DE2004584B2 - Ionisationskammer rauchmelder - Google Patents
Ionisationskammer rauchmelderInfo
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- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
- G08B17/11—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rauchmelder mit einer kammer-Rauchmeldern das Problem der Vermeidung
offenen und einer geschlossenen Ionisationskammer, eines fehlerhaften Nichtansprechens des Rauchmel-
die in Reihe miteinander an eine Spannungsquelle ders im echten Gefahrenfalle infolge von Isolatorver-
angesehlossen sind, je zwei Elektroden sowie eine unreinigungen,
radioaktive Strahlungsquelle enthalten und deren 5 Die Erfindung wird im folgenden an Hand der
Verbindungspunkt an die Steuerelektrode eines Feld- Zeichnung näher erläutert, es zeigt
effekttransistors angeschlossen ist, dessen Quellen- Fig. 1 ein Schaltbild zur Erläuterung des loni-
und Abflußelektrode ebenfalls an die Spannungs- sationskammer-Rauchmelders gemäß der Erfindung
quelle angeschaltet sind und der eine Alarmschaltung und
steuert. i° Fig. 2 Abflußstrom-Steuerspannungs-Kennlinien
Bei einem derartigen bekannten Rauchmelder von Feldeffekttransistoren verschiedenen Typs, auf
(deutsches Patent 1 259 227) ist die Quellenelektrode die bei der Erläuterung der Arbeitsweise der Schaldes
Feldeffekttransistors über einen Arbeitswider- tung gemäß F i g. 1 Bezug genommen werden wird,
stand mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden, Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines im Prinzip beferner
ist die Quellenelektrode an die Steuerelektrode 15 kannten Rauchmelders, der eine erste Iomsationseines
gesteuerten Siliziumgleichrichters angeschlossen, kammer 10 mit zwei Elektroden 1 und 2 sowie einer
dessen Anode mit der Abflußelektrode des Feldeffekt- radioaktiven Strahlungsquelle 3, eine zweite lonisatransistors
zusaramengeschaltet ist und dessen Ka- tionskammer 20 mit zwei Elektroden 4 und 5 sowie
thode eine Einstelkpannung zur Bestimmung der An- einer radioaktiven Strahlungsquelle 6, und einen
tprechschwelle de* Rauchmelders zugeführt wird. Bei *o Feldeffekttransistor 30 mit Quellenelektrode 5, Abderartigen
Rauchmeldern besteht jedoch die Gefahr, flußelektrode D und isolierter Steuerelektrode G entdaß
sich im Laufe der Zeit Ablagerungen aus der hält. Die erste Ionisationskammer 10 ist von der Um-Umgebungsluft
auf den Isolatorteilen zwischen den gebungsluft abgeschlossen, was durch ein gestrichel-Elektroden
des Feldeffekttransistors absetzen, weiche tes Rechteck 7 angedeutet ist, während die zweite
die Isolationswiderstände herabsetzen. Derartige Ab- as Ionisationskammer 20 unbehindert mit der Umlagerungen
können das Ruhepotential an der Steuer- gebungsluft in Verladung steht,
elektrode des Feldeffekttransistors so weit verschie- Die beiden Ionisationskammern 10 und 20 sind in ben, daß im Falle eines Brandausbruches die Steuer- Reihe zwischen Klemmen 8 und 9 einer nicht dargespannung und damit der den Feldeffekttransistor stellten Gleichspannungsquelle geschaltet, und die durchfließende Stroi.i nicht mehr den zur Alarmaus- 30 Verbindung 11 der beiden Ionisationskammern ist lösung notwendigen Wert erreicht. mit der Steuerelektrode G des Feldeffekttransistors 30 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese verbunden. Die Abflußelektrode D des Feldeffekt-Schwierigkeit zu beseitigen und sich Tzustellen, daß transistors 30 ist an die Klemme 8 angeschlossen. Ablagerungen auf den Isolatorteilen des Rauch- während seine Quellenelektrode S mit einer Ausmelders nicht zu einer unbemerkten Funktions- 35 gangsklemme 13 und über einen Widerstand 12 mit undichtigkeit führen. der Klemme 9 verbunden ist.
