DE2430809C2 - Ionisations-Feuermelder - Google Patents

Description

I 3 4

II lung zurückgehende Spannungsänderungen anspricht eines Potentiometers 36 verbunden, welches der Einig Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk- stellung eines Sollwertes dient Das Potentiometer 36 ist M male des Anspruchs 1 gelöst Die Verwendung einer Teil eine» Spannungsteilernetzwerkes, welches zv/i-P vierpoligen Vergleichs- und Schalteinrichtung und die sehen die Leitungen 20 und 21 geschaltet ist und über |ΐ. Benutzung der Spannungsdifferenz zwischen erster und 5 die Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 36 ist es Ü dritter Anschlußklemme hat eine Kompensation der möglich, eine gewünschte Vergleichsspannung an dem p Einflüsse nicht auf Änderungen im Meßkreis zurückzu- Schaltungspunkt 32 vorzugeben. Zwischen das Potenil führender Spannungsänderungen unabhängig von de- tiomeiter 36 und die die positive Betriebsspannung füh-Ss ren Ursprung zur Folge. Hierdurch wird eine weitge- rende Leitung 20 ist ein hitzeempfindliches Element 60 §| hende Störungsünempfindlichkeit des Feuermelders er- io in Form eines Thermoschalters, einer Thermosichening p reicht Die Einschaltung des Sollwertstellers zwischen oder eines Kaltleiters geschaltet Die dritte Eingangs-S die beiden Versorgungsleitungen verringert den Einfluß klemme 33 ist mit der Leitung 21 über ein Yerzöge- m von Betriebsspannungsschwankungen auf die Ver- rungsnetzwerk verbunden, welches aus der Parallelif gleichs- und Schalteinrichtung noch weiter. Vorteilhafte schaltung eines Kondensators 40 und eines Widerstan- jß Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü- 15 des 41 besteht

