CH580310A5 - Smoke detector circuit using light source - has associated photoelectric element together with ionisation chamber electrodes - Google Patents

Smoke detector circuit using light source - has associated photoelectric element together with ionisation chamber electrodes

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CH580310A5
CH580310A5 CH1496374A CH1496374A CH580310A5 CH 580310 A5 CH580310 A5 CH 580310A5 CH 1496374 A CH1496374 A CH 1496374A CH 1496374 A CH1496374 A CH 1496374A CH 580310 A5 CH580310 A5 CH 580310A5
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Abstract

The smoke detector circuit uses a light source and an associated photo detector which is positioned at either side of a smoke chamber. Two or more electrodes are positioned in an ionisation chamber for detecting the smoke particles, the ionisation chamber being formed by placing a radioactive source within the smoke chamber. The electrodes are connected to a dc current source and provide output signals for an evaluating circuit, which can provide an alarm signal when the current between the electrodes reaches a given value, or when the output signal from the photodetector exceeds a given value.

Description

  

  
 



   Das Hauptpatent betrifft einen Rauchmelder mit einer Lichtquelle und einem von deren Strahlung in Abhängigkeit von der Rauchdichte beaufschlagten photoelektrischen Element, mit mehreren am Strahlengang angeordneten, an zeitlich veränderlicher Spannung liegenden, und somit die geladenen Rauchteilchen zeitlich schwankend anziehenden und im Strahlungsweg Rauchdichteschwankungen verursachenden Elektroden, und einer Einrichtung zur Auswertung der durch die Rauchdichteschwankungen verursachten und von der photoelektrischen Einrichtung aufgenommenen Strahlungsschwankungen.



   Die beiden   meistgebrauchten    Typen von Brand-Detektoren sind gegenwärtig der Ionisationsbrandmelder und der optische Rauchmelder. Die beiden Typen unterscheiden sich in ihrer   Charakteristik:    Der Ionisationstyp ist gegenüber Bränden mit offener Flamme empfindlicher, hat jedoch eine geringere Sensitivität als der optische Melder gegenüber Rauch ohne Flammenbildung. Wie schon im Hauptpatent erläutert, sind zwei Arten von optischen Rauchmeldern bekannt. Der bekannte Streulicht-Rauchmelder besitzt eine gute Sensitivität für weissen Rauch, zeigt aber schwarzen Rauch nicht sicher an, weil das Licht bei schwarzem Rauch absorbiert statt gesteuert wird. Aus diesem Grunde entstand der bekannte Druchlicht Rauchmelder.

  Seine Rauchkammer besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle L, einer Linse   O,,    welche das Licht der Quelle L in ein Bündel paralleler Lichtstrahlen verwandelt, das den eigentlichen Prüfraum durchsetzt. Das Bündel wird von einer zweiten Linse    2    auf ein photoelektrisches Element Ph gelenkt, welches bei Lichteinfall mit wachsender Intensität des Lichtes eine wachsende Spannung abgibt, welche verstärkt wird. Die entsprechende elektrische Schaltung ist so abgeglichen, dass bei voller Lichtintensität, d. h. wenn kein Rauch in der Kammer ist, vom photoelektrischen Element fast kein Strom abgegeben wird.



   Wenn nun Rauch in den Prüfraum gelangt, so wird die Intensität des den Prüfraum durchsetzenden Lichtes verringert und damit auch die Bestrahlung des photoelektrischen Elementes. Damit wird das bei Abwesenheit von Rauch herrschende Spannungsgleichgewicht gestört. Es entsteht ein Spannungssignal, welches verstärkt wird. Wenn das verstärkte Spannungssignal eine bestimmte Grenze, die Schwellenspannung, überschreitet, wird ein Thyristor leitend, und es erfolgt ein Alarm. Vorbekannte Durchlicht-Rauchmelder hatten den grossen Nachteil, dass eine geringe Verschmutzung in der Optik genau die gleiche Wirkung zeitigte wie eine Schwächung des Lichtes in der Prüfkammer. Die verlangte hohe Sensivität hat zur Folge, dass schon ein wenig Staub, der ohnehin Zutritt zur Rauchkammer hat, zu Fehlalarmen führen musste.



