DE2023954C3 - Ionisationsfeuermelder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ionisationsfeuermelder mil einer Meßionisationskammer und einer Referenzionisationskammer mit je einer Außenelektrode und je einer Mittelelektrode, wobei wenigstens eine der Elektroden scheibenförmig ausgebildet ist und die beiden Mittelelektroden untereinander und mit dem Eingang einer elektrischen Auswerteschaltung leitend verbunden sind.

Ein solcher Ionisationsfeuermelder ist aus der CH-PS 55 380 bekannt.

Die Wirkung dieses bekannten lonisationsfeuermelders beruht darauf daß der in einer Ionisationskammer zwischen zwei Elektroden fließende Strom von Ionen, welche mit Hilfe eines radioaktiven Präparates erzeugt werden, von der Gaszusammensetzung, bzw. dem Gehalt des Gases in der Meßkammer von Brandaerosolen oder Rauch abhängt. Zur Messung einer Stromänderung in dieser Messionisationskammer wird diese meist s in Serie mit einem Widerstandselement an eine Spannungsquelle gelegt. Als Widerstandselement benutzt man in den meitsten Fällen eine Referenzionisationskammer, welche für Brandaerosole praktisch nicht zugänglich ist oder von diesen nur sehr wenigOeeinflußt

ίο wird. Meßkammer und Referenzkammer bilden einen Spannungsteiler. Eine Änderung der Spannung am Verbindungspunkt beider Kammern kann als Maß für die Dichte von Rauch- oder Brandaerosolen in der Meßionisationskammer benützt werden. Diese Span-

i" nungsänderung wird einer elektrischen Schaltung zugeführt, welche das Eingangssignal verstärkt und bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Signal an eine Zentrale weiterleitet und auf diese Weise einen Feueralarm auslöst

Die Verwendung einer Referenzionisationskammer anstelle eines Widerstandsclcmcntcs wird bevorzugt, um mittels Diffusionsöffnungen in dieser Kammer, welche zwar einen Druckausgleich mit der umgebenden Atmosphäre, jedoch nicht das Eindringen von Aerosolen gestattet, äußere atmosphärische Einflüsse, wie Druck, Temperatur oder Feuchtigkeitsschwankungen kompensieren zu können.

Die Benützung bekannter Ionisationsfeuermelder, die nach diesen Prinzipien konstruiert sind, stößt jedoch in

jo Räumen in denen technische Installationen und Geräte störend wirken würden, z. B. in Geschäftsräumen, Konferenzsälen, Hotels, Theatern, Museen, etc. auf gewisse Schwierigkeiten. Die äußere Form muß so gewählt werden, daß die Feuermelder möglichst dekorativ und unauffällig wirken, d. h. sie dürfen keinesfalls zu große Abmessungen haben. Dies begrenzt den Innenraum und die Anordnung der Bauteile im Meldeinneren. Andererseits ist bei der Montage häufig eine Beschädigung der Raunideci..: zu vermeiden, d. h.

die Feuermelder müssen auch in Aufputzmontage verwendbar sein.

Der geringe zur Verfügung stehende Platz, insbesondere die geforderte niedrige Bauhöhe des Ionisationsfeuermelders macht neue technische Lösungen notwen- dig. Die Meßkammer kann einerseits nicht beliebig klein gemacht werden, ohne daß die Empfindlichkeit darunter leidet. Die Abmessungen und die Konstruktion beider Kammern müssen so gewählt werden, daß die Isolationswiderstände hoch genug bleiben, d. h. über 10" Ω liegen, um die Zuverlässigkeit des Feuermelders nicht zu beeinträchtigen. Andererseits hat es sich gezeigt, daß wegen der Ausbreitungseigenschaften von Rauch bei einem Feuer in geschlossenen Räumen, es von Vorteil für ein frühes Ansprechen des Melders ist, wenn die Eintrittsöffnungen in die Meßkammer möglichst nahe der Raumdecke angeordnet sind. Das bedeutet, daß die Meßkammer sich bis möglichst nahe an die Montagefläche heran erstrecken muß. Da also der Platz für die übrigen Bauteile, z. B. die eidarische Schaltung außerordentlich begrenzt ist, ist bei einer bekannten Konstruktion die elektrische Schaltung in der Form einer gedruckten Schaltung abgeführt worden, welche zwischen Meßkammer und Rrferenzkammer liegt. Verglichen mit älteren bekannten

bj lonisationsfeuermeldern bei denen sich die elektrische Schaltung außerhalb des Bereiches der Kammern, meist in dem in die Montagefläche eingelassenen Sockel befindet, treten Störungen dadurch auf, daß die in die

elektrische Schaltung fließenden Ströme den lonisationsstrom in den Kammern beeinflussen. Um die Zuverlässigkeit nicht zu beeinträchtigen, müssen daher der Verstärkungsgrad und die Stromänderung beim Überschreiten eines Schwellenwertes relativ groß gewählt werden. Dies erfordert jedoch einen erhöhten Aufwand und eine vergrößerte Zahl von Komponenten, die sich in einem verkleinerten Feuermeldergehäuse nicht mehr ur.terbringen ließen.

