbereich messen zu können.
Ziel der
Erfindung ist die Erweiterung des Messbereiches für die Rauch konzentration in einem Ionisationsbrandmelder und die
Schaffung eines universeller anwendbaren, zuverlässig und empfindlich arbeitenden Ionisationsbrandmelders.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Schaltungsanordnung einen Schwellenwertdetektor und eine von diesem gesteuerte Schalteinrichtung aufweist, welche eingerichtet sind, bei Unterschreitung einer vorgegebenen
Schwelle durch den zwischen den Elektroden fliessenden
Ionenstrom einen Schalter zur Anschaltung weiterer Elektro den und Ionisationskammern an die Schaltungsanordnung zu betätigen und/oder die Bewegung einer verschiebbaren Abschirmung einer radioaktiven Strahlenquelle auszulösen und somit den Ionenstrom zwischen den Elektroden stufenartig zu ändern.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Sättigung bei verschiedenen Rauchkonzentrationen eintritt, wenn die Aktivität der radioaktiven Quelle verschiedene Werte hat. Ein Ionisationsbrandmelder gemäss vorliegender Erfindung wird nun so eingerichtet, dass zunächst bei niedrigen Rauchkonzentrationen in der Ionisationskammer eine Strahlungsquelle niedriger Aktivität wirksam ist. Fällt der Ionenstrom infolge Anwachsens der Rauchkonzentration nun unter eine Schwelle, so wird die Aktivität der Strahlungsquelle automatisch auf einen höheren Wert angehoben.
Dies kann beispielsweise durch Dazuschalten anderer Ionisationskammerteile, durch Umschaltung auf andere Elektroden oder durch Verschieben oder Wegklappen einer Strahlungsabschirmung erfolgen, so dass die im entsprechenden Teil der Ionisationskammer wirksame Aktivität und damit die Ionisation im wirksamen Kammerteil plötzlich vergrössert wird. Auf diese Weise erhält man einen zweiten Messbereich für die Rauchkonzentration, welcher bis zu einem neuen, höheren Schwellenwert brauchbar ist. Der gesamte Messbereich eines solchen Ionisationsbrandmelders gemäss der Erfindung wird also mindestens verdoppelt, wenn nicht vervielfacht, falls mehr als ein Umschaltvorgang vorgesehen ist.
Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Figur 1 zeigt eine Schaltung zur Messung der Ionenstromänderung einer Ionisationskammer.
Figur 2 zeigt eine charakteristische Kurve für die Strom änderung einer solchen Ionisationskammer in Abhängigkeit von der Aktivität der Strahlungsquelle bei einer bestimmten Rauchkonzentration.
Figur 3 zeigt die Schaltung eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
Figur 4 zeigt das Stromspannungsdiagramm eines solchen Ionisationsbrandmelders.
Figur 5 zeigt die Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispieles.
Figur 6 zeigt die Schaltung eines dritten Ausführungsbeispieles.
Figur 7 und 8 zeigen den Aufbau eines erfindungsgemässen Ionisationsbrandmelders im Schnitt und in Seitenansicht.
Gemäss Figur 1 ist eine Ionisationskammer CH mit einer radioaktiven Strahlenquelle q in Serie mit einem Spannungsmessgerät A an eine Spannungsquelle E angeschaltet.
Bei einer bestimmten Rauchkonzentration in der Ionisationskammer CH ändert sich der Ionenstrom mit der Aktivität der Strahlenquelle q etwa gemäss der in Figur 2 dargestellten Kurve. Dabei ändert sich unterhalb eines Wertes von etwa 7 x 107/sec x cm3 der Strom mit der Aktivität relativ stark, oberhalb dieses Granzwertes jedoch nur noch wenig. Dieser Effekt wird nun zur Konstruktion eines Ionisationsbrandmelders mit erweitertem Messbereich verwendet, wie anhand der folgenden Figuren erläutert wird.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung sind zwei äussere Ionisationskammern CH2 und CH'2 vorgesehen. Diese enthalten einen gitterförmigen Zylinder 1 aus isolierendem Material, eine scheibenförmige, ebenfalls gitterförmige Elektrode 3, welche zwischen den scheibenförmigen Elektroden 2 und 4, welche Deckel und Boden des Zylinders 1 bilden, etwa in der Mitte angebracht ist, eine radioaktive Quelle D1 in der Mitte der Bodenelektrode 2 und eine radioaktive Quelle D2 in der Mitte der Gitterelektrode 3, sowie zwei innere Ionisationskammern CH1 und CH'1 mit zwei zylindrischen Elektroden 6 und 7 der gleichen Grösse, wobei die Elektrode 2 jeweils als Gegenelektrode dient.
