DE2509766C3

DE2509766C3 - Ionendetektor

Info

Publication number: DE2509766C3
Application number: DE19752509766
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1978-02-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ionendetektor mil einer Fühlerelektrode, einer Auswerteschaltung, einem Gehäuse, das die Auswerteschaltung aufnimmt, und einer Anzeigevorrichtung, die in Abhängigkeit vom Ladezustand der Fühlerelektrode arbeitet.

Die bekannten lonendelektoren sind Meßgeräte, bei denen ein Gebläse die zu untersuchende Luft zwischen zwei an einer vorgegebenen Spannung liegenden Fühlcrelektroden hindurchfördert. Die im Feld zwischen den Fühlcrelektroden erfolgende Ablenkung der Ionen führt zu einem Querstrom, dessen Größe in der Auswerteschaltung festgestellt und angezeigt wird. Auf diese Weise kann die lonendichte ziemlich genau

ίο gemessen werden. Das Gerät ist allerdings relativ groß und aufwendig. (»G-l-T« 13. Jahrgang 1969, Seite 13b und 137).

Es ist ferner bekannt. Ionisationskammern zum Nachweis von Partikeln, z. B. im Rauchgas, /u verwenden. Hierbei werden Ionen durch irgendeine lonisierungsquelle erst in der Kammer erzeugt. Durch das zwischen zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität gebildete Feld we^rden Ionen zu einer der Elektroden hingezogen, so daß sich ein in einer Auswerteschaltung auswertbarer Strom ergibt. Da sich die erzeugten Ionen teilweise an die Partikel anlagern und damit aus der Kammer herausgefördert werden, sinkt der Meßstrom mit steigender Partikelzahl (»Staub« Band 32, 1972, Seite 286 — 289). Hierbei ist es auch bekannt, den Eingang der Auswcrteschaltung mit einem Feldeffekttransistor auszustatten (»Electronics« Heft 24/1974. Seiten 124 und 125).

Es ist auch bereits ein Kontaminationsmonitor bekannt, der einen großflächigen Proportionalzähler mit hoher Nachweiseinpfindlichkeit für Alpha- und Betha-Strahlung aufweist und in einem Gehäuse mit der Größe eines Handnießgcräts untergebracht ist (»Kerntechnik« 1973, Seite 575).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten und daher billigen, leicht zu handhabenden Ionendetektor anzugeben, der in der Lage ist, eine ausreichende Ionisierung anzuzeigen.

Diese Aufgi.be wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse im wesentlichen aus Isolierstoff besteht ui.d die Größe eines Handmeßgeräts hat, daß die Fühlerelektrode als Flächenelek'.rode ausgebildet ist, sich längs der Außenseite einer Wand des Gehäuses erstreckt und durch eine von den Ionen herrührende Raumladung an der Stelle, wo sie sich befindet, aufladbar ist, und daß die Anzeigevorrichtung (Leuchtdiode) bei Erreichen eines vorbestimmten Lzdezustands der Fühlerelektrode anspricht.

Dieser Ionendetektor ist als Raumladungsfühler ausgebildet. Hierbei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß es in vielen Fällen nicht notwendig ist, die lonendichte zu messen. Vielmehr genügt es, wenn festgestellt wird, ob eine ausreichende Zahl von Ionen vorhanden ist. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise erkennen, ob ein lonenerzeuger auch tatsächlich Ionen liefert oder welche Teile eines Raumes unzureichend mit Ionen versorgt sind. Ist die lonendichte zu gering, wird die Fühlerelektrode durch die von den Ionen herrührende Raumladung gar nicht oder sehr langsam aufgeladen und die Anzeigevorrichtung spricht nicht

f>° oder erst nach zu langer Zeit an. Eine hohe lonendichte führt zum sofortigen Ansprechen der Anzeigevorrichtung und kann gegebenenfalls auch noch grob größenmäßig angezeigt werden.

