DE2019791B2 - Ionisationskammer rauchfuehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ionisationskammer-Rauchfühler mit einem Feldeffekttransistor, dessen Kollektor-Emitter-Stre-ke zwischen zwei Bezugspolcntialpunkte geschaltet ist. und mit einer einzigen offenen, eine radioaktive Que4«: enthaltenden Ionisationskammer, die in Reihe mii cinerr* Widerstand ebenfalls zwischen die beiden Bezugspoientialpunkte geschaltet ist, wobei der Verbindungspunkt von Widerstand und Ionisationskammer an das Gate de* Feldeffekttransistors angeschlossen ist.

Es sind bereits lonisations-Rauchdetektoren vorgeschlagen worden, die zwei Ionisationskammern mit je einer radioaktiven Quelle aufweisen, von denen die eine abgeschlossen ist. Hierbei wird eine Rauchentwicklung durch die beim Eindringen von Rauch in eine Kammer auftretende Differenz der Sättigungsströme. welche die beiden Ionisationskammern durchfließen, festgestellt. Die abgeschlossene Ionisationskammer dient hinsichtlich der offenen Ionisationskammer bei dieser Anordnung als hochohtniger Widerstand. Die Verwendung einer besonderen geschlossenen Ionisationskammer, welche diesen hohen Widerstand bildet, hat jedoch den Nachteil, daß nicht nur eine zusätzliche radioaktive Quelle benötigt wird, sondern daß auch der Aufbau des Rauchfühlcrs sich dadurch kompliziert.

fs ist weiterhin ein lonisationskammer-Rauchfiihler mit nur einer einzigen Ionisationskammer bekannt, vtcli'he in Reihe mit einem Widerstand an eine Spannungsquelle geschaltet ist. wobei der Verbin dungspunkt zwischen Widerstand und Ionisationskammer an das Gate eines Feldeffekttransistors an geschlossen ist, dessen Kollekior-Emitter-Streeke an derselben Spannungsquelle liegt. Der Sättigungsstrom der Ionisationskammer verläuft nach einer Geraden, deren Neigung bei Vorhandensein von Rauch in ihr anders ist, als wenn kein Rauch in ihr enthalten ist. Oa die Kennlinie des Reihenwiderstandes, welcher als Atemwiderstand für die Ionisationskammer auf· zufassen ist, ebenfalls eine Gerade int, ergeben sich zwei Schnittpunkte für die beiden Fälle (Rauch bzw. kein Rauch), die im Kennlinienfeld relativ dicht bei' einander liegen, so daß der Unterschied der an der Ionisationskammer in beiden Fällen sich ausbildenden Spannungen ebenfalls relativ klein ist. Da die an der Ionisationskammer abfallende Spannung aber gleich-

zeitig die Steuerspannung des Feldeffekttransistors ist, ist weger, dieses geringen Steuerspannungsstromes zwischen den beiden Zuständen der Ionisationskammer die Sicherheit gegen ein fehlerhafi.es Ansprechen nicht sehr hoch.

ίο Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer Erhöhung dieser Sicherheit durch eine Vergrößerung der Differenz der Gate-Spannungen für die beiden Fälle Rauch vorhanden bzw. kein Rauch vorhanden. Diese Aufgfbe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß

der in Reihe mit der Ionisationskammer liegende Widerstand durch den Isolationswiderstand zwischen Gate und Kollektor des Feldeffekttransistors gebildet

ist.

Die Kennlinie dieses Widerstandes ist im Gegensatz

so zu der eines normalen Widerstandes nichtlinear, so daß die beiden Schnittpunkte mit den Sättigungsstrom-Kennlinien der Ionisationskammer für die Fälle Rauch oder kein Rauch wesentlich weiter auseinanderliegen. Dadurch wird der Steuerspannungs-

sprung am Gate des Feldeffekttransistors wesentlich größer, so daß sich auch die Sicherheit gegen ein Fehlansprechen entsprechend erhöht.

Die Erfindung :>t im folgenden an Hand der Darstellungen eines Ausfükrungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 die Schaltung eines Ionisations-Rauchfühlers der bisherigen Art.

