DE1270451B

DE1270451B - Vorrichtung zur Feuermeldung

Info

Publication number: DE1270451B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Rudolph W Kalns; Alfred W Vasel
Original assignee: PYROTECTOR GmbH
Current assignee: PYROTECTOR GmbH
Priority date: 1962-10-10
Filing date: 1963-10-08
Publication date: 1968-06-12

Description

Vorrichtung zur Feuermeldung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feuermeldung mit passiven Fotowiderstandselementen.
Es sind Einrichtungen bekannt (britische Patentschrift 665 942), bei welchen Beleuchtungswerte dadurch gemessen werden, daß eine in zwei Abschnitte unterteilte aktive Fotozelle mit zwei vorgeschalteten, verschieden durchlässigen optischen Filtern vorgesehen ist. Bei einer derartigen Anordnung ändert sich das elektrische Ausgangssignal in Abhängigkeit der Frequenz der einfallenden Strahlung, so daß ein derartiger Detektor zur Messung von Beleuchtungswerten herangezogen werden kann. Da aktive Fotoelemente eine nicht allzu hohe Ansprechempfindlichkeit aufweisen, sind derartige Einrichtungen jedoch nicht geeignet, als Branddetektoren verwendet zu werden.
Es sind deshalb Einrichtungen entwickelt worden (deutsche Auslegeschriften 1187 748 und 1189 413), die zwei in Serie geschaltete passive Strahlungsdetektoren enthalten, von denen einer hauptsächlich auf Licht im roten bis ultraroten Bereich und der andere hauptsächlich auf Licht im blauen Bereich anspricht. Solche Einrichtungen verwenden aus zwei unterschiedlichen Materialien - beispielsweise aus polykristallinem Kadmiumsulfid und monokristallinem Kadmiumsulfid - bestehende Fotowiderstände, ferner eine an die Fotowiderstände angeschlossene Spannungsquelle, eine die Spannung am Verbindungspunkt der beiden Fotowiderstände messende Meßvorrichtung und eine beim überschreiten eines bestimmten Spannungswertes einen Alarm auslösende Alarmauslösevorrichtung. Die beiden Fotowiderstandselemente sind derart ausgelegt, daß nur dann am Verbindungspunkt eine genügend hohe Spannung erscheint, wenn die Detektoren der Ultrarotstrahlung eines Feuers ausgesetzt sind.
Obwohl solche Einrichtungen zufriedenstellend und verläßlich arbeiten, so ergibt sich doch die Notwendigkeit einer Verwendung von zwei aus unterschiedlichen Materialien gefertigten Detektoren, was fertigungstechnisch unbequem ist. Ferner müssen die elektrischen Eigenschaften der beiden Detektoren sorgfältig aufeinander abgestimmt werden.
Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Feuermeldung zu schaffen, die diese obengenannten Nachteile nicht aufweist und die bei räumlich äußerst kompakter Bauweise sehr einfach und mit geringen Herstellungskosten produziert werden kann, wobei keine komplizierte Abstimmung der elektrischen Eigenschaften des Detektors notwendig ist. Erfindungsgemäß wird dies durch die gleichzeitige Anwendung der folgenden, für sich bekannten Merkmale erreicht: 1. Die fotoempfindliche Zelle besteht aus zwei unmittelbar nebeneinanderliegenden und in Reihe geschalteten Fotowiderstandsabschnitten aus polykristallinem Kadmiumsulfid in Mäanderform; 2. ein Abschnitt ist von einem Filter und ein zweiter Abschnitt von einem weiteren Filter überdeckt; 3. die Filter sind so ausgelegt, daß ein Filter Strahlung unterhalb eines bestimmten Frequenzbereiches durchläßt, während das andere Filter Strahlung oberhalb dieses Bereiches durchläßt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Figuren Bezug genommen ist.
F i g. 1 zeigt einen Mittellängsschnitt durch die erfindungsgemäße Feuermeldevorrichtung; F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht nach der Linie 2-2 in F i g. 1; F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig.2; F i g. 4 ist ein Blockschaltbild und dient zur Veranschaulichung einer Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Feuermeldevorrichtung mit Alarmsystem, und F i g. 5 zeigt ein Diagramm mit den wirklichen und idealen Empfindlichkeitskurven der verschiedenen Abschnitte des Detektorelements.
In der Zeichnung ist der erfindungsgemäße passive Strahlungsdetektor dargestellt, der im wesentlichen aus dem Gehäuse 10 mit einer durchscheinenden Kuppel 12 am oberen Ende des Gehäuses besteht. Innerhalb des Gehäuses 10 ist der Zellensockel 14 angeordnet, der sich nach oben gegen das gewölbte Fenster 12 erstreckt und der im Bereich seines oberen Randes eine Aussparung 16 (F i g. 3) aufweist In diese Aussparung 16 ist die Detektorzelle eingesetzt, die aus dem Keramikkörper 18 und der darauf aufgebrachten Fotowiderstandsschicht 20 (F i g. 2) besteht. Diese Schicht 20 ist auf der äußeren Oberfläche in einer bestimmten Konfiguration (z. B. mäanderförmig) aufgetragen und bildet zwei voneinander getrennte Widerstandsabschnitte 22 und 24. Über der Fotowiderstandsschicht 20 sind Filter 26 und 28 aus Glas, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material angeordnet. Das Filter 26 läßt Licht im roten bis ultraroten Band durch, ohne einen wesentlichen Betrag von Licht im blauen Band durchzulassen, während das Filter 28 Licht im blauen Band durchläßt und Licht im roten bis ultraroten Band im wesentlichen sperrt.
In der F i g. 5 ist die ideale Empfindlichkeitskurve für die Filter durch die gestrichelten Linien R und B dargestellt. R zeigt die ideale Empfindlichkeitskurve für das Filter 26. B zeigt die ideale Empfindlichkeitskurve für das Filter 28. Obwohl Filter einer derartig idealen spektralen Empfindlichkeit im Handel nicht zu erhalten sind, lassen sich doch Filter mit Eigenschaften erhalten, die dicht genug dem idealen Kurvenverlauf folgen, um die Herstellung eines arbeitsfähigen Strahlendetektors zu ermöglichen. Seine spektrale Empfindlichkeit bzw. Durchlässigkeit ist durch Kurve R 1 in F i g. 5 angedeutet. Das Filter 28 kann aus Glas bestehen, dessen spektrale Empfindlichkeit bzw. Durchlässigkeit die Kurve B 1 in F ig. 5 zeigt.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die lichtempfindliche Widerstandsschicht 20 aus polykristallinem Kadmiumsulfid, das in der Form dünner Rippen auf dem Keramikkörper 18 aufgetragen ist und von leitfähigem Material 30 in bekannter Weise umgeben ist. Die zentrale Leitung 32 erstreckt sich durch den Keramikkörper 18 hindurch und steht in elektrischem Kontakt mit dem zwischen den beiden Zellenhälften 22 und 24 befindlichen leitfähigen Material. Die beiden äußeren Leitungen 34 und 36 sind mit dem leitfähigen Material auf der Außenseite der Hälfte 22 bzw. 24 verbunden.