Die Menge des radioaktiven Materials und damit die Aktivität der Quelle d1 ist so festgelegt, dass die Ionisierung q in der äusseren Ionisationskammer CH2, wo nur radioaktive Strahlen von der Quelle d1 wirksam sind, weniger als 7 x 107/sec.cm3 beträgt. In der Kammer CH'2 sind dabei beide Strahlenquellen d1 und d2 wirksam, so dass die Ionisierung grösser als der genannte Wert ist.
Die Aktivität in der innern Kammer d3 ist kleiner gewählt als die in der benachbarten innern Kammer d4, wobei das Verhältnis zwischen beiden so festgelegt ist, dass die Spannung an der äussern Ionisationskammer CH2 für den Fall, dass die innere Kammer CH1 und die äussere Kammer CH2 in Serie an einer Spannungsquelle E über Umschaltkontakte a2 und a3 eines Relais 8 geschaltet sind, ohne Anwesenheit von Rauch, etwa gleich der Spannung an der äusseren Ionisationskammer CH'2 ist, wenn die innere Kammer CH'1 und die äussere Kammer CH'2 in Serie über die Umschaltkontakte a2 und a3 sowie den Schalter a4 an die Spannungsquelle E angeschaltet sind.
Weiterhin ist die Spannungsquelle E mit einem Feldeffekttransistor FET1 über einen Widerstand R1 verbunden, sowie mit einem Feldeffekttransistor FET2 über die Widerstände R2 und R3 und eine Zener-Diode ZD1 sowie ein dritter Feldeffekttransistor FET3 über die Widerstände R4 und R5 über die Zener-Diode ZD2, weiterhin ein Transistor T1 über ein Relais A mit einem parallelen Verzögerungskondensator C1 und ein Transistor T2 über ein weiteres Relais B mit einem Parallelkondensator C2. Die gemeinsame Elektrode 2 der inneren und äusseren Ionisationskammern ist mit der Gate-Elektrode G des Feldeffekttransistors FET1 verbunden, durch dessen Source Elektrode S die Ausgangsklemmen 8, 9 über die Gate-Elektrode G des Feldeffekttransistors FET2, FET3 und den Umschaltkontakt aS des Relais A angesteuert werden.
Der Verbindungspunkt der Widerstände R2 und R3 ist mit der Basis des Transistors T1 verbunden und der Verbindungspunkt der Widerstände R4 und R5 mit der Basis des Transistors T2. Parallel zum Transistor T1 liegt die Serienschaltung des Schaltkontaktes a des Relais A und b des Relais B. Die Zener-Spannung der Zener-Diode ZD1 ist so gewählt, dass sie der Sättigungsspannung der äusseren Ionisationskammer CH2 möglichst nahe kommt, wenn die innere und äussere Ionisationskammer CH1 und CH2 angeschlossen sind. Die Zener-Spannung der Zener Diode ZD2 ist andererseits so gewählt, dass sie unterhalb der Ausgangsspannung der äusseren Ionisationskammer CH'2 liegt, wenn die Kammern CH1 und CH2 auf die anderen Kammern CH'1 und CH'2 umgeschaltet werden.
Falls nun Rauch in die äussere Ionisationskammer CH2 eindringt, steigt die Gate-Spannung des Feldeffekttransistors
FET1, wodurch ein Anstieg der am Ausgang 8 auftretenden
Source-Spannung eintritt. Diese am Ausgang 8 infolge Zunah me der Rauchdichte in der äusseren Ionisationskammer CH2 auftretende Spannungserhöhung kann mittels eines hoch empfindlichen Voltmeters gemessen werden. Wenn die Gate
Spannung des Feldeffekttransistors FET3 infolge des Anstiegs der Source-Spannung des Feldeffekttransistors FET1 die
Summe der Schwellenspannung des Feldeffekttransistors FET3 und der Zener-Spannung der Zener-Diode ZD2 erreicht, so wird Feldeffekttransistor FET3 leitend, ebenfalls Transistor T2 und Relais B spricht an und schliesst den Kontakt b.
