DE2004584B2 - Ionisationskammer rauchmelder - Google Patents

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.

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 R_x 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 1^l)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 R_x 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 H_y 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 I_u längs der Ordinate und die Steuerspannung V längs der Abszisse aufgetragen sind. Die Kennlinie A gilt für einen mit Stromer^höhung 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 du^r 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 R_x 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)

Patentansprüche:

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