f| chen entnehmbar. Die Ausgangsklemme 34 der Vergleichs- und Schalt-H Anhand der Figuren der Zeichnung wird im folgen- einrichtung 31 ist an die Basis eines weiteren Transistors Il den ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher be- 42 angeschlossen. Die im Kollektorkreis des Transistors §| schrieben. Es zeigt 42 angeordnete Last besteht aus einer lichtemittieren-IS F i g. 1 einen Ionisationsfeuermelder mit zugeordne- 20 den Diode LED und einem Widerstand 43. Ein Aus- M ter Auswerteschaltung gemäß der Erfindung und gangsanschluß 5 ist mit der Kolw&torelektrode des H F i g. 2 einen Schaltungsteil aus F i g. 1 in veränderter Transistors 42 verbunden. Verschiedene andere Aus-P Ausführung. gangslüemmen des Feuermelders 10 sind an verschiedeil Gemäß F i g. 1 sind mehrere Ausgangsklemmen eines ne Punkte der zuvor beschriebenen Schaltung angell Feuermelders 10 an eine Zentralstation 11 angeschlos- 2s schlossen. So ist beispielsweise eine Ausgangselektrode Il sen. Der Feuermelder 10 weist ein Paar in Serie geschal- 1 über einen Widerstand 44 an die Elektrode 17 der l| tete Ionisationskammern auf, wobei die eine lonisa- Meßkammer 13 angeschlossen, eine Ausgangsklemme 2 g tionskammer als Referenzkammer 12 gegenüber der ist mit der Leitung 20 verbunden, eine Ausgangsklemme P umgebenden Luft abgeschlossen ist und die andere loni- 3 mit der Eingangsklemme 32 der Vergleichs- und E sationskammer als Meßkammer 13 Luftschlitze auf- 30 Schalteinrichtung 31, eine Ausgangsklemme 6 ist an den "■■ weist, um der umgebenden Luft den freien Zutritt zu Schaltungspunkt 24 angeschlossen und eine Ausgangs-J^ gestatten. Die Referenzkammer 12 weist Elektroden 14 klemme 7 ist schließlich mit der Leitung 21 verbunden.
y'_: und 15 und die Meßkammer 13 Elektroden 16 und 17 Zwei oder auch mehr dieser Ausgangsklemmen des iv. auf. Die Elektroden 14 und 17 sind über Leitungen 20 Feuermelders 10 sind an die Zentralstation 11 angeln und 21 an die Versorgungsspannung angeschlossen und 35 schlossen. Die Ausgangsklemmen 2 und 7 sind über Lei- \i{ die Elektroden 15 und 16 sind elektrisch miteinander tungen 50 und 51 an eine geeignete Gleichspannungs- fΛ verbunden und geben ein analoges Ausgangssignal auf quelle innerhalb der Zentralstation 11 angeschlossen. U einer Leitung 22 ab. Die Referenzkammer 12 ist im dar- Sofern gewünscht, kann eine Relaisspule 52 mit einer '/', gestellten Ausführungsbeispiel zwar als Ionisations- der Leitungen 50 und 51 in Serie geschaltet sein, um : kammer ausgebildet, sie kann jedoch auch durch einen 40 Änderungen in der Amplitude des Stromes zu erfassen, : geeigneten Festwiderstand ersetzt werden. wie dies im Stand der Technik bestens bekannt ist Wei- : -; Die Leitung 22 ist an die Steuerelektrode C eines terhin kann ein normalerweise betätigtes Überwa-■ Feldeffekttransistors 23 angeschlossen, der als Emitter chungsrelais angeordnet sein zur Feststellung einer , (Quellen)-Folger betrieben wird. Die Senkenelektrode Stromreduzierung und ein normalerweise nicht betätig- ' i D des Feldeffekttransistors 23 ist direkt an die die positi- 45 tes Relais zur Anzeige eines Stromanstieges. Der Schalve Betriebsspannung führende Leitung 20 angeschlos- terausgang 5 kann über eine Alarm-Relaisspule 53 an ■ sen und die Quellenelektrode 5 ist über einen Wider- die positive Versorgungsspannung angeschlossen wer- : stand 25 mit der die negative Betriebsspannung führen- den. Ein Voltmeter 54 ist an die Ausgangsklemme 6 den Leitung 21 verbunden. Der gemeinsame Verbin- angeschlossen, um die Größe der Analogspannung im ' · dungspunkt 24 von Quellenelektrode S und Widerstand so Verbindungspunkt 24 in bezug auf die negative Be-25 ist über einen Widerstand 26 an eine Eingangsklem- triebsspannung anzuzeigen. Zusätzlich zur Anzeige me 30 einer Vergleichs- und Schalteinrichtung 31 mit kann diese Analogspanr.ung in einem Steuer- und Rtvier Eingangsklemmen angeschlossen. gelsystem verwendet werden. Ein Voltmeter 55 ist zwi-Die Vergleichs- und Schalteinrichtung 31 besteht aus sehen die Ausgangsklemmen 3 und 6 geschaltet und einem pnp- und einem npn-Transistor, die beide mitein- 55 zeigt somit die Differenzspannung zwischen der Refeander verbunden sind. Die Eingangsklemme 30 ist an die renzspannung an der Klemme 32 und der Analogspan-Emitterelektrode des pnp-Transistors angeschlossen. nung an dem Schaltungspunkt 24 an. Das Voltmeter 55 Die Basiselektrode des pnp-Transistors ist direkt mit kann auch zwischen der Ausgangsklemme 3 und der der Kollektorelektrode des npn-Transistors verbunden Leitung 51 betrieben werden, wobei in diesem Fall die und an einer Anschlußklemme 32 zugänglich. Die KoI- 60 Referenzspannung angezeigt wird. Ein normalerweise lektorelektrode des pnp-Transistors ist direkt mit der geöffneter Testschalter in der Zentraleinheit 11 schaltet Basiselektrode des npn-Transistors verbunden und an bei seiner Betätigung die positive Betriebsspannung auf einer dritten Eingangsklemme 33 zugänglich. Weiterhin die Ausgangsklemme 1 und veranlaßt somit eine Alarmist die Emitterelektrode des npn-Transistors an einer auslösung des Feuermelders 10.