Für den Raumladungsfühler benötigt man nur wenige

^fi5 Bauteile. Das Gehäuse kann daher klein und handlich sein. Es kann somit bequem in einer Hand gehalten werden. Das Gerät ist auch ohne Mühe von einem Laien zu bedienen. Infolgedessen kann eine Person den

Ionendetektor in die Hand nehmen und jeweils an der Stelle, wo sie sich befindet, prüfen, ob eine ausreichende lonenanzahl vorhanden ist. Das Gerät ist auch sehr billig, so daß jede Person, die einen lonenerzeuger besitzt, auch in der Lage ist, sich einen derartigen S Ionendetektor zu kaufen.

Da die Flächenelektrode durch die Wand abgestützt ₃ein kann, genügen dünne und daher billige Elektrodenmaterialien. Die Flachenelektrode kann sogar aufgedampft sein. Da keine vorstehenden Teile vorhanden sein müssen, ist die Gefahr einer Beschädigung gering. Dadurch wird die Handlichkeit des lonendetektors noch verbessert. Außerdem hat die Flächenelektrode eine gewisse Richtwirkung, was bei in einer Luftströmung zugeführten Ionen von Interesse sein kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür zu sorgen, daß als Gehäuse das Gehäuse einer Fernbedienungseinrichtung verwendet ist.

Da die für den Ionendetektor benötigten Bauteile nur einen sehr geringen Raum beanspruchen, bereitet es ^o keine Schwierigkeiten, das Gehäuse der Fernbedienungseinrichtung unter Beibehaltung der meisten zuvor erwähnten Vorteile auch für den Ionendetektor zu verwenden. Da derartige Fernbedienungseinrichtungen ohnehin in der Hand gehalten werden, braucht ein Benutzer bei der V wendung als Ionendetektor die generelle Handhabung nicht zu ändern. Wenn in 1. iesem Zusammenhang auch eine an einer Wand angebrachte Flächenelektrode benutzt wird, kann das kombinierte Gerät sowohl eine Richtwirkung bezüglich der Fernb»- dienung als auch eine Richtwirkung bezüglich der lonenermittlung aufweisen.

Insbesondere kann das Gehäuse die Form eines längsgestreckten Quaders haben und die Flächenelektrode kann an der kleinsten Quaderfläche angeordnet sein. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders handliches Gerät. Wenn überdies ein Einschalt-Druckknopf in einer an die Flächenelektrode anschließenden Quaderfläche vorgesehen ist, läßt sich das Gerät auch leicht bedienen.

Die Anzeigevorrichtung ist eine Leuchtdiode, die beim Erreichen eines vorgegebenen Ladungszustandes der Fühlerelektrode aufleuchtet. Die Leuchtdiode hat zwar in der Regel nur zwei Anzeigezustände, gibt aber auch einem Laien deutlich an, ob Ionen in der gewünschten Mindestzahl vorhanden sind oder nicht.

Bei Verwendung eines Fernbedienungsgehäuses kann insbesondere eine Ultraschall-Fernbedienungseinrichtung für einen Fernsehapparat in diesem Sinne ausgenutzt werden. Ein Fernsehzuschauer kann dann mit Hilfe der Fernbedienungseinrichtung, die er ohnehin in der Hand hat, feststellen, ob sein Aufenthaltsbereich ausreichend mit Ionen versorgt ist.

Noch günstiger ist es, das Gehäuse einer Ultraschall-Fernbedienung für einen lonenerzeuger zu verwenden. Eine derartige Fernbedienung erlaubt es, einen lonenerzeuger und ein zugehöriges Gebläse einzuschalten und gegebenenfalls zu regeln, wenn die Ionen>'ersorgung unzureichen ist, wobei der Effekt des lonenerzeugers anschließend kontrolliert werden kann. < >o

Zweckmäßigerweise wird nicht nur dasselbe Gehäuse benutzt, sondern die Batterie für die Fernbedienungseinrichtung speist auch die Auswerteschaltung des Ionendetektor.

Es empfiehlt sich, die Fühlerelektrode an den <-s Steueranschluß eines elektronischen Steuergliedes zu legen, das über einen Verstärker die Anzeigevorrichtung tipiiprt Damit !sssen sich such vhlß schwache Ladungszustände noch deutlich anzeigen.

