DE2027064A1 - Prüfanordnung fur einen Ionisations Rauchfuhler - Google Patents

Description

Japanese Serial No.:

SHO 44-42526;SHO 44-71586;

SHO 44-7897¹IjSHO 44-78975 ·

Piling Dates: June 2,196^9*

September 11, 1969;

October 4, 1969;October 4,1969

Nittan Company, Limited 1-11-6, Hatagaya, Shibuya-ku Tokyo / Japan

Prüfanordnung für einen Ionisationa-RauchfÜhler

^; Die Erfindung betrifft eine Prüfanordnung für einen Ionisafrions-Rauchfühler mit einer geschlossenen und einer offenen Ionisationskammer und einem die Spannung am Verbindungspünkt der bei-

, den Ionisationskammern abfühlenden Feldeffekttransistor und mit einen von dem Feldeffekttransistor angesteuerten Relais,

Die Prüfanordnung soll insbesondere eine Kontrolle des Rauchfühlers auf rein elektrischem Wege ohne das Erfordernis einer Rauchbildung ermöglichen. Die ionisations-Rauchfühler hat man bisher sur überprüfung und zur Messung und Kontrolle ihrer Empfindlichkeit einem Rauch aussetzen müssen. Dieses Verfahren ist jedoch recht umständlich, nicht allein deswegen, weil man einen Zustand kon- * 3tanter Rauchentwicklung herstellen mui, sondern auch weil die Menge des entstehenden Rauches kontrolliert werden muß. Es ist daher fast unmöglich gewesen in kurzer Zeit Betriebstests und Empfindlichkeitsmessungen bei einer Anzahl von Ionisations-Rauchfühlern gründlich und genau durchzuführen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine: Prüfanordnung für Ionisations-Rauchfühler zu schaffen, mit welcher ein Betriebstest und eine Empfindlichkeitsmessung auf rein, elektrischem Wege erfolgen kann, indem man ein elektrisches Signal, welches sich in der gleichen charakj&eristischen Weise ändert ^wIe ein von einem

• bestimmten Bauelement de$_i4R.auchfiihierB^fi ein«·, Rauchentwicklung erzeugte Signal^ an eben dieses¹' B#uVlemen& ar&ilegi».

Diese Aufgabe wird bei einer Prüfanordnung für einen lonisations-Rauchfühler mit einer geschlossenen und einer offenen Ionisationskammer und einem die Spannung am Verbindungspunkt der- beiden Ionisationskammern abfühlenden Feldeffekttransistor und mit einem von dem Feldeffekttransistor angesteuerten Relais erfindungsgemäß gelöst durch einen eine veränderbare Spannung erzeugenden Generator zur Veränderung der am Verbindungspunkt der beiden Ionisationskammern anliegenden Spannung. Ferner kann man eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der Ausgangsspannung dieses Generators und eine Vorrichtung zum Anhalten der Spannungsänderung des Qenerators beim Ansprechen des Relais des RauchfÜhlers vorsehen. Wei-™ tere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Flg. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines durch die erfindungsgemäße Prüfanordnung au untersuchenden Ionisations-RauchfÜhlers.

Fig. 2 Ein Schaltbild einer ersten AusfUhrungaform der Prüfanordnung und

Fig. 3 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfanordnung.

Es sei zunächst anhand von Fig» 1 ein Ionisatioesteammer-Rauchfühler der mit der erfindungsgemäßen Anordnung zu prüfenden Art beschrieben. Eine geschlossene Ionisationskammer 10 mit einem Paar Elektroden 11 und 12 und einer radioaktiven Quelle 13$ eine offene Ionisationskammer 20 alte-einem ähnliehen Elektrodenpaar 21, 22 und einer radioaktiven Quelle 23 sind in Reihe geschaltet. Die Elektrode 11 der'geschlossenen Ionisationskammer 10 istuamittelbar mit dem positiven Anschluß einer Spannungsquelle 4 verbunden, die Elektrode 21 der offenen Ionisationskammer 20 ist mit dem Schaltarm 16 eines Umschalters 15 verbunden» Ein fester Kon- -

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takt 17 des Schalters 15 liegt an einer negativen Spannungslei- · tung 5, der andere feste Kontakt 18 liegt an einer Prttfspannungsleitung 6. Ein Feldeffekttransistor 3 ist mit seiner Steuerelektrode an den Verbindungspunkt 1 der geschlossenen Ionisationskammer 10 mit der offenen Ionisationkammer 20 angeschlossen, sein Emitter ist über einen Lastwiderstand 31 mit der Leitung 5 verbunden und sein Kollektor ist an die Leitung H angeschlossen. Ein gesteuerter Silizium-Gleichrichter 7, der als Schalterelement zwischen den Leitungen k und 5 dient, ist mit seiner Steuerelektrode über eine Zenerdiode 8 an den Emitter des Feldeffekttransistors 3 angeschlossen.