elektrode des Feldeffekttransistors so weit verschie- Die beiden Ionisationskammern 10 und 20 sind in ben, daß im Falle eines Brandausbruches die Steuer- Reihe zwischen Klemmen 8 und 9 einer nicht dargespannung und damit der den Feldeffekttransistor stellten Gleichspannungsquelle geschaltet, und die durchfließende Stroi.i nicht mehr den zur Alarmaus- 30 Verbindung 11 der beiden Ionisationskammern ist lösung notwendigen Wert erreicht. mit der Steuerelektrode G des Feldeffekttransistors 30 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese verbunden. Die Abflußelektrode D des Feldeffekt-Schwierigkeit zu beseitigen und sich Tzustellen, daß transistors 30 ist an die Klemme 8 angeschlossen. Ablagerungen auf den Isolatorteilen des Rauch- während seine Quellenelektrode S mit einer Ausmelders nicht zu einer unbemerkten Funktions- 35 gangsklemme 13 und über einen Widerstand 12 mit undichtigkeit führen. der Klemme 9 verbunden ist.
Diese Aufgabe wird crfindungsgemäß dadurch ge- Wenn eine Einrichtung der eben beschriebenen
löst, daß als Iddeffekttransistor ein solcher verwcn- Art längere Zeit in Betrieb ist, Aunnen elektrische
det ist. dessen Abflußclektrodenstrom bei der Steuer- Defekte auftre'en. Solche Defekte entstehen vor allem
clektrodenspannung Null größer als der zum An- 40 durch Verunreinigungen der Isolation zwischen den
sprechen der Alarmschaltung erforderliche Abfluß- Elektroden durch Niederschläge auf den Isolatorelektrodenstrom
ist (Verarmungsbetrieb oder An- platten, durch die die Elektroden in den jeweiligen
reidk-rungsbetrieb). Ionisationskammern IO und 20 gehalten sind. Diese
Da tier Ruhestrom des Feldeffekttransistors kleiner Verunreinigungen wirken wie eine Verkleinerung von
als der /um Ansprechen der Alarmschaltung erfor- 45 Widerständen R1 und R, in Fig. 1. Ein Defekt kann
der liehe Strom ist. wird bei einer zunehmenden Ver- außerdem dadurch auftreten, daß die Steuerelektrosdimiitziing
infolge der dadurch bedingten Verschie- denimpedanz des Feldeffekttransistors 30 absinkt und
bimi! iles Nk uerelektrodenpotentials der I ransistor- daß eine Verschlechterung der Isolation zwischen
strom allmählich in Richtung auf den der Steuer- den Anschlüssen des Feldeffekttransistors auftritt,
elektrodemorspannuni! Null entsprechenden Wert 50 Wa-. einer Verringerung des Widerstandes Rx und
Λι·ιι.ΊοΙ.ν·π. wobei jedoch vorher der Ansprechstrom eines Widerstandes R, in Fig. 1 entspricht.
fur die Alarmsdialtung erreicht wird, so daß eine In elektrischer Hinsicht hat die Verringerung der Ai.iimansliisiing ohne den tatsächlichen Ausbruch Widerstände R1, R, und R; folgende Wirkungen:
tines I (.-tiers einen derartigen Verschmutzungsgrad 1. Wenn der Widerstands, kleiner wird, nähert fikennen ladt, worauf der Rauchmelder gereinigt 55 sieh das Potential an dtr Steuerelektrode (7 des FeIdweiden kann effekttransistors 30 dem Potential an der Abfluß-Xu, ir ist es bekannt (deutsche Patente I 1l)N25O elektrode />. was das Fließen eines Stromes zwischen und 1219 829). bei Feueralarmanlagen Falschwar· der Quellen- und Abflußelektrode zur Folge bat nungcn infolge von Flektrodenverschmutzungen zu Dabei tritt dann an der Ausgangsklemme 13 em Ate· vermeiden, damit insbesondere bei Flugzeugwarn- βο gangssignal auf, das einen Alarm auslöst. Es ist da· anlagen die umfangreichen Sicherheitsmaßnahmen. her nicht notwendig, irgendwelche Gegenmaßnahmen wie Hcn/m »blassen u.dgl.. nicht umsonst eingeleitet zu treffen um einem Kleinerwerden des Widerstan· werden. Diese Feueralarmanlagen arbeiten jedoch des Rx Rechnung zu tragen.