Ausgangsklemme 34 zugänglich und die Ausgangsklem- 65 Fig. 2 zeigt einen Schaltiingsteil aus Fig. 1 in einer me 34 ist über einen Widerstand 35 mit der die negative abgeänderten Form. Die hier dargestellte Vergleichs-Betriebsspannung führerden Leitung 21 verbunden. Die und Schalteinrichtung 3Γ wird durch einen SCS (Silicon Eingangsklemme 32 ist mit dem einstellbaren Abgriff controlled switch oder Thyristor-Tetrode) gebildet. In

dieser Ausführungsform bildet die Anode des SCS die Eingangsklemme 30, das Anoden-Steuergitter die Referenzklemme 32, das Kathoden-Steuergitter die dritte Eingangsklemme 33 und die Kathode die Ausgangsklemme 34. s

Im Normalbetrieb des Feuermelders, wenn wenig oder gar kein Rauch durch die Meßkammer 13 in der Umgebungsluft festgestellt wird, ist der tatsächliche Widerstand der beiden Kammern 12 und 13 annähernd der gleiche und es erscheint daher ungefähr die Hälfte der Versorgungsspannung auf der Leitung 20 auf der zu dem Steuergitter C des Feldeffekttransistors 23 führenden Leitung 22. Der Feldeffekttransistor 23 wird in Emitterfolgeschaltung betrieben und zieht ausreichend Strom, so daß die Spannung im Schaltungspunkt 24 dem is Analogsignal an dem Steuergitter folgt. Die Spannung im Schaltungspunkt 24 wird über den Widerstand 26 auf die Eingangselektrode 30 der Vergleichs- und Schalteinrichtung 3i gegeben. Die Steüung des Abgriffs des Potentiometers 36 wird so gewählt, daß bei sauberer Luft die Spannung an der Schaltungsklemme 32 höher als die Spannung an der Schaltungsklemme 30 ist Somit befindet sich die Vergleichs- und Schalteinrichtung 31 im nichtleitenden Zustand. An der Ausgangsklemme 34 erscheint keine Spannung und der Transistor 42 ist somit ebenfalls nicht leitend. Dieser Schaltungszustand der Einrichtung 31 ist stabil und aufgrund des Verzögerungsnetzwerkes, welches an die Eingangsklemme 33 angeschlossen ist, können auch kurze Störspannungsspitzen, die das Potential an der Eingangsklemme 30 erhöhen, den Schalter 31 nicht durchschalten. Das Potentiometer 36 ermöglicht es, die der sauberen Luft entsprechende gerade unterhalb der Ansprechschwelle der Schaltereinrichtung 31 liegende Differenzspannung einzustellen bzw. nachzustellen, falls sich aufgrund von Al- terungserscheinungen der Bauelemente im Laufe der Zsit eine Verschiebung ergibt.

Sobald die Meß-lonisationskammer 13 das Erscheinen von Rauch feststellt, ergibt sich eine Vergrößerung des an dem Steuergitter C des Feldeffekttransistors 23 liegenden Potentials. Diese Potentialanhebung zieht eine Potentialanhebung an der Eingangsklemme 30 mit sich. Die Amplitude der an der Eingangsklemme 30 liegenden Spannung ist hierbei eine Funktion der Rauchdichte. An der Meßkammer 13 fällt eine Spannung ab, welche an der Ausgangsklemme 6 durch das Voltmeter 54 in bezug auf die Ausgangsklemme 7 gemessen werden kann. Wenn die Spannung an der Eingangsklemme

30 die Referenzspannung an der Ausgangskiemme 32 aufgrund der gemessenen Rauchdichte überschreitet, so so wird die Schalteinrichtung 31 durchgeschaltet Liegt lediglich eine Hitzeentwicklung ohne Rauchentwicklung vor, so schaltet die Schalteinrichtung 31 ebenfalls durch, da in diesem Fall aufgrund des hitzeempfindlichen Elements 60 die Spannung an der Eingangsklemme 32 er- niedrigt wird. Der Schaltvorgang wird etwas verzögert, da zunächst der Kondensator 40 des Verzögerungsnetzwerkes aufgeladen werden muß. Diese Verzögerung vermeidet das Durchschalten des Schalters infolge kurzer Störspannungsspitzen. Sobald die Schalteinrichtung