Für den Betrieb wird der erfindungsgemäße Feuermelder an eine Spannungsquelle angeschlossen und mit einer auf Spannungsänderungen ansprechenden Einrichtung 40 sowie einer Alarmeinheit 50 in der schematisch in F i g. 4 dargestellten Weise verbunden. Unter der Annahme, daß 28 Volt an den in Serie verbundenen Zellen liegen, ferner daß die spannungsempfindliche Einrichtung 40 die Alarmeinheit 50 in dem Moment auslöst, wenn 14 Volt oder eine höhere Spannung an dem Verbindungspunkt der beiden Zellen auftritt, so erhält man bei Exposition des Detektors unter verschiedenen Lichtbedingungen folgende Ergebnisse:

e Widerstand Widerstand Spannung am

Lichtquelle der Rotzelle der Blauzelle

Verbindungspunkt

Dunkelheit ..................................... 5 - 108 Ohm 5 # 108 Ohm Neg.

Glühlicht ....................................... 3,4 # 104 Ohm 2 - 104 Ohm 10,3 Volt

Sonnenlicht ..................................... 3 - 10s Ohm 5 - 102 Ohm 4 Volt

Fluoreszenzlicht ................................ 6,5 - 104 Ohm 5 - 103 Ohm 2 Volt

Feuer .... . ........................... . ......... 1,5. 104 Ohm 4,5 - 104 Ohm 21 Volt

Wie man an Hand dieser Tabelle erkennen kann, verschiebt sich bei Lichtexposition das relative Widerstandsverhältnis der beiden Detektorhälften nur bei Licht im ultraroten Strahlungsgebiet mit einem sehr geringen Blaugehalt, wie es von einem Feuer geliefert wird, in so ausreichendem Maß, daß zum Auslösen eines Alarms eine ausreichende Spannung -am Verbindungspunkt entsteht.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Feuermeldung, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die gleichzeitige Anwendung der folgenden für sich bekannten Merkmale: 1. Die fotoempfindliche Zelle (20) besteht aus zwei unmittelbar nebeneinanderliegenden und in Reihe geschalteten Fotowiderstandsabschnitten (22, 24) aus polykristallinem Kadmiumsulfid in Mäanderform; 2. ein Abschnitt-(22) ist von einem Filter (26) und, ezweiter Abschnitt (24) von einem -weiteren Filter (28) überdeckt; 3. die Filter (26, 28) sind so ausgelegt, daß ein Filter :(26) Strahlung unterhalb eines bestimmten Frequenzbereiches durchläßt, während das andere Filter (28) Strahlung oberhalb dieses Bereiches durchläßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine optische Filter (26) im wesentlichen rot- bis infrarotdurchlässig, das andere optische Filter blaudurchlässig ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die direkt unterhalb der optischen Filter (26, 28) liegenden Widerstandsabschnitte (22, 24) auf einem scheibenförmigen Keramikkörper (18) aufgebracht sind, welcher wiederum auf einem Zellensockel (14) innerhalb eines Gehäuses (10) mit einem gewölbten Fenster (12) gelagert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 639 853, 909 548; deutsche Auslegeschriften Nr. 1187 748, 1189 413; britische Patentschrift Nr. 665 942; schweizerische Patentschrift Nr. 329 442; S i m o n und S u h r m a n n, »Der lichtelektrische Effekt«, 1958, S.455.