Sobald die Gate-Spannung des Feldeffekttransistors FET2 die Summe der Schwellenspannung des Feldeffekttransistors FET2 und der Zener-Spannung der Zener-Diode ZD1 bei weiterer Erhöhung der Rauchdichte in grösseren Ionisationskammern CH2 erreicht, wird auch Feldeffekttransistor FET2 leitend und ebenso Transistor Tl. In diesem Augenblick wird Relais A betätigt und schliesst den Kontakt al, wodurch es in Selbsthaltung gerät. Weiter werden die Kontakte a2, a3 und aS umgeschaltet und der Kontakt a4 geschlossen, so dass die Ionisationskammern CH'1 und CH'2 anstelle der Kammern CH1 und CH2 an den Stromkreis angeschlossen werden.
Dabei wird nunmehr die Ausgangsspannung der äusseren Ionisationskammer CH'2, in welcher die gleiche Rauchkonzentration herrscht wie in der Kammer CH2, an das Gate G des Feldeffekttransistors FET1 angeschaltet. Die Source-Spannung des Feldeffekttransistors FET1, die sich mit der Gate-Spannung ändert, erscheint nunmehr am Ausgang 9. Die Spannungsänderungen an diesem Ausgang 9, welche durch eine weitere erhöhte Rauchdichte in der äussern Ionisationskammer CH'2 verursacht werden, können nun mittels eines relativ niedrig empfindlichen Volmeters an diesem Ausgang 9 gemessen werden.
Wenn nun die Rauchdichte in den äusseren Ionisationskammern wieder abnimmt, z. B. wenn das Feuer gelöscht wird, sinkt die Gate-Spannung am Feldeffekttransistor FET3 wieder, so dass die Zener-Diode ZD2 und damit auch der Feldeffekttransistor FET3 wiederum gesperrt werden, wodurch das Relais B abfällt und Kontakt b öffnet. Relais A fällt dann ebenfalls ab, und der gesamte Stromkreis kehrt in den gleichen Zustand zurück, bevor Relais A angezogen hat.
In Figur 4 ist die Spannungsverschiebung an der gemeinsamen Elektrode der jeweils angeschlossenen Kammern für beide Schaltstellungen erläutert, und zwar im Vergleich vom Normalzustand, ohne Rauch in den Kammern und bei einer bestimmten Rauchkonzentration. Man erkennt die unterschiedliche Spannungsänderung in den beiden Schaltstellungen.
Figur 5 zeigt das Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles mit zwei innern Ionisationskammern CH1 und CH'I von verschiedener Grösse. Schaltung und Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles sind gleich wie in Figur 3, ausser dass zwei zylindrische Elektroden 7 und 6 verschiedener Grösse konzentrisch auf der Elektrode 2 in einem kleinen Abstand von dieser angeordnet sind, dass die radioaktive Quelle d1 in der äusseren Ionisationskammer CH2 so angeordnet ist, dass sie radioaktive Strahlen einerseits in die Referenzkammern durch die Gitterelektrode 6 hindurch und andererseits in beide äusseren Ionisationskammern durch die Gitterelektrode 3 hindurch aussendet. Dieses Ausführungsbeispiel benötigt daher nur zwei radioaktive Quellen.
Während die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele zwei innere und zwei äussere Ionisationskammern benötigen, ist eine Ausführung der Erfindung auch mit nur einer einzigen innern und äusseren Ionisationskammer möglich, indem die Aktivität der radioaktiven Quelle in beiden Ionisationskammern in Abhängigkeit von der Rauchdichte geändert wird.
Figur 6 zeigt die Schaltung eines solchen Ausführungsbeispieles, bei welchem radioaktive Quellen d5 und ds verschiedener Aktivität im Zentrum einer scheibenförmigen für beide Ionisationskammern gemeinsamen Elektrode 2 vorgesehen ist.
Die innere und äussere Ionisationskammer CH1 und CH2 umfassen ausserdem Zylinder 8 und 9 aus isolierendem Material, welche beide radioaktiven Quellen seitlich umschliessen, um seitliche radioaktive Strahlung abzuschirmen, sowie ein paar eiserner Platten 12 und 13, welche horizontal durch Elektromagnete 10 und 11 bewegt werden können und dabei die oberen und unteren Öffnungen der Zylinder 18 und 19 bedecken, sowie weiterhin eine zylindrische Elektrode 6 am oberen Teil der Elektrode 2 und eine scheibenförmige Elektrode 4 am Boden des Zylinders 1, welcher aus isolierendem Material mit gitterförmigen Öffnungen im unteren Teil ausgeführt ist.