F i g. 2 die Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Ionisatic.nskammer-Rauchfühlers nach der Erfindung,

F i g. 3 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung der Betriebsweise des Rauchfülilers nach r i g. 2 und

F i g. 4 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche eine einfache Durch-

führung einer Empfindlichkcits- und Betriebskontrolle erlaubt.

Es sei zunächst die Wirkungsweise des Rauchfühlers nach F i g. 1 beschrieben. Er enthält eine geschlossene Ionisationskammer 4. in der sich eine radioaktive Quelle 2 befindet, und eine offene Ionisationskammer 8. in der sich ebenfalls eine radioaktive Quelle 6 befindet. Diese Leiden Ionisationskammern sind in Reihe zwischen eine positive Klemme 10 und eine negative Klemme 12 mer Spannungsquelle geschaltet.

An der Klemme 10 liegt ferner der Kollektor 16 eines Feldeffekttransistors 14 hoher Impedanz, dessen Emitter 18 über einen Lastwiderstand 20 an der Klemme 12 der Spannungsquelle liegt und dessen Gate 22 am Verbindungspunkt 24der beiden Ionisationskammern4 und 8 liegt

Wenn in die offene Ionisationskammer 8 Rauch eindringt, dann steigt ihre Impedanz und da< ilie Spannung am Verbindungspunkt 24 der > iden Ionisationskammern gegenüber dem Bezugspotential

der Klemme 12. Diese Spannungsänderung tritt auch am Gate 22 des Feldeffekttransistors 14 auf und wird verstärkt und erscheint als Signal am Verbindungspunkt 23, der mit dem Emitter 18 und dem Ausgangsanschluß 24 verbunden ist.

H Bei diesem lonisationskammer*Rauchdetektor wirkt die Ionisationskammer 4 nur als hochohmtger Reihenwiderstand für die offene Ionisationskammer 8. Die Ausbildung dieses hochohmigen Widerstands in Form

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einer besonderen geschlossenen Ionisationskammer werden. Dieses Aiisgangssignal kann zur Steuerung erfordert jedoch eine zusiitzliche radioaktive Quelle! eines steuerbaren Siliciumgleiehrichtefs na. uy. Dell η d kompliziert außerdem den Aufbau des Rauch- nutzt werden, welcher seinerseits eine Aiarmeinricnfiihlcrs. tung einschaltet. ir-ii

Der in F i g. 2 dargestellte erlindungsgemäße Rauch- 5 Der an Hand von F i g. 2 beschriebene Kaiicliluhler

fühler verwendet nur eine einzige offene Ionisation- hat den Vorteil, daß er nur eine einzige oneiie loni-

kammer 8. während die geschlossene Ionisation- sationskammer zur Feststellung einer KaucneniwiCK-

kammer durrb den Isolationswiderstand ersetzt ist, lung benötigt, so daß die Zahl der radioaktiven

weither zwischen Gate und Kollektor des Feldeffekt- Quellen gegenüber der Ausführungsform nacn r· ig. ι

transistors 14 vorliegt. iq halbiert wird und sich auch der Aufbau wesentlich

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Rauch- vereinfacht. hi fühlers sei nun an Hand der F i g. 2 und 3 im einzelnen Bei der Ausführungsform nach ·*'&/■ J*¹ f J^eaof" erläutert. Der Isolationswiderstand zwischen Gate nicht ganz einfach, eine Emphndlichkeitskontroiie lind Kollektor des Feldeffekttransistors 14 ist durch des Rauchführers durchzufuhren, und insbesondere <Jen gestrichelten Widerstand 26 angedeutet. Während 15 muß für einen Funktionstest Rauch in die lonisationsanzunehmen ist, daß ein durch diesen isolations- kammer eingcblasen werden. Diese Schwierigkeiten widerstand 26 fließender Strom mit wachsender Span- lassen sich vermeiden, wenn man die bcnaiiung des nung Vu am Gate 22 linear abnimmt, wie es die ge- lonisauonskammer-Rauchdetektors gemäß I- 1 g. 4 abstrichelte Linie A in F i g. 3 zeigt, ergibt sich durch wandelt.

