DE2027064C - Prüfanordnung für einen Ionisations-Rauchfühler - Google Patents

Description

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der im Falle eines einfachen RC-Gliedes eine nach Kontakt 17. Gelangt nun Rauch in die offene Ionisa-

einer e-Funküon verlaufende Prüfspannung liefert, lionskammer 20, dann erhöht sich deren impedanz,

im Falle seiner Aufladung über einen Feldeffekttran- so daß auch die Spannung am Verbindungspunkt der

sistor, dessen Steuerelektrode am Abgriff eines Span- beiden Ionisationskammern ansteigt. Dadurch wird

nungsteilers liegt, infolge seiner Aufladung mit einem 5 der Feldeffekttransistor 3 zum Leiten gebracht, und

konstanten Strom eine linear mit der Zeit ansteigende seine Emitterspannung erhöht sich. Wenn die

Prüfspannung liefert. Die Anstiegsgeschwindigkeit Emitterspannung die Zenerspannung der Zener-

läßt sich dabei über den Abgriff des Spannungsteilers diode 8 übersteigt, dann leitet die Zenerdiode 8 und

nach 'Vunsch einstellen. li_{efert ein} steuersignal an die Steuerelektrode des SUi-

Zur Unterbrechung des Anstiegs der Prüfspannung io ziumgleichrichters 7. Der Gleichrichter 7 kommt zum

und zu deren Festhalten auf demjenigen Wert, bei Leiten und schließt die Leitungen 4 und S kurz, so

dem der Rauchfühler Alarm auslöst, kann der Kon- daß ein eine Rauchbildung darstellendes Signal an

densator mit Hilfe eines Ruhekontaktes abgeschaltet ein Alanngerät gegeben wird, welches an die Lei-

werden, der von einem Relais betätigt wird, welches tung 4 und/oder die Leitung 5 angeschlossen ist.

im Stromkreis des von dem elektronischen Baude- 15 . Zur Durchführung eines Betriebstests des vorbe-

ment angesteuerten Schalters liegt Der Kondensator schriebenen Ionisationskammer-Rauchfühlers kann

wird dann von seiner Ladespannungsquelle abge- man die offene Ionisationskammer 20 einem Rauch

schaltet und speichert die bis zu diesem Zeitpunkt aussetzen, wie es beim Ausbrechen von Feuer der

aufgenommene. Ladung genügend lange, so daß der Fall ist. Bei diesem Verfahren ist es jerloch sehr

beircffende Spannungswer· der Prüfspannung an dem 20 schwierig, den Zustanc¹ ler Rauchentwicklung kon

Anzeigegerät abgelesen werden kann. stant zu halten, und es ist faktisch unmöglich, einen

Die Prüfspannung ist zweckmaßigerweise an den zuverlässigen und genauen Betriebstest durchzufüh-

einen Anschluß der offenen Ionisationskammer an- ren.

schaltbar, der für die Prüfung von der Betriebsspan- Mit der erfindungsgemäßen Prüfanordnung läßt nungsquelle abgeschaltet wird, so daß beim Anstei- ^₅ sich dagegen ein Betriebstest eines solchen Rauehfühgen der Prüfspannung das Potential am Verbindungs- lers schnell und genau durchführen. F i g. 2 zeigt eine punkt der beiden Ionisationskammern bis zum Aus- erste Ausführungsform, welche eine Konstantspanlesepunkt des elektronischen Bauelementes, welches nungsquelle 25 aufweis», die eine eine variable Spanbeispielsweise ein Feldeffekttransistor mit isolierter nung liefernde Schaltung 26 zur Lieferung einer lang-Steuerelektrode sein kann, ansteigt. 30 sam ansteigenden Spannung speist, ferner ist ein Re-

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der lais 28 vorgesehen, welches anspricht, wenn der zu

Darstellungen von Ausführungsbeispielen näher er- untersuchende Rauchfühler einen Zustand, der eine

läutert. Es zeigt Alarmanzeige erfordert, einnimmt. Außerdem ist eine

F i g. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels Anzeigevorrichtung 29 zur Anzeige der Ausgangseines durch die erfindungsgemäße Prüfanordnung zu 35 spannung der Schaltung 26, ein positiver Ausgangsuntersuchenden loni^tions-Rauchfühlers, anschluß 40 und ein negativer Anschluß 50 des Prüf-

F i g. 2 ein Schaltbild einer ersten Ausführungs- gerätes und schließlich ein Prüfspannungsanschluß

form der Prüfanordnung und 60 vorgesehen.