31 durchschaltet fällt Ober dem Widerstand 35 eine positive Spannung ab, die auf die Basis des Transistors 42 gelangt Hierdurch wird der Transistor 42 ebenfalls in den leitenden Zustand gebracht und der Kollektorstrom läßt die lichtemittierende Diode LED aufleuchten. Das an die Ausgangsklemme 5 angeschlossene Relais 53 innerhalb der zentralen Schaltstation 11 zieht nunmehr Wenn der Feuermelder 10 von der Zentralstation 11 aus getestet und ein Alarm ausgelöst werden soll, so wird der Schalter »Test« innerhalb der Zentralstation 11 betätigt, wodurch eine positive Spannung über den Widerstand 44 an die Elektrode 17 der Meßkammer 13 gelangt und das Potential auf der Leitung 22 angehoben wird. Zur Rückstellung der Vergleichs- und Schalteinrichtung 31 kann der Schalter 56 in der die positive Betriebsspannung führenden Leitung 50 kurz geöffnet werden oder es kann die Ausgangsklemme 3 kurz mit der die positive Betriebsspannung führenden Leitung verbunden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 ■ ! ' ' ■ 2 dessen Lastkreis eine lichtemittierende Diode (LED) Patentansprüche: angeordnet ist

1. Ionisations-Feuermelder mit einer Referenz-Ιο-

nisationskammer und einer Meß-Ionisationskam- 5

mer, welche in Reihe an eine Versorgungsspan- ■ ..
nungsquelle angeschlossen sind; mit einer aus der Die Erfindung betrifft einen Ionisations-Feuermelder VerscrgungspannungsqueDe gespeisten Auswerte- gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
schaltung, die Ober einen Impedanzwandler an den Durch die deutsche Offenlegungsschrift 19 22 9?7 ist gemeinsamen Schaltungspunkt der beiden Ionisa- 10 ein solcher Ionisations-Feuermelder bekanntgeworden, tionskammern angeschlossen ist; mit einem elektro- bei dem eine Referenz-Ionisierkammer und eine Meßnischen Schalter, der an den Ausgang des Impedanz- Ionisationskammer zwischen einer Versorgungsspanwandlers angeschlossen ist und dessen Schaltschwel- nungsquelle in Reihe geschaltet sind. Der gemeinsame Ie über einen Sollwertsteller einstellbar ist; mit ei- Schaltungspunkt von Referenz-Ionisationskammer und nem Verzögerungsglied im Eingangskreis des elek- !5 Meß-Ionisationskammer ist an einen Impedanzwandler tronischen Schalters, sowie mit einem Anzeigekreis, angeschlossen, der aus einem Feldeffekttransistor und dadurchgekennzeichnet, daß einem nachgeschalteten weiteren Transistor besteht Im

Emitterkreis des Transistors ist ein Potentiometer ange-

a) der elektronische Schalter als vierpolige Ver- ordnet dessen Abgriff über eine Zenerdiode auf die gleichs- isd Schalteinrichtung (31, 31*) ausge- 20 Steuerelektrode eines Thyristors geführt ist Die Steuerbildet isi^obei die erste Anschlußklemme (30) elektrode ist zusätzlich über eine Verzögerungsschalan den Ausgang (24) des Impedanzwandlers tung mit dem einen Pol der Betriebsspannung verbun-(23), die zweite Anschlußklemme (33) an das den. Im Stromkreis des Thyristors, der zwischen der Verzögerungsglied (40,41), die dritte Anschluß- Betriebsspannung betrieben wird, ist eine Anzeigelamklemme (32) an den Sollwertsteller (36) und die 25 pe angeordnet Das Potentiometer wird so eingestellt, vierte Anschlußklemme (34) an den Anzeige- daß im normalen Betriebsfall die Zenerdiode gerade kreis (42,43, LED) angeschlossen ist; noch nicht zündet uisi der Thyristor somit gesperrt

b) die Spannungsdifferenz zwischen erster (30) bleibt Bei Rauchentwicklung vergrößert sich die an und dritter Anschlußklemme (32) zur Betäti- dem gemeinsamen Schaltungspunkt der beiden Ionisagung des elektronischen Schalters (31) dient 30 tionskammern auftretende Spannung und somit auch und die Spannung über dem Potentiometer. Nunmehr wird

c) der Sollwertsteller (36) Teil eines an die Versor- die Zenerdiode gezündet und der Thyristor schaltet gungsspannungsquelie (20,Si) angeschlossenen durch, so daß die Anzeigelampe aufleuchtet Handelt es Spannungsteilers (60,35),ist sich nur um eine kurzfristige Spannungsänderung, die