Im normalen Betrieb liegt der Schaltarm 16 des Schalters 15 auf dem mit der Leitung 5 verbundenen Kontakt 17. Gelangt nun Rauch in die offene Ionisationskammer 20, dann erhöht sich deren Impedanz, so daß auch die Spannung am Verbindungspunkt der beiden Ionisationskammern ansteigt. Dadurch wird der Feldeffekttransistor 3 zum Leiten gebracht, und seine Emitterspannung erhöht sich. Wenn die Eraitterspannung die Zenerspannung der Zenerdiode 8 übersteigt, dann leitet die Zenerdiode 8 und liefert ein Steuersignal an die Steuerelektrode des Siliziumgleichrichters 7. Der Gleichrichter 7 kommt zum Leiten und schließt die Leitungen H und 5 kurz, so daß ein eine Rauchbildung darstellendes Signal an ein Alarmgerät gegeben wird, welches an die Leitung 4 und/oder die Leitung .5 angeschlossen ist. "

Zur Durchführung eines Betriebstest des vorgeschriebenen Ionisationskammer-Rauchfühlers kann man die offene Ionisationskammer 20 einem Rauch aussetzen, wie es beim Ausbrechern von Feuer der Fall ist. Bei diesem Verfahren ist es jedoch sehr schwierig, den Zustand der Rauchentwicklung konstant zu halten und es ist praktisch unmöglich, einen zuverlässigen und genauen Betriebstest durchzuführen.

Mit der erfindungsgemäßen Prüfanordnung läßt sich dagegen ein Eetriebstest eines solchen Rauchfühlers schnell und genau durchführen. Fig. 2 eine erste Ausführungsform, welche eine Konstant-

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Spannungsquelle 25 aufweist, die eine eine variable Spannung liefernde Schaltung 26 zur Lieferung einer langsam ansteigenden Spannung speist, ferner ist ein Relais 28 vorgesehen, welches anspricht, wenn der zu untersuchende Rauchfühler einen Zustand, der eine Alarmanzeige erfordert, einnimmt. Außerdem ist eine Anzeigevorrichtung 29 zur Anzeige der Ausgangsspannung der Schaltung 26, ein positiver Ausgangsanschluß.40 und ein negativer Anschluß 50 des Prüfgerätes und schließlich ein Prüfspannungsanschluß 60 vorgesehen.

Die Schaltung 26, welche die variable Spannung erzeugt, hat eine mit dem positiven Anschluß 34 der Konstantspannungsquelle 25 verbundene positive Leitung 35 und eine mit dem negativen Anschluß 36 der Spannungsquelle 25 verbundene negative Leitung 37. Eine Zeitkonstantenschaltung, welche aus einer Reihenschaltung eines ersten Kontakts 41 des Relais 28 ₉ einem Widerstand 51 und einem Kondensator 52 besteht, ist zwischen die Leitungen 35 und 37 geschaltet. Der Verbindungspunkt 38 des Widerstandes 5I mit dem Kondensator 52 ist an die Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors 53 mit hoher Eingangsimpedanz geschaltet, dessen Kollektor an die positive Leitung 35 und dessen Emitter an die Basis eines Transistors 54 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 54 ist mit der positiven Leitung 35 verbunden, sein Emitter ist über einen Lastwiderstand 55 mit der negativen Leitung 37 verbunden. Der bereits erwähnte PrüfSpannungsanschluß 60 ist mit dem Emitter des Transistors 54 verbunden, und die Anzeigevorrichtung 29 liegt parallel zum Widerstand 55.

Parallel zum Kondensator 72 der Zeitkonstantenschaltung liegt ein Schalter 57, der mit dem Schalter 58 gekoppelt ist, welcher zwischen der Spule 43 des Relais 28 und der positiven Leitung 35 liegt. Die Koppelung der Schalter ist so ausgeführt, daß der Schalter 58 geschlossen ist, wenn der Schalter 57 geöffnet ist und umgekehrt. Ein zweiter Kontakt 42 des Relais 28 Hegt in Reihe mit einer Lampe 56, und diese Reihenschaltung ist zwischen den positiven und den negativen Anschluß der Konstantspannungsquelle 25 geschaltet.