F i g. 3 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungs- Die Schaltung 26, welche die variable Spannung

form der erfindungsgemäßen Prüfanordnung. 40 erzeugt, hat eine mit dem positiven Anschluß 34 der

Es sei zunächst an Hand vcn Fig. 1 ein lonisa- Konstantspannungsquelle 25 verbundene positive

tionskammer-Rauchfühler der mit der erfindungsge- Leitung 35 und eine mi' dem negativen Anschluß 36

mäßen Anordnung zu prüfend, η Art beschrieben. der Spannungsquelle 25 verbundene negative Leitung

Eine geschlossene Ionisationskammer 10 mit einem 37.. Eine Zeitkonstantenschaltunp., welche aus einer

Paar Elektroden 11 und 12 und einer radioaktiven 45 Reihenschaltung eines ersten Kontakts 41 des Relais

Quelle 13, eine offene Ionisationskammer 20 mit 28, einem Widerstand 51 und einem Kondensator 52

einem ähnlichen Elektrodenpaar 21, 22 und einer ra- besteht, ist zwischen die Leitungi η 35 und 37 ge-

dioaktiven O ielle 23 sind in Reihe geschaltet. Die schaltet. Der Verbindungspunkt 38 des Widerstandes

Elektrode 11 der geschlossenen Ionisationskammer 51 mit dem Kondensator 52 ist an die Steuerelek-

XO ist unmittelbar mit dem positiven Anschluß 4 so trode eines Feldeffekttransistors 53 mit hoher Ein-

einer Spannungsquelle verbunden, die Elektrode 21 gangsimpedanz geschaltet, dessen Kollektor au die

der offenen ionisationskammer 20 ist mit dem S:ha".{- positive Leitung 35 und dessen Emitter an die Basis

arm 16 eines Umschalters 15 verbunden. Ein fe< ter eines Transistors 54 angeschlossen ist. Der Kollektor

Kontakt 17 des Schalters 15 liegt an einer negativen des Transistors 54 ist mit üer positiven Leitung 35

Spannungsleitung 5, der andere feste Kontakt 18 liegt 55 verbunden, sein Emitter ist über einen Lastwider-

an einer Prüfspannungsleitung 6. Ein Feldeffekttransi- stand 55 mit der negativen Leitung 37 verbunden,

stör 3 ist mit seiner Steuerelektrode an den Verbin- Der bereits erwähnte Prüfspannungsanschluß 60 ist

dungspunkt 1 der geschlossenen Ionisationskammer mit dem Emitter des Transistors 54 verbunden, und

10 mit der offenen Ionisationskammer 2O.angeschlps- die Anzeigevorrichtung 29 liegt parallel zum WiUcr-

sen, sein Emitter ist über einen Lastwiderstand 31 mit 60 stand 55.

der Leitung 5 verbunden, und sein Kollektor ist an die Parallel zum Kondensator 52 der Ztitkonstanten-

Leitung 4 angeschlossen. Ein gesteuerter Silizium- schaltung liegt ein Schalter 57, der mit dem Schalter

Gleichrichter 7, der als Schaltelement zwischen den 58 gekoppelt ist, welcher zwischen der Spule 43 des

Leitungen 4 und 5 dient, ist mit seiner Steuerelek- Relais 28 und der positiven Leitung 35 liegt. Die

trode über esiie Zenerdiode 8 an den Emitter des Feld- 65 Koppelung der Schalter ist so ausgeführt, daß der

effekttransistors3 angeschlossen. Schalter 58 geschlossen ist, wenn der Schalter 57 ge-

Im normalen Betrieb liegt der Sclialtaim 16 des öffnet ist und umgekehrt. Ein zweiter Kontakt, 42 des

Schalters 15 auf dem mit der Leitung 5 veilniiulenen Relais 28 liegt in Reihe mit einer Lampe 56, iuul