   Dieser Nachteil wurde zwar durch die Erfindung gemäss dem Hauptpatent beseitigt, indem, zumindest bei einem Ausführungs-Beispiel, ein radioaktives Präparat in der Rauchkammer vorgesehen ist, welches die Rauchpartikel elektrisch auflädt, und durch Anbringen von Elektroden längs des Lichtweges, an welche eine Spannung gelegt wird, die periodisch den Rauch vom Lichtweg entfernt. Damit ändert sich in der Rauchkammer die Rauchdichte und die Lichtextinktion periodisch und das photoelektrische Element gibt Spannungsimpulse ab, welche zur Alarmgabe ausgewertet werden.



   Ein solcher neuartiger Durchlicht-Rauchmelder ist zwar vorzüglich geeignet, raucherzeugende Brände nachzuweisen, er ist jedoch zu unempfindlich gegenüber rauchlosen Bränden. Es war daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Durchlicht-Rauchmelder so weiterzubilden, dass er auch rauchlose Brände sicher und frühzeitig erkennt.



     DieErfindunglöst      dieseAufgabe    dadurch, dass dieElektroden zusätzlich an eine Gleichspannung angeschlossen sind, und dass die Auswerteeinrichtung sowohl ein Alarmsignal auszulösen vermag, wenn der Gleichstrom zwischen den Elektroden um einen bestimmten Wert abnimmt, als auch, wenn die vom photoelektrischen Element festgestellten Strahlungsschwankungen einen bestimmten Wert übersteigen.



   Damit entsteht ein Rauch-Detektor mit akzeptierbar kleinen Abmessungen. Er vereinigt in sich die Vorteile des Ionisations- und des optischen Brandmelders; insbesondere sei die hohe Sensitivität sowohl beiRauchentwicklung als auch bei rauchlosen Bränden erwähnt.



   In Fig. 1 ist eine Schaltung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung dargestellt.



   In Fig. 2(a)-(i) sind verschiedene Mess-Grössen der Schaltung nach Fig. 1 in Abhängigkeit von der Zeit t graphisch dargestellt.



   Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung enthält einen Oszillationsteil OS der aus den Widerständen   ....    .   R3,    dem Kondensator C1 und dem Unijunction-Transistor UJT besteht und angeschlossen ist an die Leitungen   1o    und   li.    An die eine Basis des Unijunction-Transistors UJT ist ein Multivibrator MV, mit den Widerständen   Ru ..    . Rg, die Kondensatoren C2 und C3 und den Transistoren T2 und T3 über einen Widerstand R4 und den Transistor   T2    angeschlossen. An den Multivibrator schliesst ein Hochspannungsteil HT an, mit den Widerständen   .....    . R13, einer Kapazität C4, einem Transformator Tf mit den Wicklungen   N1    . . . N3 und dem Halbleiter-Gleichrichter D1.

  Der Hochspannungsteil wird vom Multivibrator über den Widerstand   Rjo    und den Transistor T4 erregt. Der Hochspannungsteil wirkt auf den Detektorteil SD ein. Dieser besteht aus der äusseren, luftzugänglichen Ionisationskammer   CHo    mit den Elektroden El1 und El2 und zusätzlich aus einer inneren Ionisationskammer   CH1,    zu der der Rauch keinen oder einen erschwerten Zutritt hat, oder welche rauchunempfindlicher ist.



  Die Elektroden beider Kammern und ein Gleichrichter D2 sind in   Serie    geschaltet und liegen mit den Leitungen 1o und   Ii    an der Spannungsquelle E im Empfängerteil   Re.    Jede der Kammern ist mit radioaktivem Material   Ai    bzw. A2 ausgerüstet. Anstelle des radioaktiven Materials kann in den   Ionisationskammem    ein anderes bekanntes ionisierendes Mittel eingesetzt sein.



   Zur Auswertung der   lonenstromänderungen    dient ein Feldeffekttransistor FET, dessen Drain an der Leitung   11    und dessen Source über den Widerstand R15 an der Leitung lo liegt.



  Die Gate-Elektrode des Transistors FET ist über den Widerstand R14 mit dem Verbindungspunkt P der inneren und äusseren Ionisationskammer verbunden. Parallel zur Gate Source-Strecke des FET ist eine Neonlampe NE2 angebracht.