Durch das Ansprechen des Relais A wird durch das Umschalten des Kontaktes a2 einer der Elektromagnete 10 oder 11 betätigt, um die radioaktive Quelle d6 abzuschirmen, während die Rauchdichte in der Kammer gering ist oder die radioaktive Quelle ds, wenn die Rauchdichte so gross wird, dass die Ionisierung in der äusseren Ionisationskammer CH2 etwa 7 x 107/sec.cm3 erreicht, wobei die Ionisierung in der inneren Ionisationskammer CH2 auf den entsprechenden Wert umgeschaltet wird. Die anderen Teile entsprechen denen der in den Figuren 3 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele.
Figur 7 und 8 stellen einen Querschnitt, einen Seiten- und Grundriss der gemeinsamen Elektrode 2 in Figur 6 dar, wobei 14 der Eisenkern des Elektromagneten 10 und 15 ein Kugellager ist, welches die beiden Seiten der Eisenplatten 12 und 13 hält.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 6 sind zwei radioaktive Quellen d5 und d6 in der gemeinsamen Elektrode 2 vorgesehen, sowie eine Einrichtung jeder der radioaktiven Quellen alternativ abzudecken, statt dessen kann auch jede der beiden Quellen im Zentrum und auf der Oberfläche und Unterseite der Elektrode 2 angebracht sein und eine Abschirmplatte geeigneter Form, durch welche Teile beider Quellen abgedeckt werden können.
Es sei bemerkt, dass anstelle der innern Ionisationskammern CH1 bzw. CH'1 auch geeignete andere Widerstandselemente verwendet werden können.
The invention relates to an ionization fire alarm with an air-accessible ionization chamber with at least two
Electrodes and at least one radioactive radiation source and one electrical connected to the electrodes
Circuit arrangement for evaluating changes in the ion current flowing between the electrodes.
The effect of such ionization fire detectors is based on the fact that the ions generated by the radioactive substance in the ionization chamber attach themselves to fire aerosol or smoke particles that have penetrated the ionization chamber and the ions flowing between the electrodes become attached
This reduces ion current. A change in the
The current flowing through the ionization chamber is evaluated by the electrical circuit so that an alarm signal is triggered as soon as the ion current falls below a certain threshold.
However, such known ionization fire alarms show such a dependency of the ion current on the smoke concentration that the change in current is imperceptible below a certain concentration, but quickly reaches a saturation range above another concentration. Such an ionization fire alarm can only be used in a relatively narrow range of smoke concentration between these two values. As long as only one
If you want to display whether the smoke concentration exceeds a certain threshold, this is sufficient. In the
In practice, however, it is often desirable to be able to measure the particle concentration over a larger measuring range.
goal of
Invention is the expansion of the measuring range for the smoke concentration in an ionization fire detector and the
Creation of a universally applicable, reliable and sensitive ionization fire detector.
The invention is characterized in that the
Circuit arrangement has a threshold value detector and a switching device controlled by the latter, which are set up when a predetermined value is not reached
Threshold through the flowing between the electrodes
Ion current to operate a switch for connecting further electrodes and ionization chambers to the circuit arrangement and / or to trigger the movement of a sliding shield of a radioactive radiation source and thus to change the ion current between the electrodes in stages.
The invention is based on the knowledge that saturation occurs at different smoke concentrations when the activity of the radioactive source has different values. An ionization fire alarm according to the present invention is now set up in such a way that a radiation source of low activity is initially effective in the case of low smoke concentrations in the ionization chamber. If the ion current falls below a threshold as a result of the increase in the smoke concentration, the activity of the radiation source is automatically increased to a higher value.
This can be done, for example, by adding other ionization chamber parts, by switching to other electrodes or by moving or folding away a radiation shield, so that the activity effective in the corresponding part of the ionization chamber and thus the ionization in the effective chamber part is suddenly increased. In this way, a second measurement range for the smoke concentration is obtained, which can be used up to a new, higher threshold value. The entire measuring range of such an ionization fire alarm according to the invention is thus at least doubled, if not multiplied, if more than one switching process is provided.