Auch bei der aus der CH-PS 4 53 962 bekannten Konstruktion, bei der die Trennwand der Meß- und Referenzkammer als gemeinsame Mittelelektrode dient und die Gegenelektrode der Referenzkammer als Scheibe ausgebildet ist, läßt sich diese gegenseitige Beeinflussung der Ionenströme und der Ströme in der elektrischen Schaltung nicht vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders kleinen Ionisationsfeuermelder mit hoher Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit und besonders niedrigen lonenstrom zu schaffen, ohne daß dadurch Insiabiiiiäten in der ionisationskammer auftreten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Mittelelektroden sowohl der Meßionisationskammer als auch der Referenzionisationskammer scheibenförmig ausgebildet und im Abstand zueinander angeordnet sind, und daß zur Verhinderung der gegenseitigen Beeinflussung der lonenströme in den Ionisationskammern und der Ströme in der elektrischen Auswerteschaltung die letztere, abgesehen von den Zuführungsdrähten und eventuellen Abgleichelementen, in dem Raum zwischen den beiden scheibenförmigen Mittelelektroden angeordnet ist.

Dieser Lösung liegt die diesseitige Erkenntnis zugrunde, daß die Instabilitäten im Meldeverhalten, die bisher einer Verkleinerung und/oder einer Empfindlichkeitserhöhung des Melders sowie einer Verringerung der lonenströme entgegenstanden, durch eine Wechselwirkung zwischen diesen Ionenströmen und den Strömen in der Auswerteschaltung ausgelöst wurden. Bei dem vorliegenden Vorschlag isi diese Wechselwirkung durch den Abschirmungseffekt der beiden scheibenförmigen Mittelelektroden ausgeschaltet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des lonisationsfeuermelders angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ionisationsfeuermelder nach der Erfindung in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch vereinfacht dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt die Schnittzeichnung eines Ionisationsfeuermelder, der mit Hilfe eines Sockels 1 an der Montagefläche 2, z. B. der Raumdecke, ohne wesentliche Beschädigung derselben befestigt werden kann. Die äußeren Teile 3 dieses Sockels 1 sind kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß die unmittelbar an der Decke entlang strömende, rauchhaltige Luft in die öffnungen 4 eines an dem Sockel befestigten Gehäuses 5 hinein geleitet wird. Das Innere dieses Gehäuses 5 nimmt zum größten Teil die Meßionisationskammer 6 ein Sie enthält eine Mittelelektrode 7 auf welcher ein radioaktives Präparat 8 zur Ionisierung des Kammerinneren angeordnet ist. Als zweite Elektrode der Meßionisationskammer 6 dient das Gehäuse 5.

Die übrigen Bauteile des lonisationsfeuermelders sind so klein und flach gehalten, daß die durch die öffnungen 4 in die Meßkammer 6 einströmende Luft nich'. wesentlich aus ihrer Richtung abgelenkt wird und damit ein Lufteintritt ohne wesentliche Behinderung möglich ist. Damit kann erreicht werden, daß der Ionisationsfeuermelder bereits zu einem frühest möglichen Zeitpunkt Alarm auslöst Die Referenzionisationskammer 9 ist aus diesem Grunde relativ flach ausgebildet Sie enthält ebenfalls eine Mittelelektrode 10 mit einem radioaktiven Präparat 11 und als Gegenelektrode dient eine Haube IZ die die Referenzionisationskammer soweit von der äußeren Atmosphäre abschließt, daß ein Druckausgleich zwischen der Außenatmosphäre und dem Referenzkammerinneren gerade noch stattfinden

ίο kann.

Die beiden Mittelelektroden 7 und 10 der Meß- und Referenzkammer sind als flache Scheiben vorzugsweise in Kreisform ausgebildet Beide Mittelelektroden 7 und 10 sind sowohl miteinander als auch mit dem Eingang einer elektrischen Schaltung leitend verbunden. Die elektrische Schaltung ist auf eine Mindestzahl von Komponenten beschränkt und besteht z. B. aus einem Feldeffekttransistor, eventuell mit den notwendigen Belastunjswiderständen oder aus einem integrierten Schaltkreis mit einem hochohmig'..-, Verstärkerelement am Eingang und einem weiteren Haibieiier. Die einzelnen Teile dieser elektrischen Schaltung sind in sehr kompakter Form 13 in dem zylindrischen oder prismatischen Raum zwischen den beiden Mittelelekj trade? 7 und 10 untergebracht Zweckmäßigerweise wird die gesamte Schaltung zur Vermeidung von Feuchtigkeiteinflüssen usw. mit einer isolierenden Masse vergossen. Durch die Abschirmwirkung der beiden metallischen Elektroden 7 und 10 wird es