   Der Hochspannungsteil HT gibt dem Sensorteil SD über den Gleichrichter D1 und die Neonlampe NE1 am Verbindungspunkt P Spannungsimpulse.



   Der Ausgang des photoelektrischen Elementes Ph ist mit dem Verstärkerteil AmC verbunden, bestehend aus den Widerständen   .....    . R23, dem Kondensator   C5    und dem Verstärker Am. Die Kapazität   C5    hält vom Verstärker Am die Gleichspannung fern. Der Ausgang des Verstärkers Am geht über das aus Kondensator C6 und Widerstand R24 bestehendes RC-Glied und über Widerstand   R25,    Zenerdiode ZD1 zur Steuerelektrode des Thyristors SCR, die andererseits über den Widerstand R17 mit Leitung lo verbunden ist.

 

   Die äussere Ionisationskammer   CH0    enthält neben den bereits erwähnten Elektroden   Elj    und El2 ein optisches System.



  Dieses umfasst eine Lichtquelle L, welche von   11,    bzw.   b    her gespeist wird. Die Lichtquelle L kann z. B. eine lichtemittierende Diode sein. Das Licht von L wird, wie bereits erwähnt, von einer Linse Oi gebündelt und durchstrahlt die eigentliche Prüfstrecke, worauf es zur Linse   O2    gelangt, welche das Licht auf das photoelektrische Element Ph, beispielsweise eine Solarzelle, fokussiert. Unter  Licht  ist dabei sichtbare, inforarote oder UV-Strahlung zu verstehen.



   Von der Source S des FET besteht über Widerstand R16, die Zenerdiode ZD2 und die Halbleiterdiode D3 eine weitere   Verbindung zur Streuelektrode des Thyristors SCR. Der Thyristor SCR liegt in Serie mit dem Relais N im Empfängerteil Re über Anschlussleitung 12 an der Spannungsquelle E. Weiter ist vom Emitter des Transistors T3 eine Verbindung zur Basis des Transistors   T5    geführt, und dessen Kollektor-Emitter Strecke zwischen Leitung 10 und dem Verbindungspunkt vom Widerstand R16 und der Zenerdiode ZD2 geschaltet.



   Die Funktionsweise der Schaltung lässt sich wie folgt beschreiben: Die Schaltung ist so abgeglichen, dass im rauchfreien Zustand der FET nicht leitet. Wenn kein Rauch in der Rauchkammer ist, so fällt ein gleichmässiger Lichtstrom auf das photoelektrische Element Ph, welches eine kleine Gleichspannung erzeugt. Diese Spannung kann aber nicht über den Kondensator   C5    auf den Eingang des Verstärkers Am gelangen.



  Der Verstärker gibt daher im normalen Betrieb nur ein so kleines Ausgangssignal, dass die Zenerdiode ZD1 und der Thyristor SCR nicht ansprechen.



   Anders verhält sich die Schaltung, wenn Rauch in die äussere Ionisationskammer gelangt. Rauch ist an sich schon ein wenig ionisiert. Die Bestrahlung durch die radioaktive Quelle A2 sorgt für zusätzliche radioaktive Teilchen, welche von den Rauchteilchen eingefangen werden. Die Rauchteilchen sind damit Ladungsträger geworden und bewegen sich im Feld der Elektroden   Ell    und El2, womit ein schwacher Strom fliesst. Das Potential des Punktes P ändert sich. Bei einer vorgegebenen Stromabnahme wird der FET leitend und zündet - sofern die Spannung ausreicht, um die Sperrspannung der Zenerdiode ZD2 zu überwinden - den Thyristor SCR.



   Dazu kommt nun noch, dass der Transformator periodisch Spannungsimpulse auf die Elektrode Ell und El2 gibt. Diese entfernen periodisch die geladenen Rauchteilchen aus dem Lichtweg, womit das Element Ph periodisch einen erhöhten Lichtstrom erhält, wenn Rauch in der Kammer   CH0    ist.