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Soll der Rauchfühler nach Fig. 1 mit Hilfe dieser Prüfanordnung geprüft werden, dann wird der Umschalter 15 des Rauchfühlers so umgeschaltet, daß der Kontakt 16 am Kontakt 18 liegt und auf diese Weise die Leitungen 4, 5 und 6 mit den Anschlüssen 40, 50 und 60 des Prüfgerätes verbunden sind. Der Schalter 57 des Prüfgerätes wird geöffnet und der Schalter 58 wird geschlossen.

Zunächst ist der erste Kontakt 41 des Relais 28 geschlossen, da das Relais nicht erregt ist, Daher lädt sich der Kondensator 52 der Zeitkonstantenschaltung auf und die Spannung an seinen Anschlüssen steigt. Die Zeitkbnstante der Schaltung ist von vorherein so gewählt, daß sie größer als die Zeitkonstante der'Ioni- | sationskammer des betreffenden Rauchfühlers ist. Dieser Anstieg der Spannung am Kondensator 52 wird in eine Impedanzänderung des Feldeffekttransistors 53 umgesetzt. Am Transistor 53 entsteht dementsprechend wiederum eine Spannungsänderung, die ihrerseits eine langsam anwachsende Spannung am Emitter des Transistors 54 zur Folge hat. Diese Emitterspannung erscheint als langsam" anwachsende Prüfspannung am Anschluß 60. Diese an der Elektrode 21 der offenen Ionisationskammer 20 des Rauchfühlers ansteigende Spannung hat zur Folge, daß die Spannung am Verbindungspunkt 1 der beiden Ionisationskammern, die an der Steuerlektrode des Transistors 3, mit einer zeitlichen Verzögerung entsprechend der Zeitkonstante der Ionisationskammer 10 und 20 ansteigt. Dieser Spannungsanstieg an der Steuerlektrode des Transistors 3 * führt zu einem allmählichen Ansteigen der Spannung am Lastwiderstand 31, bis die Zenerspannung der Zenerdiode 8 erreicht wird und der gesteuerte Siliziumgleichrichter 7 leitend wird. Der allmähliche Anstieg der am Anschluß 60 der Prüfanordnung liegenden Spannung, welche über die Leitung 6 des Rauchfühlers der Elektrode 21 der offenen Ionisationskammer 20 zugeführt wird, hat also mit anderen Worten einen Spannungsanstieg an der Steuerelektrode des Transistors 3 zur Folge, wie er beim Eindringen von Rauch in die Ionisationskammer ebenfalls auftritt.

Beim Leiten des Siliziumgleichrichters 7 des Rauohfühlers spricht das Relais 28 des Prüfgerätes an und öffnet seinen ersten Kontakt

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4J und schließt seinen sweiten Kontakt HZ» Durch das öffnen des Kontaktes Hl wird die weitere Aufladung des Kondensators 52 unterbunden, und durch das Schließen des zweiten Kontaktes k2 wird die Lampe 56 zum Leuchten gebracht, die anzeigt, daß der Rauchfühler in Betrieb gewesen ist. Obwohl das Offnere des Kontaktes die Aufladung des Kondensators 52 unterbricht, ist die Eingangsimpedanz des mit dem Kondensator 52 verbundenen Feldeffekttransistors 53 so hoch, daß die Spannung am Kondensator 52 kurzzeitig auf dem am Ende des Aufladevorgangs vorliegenden Wert gehalten wird. Dementsprechend kann durch Ablesen der Spannung am Anschluß 60, welche der Ladespannung des Kondensators 53 entspricht, mit Hilfe des Anzeigegerätes 29 festgestellt werden wie hoch die BetAebsempfindlichkeit des Rauchfühlers ist.

Nach dem Ablesen des an der Anzeigevorrichtung 29 angezeigten Wertes wird der Schalter 58 geöffnet und der Schalter 57 geschlossen, so daß der Kondensator 52 auf die Spannung Null entladen wird. Dann wird das Prüfgerät an einen anderen zu untersuchenden Rauchfühler angeschlossen und es wird die nächste Prüfung in gleicher Weise durchgeführt, indem der Schalter 57 geöffnet und der Schalter 58 geschlossen wird.