Insbesondere kann der Verstärker eine Einstellvorrichtung zum Einstellen des Ansprechwerts der Leuchtdiode aufweisen. Dies kann beispielsweise durch einen zweistufigen Transistorverstärker geschehen, bei dem die Basis des zweiten Transistors an den Abgriff eines Potentiometers im Ausgangskreis des ersten Transistors angeschlossen ist. Auf diese Weise läßt sich genau derjenige Aufladezustand der Fühlerelektrode einstellen, bei dem die Leuchtdiode ansprechen soll.

Mit besonderem Vorteil ist das Steuerglied ein Feldeffekttransistor. Dieser kann einen sehr hohen Eingangswiderstand haben, so daß die Ladung von der Fühlerelektrode nicht schneller abgeführt v.ird als sie zugeführt werden kann, und führt /u einem erheblichen Verstärkungseffekt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine räumliche Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 eine Ausführungsform einer Schaltung und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform in räumlicher Darstellung.

In F i g. 1 ist ein quaderförmiges Kunststoffgehäuse 1. bestehend aus einem Kasten 2 mit Deckel i. veranschaulicht. An der kleinsten Stirnfläche 4 des Gehäuses 1 befindet sich eine Flächenelektrode 5. Im Innern des Gehäuses 1 ist eine Batterie 6 und eine Auswerteschaltung 7 untergebracht, die verschiedene auf einer Platine 8 untergebrachte Bauelemente aufweist. Eine Anzeigevorrichtung in Gestalt einer Leuchtdiode 9 sowie eine Drucktaste 10 ragen außen durch eine Seitenwand Il des Gehäuses 1, die an die Stirnwand 4 anschließt.

Der Aufbau der Auswerteschaltung 7 ergibt sich aus Fig. 2. Die Flächenelektrode 5 ist an den Steueranschluß 12 eines Steuergliedes 13 in Gestalt eines Feldeffekttransistors angeschlossen. Der Feldeffekttransistor kann beispielsweise ein Metalloxidsiliciumtransistor sein. Sein Ausgang steuert einen zweistufigen Verstärker mit einem ersten Transistor 14 und einem zweiten Transistor 15. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 14 ist durch einen Widerstand 16 und einen Kondensator 17 überbrückt und liegt kollektorseitig mit einem Potentiometer 18 in Reihe. Ein weiterer Widerstand 19 überbrückt die Basis-Kollektor-Strecke dieses Transistors 14. Der Abgriff des Potentiometers 18 ist über einen Widerstand 20 mit der Basis des Transistors 15 verbunden. Die Basis-Kollektor-Strecke dieses Transistors ist durch einen Widerstand 21 überbrückt. Emitterseitig ist der Transistor 15 über einen Widerstand 22 mit der Leuchtdiode 9 verbunden. Wenn die Drucktaste 10 die Batterie 6 einschaltet und auf der Flächenelektrode 5 eine ausreichende Ladung angesammelt ist, führt das Sperrglied 13 einen solchen Strom, daß der Transistor (4 leitend wird. Sobald dieser Strom einen solchen Wert erreicht hat, daß das Potential am Abgriff des Potentiometers 18 ausreicht, um auch den Transistor 15 leitend zu machen, beginnt die Diode 9 zu leuchten. Diese Schaltung ist so aufgebaut, daß sie auf negative Ionen anspricht.

Zusätzlich kann noch ein Masseanschluß 23 vorgesehen sein, der beispielsweise mit dem außen liegenden metallischen Klemmring 24 der Drucktaste IO verbunden werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, durch gleichzeitiges Berühren dieses Metallringes 24 und der Flächenelektrode 5 eine rasche Entladung dieser Elektrode zu bewirken.

Statt dessen kann auch eine weitere tintladetaste 25 zwischen den Pluspol der Batterie 6 und die Flächenelektrode 5 gelegt werden. Diese Entladetaste kann mit der Drucktaste 10 gegensinnig gekoppelt sein. Mittels eines Kondensators 26 kann das Potential der Flächenelektrode 5 noch besser an dasjenige der übrigen Schaltung angepaßt werden.