  Dementsprechend ändert sich der vom Element P abgegebene Strom impulsweise und die Impulse durchfliessen den Kondensator   C5.    Der Verstärker Am vergrössert die erhaltenen Spannungs-, bzw. Stromimpulse. Übersteigen die Impulse einen vorgegebenen Schwellenwert, so übersteigt das Verstärkeraussignal die Sperrspannung der Zenerdiode ZD, und der Thyristor SCR wird ebenfalls leitend. Damit wird das Relais N ebenfalls betätigt und ein Alarm ausgelöst. Beide Melderteile sind also in einer  Oder -Schaltung miteinander verbunden.



   Fig. 2 gibt in der Form von graphischen Darstellungen einen detaillierten Einblick in die Funktionsweise des Melders. In der Fig. 2(a) . . . 2(e) stellt die Abszissenachse die Zeit t dar. Die Ordinatenachse repräsentiert verschiedene Grössen.



   Der Oszillatorteil erzeugt nach Fig. 2(a) periodisch einen Spannungspuls konstanter Grösse und triggert den Multivibrator MV über den Widerstand R4 und den Transistor T1. Der Multivibrator formt daraus bei jeder Triggerung einen Spannungspuls der Dauert2, wie in Fig. 2(b) dargestellt. Die Zeitdauer t2 wird im wesentlichen von der Zeitkonstanten C2 R6 her bestimmt. Der Spannungspuls des Multivibrators MV gelangt zum Eingang des Hochspannungsteils HT. Dieser verstärkt die Spannungspulse entsprechend Fig. 2(c) zu solchen mit dem Scheitelwert V1, welche von der Diode D, gleichgerichtet und über die Neonlampe   NE1    an die Elektroden   El1    und El2 der äusseren Kammer   CHo    gelegt werden.

  In Fig. 2(d) ist angenommen, dass nach mehr als zwei Takten der   Dauert1    Rauch in die Kammer   CHo    eindringt, wodurch die Rauchdichte D1 von null an ungefähr linear anwächst. Dementsprechend wächst der Lichtdämpfungsfaktor DL, wie Fig. 2(e) zeigt, ebenfalls ungefähr linear an. Fig. 2(f) stellt die EMK, welche das photoelektrische Element Ph, bzw. die Solarzelle abgibt, graphisch dar. Sobald das Licht infolge des Rauches geschwächt wird, fällt die Spannung vom anfänglichen Wert V2 ab.



   Immer dann, wenn der Multivibrator MV getriggert wird, werden die Rauchteilchen für die Zeitdauer t2 von den Elektroden   El,    und El2 aus dem Lichtweg entfernt. Deshalb steigt die Spannung am photoelektrischen Element Ph, bzw. an der Solarzelle jeweils wieder gegen den früheren Wert V2 an, was in der Fig. 2(f) zum Ausdruck kommt. Der Kondensator   C5    lässt von der Spannung nur die Pulse durch, wie Fig. 2(g) veranschaulicht. Bei Überschreiten der Schwellenspannung   VZD2    der Zenerdiode ZD2, Fig. 2(h), spricht der Thyristor SCR an, was Fig. 2(i) andeutet.



   Der Detektor kann zusätzlich auch zur Analogmessung der Rauchdichte verwendet werden. Wie in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet, kann dazu die Source-Spannung des FET hinter dem Widerstand R16 abgenommen und über einen zusätzlichen Anschluss a zur Zentrale gegeben werden. Andererseits kann die Ausgangsspannung C6 über die Diode D4 zu einem weiteren Anschluss b geführt sein, wobei R24 als Ableiterwiderstand und   C7    als Glättungskondensator dient.



   In einer anderen Ausführung des Rauchmelders kann die innere Ionisationskammer   CH <     auch durch einen Widerstand mit gleichem Ohmwert wie die Kammer   CH >     ersetzt werden.