Fig. 3 stellt eine zweite Ausführungsform der Prüfanordnung dar. Es sind die gleichen Bezugsziffern verwendet, und soweit die Funktionsweise übereinstimmt, ist sie hier nicht wiederholt. Die Zeitkonstantenschaltung des Generators 26 für die variable Spannung enthält einen Schutzwiderstand 61, die Kollektor-Emitter* Strecke eines Feldeffekttransistors 62, einen ersten Kontakt 41 des Relais 28 und einen Kondensator 52. Die Steuerelektrode des Feldeffektransistors $2 ist mit dem Schleifer 65 eines Potentiometers 64 verbunden, welches in Reihe mit einem Widerstand 63 zwischen den Leitungen $5 und 37 liegt. In diesem Falle wird ferner die Zeitkonstante der Zeitkonstantenschaltung größer als die Zeitkonstante der Ionisationskammern des interessierenden Rauchfühlers gewählt. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind der Widerstand 61 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Feldeffekttransistors 62 in Reihe mit dem Kondensator 52 der Zeitkonstanten-

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schaltung geschaltet. Hierbei ändert sich die Emitterspannung in Abhängigkeit von dem durch den Widerstand 61 fließenden Stroni, während die Steuerspannung de3 Feldeffekttransistors 62 auf einen festen Pegel gehalten wird, welcher durch die Lage des Schleifers 65 des Potentiometers 6k bestimmt ist. Daher dient die Kollektor-Emitter-Strecke des Feldeffekttransistors 62 als Konstanzstromquelle, wo die Spannung an seiner Steuerlektrode 65 fest ist, so daß die Spannung am Kondensator 52 sich praktisch linear mit der Zeit ändert, wenn der Ladevorgang einmal eingeleitet ist. Da die Spannung am Anschluß 60, welche von der Spannung am Kondensator 52 abhängt, sich ebenfalls linear mit der Zeit ändert, ermöglicht diese Prüfanordnung eine bequeme Empfindlichkeitsmessung und Einstellung des Rauchfühlers. Die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators 52, das heißt die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges am Anschluß 60, kann willkürlich durch die Wahl der Lage des Schleifers 65 des Poteniometers 6H zur Einstellung der Steuerelektrodenspannung dee Feldeffekttransistors 62 gewählt werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   IJ Prüfanordnung für einen lonisations-Rauchfühler mit einer geschlossenen und einer offenen Ionisationskammer und einem die Spannung am VerbMungspunkt der beiden Ionisationskammern abfühlenden Feldeffekttransistor und mit einem von dem Feldeffekttransistor angesteuerten Relais, gekennzeichnet durch einen eine veränderbare Spannung erzeugenden Generator (Fi.g 1 und 2) zur Veränderung der am Verbindungspunkt (1) der beiden Ionisationskammern (10, 20) anliegenden Spannung.

   2. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für die variable Spannung eine Zeitkonstantenschaltung mit einer Kapazität (52) und einem Widerstand (51) enthält, welche eine Änderung der Spannung am Verbindungspunkt (1) der beiden Ionisationskammern (10, 20) bewirkt, ferner eine Anzeigevorrichtung (29) zur Anzeige der Ausgangsspannung des Generators und eine Vorrichtung (Hl) zum Anhalten der Spannungsänderung des Generators in Abhängigkeit vom Betrieb des Relais (28).

   3. Prüfanordnung nach Anspruch 2, dadureh gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Zeitkonstantenschaltung (51, 52) des die veränderliche Spannung erzeugenden Generators größer als die Zeitkonstante der beiden Ionisationskammern (10, 20) des Rauchfühlers gewählt ist.

   Ί. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadureh gekennzeichnet, daß der die veränderliche Spannung erzeugende Generator eine Zeitkonstantenschaltung mit einer Kapazität (52) und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Feldeffekttransistors (62) aufweist, dessen Steuerelektrode an ein Bezugspotential angeschlossen ist, wobei der Generator die Spannung am Verbindungspunkt (1) der Ionisationskammern (10,20) zeitlich linear verändert,

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   , ferner mit einer Anzeigevorrichtung (29) zur Anzeige der Ausgangsspannung des Generators und mit einer Vorrichtung (41) zum j Anhalten der Spannungsänderung des Generators in Abhängigkeit J vom Betrieb des Relais (28).

   5. Prüfanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Zeitkonstantenschaltung (52, 62) des die veränderliche Spannung erzeugenden Generators größer als die Zeitkonstante der Ionisationskammern (10,20) des zu untersuchenden Rauchfühlers gewählt ist.

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   to.

   Leerseste