The invention is explained with reference to the figures. FIG. 1 shows a circuit for measuring the change in ion current in an ionization chamber.
FIG. 2 shows a characteristic curve for the change in current in such an ionization chamber as a function of the activity of the radiation source at a certain smoke concentration.
Figure 3 shows the circuit of a first embodiment of the invention.
FIG. 4 shows the current-voltage diagram of such an ionization fire alarm.
Figure 5 shows the circuit of a further embodiment.
Figure 6 shows the circuit of a third embodiment.
FIGS. 7 and 8 show the structure of an ionization fire detector according to the invention in section and in side view.
According to FIG. 1, an ionization chamber CH with a radioactive radiation source q is connected to a voltage source E in series with a voltage measuring device A.
At a certain smoke concentration in the ionization chamber CH, the ion current changes with the activity of the radiation source q, roughly according to the curve shown in FIG. The current changes relatively strongly with the activity below a value of about 7 x 107 / sec x cm3, but only slightly above this limit value. This effect is now used to construct an ionization fire alarm with an extended measuring range, as will be explained with reference to the following figures.
In the circuit diagram of an exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 3, two outer ionization chambers CH2 and CH'2 are provided. These contain a grid-shaped cylinder 1 made of insulating material, a disk-shaped, also grid-shaped electrode 3, which is attached approximately in the middle between the disk-shaped electrodes 2 and 4, which form the top and bottom of the cylinder 1, and a radioactive source D1 in the middle the bottom electrode 2 and a radioactive source D2 in the middle of the grid electrode 3, as well as two inner ionization chambers CH1 and CH'1 with two cylindrical electrodes 6 and 7 of the same size, the electrode 2 each serving as a counter electrode.
The amount of radioactive material and thus the activity of the source d1 is determined so that the ionization q in the outer ionization chamber CH2, where only radioactive rays from the source d1 are effective, is less than 7 x 107 / sec.cm3. Both radiation sources d1 and d2 are effective in the chamber CH'2, so that the ionization is greater than the stated value.
The activity in the inner chamber d3 is selected to be smaller than that in the adjacent inner chamber d4, the ratio between the two being determined so that the voltage at the outer ionization chamber CH2 in the event that the inner chamber CH1 and the outer chamber CH2 are connected in series to a voltage source E via changeover contacts a2 and a3 of a relay 8, without the presence of smoke, is approximately equal to the voltage at the outer ionization chamber CH'2 when the inner chamber CH'1 and the outer chamber CH'2 in Series are connected to the voltage source E via the changeover contacts a2 and a3 and the switch a4.
Furthermore, the voltage source E is connected to a field effect transistor FET1 via a resistor R1, as well as to a field effect transistor FET2 via the resistors R2 and R3 and a Zener diode ZD1 and a third field effect transistor FET3 via the resistors R4 and R5 via the Zener diode ZD2, Furthermore, a transistor T1 via a relay A with a parallel delay capacitor C1 and a transistor T2 via a further relay B with a parallel capacitor C2. The common electrode 2 of the inner and outer ionization chambers is connected to the gate electrode G of the field effect transistor FET1, through whose source electrode S the output terminals 8, 9 are controlled via the gate electrode G of the field effect transistor FET2, FET3 and the changeover contact aS of the relay A. will.
The connection point of resistors R2 and R3 is connected to the base of transistor T1 and the connection point of resistors R4 and R5 is connected to the base of transistor T2. Parallel to transistor T1 is the series connection of switching contact a of relay A and b of relay B. The Zener voltage of the Zener diode ZD1 is selected so that it comes as close as possible to the saturation voltage of the outer ionization chamber CH2 when the inner and outer ionization chambers CH1 and CH2 are connected. On the other hand, the Zener voltage of the Zener diode ZD2 is selected so that it is below the output voltage of the outer ionization chamber CH'2 when the chambers CH1 and CH2 are switched to the other chambers CH'1 and CH'2.
If smoke now penetrates the outer ionization chamber CH2, the gate voltage of the field effect transistor increases
FET1, causing an increase in output 8 that occurs
Source voltage occurs. This increase in voltage occurring at output 8 as a result of the increase in smoke density in the outer ionization chamber CH2 can be measured using a highly sensitive voltmeter. When the gate
Voltage of the field effect transistor FET3 due to the increase in the source voltage of the field effect transistor FET1 the
If the sum of the threshold voltage of the field effect transistor FET3 and the Zener voltage of the Zener diode ZD2 is reached, the field effect transistor FET3 becomes conductive, transistor T2 and relay B also respond and make contact b.