 

   Der erfindungsgemässe Rauchmelder vermeidet somit die Nachteile vorbekannter Durchlicht-Rauchmelder, bei welchen eine Lichtabnahme infolge Verschmutzung häufig zu Fehlalarmen führte, die auf gewisse Brandtypen nur schlecht ansprechen und welche für die praktische Anwendung zu grosse Abmessungen aufweisen. Demgegenüber besitzt der Rauchmelder gemäss der vorliegenden Erfindung annehmbar kleine Abmessungen. Die Rauchkammer   CHo    vereinigt in sich die Vorzüge des Ionisations- und des optischen Rauchmelders; insbesondere bleibt die Empfindlichkeit des bekannten Durchlicht-Rauchmelders für absorbierenden Rauch bei der Erfindung auch bei Verschmutzung in vollem Umfang erhalten. Der vorliegende Rauchmelder hat daher eine gute Sensitivität sowohl für Brände mit offener Flamme, wie auch für eine Schwellbrände, mit Rauchentwicklung durch überhitzte Substanzen. 



  
 



   The main patent relates to a smoke detector with a light source and a photoelectric element acted upon by its radiation as a function of the smoke density, with several electrodes arranged on the beam path with a voltage that varies over time and thus the charged smoke particles attracting the charged smoke particles with time fluctuations and causing smoke density fluctuations in the radiation path, and a device for evaluating the radiation fluctuations caused by the smoke density fluctuations and recorded by the photoelectric device.



   The two most widely used types of fire detectors are currently the ionization fire detector and the optical smoke detector. The two types differ in their characteristics: The ionization type is more sensitive to fires with an open flame, but is less sensitive than the optical detector to smoke without flame formation. As already explained in the main patent, two types of optical smoke alarms are known. The well-known scattered light smoke detector has good sensitivity for white smoke, but does not reliably indicate black smoke because the light in black smoke is absorbed instead of controlled. For this reason the well-known Druchlicht smoke detector was created.

  Its smoke chamber consists essentially of a light source L, a lens O ,, which converts the light from the source L into a bundle of parallel light rays that penetrate the actual test room. The bundle is directed by a second lens 2 onto a photoelectric element Ph which, when incident light, emits an increasing voltage with increasing intensity of the light, which voltage is amplified. The corresponding electrical circuit is adjusted so that at full light intensity, i.e. H. when there is no smoke in the chamber, almost no current is emitted from the photoelectric element.



   If smoke now gets into the test room, the intensity of the light penetrating the test room is reduced and thus the irradiation of the photoelectric element is also reduced. This disrupts the voltage equilibrium that prevails in the absence of smoke. A voltage signal is generated which is amplified. If the amplified voltage signal exceeds a certain limit, the threshold voltage, a thyristor becomes conductive and an alarm is given. Previously known transmitted-light smoke detectors had the major disadvantage that a small amount of soiling in the optics had exactly the same effect as a weakening of the light in the test chamber. The required high sensitivity means that even a little dust, which has access to the smoke chamber anyway, had to lead to false alarms.



   This disadvantage was eliminated by the invention according to the main patent, in that, at least in one embodiment, a radioactive preparation is provided in the smoke chamber, which electrically charges the smoke particles, and by attaching electrodes along the light path to which a voltage is applied which periodically removes the smoke from the light path. The smoke density and the light extinction change periodically in the smoke chamber and the photoelectric element emits voltage impulses which are evaluated to give an alarm.



   Such a new type of transmitted light smoke alarm is ideally suited to detect smoke-generating fires, but it is too insensitive to smokeless fires. It was therefore the aim of the present invention to develop this transmitted light smoke alarm in such a way that it also detects smokeless fires reliably and at an early stage.



     The invention solves this problem in that the electrodes are additionally connected to a direct voltage, and in that the evaluation device is able to trigger an alarm signal when the direct current between the electrodes decreases by a certain value and when the radiation fluctuations determined by the photoelectric element exceed a certain value.



   This creates a smoke detector with acceptably small dimensions. It combines the advantages of ionization and optical fire detectors; In particular, the high sensitivity for both smoke development and smokeless fires should be mentioned.



   In Fig. 1 a circuit of an embodiment of the invention is shown.



   In Fig. 2 (a) - (i) different measurement variables of the circuit according to Fig. 1 are graphically shown as a function of the time t.



   The circuit shown in Fig. 1 contains an oscillation part OS of the resistors ..... R3, the capacitor C1 and the unijunction transistor UJT and is connected to the lines 1o and li. At one base of the unijunction transistor UJT is a multivibrator MV, with the resistors Ru ... Rg, capacitors C2 and C3 and transistors T2 and T3 are connected through a resistor R4 and transistor T2. A high-voltage part HT is connected to the multivibrator, with the resistors ...... R13, a capacitance C4, a transformer Tf with the windings N1. . . N3 and the semiconductor rectifier D1.

  The high-voltage part is excited by the multivibrator via resistor Rjo and transistor T4. The high voltage part acts on the detector part SD. This consists of the outer, air-accessible ionization chamber CHo with the electrodes El1 and El2 and an additional inner ionization chamber CH1, to which the smoke has no or difficult access, or which is less sensitive to smoke.



  The electrodes of both chambers and a rectifier D2 are connected in series and are connected with the lines 1o and Ii to the voltage source E in the receiver part Re. Each of the chambers is equipped with radioactive material Ai or A2. Instead of the radioactive material, another known ionizing agent can be used in the ionization chambers.



   A field effect transistor FET is used to evaluate the ion current changes, the drain of which is connected to the line 11 and the source of which is connected to the line lo via the resistor R15.



  The gate electrode of the transistor FET is connected to the connection point P of the inner and outer ionization chambers via the resistor R14. A neon lamp NE2 is attached parallel to the gate source path of the FET.



   The high-voltage part HT gives the sensor part SD via the rectifier D1 and the neon lamp NE1 at the connection point P voltage pulses.



   The output of the photoelectric element Ph is connected to the amplifier part AmC, consisting of the resistors ...... R23, capacitor C5 and amplifier Am. The capacitance C5 keeps the DC voltage away from the amplifier Am. The output of the amplifier Am goes via the RC element consisting of capacitor C6 and resistor R24 and via resistor R25, Zener diode ZD1 to the control electrode of the thyristor SCR, which on the other hand is connected to line lo via resistor R17.

 

   The outer ionization chamber CH0 contains, in addition to the electrodes Elj and El2 already mentioned, an optical system.



  This includes a light source L, which is fed from 11 or b. The light source L can, for. B. be a light emitting diode. As already mentioned, the light from L is bundled by a lens Oi and shines through the actual test section, whereupon it arrives at lens O2, which focuses the light on the photoelectric element Ph, for example a solar cell. In this context, light is to be understood as meaning visible, infrared or UV radiation.



   From the source S of the FET there is a further connection to the stray electrode of the thyristor SCR via resistor R16, the Zener diode ZD2 and the semiconductor diode D3. The thyristor SCR is in series with the relay N in the receiver part Re via connection line 12 to the voltage source E. Furthermore, a connection is made from the emitter of the transistor T3 to the base of the transistor T5, and its collector-emitter path between line 10 and the connection point from Resistor R16 and the Zener diode ZD2 switched.



   The way the circuit works can be described as follows: The circuit is calibrated so that the FET does not conduct in the smoke-free state. If there is no smoke in the smoke chamber, a uniform luminous flux falls on the photoelectric element Ph, which generates a small direct voltage. However, this voltage cannot reach the input of the amplifier Am via the capacitor C5.



  During normal operation, the amplifier therefore only gives such a small output signal that the Zener diode ZD1 and the thyristor SCR do not respond.



   The circuit behaves differently if smoke gets into the outer ionization chamber. Smoke is already a little ionized in itself. The irradiation from the radioactive source A2 provides additional radioactive particles which are captured by the smoke particles. The smoke particles have become charge carriers and move in the field of the electrodes Ell and El2, with which a weak current flows. The potential of the point P changes. At a predetermined current decrease, the FET becomes conductive and - if the voltage is sufficient to overcome the reverse voltage of the Zener diode ZD2 - ignites the thyristor SCR.



   In addition, the transformer periodically sends voltage pulses to the electrodes E1 and E1. These periodically remove the charged smoke particles from the light path, so that the element Ph periodically receives an increased luminous flux when there is smoke in the chamber CH0.



  Accordingly, the current delivered by the element P changes in pulses and the pulses flow through the capacitor C5. The amplifier Am increases the voltage or current pulses received. If the pulses exceed a predetermined threshold value, the amplifier output signal exceeds the reverse voltage of the Zener diode ZD, and the thyristor SCR also becomes conductive. This also activates relay N and triggers an alarm. Both detector parts are therefore connected to one another in an OR circuit.