fur die Alarmsdialtung erreicht wird, so daß eine In elektrischer Hinsicht hat die Verringerung der Ai.iimansliisiing ohne den tatsächlichen Ausbruch Widerstände R1, R, und R; folgende Wirkungen:
tines I (.-tiers einen derartigen Verschmutzungsgrad 1. Wenn der Widerstands, kleiner wird, nähert fikennen ladt, worauf der Rauchmelder gereinigt 55 sieh das Potential an dtr Steuerelektrode (7 des FeIdweiden kann effekttransistors 30 dem Potential an der Abfluß-Xu, ir ist es bekannt (deutsche Patente I 1l)N25O elektrode />. was das Fließen eines Stromes zwischen und 1219 829). bei Feueralarmanlagen Falschwar· der Quellen- und Abflußelektrode zur Folge bat nungcn infolge von Flektrodenverschmutzungen zu Dabei tritt dann an der Ausgangsklemme 13 em Ate· vermeiden, damit insbesondere bei Flugzeugwarn- βο gangssignal auf, das einen Alarm auslöst. Es ist da· anlagen die umfangreichen Sicherheitsmaßnahmen. her nicht notwendig, irgendwelche Gegenmaßnahmen wie Hcn/m »blassen u.dgl.. nicht umsonst eingeleitet zu treffen um einem Kleinerwerden des Widerstan· werden. Diese Feueralarmanlagen arbeiten jedoch des Rx Rechnung zu tragen.
mit Temperaturfühlern, bei denen sich bei Tcmpc- 2. Wenn der Widerstand R, kleiner wird, nähert
ratiircrhühiingcn Kontakte schließen, zu denen sich 85 sich das Potential an der Steuerelektrode G des FeId-
dureli Verunreinigungen Nebenschlüsse Nldcn kön- effekttransistors 30 dem Potential an der Klemme 9
I)(M, w flehe dann zu einer Falschwarnung fuhren. Im der Gleichspannungsquelle und der zwischen Quellen-
(let'cn-ai/ dazu betrifft die Frfindung bei lonisations- und Abflußclektrode fließende Strom sinkt, so daß
kein Alarm ausgelöst wird. Als Maßnahme gegen den Einfluß des Kleinerwerdens des Widerstandes Hy
könnte man in Betracht ziehen, keinerlei Verbindung*- oder Abstützelemente zwischen den Elektroden
4 und 6 vorzusehen. Man muß dann das Ende des Isolators, der den Eingangsteil der Steuerelektrode
C mit den Elektroden 2 und 4 sowie der Verbindung 11 trägt, an einer Stelle befestigten, die das
gleiche Potential hat wie die Abflußelektrode D des Feldeffekttransistors, nicht jedoch an der Elektrode 6
oder der Klemme 9.
3. Wenn der Widerstand R1 kleiner wird, nähert
sich das Potential an der Steuerelektrode G des Feldeffekttransistors 30 dem Potential an dar Quellenelektrode
S. Ob in diesem Falle ein Alarm ausgelöst wird oder nicht, hängt von der Kennlinie des Feldeffekttransistors
30 und der an die Ausgangsklemme 13 angeschlossenen Schaltung ab.
Feldeffekttransistoren können auf Grund ihrer Kennlinien im wesentlichen in drti Gruppen aufgeteilt
werden, wie das Diagramm gemäß F1 g. 2 zeigt, in dem der Abflußstrom Iu längs der Ordinate und
die Steuerspannung V längs der Abszisse aufgetragen sind. Die Kennlinie A gilt für einen mit Stromerhöhung
arbeitenden Feldeffekttransistor, die Kurve B füi einen mit Stromdrosselung arbeitenden Feldeffekttransistor
und die Kurve C für einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor.