Versuche, daß bei Verwendung eines üb!^:chen Sperr- so Insbesondeit ist hierbei eine Elektrode Zb der schicht-Feldeffekttransistors mit einem pn-übergang Ionisationskammer 8 nicht an den Bezugspotentialfür den Feldeffekttransistor 14 der Isolations- oder punkt 12 angeschlossen, sondern an eine veränderbare Leckstrom mit der Änderung der Spannung V₀ sich Spannungsquelle, die hier als Potentiometer 28 darrelativ stufenartig ändert, wie es die Kurve B in gestellt ist. Da die Spannung an der Elektrode 26 ρ j _g 3 zeigt. _a5 durch die Einstellung des Potentiometers 28 verändert

Andererseits verändert sich ein durch die Ionisa- werden kann, läßt sich entsprechend die Gate-Spantionskammer 8 fließender Sättigungsstrorr. linear nä- nung des Feldeffekttransistors 14 ohne Rucksicht auf herungsweise proportional zur Gate-Spannung V_a das Vorhandensein oder NichtVorhandensein von innerhalb eines Bereiches niedriger angelegter Sp?n- Rauch verändern. Wenn die Spannung an_ einer nung. Der Sättigungsstrom ist relativ groß und ändert 30 Elektrode 26 der Ionisationskammer 8 sich verändert, sich gemäß der geraden Linie C, wenn kein Rauch hat dies die gleiche Wirkung wie wenn sich die Vorvorhanden ist. beim Auftreten von Rauch nimmt er spannung des Gates 22 des Feldeffekttransistors 14 dagegen längs der geraden Linie D ab. ändert, so daß auf tiiese Weise eine Empfindhchkeits-

Im Normalzustand, wenn also kein Rauch vor- prüfung des Rauchfühlers möglich ist.^^

handen ist. fließt der Strom, der durch den isolations- 35 Witd die Spannung arv —

widerstand 26 geflossen ist. durch die Ionisations- des Potentiometers 28 auf einen Extrenwert emge-

kammer8, und die Gate-Spannung V_a hat dann stellt, dann nimmt die Spannung am Gate 22 des

den Wert K₆₁. Tritt in die Ionisationskammer 8 Feldeffekttran^tors 14 einen Wert an, der dem Auf-

jedoch Rauch ein. dann verringert sich der durch sie treten von Rauch entspricht, so daß ein r_unktionstest

fließende Sättigungsstrom, so daß die Gate-Spannung 40 ohne Einblasen von Rauch m den Rauchfuhler durch-

des Feldeffekttransistors 14 auf den Wert Ko₂ ansteigt. geführt werden kann.

Damit kann eine Spannungsdifferenz V,_t% Vn₁ am Der vorbescii.iebene Ionisation.kammer-Rauchfuh-

Gate des* Feldeffekttransistors Ϊ4. welche sich aus ler nach der Erfindung stellt eine wesentliche Ver-

dem Vorhandensein bzw. NichtVorhandensein von besserung dar. indem er eine geringere Anzahl radio-

Rauch ergibt, verstärkt werden und als Signal am mit 45 aktiver Quellen benötigt und einfacher aufgebaut ist.

dem Emitter 18 verbundenen Ausgang abgenommen da er nur eine einzige Ionisationskammer benotigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. lonisationskummer-Ruuchfühler mit einem Feldeffekttransistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen zwei Bezugspotentiulpunkte geschaltet ist, und mit einer einzigen offenen, eine radioaktive Quelle enthaltenden Ionisationskammer, die in Reihe mit einem Widersland ebenfalls zwischen die beiden Bezugspotentialpunkte geschaltet ist, wobei der Verbindungspunkt von Widerstand und Ionisationskammer an das Gate des Feldeffekttransistors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (26) duich den Isolationswiderstand zwischen Gate (22) und Kollektor (16) des Feldeffekttransistors (14) gebildet ist.

2. Rauchfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü der eine Anschluß (26) der Ionisationskammer (8) zur Durchführung einer Empiindlichkeits- und Betriebskontrolle an eine einstellbare Spannungsquelle (28) angeschlossen ist.