   Fig. 2 gives a detailed insight into the functioning of the detector in the form of graphical representations. In Fig. 2 (a). . . 2 (e), the axis of abscissa represents time t. The axis of ordinate represents different quantities.



   According to FIG. 2 (a), the oscillator part periodically generates a voltage pulse of constant magnitude and triggers the multivibrator MV via the resistor R4 and the transistor T1. The multivibrator uses this to form a voltage pulse of duration 2 with each triggering, as shown in FIG. 2 (b). The duration t2 is essentially determined by the time constant C2 R6. The voltage pulse of the multivibrator MV reaches the input of the high voltage part HT. This amplifies the voltage pulses according to FIG. 2 (c) to those with the peak value V1, which are rectified by the diode D, and applied to the electrodes El1 and El2 of the outer chamber CHo via the neon lamp NE1.

  In Fig. 2 (d) it is assumed that after more than two cycles the Dauert1 smoke penetrates into the chamber CHo, as a result of which the smoke density D1 increases approximately linearly from zero. Accordingly, as shown in FIG. 2 (e), the light attenuation factor DL also increases approximately linearly. FIG. 2 (f) graphically shows the EMF which the photoelectric element Ph or the solar cell emits. As soon as the light is weakened as a result of the smoke, the voltage drops from the initial value V2.



   Whenever the multivibrator MV is triggered, the smoke particles are removed from the light path by the electrodes E1 and E1 for the time period t2. The voltage on the photoelectric element Ph or on the solar cell therefore rises again towards the previous value V2, which is expressed in FIG. 2 (f). The capacitor C5 only lets through the pulses of the voltage, as FIG. 2 (g) illustrates. When the threshold voltage VZD2 of the Zener diode ZD2, FIG. 2 (h), is exceeded, the thyristor SCR responds, which FIG. 2 (i) indicates.



   The detector can also be used for analog measurement of smoke density. As shown in dashed lines in FIG. 1, the source voltage of the FET can be taken from behind the resistor R16 and sent to the control center via an additional connection a. On the other hand, the output voltage C6 can be led via the diode D4 to a further connection b, with R24 serving as a discharge resistor and C7 as a smoothing capacitor.



   In another version of the smoke detector, the inner ionization chamber CH <can also be replaced by a resistor with the same ohmic value as the chamber CH>.

 