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diese Reihenschaltung ist zwischen den positiven und die Spannung am Kondensator 52 kurzzeitig auf dem den negativen Anschluß der Konstantspannungs- am Ende des Aufladevorgangs vorliegenden Wert gequelle 25 geschaltet. halten wird. Dementsprechend kann durch Ablesen Soll der Rauchfühler nach F i g. 1 mit Hilfe dieser der Spannung am Anschluß 60, welche der Lade-Prüfanordnung gemäß F i g. 2 geprüft werden, dann 5 spannung des Kondensators 53 entspricht, mit Hilfe wird der Umschalter 15 des Rauchfühlers so umge- des Anzeigegerätes 29 festgestellt werden, wie hoch schaltet, daß der Koniakt 16 am Kontakt 18 liegt und die Betriebsempfindlichkeit des Rauchfühlers ist.
auf diese Weise die Leitungen 4,5 und 6 mit den An- Nach dem Ablesen des an der Anzeigevorrichtung Schlüssen 40, 50 und 60 des Prüfgerätes verbunden 29 angezeigten Wertes wird der Schalter 58 geöffnet sind. Der Schalter 57 des Prüfgerätes wird geöffnet, io und der Schalter 57 geschlossen, so daß der Konden- und der Schalter 58 wird geschlossen. sator 52 auf die Spannung Null entladen wird. Dann Zunächst ist der erste Kontakt 41 des Relais 28 ge- wird das Prüfgerät an einen anderen zu untersuchenschlossen, da das Relais nicht erregt ist. Daher lädt den Rauchfühler angeschlossen, und es wird die sich der Kondensator 52 der Zeitkonstantenschaltung nächste Prüfung in gleicher Weise durchgeführt, inauf, und die Spannung an seinen Anschlüssen steigt. 15 dem der Schalter 57 geöffnet und der Schalter 58 ge-Die Zeitkonstante det Schaltung ist von vornherein so schlossen wird.

gewählt, daß sie größer als die Zeitkonstante der F i g. 3 stellt eine zweite Ausführungsform der Prüfionisationskammer des betreffenden Rauchfühlers anordnung dar. Es sind die gleichen Bezugsziffern ist. Dieser Anstieg der Spannung am Kondensator 52 verwendet, und soweit die Funktionsweise überein-Wird in eine Impedanzänderung des Feldeffekttransi- ao stimmt, ist sie hier nicht wiederholt. Die Zeitkonstanstors 53 umgesetzt. Am Transistor 53 entsteht dem- tenschaltung des Generators 26 für die variable Spanentsprechend wiederum eine Spannungsänderung, die nung enthält einen Schutzwiderstand 61, die Kollekihrerseits eine langsam anwachsende Spannung am tor-Emitter-Strecke eines Feldeffekttransistors 62. Emitter des Transistors 54 zur Folge hat. Diese einen ersten Kontakt 41 des Relais 28 und einen Emitterspannung erscheint als langsam anwachsende »5 Kondensator 52. Die Steuerelektrode des Feldeffekt-Prüfspannung am Anschluß 60. Diese an der Elek- tra; -.istors 62 ist mit dem Schleifer 65 eines Potcntiotiode 21 der offenen Ionisationskammer 20 des meters 64 verbunden, welches in Reihe mit einem Rauchfühlers ansteigende Spannung hat zur Folge, Widerstand 63 zwischen den Leitungen 35 und 37 daß die Spannung am Verbindungspunkt 1 der bei- liegt. In diesem Falle wird ferner die ZeitV.onstante den Ionisationskammern, die an der Steuerelektrode 30 der Zeitkonstantenschalturtg größer als die Zeitkondes Transistors 3, mit einer zeitlichen Verzögerung stante der Ionisationskammern des inieiessicrcnders entsprechend der Zeitkonstante der Ionisationskam- Rauchfühlers gewählt. Bei dieser zweiten Ausfühmern 10 und 20 ansteigt. Dieser Spannungsanstieg an rungsform sind der Widerstand 61 und die Kollektorder Steuerelektrode des Transistors 3 führt zu einem Emitter-Strecke des Feldeffekttransistors 62 in Reihe allmählichen Ansteigen der Spannung am Lastwider- 35 mit dem Kondensator 52 der Zeitkonstantenschalstand 31, bis die Zenerspannung der Zenerdiode 8 er- tung geschaltet. Hierbei ändert sich die Emitterspanreicht wird und der gesteuerte Siliziumgleichrichter 7 nung in Abhängigkeit von dem durch den Widerstand leitend wird. Der allmähliche Anstieg der am An- 61 fließenden Strom, während die Steuerspannung Schluß 60 der Prüfanordnung liegenden Spannung, des Feldeffekttransistors 62 auf einen festen Pegel gewelche über die Leitung 6 des Rauchfühlers der Elek- 40 halten wird, welcher durch die Lage des Schleifers 65 trode 21 der offenen Ionisationskammer 20 zugeführt des Potentiometers 64 bestimmt ist. Daher dient die wird, hat also mit anderen Worten einen Spannungs- Kollektor-Emitter-Strecke des Feldeffekttransistors anstieg an der Steuerelektrode des Transistors 3 zur 62 als Konstantstromquelle, weil die Spannung an Folge, wie er beim Eindringen von Rauch in die Ioni- seiner Steuerelektrode 65 fest ist, so daß die Spansationskammer ebenfalls auftritt. 45 nung am Kondensator 52 sich praktisch linear mit Beim Leiten des Siliziumgleichrichters 7 des Rauch- der Zeit ändert, wenn der Ladevorgang einmal eingefühlers spricht das Relais 28 des Prüfgerätes an leitet ist. Da die Spannung am Anschluß 60, welche und öffnet seinen ersten Kontakt 41 und schließt sei- von der Spannung am Kondensator 52 abhängt, sich nen zweiten Kontakt 42. Durch das öffnen des Kon- ebenfalls linear mit der Zeit ändert, ermöglicht diese taktes 41 wird die weitere Aufladung des Kondensa- 50 Prüfanordnung eine bequeme Empfindlichkeitsmestors 52 unterbunden, und durch das Schließen des sung und Einstellung des Rauchfühlers. Die Aufladezweiten Kontaktes 42 wird die Lampe 56 zum Leuch- geschwindigkeit des Kondensators 52, d. h. die Geten gebracht, die anzeigt, daß der Rauchfühler in Be- schwindigkeit des Spannungsanstieges am Anschluß trieb gewesen ist. Obwohl das öffnen des Kontaktes 60, kann willkürlich durch die Wahl der Lage des 41 die Aufladung des Kondensators 52 unterbricht, 55 Schleifers 65 des Potentiometers 64 zur Einstellung ist die Eingangsimpedanz des mit dem Kondensator der Steuerelektrodenspannung des Feldeffekttransi-52 verbundenen Feldeffekttransistors 53 so hoch, daß store 62 gewählt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Überprüfung und zur Messung und Kontrolle ihrer Patentansprüche: Empfindlichkeit einer Raucheinwirkung aussetzen