35 nicht auf eine permanente Rauchentwicklung zurückzu-

2. Ionisations-Feuermelder nach Anspruch 1, da- führen ist, so wird der kurzzeitig auftretende Ziindimdurch gekennzeichnet daß die vierpolige Ver- puls am Steuergitter des Thyristors durch die Verzögegleichs- und Schalteinrichtung (31) einen npn-Tran- rungsschaltung unterdrückt

sistor und einen pnp-Transistor aufweist wobei die Die bekannte Schaltung ist emofindlich gegen Basis des pnp-Transistors mit dem Kollektor des 40 Schwankungen der Versorgungsspannung. Steigt beinpn-Transistors und der dritten Anschlußklemme spielsweise die Versorgungsspannung an, so steigt auch (32) und die Basis des npn-Transistors mit dem KoI- die über dem Potentiometer abgegriffene Spannung an lektor des pnp-Transistors und der zweiten An- und der Thyristor kann über die Zenerdiode gezündet schlußklemme (33) verbunden ist und wobei der werden, ohne daß die Meß-Ionisationskammer eine ZuEmitter des pnp-Transistors die erste Anschluß- 45 Standsänderung erfahren hat

klemme (30) und der Emitter des npn-Transistors die Weiterhin ist aus der CH-PS 5 26 178 ein Ionisations-

vierte Anschlußklemme (34) bildet. feuermelder der eingangs genannten Art bekannt bei

3. Ionisations-Feuermelder nach Anspruch 1, da- dem zum Betrieb mit schwankender Versorgungsspandurch gekennzeichnet daß die vierpolige Ver- nung und zum Schutz, des Feldeffekttransistors gegen gleichs- und Schalteinrichtung als eine Thyristor-Te- 50 Überspannungen eine Stabilisierungsschaltung zwitrode (SCS) (3Γ) mit einer Anode, einem Anoden- sehen die Senkenelektrode und die eine Versorgungs-Steuergitter, einer Kathode und einem Kathoden- Spannungsleitung geschaltet ist, welche die dem Feldef-Steuergitter ausgebildet ist wobei die erste An- fekttransistor zugeführte Spannung unter dessen schlußklemme (30) mit der Anode, die zweite An- Durchbruchspannung hält. Die Schutzschaltung umfaßt schlußklemme (33) mit dem Kathoden-Steuergitter, 55 einen Transistor, dessen Emitter-Kollektor-Strecke zwidie dritte Anschlußklemme (32) mit dem Anoden- sehen die Senkenelektrode des Feldeffekttransistors Steuergitter und die vierte Anschlußklemme (34) mit und die Versorgungsleitung geschaltet ist, einen zwider Kathode verbunden ist sehen die Basis dieses Transistors und die genannte Ver-

4. Ionisations-Feuermelder nach einem der An- sorgungsleitung eingeschalteten Widerstand sowie eine Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit 60 zwischen die Basis des Transistors und die andere dem Sollwertsteller (36) ein hitzeempfindliches EIe- Stromversorgungsleitung eingeschaltete Zenerdiode, ment (60) in Reihe geschaltet ist, das den Spannungs- welche die Spannung an der Basis des Transistors auf abfall an dem Sollwertsteller (36) bei Hitzeentwick- einem konstanten Wert hält.

lung erniedrigt, worauf die Vergleichs- und Schalt- Aufgabe der Erfindung ist es, einen lonisations-Feueinrichtung(31,31')anspricht 65 ermelder der eingangs genannten Art weiter dahinge-

5. Ionisations-Feuermelder nach einem der An- hend zu verbessern, daß er weder auf Schwankungen Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der der Versorgungsspannung noch auf kurzfristige Stör-Anzeigekreis einen Schalttransistor (42) aufweist, in spannungen oder andere nicht auf eine Rauchentwick-