   The smoke alarm according to the invention thus avoids the disadvantages of previously known transmitted-light smoke alarms, in which a decrease in light due to pollution often led to false alarms which respond poorly to certain types of fire and which are too large for practical use. In contrast, the smoke alarm according to the present invention has acceptably small dimensions. The smoke chamber CHo combines the advantages of ionization and optical smoke alarms; In particular, the sensitivity of the known transmitted light smoke alarm for absorbing smoke is fully retained in the invention even when it is dirty. The present smoke detector therefore has good sensitivity both for fires with an open flame and for swell fires with smoke development due to overheated substances.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Rauchmelder nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden zusätzlich an eine Gleichspannung angeschlossen sind, und dass die Auswerteeinrichtung sowohl ein Alarmsignal auszulösen vermag, wenn der Gleichstrom zwischen den Elektroden um einen bestimmten Wert abnimmt, als auch, wenn die vom photoelektrischen Element festgestellten Strahlungsschwankungen einen bestimmten Wert übersteigen. Smoke detector according to the patent claim of the main patent, characterized in that the electrodes are also connected to a direct voltage, and that the evaluation device is able to trigger an alarm signal when the direct current between the electrodes decreases by a certain value, and when the from the photoelectric element detected radiation fluctuations exceed a certain value. UNTERANSPRÜCHE 1. Rauchmelder gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden in Serie mit einem Widerstandselement an Gleichspannung führende Leiter angeschlossen sind. SUBCLAIMS 1. Smoke detector according to claim, characterized in that the electrodes are connected in series with a resistance element to conductors carrying direct voltage. 2. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement als geschlossene bzw. 2. Smoke detector according to dependent claim 1, characterized in that the resistance element as a closed or rauchunempfindliche Ionisationskammer ausgebildet ist. smoke-insensitive ionization chamber is formed. 3. Rauchmelder gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur elektrischen Ladung der Rauchteilchen ein radioaktives Präparat enthalten. 3. Smoke detector according to claim, characterized in that the means for electrically charging the smoke particles contain a radioactive preparation. 4. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungspunkt einer der Elektroden mit dem Widerstandselement mit der Gate-Elektrode eines Feldeffekttransistors verbunden ist. 4. Smoke detector according to dependent claim 1, characterized in that the connection point of one of the electrodes with the resistance element is connected to the gate electrode of a field effect transistor. 5. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der photoelektrischen Einrichtung und eine weitere Elektrode des Feldeffekttransistors in Form einer ODER-Schaltung mit dem Eingang eines gemeinsamen Schaltelementes verbunden sind. 5. Smoke detector according to dependent claim 4, characterized in that the output of the photoelectric device and a further electrode of the field effect transistor are connected in the form of an OR circuit to the input of a common switching element. 6. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass beide Zweige der ODER-Schaltung je eine Zenerdiode als Schwellenschalter enthalten. 6. Smoke detector according to dependent claim 5, characterized in that both branches of the OR circuit each have one Zener diode included as a threshold switch. 7. Rauchmelder gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Oszillatorteil, welcher periodisch einen Spannungsimpuls erzeugt, zur Triggerung eines Multivibrators vorgesehen ist. 7. Smoke detector according to claim, characterized in that an oscillator part, which periodically generates a voltage pulse, is provided for triggering a multivibrator. 8. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine bestimmte Spannungsimpulsfolge abgebender Multivibrator vorgesehen ist. 8. Smoke alarm according to dependent claim 7, characterized in that a multivibrator which emits a certain voltage pulse sequence is provided. 9. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Umsetzung der Spannungsimpulsfolge in eine Folge von Hochspannungsimpulsen. 9. Smoke detector according to dependent claim 8, characterized by a device for converting the voltage pulse train into a train of high voltage pulses. 10. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 9, gekennzeichnet durch einen Dreiwicklungstransformator zur Erzeugung der Hochspannungsimpulse. 10. Smoke detector according to dependent claim 9, characterized by a three-winding transformer for generating the high-voltage pulses. 11. Rauchmelder gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine luftzugängliche Messkammer mit zwei Elektroden und einem radioaktiven Präparat, einer Lichtquelle und einer photoelektrischen Einrichtung vorgesehen ist, wobei die Elektroden in Serie mit einer inneren lonisationskammer mit geringerer Rauchzugänglichkeit oder Rauchempfindlichkeit und mit einem Gleichrichterelement an zwei Gleichspannung führende Leitungen geschaltet sind, dass an den Elektroden zusätzlich Spannungsimpulse liegen, dass die Gleichspannung am Verbindungspunkt von Messkammer und innerer Ionisationskammer über einen ersten Schwellenwertdetektor einem Schaltelement zugeführt wird, 11. Smoke detector according to claim, characterized in that an air-accessible measuring chamber with two electrodes and a radioactive preparation, a light source and a photoelectric device is provided, the electrodes in series with an inner ionization chamber with less smoke accessibility or smoke sensitivity and with a rectifier element on two Lines carrying DC voltage are connected so that there are additional voltage pulses at the electrodes, that the DC voltage is fed to a switching element at the connection point between the measuring chamber and the inner ionization chamber via a first threshold value detector, dass die am Ausgang der photoelektrischen Einrichtung auftretenden Wechselspannungskomponenten über einen zweiten Schwellenwertdetektor ebenfalls dem Schaltelement zugeführt wird, und dass das Schaltelement ein Alarmsignal auslöst, wenn einer der Schwellenwertdetektoren anspricht. that the alternating voltage components occurring at the output of the photoelectric device are also fed to the switching element via a second threshold value detector, and that the switching element triggers an alarm signal when one of the threshold value detectors responds. 12. Rauchmelder gemäss Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwellenwertdetektoren als Zenerdioden ausgebildet sind. 12. Smoke detector according to dependent claim 11, characterized in that the two threshold value detectors are designed as Zener diodes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0039761A2 (en) * 1980-05-09 1981-11-18 Cerberus Ag Fire annunciating arrangement and method
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