1. Prüfanordnung für Ionisations-Rauchfühler müssen. Dieses Verfahren ist jedoch recht umständmit einer offenen und einer geschlossenen Ionisa- Hch, nicht allein deswegen, weil man einen Zustand tionskammer, die in Reihe zwischen die Klemmen 5 konstanter Rauchentwicklung herstellen muß, soneiner Spannungsquelle geschaltet sind und deren dem auch, weil die Menge des entstehenden Rauches Verbindungspunkt an die Steuerelektrode eines kontrolliert werden muß. Es ist daher fast unmöglich steuerbaren elektronischen Bauelementes gelegt gewesen, in kurzer Zeit Betriebstests unc Empfindist, dessen zwischen seinen Hauptelektroden lie- lichkeitsmessungen bei einer Anzahl von Ionisaüonsgende Stromstrecke in Reihe mit einem Wider- io Rauchfühlern gründlich und genau durchzuführen, stand ebenfalls an den Klemmen der Spannungs- Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bei einem quelle liegt und welches bei Erreichen eines vor- IonisaOonskammsr-Pauchfühler bekannt (deutsche bestimmten Steuerspanmingswertes einen Schal- Auslegeschrift 1 183 838), in. der offenen lonisationster zur Einschaltung eines Alarmgerätes auslöst, kammer eine zusätzliche Gitterelektrode vorzusehen, und mit einer wahlweise zur Lieferung einer Prüf- 15 die an eine feste Prüfspannung anschaltbar ist, so daß spannung für einen Funktionstest einschaltbaren die Potentialverhälnisse innerhalb der offenen Kam-Prüfleitung, dadurch gekennzeichnet, mer so verändert werden, daß die Spannung am Verdaß die Prüfschaltung (26) einen eine zeitlich an- bindungspunkt beider Ionisationskammern sich versteigende Prüfspannung an die Prüfleitung (60) schiebt und eine mit ihrer Steuerelektrode an diesen liefernden Generator (51 bis 55) aufweist, wobei 20 Verbindungspunkt geschaltete Glimmentladungs die Anstiegszeit dieser Prüfspannung größer als röhre gezündet wird und einen Alarm auslöst. Diese die der Zeitkonstante der Ionisationskammern Prüfanordnung erfordert jedoch eine zusätzliche (10, 20) entsprechende Anstiegszeit ist, daß ferner Elektrode in der offenen Ionisationskammer und eig eine bei Auslösen des Schalters (7) den Anstieg net sich daher nicht zur Überprüfung von Ionisationsder Prüfspannung unterbrechende Schaltung (Re- 35 Rauchfühlern, i- deren offenen Ionisationskammer laiskontakt 41) und ein Anzeigegerät (29) für die keine derartige Prüfelektrode vorgesehen ist. An Prüfspannung vorgesehen sind. dererseits ist ein nachträglicher Einbau einer zusätzli-

2. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch chen Elektrode in die offene Ionisationskammer in gekennzek net, daß die Prüfschaltung (26) ein der Regel nicht mehr möglich, während eine Ionisa-RC-Glied (51, 52) aufweist 30 tionskammer mit einer solchen Elektrode in der Her

3. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch stellung teurer als eine ohne solche Elektrode kommt, gekennzeichnet, daß die Pr»^fschakung (26) einen Es ist ferner in der Meß- und Prüftechnik allgem Reihe mit einem Kondensator (52) geschalteten mein bekannt, Sägezahngeneratoren zu verwenden, Feldeffekttransistor (62) aufweist, dessen Steuer- welche periodisch ansteigende Spannungen liefern, elektrode an dem — zur Wahl der Anstiegsge- 35 mit Hilfe deren bestimmte Meßvorgänge gesteuert schwindigkeit der Prüf spannung — einstellbaren werden.

Abgriff eines Spannungsteilers (63,64) liegt. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf-

4. Prüfanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, f_Ung einer Prüfanordnung, welche sich zur Überprüdadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator f_ung von Ionisations-Rauchfiihlem mit einfachen of-(52) mit Hilfe eines Ruhekontaktes (41) eine, im 40 fenen Ionisationskammern ohne zusätzliche Prüfelek-Stromkreis des Schalters (7) liegenden Relais (28) trode eignet, so daß die Möglichkeit der Überprüfung von der ihn aufladenden Spannungsquelle (25) auch solcher Ionisations-Rauchfühler ohne erhöhten abtrennbar ist. Aufwand im Rauchfühler selbst auf rein elektrischem

5. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch Wege geschaffen wird.

gekennzeichnet, daß der dem Verbindüngspunkt 45 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfin-(1) beider Ionisationskammern (10, 20) abge- dungsgemäß die Prüfschaltung einen eine zeitlich anwandte Anschluß der offenen Ionisationskammer steigende Prüfspannung an die Prüfleitung liefernden (20) von der einen Klemme (50) der Spannungs- Generator aufweist, wobei die Anstiegszeit dieser quelle (25) auf die Prüfleitung (60) umschaltbar Prüfspannung größer als die der Zeitkonstante der ist (Schalter 15). 50 Ionisationskammern entsprechende Anstiegszeit ist,

daß ferner eine bei Auslösen des Schalters den An-

stieg der Prüfspannung unterbrechende Schaltung

und ein Anzeigegerät für die Prüfspannung vorgese-Die Erfindung betrifft eine Prüfanordnung für hen sind.

Ionisations-Rauchfühler mit einer offenen und einer 55 Hierbei kann die sich verändernde Prüfspannung geschlossenen Ionisationskammer, die in Reihe zwi- an einen Schaltungspunkt gelegt werden, der die sehen die Klemmen einer Spannungsquelle geschaltet Spannungsänderung auf den Verbindungspunkt der sind und deren Verbindungspunkt an die Steuerelek- beiden Ionisationskammern und damit auf die trode eines steuerbaren elektronischen Bauelementes Steuerelektrode des elektronischen Bauelementes gelegt ist, dessen zwischen seinen Hauptelektroden 60 überträgt, welches dann bei Erreichen seiner Anliegende Stromstrecke in Reihe mit einem Widerstand Sprechspannung den Schalter für das Alarmgerät ausebcnfalls an den Klemmen der Spannungsquelle liegt löst. Der Spannungswert der Prüfspannung, bei dem und welches bei Erreichen eines vorbestimmten Steu- dies eintritt, läßt sich an dem Anzeigegerät ablesen, crspannungswertes einen Schalter zur Einschaltung welches so geeicht werden kann, daß ein zu frühes eines Alarmgerätes auslöst, und mit einer wahlweise 63 oder zu spätes Auslösen des überprüften RauchfUU-zur Lieferung einer Prüfspannung für einen Funk- lers sofo'rt festgestellt werden kann. Die sich veräntionstest einschaltbarcii Prüfleitung. dernde Prüfspannung kann zweckmiißigerweise über

Die lonisations-Raiidifühler Hat man bisher /ur die Aufladung eines Kondensators erzeugt werden,