As soon as the gate voltage of the field effect transistor FET2 reaches the sum of the threshold voltage of the field effect transistor FET2 and the Zener voltage of the Zener diode ZD1 with a further increase in smoke density in larger ionization chambers CH2, the field effect transistor FET2 also becomes conductive and so does transistor Tl Relay A actuates and closes contact al, causing it to lock. Furthermore, the contacts a2, a3 and aS are switched and the contact a4 is closed, so that the ionization chambers CH'1 and CH'2 are connected to the circuit instead of the chambers CH1 and CH2.
The output voltage of the outer ionization chamber CH'2, in which the same smoke concentration prevails as in the chamber CH2, is now connected to the gate G of the field effect transistor FET1. The source voltage of the field effect transistor FET1, which changes with the gate voltage, now appears at the output 9. The voltage changes at this output 9, which are caused by a further increased smoke density in the outer ionization chamber CH'2, can now be done by means of a relatively low sensitive volmeters can be measured at this output 9.
If the smoke density in the outer ionization chambers decreases again, e.g. B. when the fire is extinguished, the gate voltage at the field effect transistor FET3 drops again, so that the Zener diode ZD2 and thus also the field effect transistor FET3 are again blocked, whereby the relay B drops out and contact b opens. Relay A then drops out as well and the entire circuit returns to the same state before relay A picked up.
In FIG. 4, the voltage shift at the common electrode of the chambers connected in each case is explained for both switching positions, specifically in comparison with the normal state, with no smoke in the chambers and with a certain smoke concentration. You can see the different voltage changes in the two switch positions.
FIG. 5 shows the circuit diagram of a further exemplary embodiment with two inner ionization chambers CH1 and CH'I of different sizes. The circuit and mode of operation of this exemplary embodiment are the same as in FIG. 3, except that two cylindrical electrodes 7 and 6 of different sizes are arranged concentrically on the electrode 2 at a small distance therefrom that the radioactive source d1 is arranged in the outer ionization chamber CH2 that it emits radioactive rays on the one hand into the reference chambers through the grid electrode 6 and on the other hand into both outer ionization chambers through the grid electrode 3. This embodiment therefore only requires two radioactive sources.
While the embodiments described so far require two inner and two outer ionization chambers, an embodiment of the invention is also possible with only a single inner and outer ionization chamber by changing the activity of the radioactive source in both ionization chambers depending on the smoke density.
FIG. 6 shows the circuit of such an exemplary embodiment in which radioactive sources d5 and ds of different activity are provided in the center of a disk-shaped electrode 2 common to both ionization chambers.
The inner and outer ionization chambers CH1 and CH2 also include cylinders 8 and 9 made of insulating material, which laterally enclose both radioactive sources to shield lateral radioactive radiation, as well as a pair of iron plates 12 and 13, which can be moved horizontally by electromagnets 10 and 11 and thereby covering the upper and lower openings of the cylinders 18 and 19, as well as a cylindrical electrode 6 at the upper part of the electrode 2 and a disk-shaped electrode 4 at the bottom of the cylinder 1, which is made of insulating material with grid-shaped openings in the lower part.
When relay A responds, one of the electromagnets 10 or 11 is actuated by switching over the contact a2 in order to shield the radioactive source d6 while the smoke density in the chamber is low or the radioactive source ds when the smoke density is so high that the ionization in the outer ionization chamber CH2 reaches about 7 x 107 / sec.cm3, the ionization in the inner ionization chamber CH2 being switched to the corresponding value. The other parts correspond to those of the exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 5.
7 and 8 show a cross-section, a side and a plan view of the common electrode 2 in FIG. 6, wherein 14 is the iron core of the electromagnet 10 and 15 is a ball bearing which holds the two sides of the iron plates 12 and 13.
In the exemplary embodiment according to FIG. 6, two radioactive sources d5 and d6 are provided in the common electrode 2, as well as a device to alternatively cover each of the radioactive sources; instead, each of the two sources can also be attached in the center and on the surface and underside of the electrode 2 and a shielding plate of suitable shape by which parts of both sources can be covered.
It should be noted that instead of the inner ionization chambers CH1 or CH'1, other suitable resistance elements can also be used.