ίο vermieden, daß bei einer Stromänderung in der elektrischen Schaltung 13 der Ionisationsstrom zwischen den Mittelelektroden und den äußeren Elektroden 5 bzw. 12 in irgendeiner Weis« beeinflußt wird. Bei bisherigen Konstruktionen war dies nur dadurch

ji möglich, daß die elektrische Schaltung relativ weit außerhalb des Bereiches der beiden Ionisationskammern angeordnet wurde, was bei dem beschriebenen Feuermelder wegen der Forderung nach Mo.Uierbarkeit an einer ebenen Fläche ohne Beschädigung nicht

■ίο mehr möglich ist. Außerhalb des Bereiches zwischen c^n beiden Mittelelektroden liegen nur die elektrischen Zufiihmngsdrähte und u. U. notwenige Abgleichelemente. z. B. ein einstellbarer Widerstand 14 zum Abgleich der Empfindlichkeit des Feuermelders.

4j Da die Abstände innerhalb des Genäuses sehr klein gehiilten werden müssen, und daher der Abstand der beiden Mittelelektroden von einander 20 mm nicht überschreiten und der Abstand der Mittelelektrode 10 der Referenzionisationskammer von der Gegenelektrode de 12 gleichfalls 20 mm nicht übersteigen sollte, ist eine sehr genaue Einhaltung der Abmessungen notwendig. Bereits eine Verstellung des Elektrodenabstandes der Rekr'jnzkammer von nur ¹Ac mm ändert die Empfindlichkeit des Melders beträchtlich. Es ist daher sehr

ν-, zweckmäßig, de·- Elektrodenabstand in der Referenzionisalionskammer einstellbar zu gestalten. Beispielsweise kann dies in emfacher Form dadurch erreicht werden, daß die Außenelektrode 12 als bewegliche Membran ausgeführt ist, welche mittels einer Schraube 15 verstellt

ho werden kann.

Ein weiteres Problem ist die Aufrechterhz'tung der Isolation in der Meßkammer an S;ellen wo die Außenluft Zutritt hat und wo isolationsverschlechternde Staubablagerungen stattfinden können. Aus diesem

h ι Grunde sind zwischen der Mittelelektrode 7 und Sockeloder Gehäuseteilen welche sich auf anderem Potential befinden, die Kriechwege durch geeignete Ausbildung der Oberflächen, z. B. durch Rillen 16 verläneert.

Mit diesen Maßnahmen kann insgesamt erreicht werden, daß trotz kleinerer Abmessungen eine bessere Empfindlichkeit, größere Zuverlässigkeit und ein früheres Ansprechen des Ionisationsfeuermelders erreicht werden. ;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ionisationsfeuermelder mit einer Meßionisationskammer und einer Referenzionisationskammer mit je einer Außenelektrode und je i;iner Mittelelektrode, wobei wenigstens eine der Elektroden scheibenförmig ausgebildet ist und die beiden Mittelelektroden untereinander und mit dem Eingang einer elektrischen Auswerteschaltung leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektroden (7, 10) sowohl der Meßionisationskammer (6) als auch der Referenzionisationskammer (9) scheibenförmig ausgebildet und im Abstand zueinander angeordnet sind, und daß zur Verhinderung der gegenseitigen Beeinflußung der Ionenströme in den Ionisationskammern (6, 9) und der Ströme in der elektrischen Answerteschaltung (13) die letztere, abgesehen von den Zuführungsdrähten und eventuellen Abgleichelementen, in dem Raum zwischen den beiden scheibenförmigen

ITIIlIbIWWIXLI tSUl.ll ^», IW^ Ullg\.lMvJlll.l 11.31.

2. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden scheibenförmigen Mittelelektroden (7, 10) angeordnete elektrische Schaltung (13) mit einer isolierenden Masse vergossen ist.

3. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Mittelelektroden (7, 10) voneinander höchstens 20 mm beträgt.

4. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode der Referenzionisationskammer (9) als Kammerwand (12) ausgebildet ist und daß der Abstand der beiden Elektroden (10, 12) ii. der Referenzionisationskammer (9) einstellbar ist und höchstens 20 mm beträgt.

5. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine (12) der beiden Elektroden in der Referenzionisationskammer (9) zur Erzielung der Einstellbarkeit als bewegliche Membran ausgebildet ist.

6. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der zwischen der Mittelelektrode (7) der Meßionisationskammer (6) und Metallteilen mit anderem Potential sich erstreckenden Isolatoren eine kriechwegverlängernde Struktur aufweist.