Bei der Atisführungsform nach t i g. 3 wird als Gehäuse für den Ionendetektor das Gehäuse 27 einer Ultraschall-fernbedienung für einen lonenerzeuger benutzt. Die l-lemenie 5, 9, 10 und 25 entsprechen denjenigen der I" i g. 1 und 2. Inmitten der Elektrod" 5 ist eine Austrittsöffnung 28 für einen Ultraschallsender vorgesehen. Dieser vermag beim Niederdrücken der Tasten 29, 30 und 3ί verschiedene Uliraschaü&ignalc abzugeben. Beispielsweise wird durch die Taste 29 ein lonenerzeuger eingeschaltet, durch die Taste 30 ein Luft über den lonener/eugcr förderndes Gebläse auf l.angsamlauf und durch die Taste 31 das Gebläse auf Sehnellauf geschaltet. Die Abschaltung erfolgt jeweils, wenn die Tasten /um zweitenmal niedergedrückt ί werden.

F.ine solche Ultraschall-1ernbedienungseinriehtiing kann auch in an sich bekannter Weise /ur Fernbedienung eines Fernsehempfängers benutzt werden. Die verschiedenen Tasten haben dann jeweils eine andere

ίο Funktion. Da der Aufbau derartiger Geräte bekannt ist. erübrigt sich eine genauere Beschreibung. Auf jeden Fall können innerhalb des Gehäuses 27 noch zahlreiche Vereinfachungen dadurch vorgenommen werden, dal! für die I ernbedienungsschaltung und für die Auswerte-

i; schaltung bestimmte F.lementc. /.. B. die Batterie, gemeinsam verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ionendetektor mit einer Fiihlerelektrode, einer Auswerteschaltung, einem Gehäuse, das die Auswerteschaltung aufnimmt, und einer Anzeigevorrichtung, die in Abhängigkeit vom Ladezustand der Fühlerelekirode arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 27) im wesentlichen aus Isolierstoff besteht und die Größe eines Handmeßgeräts hat, daß die Fühlerelektrode als Flächenelektrode (5) ausgebildet ist, sich längs der Außenseite einer Wand (4) des Gehäuses erstreckt und durch eine von den Ionen herrührende Raumladung an der Stelle, wo sie sich befindet, aufladbar ist und daß die Anzeigevorrichtung (Leuchtdiode 9) bei Erreichen eines vorbestimmten Ladezustands der Fühlerelektrode anspricht

2. Ionendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gehäuse das Gehäuse (27) einer Fernbedienungseinrichiung verwendet isi.

3. Ionendetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 27) die Form eines längsgestreckten Quaders hat und die Flächenelektrode (5) an der kleinsten Quaderfläche (4) angeordnet ist.

4. Ionendetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einschalt-Druckknopf (10) in einer an die Flächenelektrode (5) anschließenden Quaderfläche (11) vorgesehen ist.

5. Ionendetektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einer Ultraschall-Fernbedienungseinrichtung für einen Fernsehapparat verwendet ist.

6. Ionendetektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (27) einer Ultraschall-Fernbedienungseinrichlung für einen Ionenerzeuger verwendet ist.

7. Ionendetektor nach einem der Ansprüche 2 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Batterie (6) für die Fernbedienungseinrichtung auch die Auswerteschaltung (7) speist.

8. Ionendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerelektrode (5) an den Steueranschluß eines elektronischen Steuergliedes (13) gelegt ist, das über einen Verstärker (14, 15) die Anzeigevorrichtung (9) steuert.

9. Ionendetektor nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (14, 15) eine Einstellvorrichtung (18) zum Einstellen des Ansprechwertes der Leuchtdiode (9) aufweist.

10. Ionendetektor nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen zweistufigen Transistorverstärker (14, 15), bei dem die Basis des zweiten Transistors (15) an den Abgriff eines Potentiometers (18) im Ausgangskreis des ersten Transistors (14) angeschlossen ist.

11. ionendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (13) ein Feldeffekttransistor ist.