Eine Verringerung des Widerstandes R1 (F i g. 1)
hat, wie gesagt, zur Folge, daß sich das Steuerelektrodenpotential dem Quellenelektrodenpotential
des Feldeffekttransistors 30, d. h. die Steuerspannung V dem Wert Null (F i g. 2) nähern.
Damit an der Klemme 13 ein Ausgangssignal auftreten kann, wenn die Steuerspannung V Null wird,
muß ein Feldeffekttransistor verwendet werden, bei dem ein Abflußstrom /ßss, der erheblich größer als
Null ist, flivßt, wenn die Steuerelektrodenspannung Null ist. Bei einem mit Stromerhöhung arbeitenden
Feldeffekttransistor, dessen Kennlinie dur Kurve A in
F i g. 2 entspricht, ist der Abflußstrom jedoch bei der Steuerspannung Null verschwindend klein, so daß er
für den vorliegenden Zweck nicht verwendet werden kann.
Um den schädlichen Hinfluß einer Abnahme des Widerstandes R1 auszuschalten, ist es also erforderlich,
einen Feldeffekttransistor 30 zu verwenden, bei dem ein konstanter Abflußstrom /DSS fließt, wenn die
Steuerspannung V Null ist, z. B. ein mit S'.romdrosselung
arbeitender Feldeffekttransistor oder ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor,
und es muß außerdem an die Ausgangsklemme 13 eine Schaltung angeschlossen werden, die einen Alurm bei einem Ausgangssignal
liefert, das einem Strom entspricht, der kleiner als der Abflußstram //)Ss bei der Stenerspannung
Null ist.
Da bei Verwendung eines Feldeffekttransistors mit der Kennlinie B oder C ein Alarm ausgelöst wird,
wenn der Widerstand R2 unzulässig klein wird, kenn
das Ende des Isolators, der den Eingangsteil für die Steuerelektrode G mit den Elektroden 2 und 4 und
jo der Verbindung 11 trägt, mit der Quellenelektrode S des Feldeffekttransistors 30 verbunden werden.
Wenn man also als Feldeffekttransistor 30 einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor oder einen Feldeffekttransistor
vom Stromdrosselungstyp verwendet
und das Ende des Isolators, der die mit der Steuerelektrode
des Feldeffekttransistors verbundenen Elektroden 2 und 4 an der Quellen- oder Abflußelektrode
des Feldeffekttransistors 30 befestigt, ist gewährleistet, daß ein Alarm ausgelöst wird, wenn die
»0 Widerstände Rx und R1 zu kle^ werden.
Der oben beschriebene Rauchmelder gemäß der Erfindung löst also auch bei elektrischen Defekten
einen Alarm aus, so daß er dann repariert werden kann. Die Zuverlässigkeit der Alarmanlage wird dadurch
ganz wesentlich erhöht.
Claims (2)
1. Rauchmelder mit einer offenen und einer geschlossenen Ionisationskammer, die in Reihe
miteinander an eine Spannungsquelle angeschlossen sind, je zwei Elektroden sowie eine radioaktive
Strahlungsquelle enthalten und deren Verbindungspunkt an die Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors
angeschlossen ist, dessen Quellen- und Abflußelektrode ebenfalls an die Spannungsquelle angeschaltet sind und der eine Alannschaltung
steuert, dadurch gekennzeichnet, daß als Feldeffekttransistor (30) ein solcher verwendet
ist, dessen Abflußelektrodenstrom bei der Steuerelektrodenspannung Null größer als der
zum Ansprechen der Alarmschaltur.g erforderliche Abflußelektrodenstrom ist (Verarmungsbetrieb
oder Anreicherungsbetrieb).
2. Rauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende eines Isolators, der
die Verbindung (11) der beiden Ionisationskammern (10, 20) trägt, an einem Teil befestigt ist,
dessen Potentid gleich dem Potential der Quellen- oder Abflußelektrode (5, D) des Feldeffekttransistors
(30) ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1970-04-02 CH CH489170A patent/CH498457A/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
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BE732651A (de) | 1969-10-16 |
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AT297544B (de) | 1972-03-27 |
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GB1269911A (en) | 1972-04-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |