DE2744831C2 - Ionisationskammer für einen Ionisationsrauchmelder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ionisationskammer für einen Ionisationsrauchmelder gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Bekannte Ionisationsrauchmelder verwenden meist zwei in Serie geschaltete Ionisationskammern mit verschiedener Rauchempfindlichkeit. Beispielsweise kann eine der Kammern, meist als Meßionisationskammer bezeichnet, weitgehend luftzugänglich ausgebildet sein, während die andere Kammer, meist Referenzionisationskammer genannt, weitgehend gegen Luftzutritt abgeschirmt oder gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist. In solchen Ionisationsrauchmeldern wird die Tatsache ausgenützt, daß sich der zwischen den Elektroden fließende lonenstrom bei Eindringen schwerer Partikeln, z. B. von Rauch oder Brandaerosol, in die Kammer, infolge von Anlagerungsprozessen der durch die radioaktive Quelle gebildeten Luftionen an diesen Partikeln vermindert und der Kammerwiderstand dadurch ansteigt. Da die Referenzionisationskammer durch Rauch nicht oder kaum beeinflußt wird, bleibt deren lonenstrom nahezu konstant, insbesondere, wenn sie im Sättigungsbereich betrieben wird. Der Spannungsabfall über der Meßionisationskammer steigt daher bei Eindringen vor Rauch in die Kammer an, und eine an die Kammer angeschlossene Auswerteschaltung gibt ein Alarmsignal, wenn dieser Spannungsabfall eine vorgegebene Schwelle überschreitet.

In der Praxis ist es häufig erforderlich, den Schwellenwert und die Empfindlichkeit eines solchen lonisationsrauchmelders verändern und an die Umgebungsbedingungen anpassen zu können. Dies kann einerseits auf elektrischem Wege mittels Änderung der Auswerteschaltung erfolgen, andererseits jedoch auch durch Veränderung des lonenstromes oder des Widerstandes einer der beiden Ionisationskammern. Es sind bereits verschiedene Ionisationsrauchmelder bekanntgeworden, bei welchen der lonenstrom oder Widerstand entweder der Meßionisationskammer oder der Referenzionisationskammer mittels einer Abstandsänderung der beiden Elektroden geändert wird (vgl. z. B. die DE-AS 15 48 623). Bevorzugt wird dazu die Referenzionisationskammer herangezogen, da in diesem Fall die geometrischen Verhältnisse und damit die Rauchempfindlichkeit der Meßionisationskammer nicht beeinflußt werden.

Bei solchen vorbekannten Ionisationskammern erfolgt jedoch die Abstandsänderung vorzugsweise mittels einer Schraube, an welcher die meist tellerförmig ausgebildete, verstellbare Elektrode angebracht ist. Solche Konstruktionen haben sich jedoch als mechanisch instabil erwiesen, insbesondere unter der Einwirkung von Erschütterungen und Stoßen. Zudem läßt sich der Abstand und die Empfindlichkeit nicht genau und definiert genug einstellen. Außerdem ist die durch eine solche Abstandsveränderung erreichbare lonenstromänderung kleiner als sie theoretisch möglich wäre. d. h. deren Wirkung ist keinesfalls optimal. Ein weiterer Nachteil ist, daß derartige vorbekannte Verstellmecha nismen einen erheblichen Piatzbedarf außerhalb der Ionisationskammer haben und daher, beispielsweise bei der Verwendung in einem Ionisationsrauchmelder, dessen Bauhöhe in unerwünschtem Maße vergrößern können.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Ionisationskammer, bei welcher der lonenstrom oder Widerstand sicher und mit optimalem Wirkungsgrad eingestellt werden kann ohne die Gefahr einer selbsttätigen Verstellung im Laufe der Zeit unter dem Einfluß von Erschütterungen und Stoßen, wobei der Platzbedarf vermindert und die Stabilität und Betriebssicherheit erhöht ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gat'ungsgemäßen ionisationskammer durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst.

In den Unteransprüchen 3— 14 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfind'ingsgemäßen Gegenstands angegeben.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. ta bis Id zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel im Schnitt und in verschiedenen Ansichten.

Fig. 2a bis 2c zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel in analoger Darstellung.

F i g. 3 zeigt einen abgewandelten Elektrodenteller.

F i g. 4 zeigt eine Ausführung mit schlittenförmig verschiebbarer Elektrode.

Fig.5 zeigt eine Ausführung mit hülscnförmiger Elektrode.

Bei dem in den Fig. la bis Ic im Schnitt, in der Aufsicht und in perspektivischer Ansicht dargestellten Ionisationskammer ist an einer Montageplatte 1 eine zylindrische Kammer 2 befestigt. Durch das Zentrum der Montageplatte führt ein Stempel 13. auf welchem eine tellerförmige Elektrode 3 befestigt ist. Außerhalb des Zentrums ist auf dieser Elektrode 3 ein radioaktives Präparat 4 montiert. Um zu erreichen, daß bevorzugt Strahlung vertikal zur Elektrode 3 abgestrahlt wird, kann die Quelle versenkt auf der Elektrode 3 angeordnet sein oder die seitliche Strahlung von einem die Quel-Ie 4 umgebenden Steg abgeschirmt sein. Im Boden des Gehäuses 2 ist ein aus einem Innenteil 5 und einem Außenteil 6 zusammengeschraubter Teller eingesetzt. Der Außenteil 6 ist mit Schlitzen oder Bohrungen 10 versehen, in weiche ein Schraubenzieher oder ein Spezialwerkzeug eingreifen kann, womit der gesamte Teller 5,6 um die Mittelachse verdreht werden kann.

Auf der Innenseite des Innenteils 5 sind mehrere Bohrungen 7,8 mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Tiefe vorgesehen. Durch eine Verdrehung des Tellers 5, 6 um die Mittelachse können die verschiedenen Bohrungen 7, 8 unter den lonisationsbereich der radioaktiven Quelle 4 geschwenkt werden. Dabei entsteht in jeder Stellung eine Ionisationskammer mit unterschiedlicher geometrischer Ausbildung und damit auch unterschiedlichen Ione-.-;trom und Widerstand. Zusätzlich zu den unterschiedlichen Bohrungen im Teller 5 kann auch ein ebener Bereich 9 auf der Innenseite des Tellers 5 als weiterer wirksamer Cfektrodenbereich für die Bildung einer Ionisationskammer diener, wobei dann in dieser Stellung der Elektrodenabstand und damit der Widerstand der Ionisationskammer am geringsten ist. Um den Teiler 5 in genau definierten Stellungen, bei weichen sich gerade die einzelnen Bohrungen oder Elektrodenbereiche gegenüber der Quelle 4 befinden, zu arretieren, sind am Rand des Tellers 5 Nuten 11 in einer der Zahl der Bohrungen entsprechenden Anzahl vorgesehen, in welche eine am Gehäuse 2 befestigte Feder 12 einrasten kann. Auf diese Weise ist eine sichere und genau definierte Einstellmöglichkeit des Widerstandes der ionisationskammer gegeben. Statt drei verschiedene Stellungen können auch nur zwei oder eine größere Anzahl vorgesehen sein, oder auch eine stufenlose Einstellung. Wie in Fig. Id gezeigt, können die wirksamen Elektrodenbereiche 7, 8, 9 statt als Löcher auch als Teller ausgeführt sein, die mit verscnieden hohen Stielen 30 auf der Drehscheibe 5 angebracht sind.

Das Beispiel nach den Fig. 2a bis 2c unterscheidet sich von der vorangegangenen Konstruktion durch die Ausbildung des verdrehbaren Tellers 5. Dieser ist statt mit mehreren zylinderförmigen Bohrungen mit sektorförmigen Absätzen 14, 15 und !6 versehen, welche wiederum durch Verdrehung des Außentellers 6 um die Mittelachse in den lonisierungsbereich der Quelle 4 eingeschwenkt werden· können. Eine solche Ausbildung hat sich bezüglich der erreichbaren Widerstandsänderung als besonders wirksam erwiesen, da ein größerer Teil der \or. der radioaktiven Quelle 4 ausgesandten Strahlung ausgenützt wird. Die Absatzhöhen und Winkel der einzelnen Sektoren brauchen dabei nicht gleich zu sein. sondern können entsprechend den gewünschten Empfindlichkeits-Stuten gewählt werden. Wiederum ist hier mittels Nuten 1» ^m Rand des !nnentellers 5 und einer am Gehäuse angebrachten Einrastfeder 12 eine sichere.

stufenweise Widerstands- und Empfindlichkeits-Einstellung gewährleistet.

Statt dessen kann gemäß dem Beispiel nach F i g. 3 die Innenseite des Tellers 5 auch so ausgebildet sein, daß deren Höhe und danit der Abstand von der Gegenelektrode 3 einen kontinuierlichen Verlauf zeigt, z. B. in der Form einer Spielfläche 27. Eine mit einem solchen Teller 5 versehene Ionisationskammer kann also von der Rückseite kontinuierlich bezüglich ihres Flektrodennh-

Standes oder Widerstandes eingestellt werden. Die Einstellung kann dabei an Markierungen an der Rückseite des Außcntellers 6 und am Gehauseboden abgelesen werden.

Eine Ionisationskammer der beschriebenen Art cig- => net sich für die Verwendung in einem Ionisationsrauchmelder. Dabei ist die Referenzionisationskamnier meist an der Rückseite des Melders auf einer Montageplatte 1 angebracht. Da sich die Verstelleinrichtung IO am Kammerl/oden befindet, kann somit die Referenzionisationskammer eines derartigen lonisationsrauchmelders auf einfache Art und Weise von hinten mittels eines Schraubenziehers oder Spezialwerkzeuges verstellt und die Empfindlichkeit des Melders auf einen gewünschten Wert einregtiliert weiden. Andererseits wiire jedoch i> auch die Verwendung als Meüionisationskammer eines lonisationsrauchmelders ucnkhar. wobei das Gehäuse 2 luftdurchlässig ausgeführt sein muli und sich die Empfindlichkeit in analoger Weise von der Vorderseite her einstellen laßt. Nachteilig ist dabei jedoch, dall damil die _>o Kiimmergeomeirii* und die physikalischen Bedingungen in der Kammer verstellt werden. Aus diesem Grunde wird bevorzugt, die in bekannter Weise in Serie zur Meßkammer geschaltete Rcieren/ionisationskammer mit der beschriebenen Verstelleinrichtung ausgerüstet. ;>

Es sei bemerkt, daß die Verstelleinrichtung statt als drehbarer Teller, auf dessen Innenseite Zonen verschiedenen Elektrodenabstandes angebracht sind, auch in anderer Weise ausgeführt sein kann. Beispielsweise können, wie in F i g. 4 gezeigt, die verschiedenen Kammer- jo bereichc 20, 21 und 22 auch auf einem, mittels eines Schlittens 19 verschiebbaren Teil 18 vorgesehen sein, wobei die einzelnen Bereiche durch eine lineare Verschiebung unter die Gegenelektrode 3 bzw. in den lonisierungsbereieh der radioaktiven Quelle 4 gebracht werden, der durch einen ringförmigen Steg 17 um die Quelle 4 begrenzt wird.

Möglich ist. wie in Fig. 5 gezeigt, auch die Anbringung auf einem Zylindermantel 26 mit horizontaler, etwa durch die Gegenelektrode 3 bzw. radioaktive Quelle 4 gehender Drehachse, wobei die einzelnen Elektrodenbereiche 20', 2Γ und 22' durch eine Drehung der Elektrode 25 auf der Zylinderwand 26 unter die Quelle geschwenkt werden.

Allen diesen Beispielen ist gemeinsam, daß die Ver-Schiebung der beweglichen Elektrode in seitlicher Richtung relativ zur anderen Elektrode erfolgt und nicht durch eine Bewegung in Richtung auf die andere Elektrode, wie bei vorbekannten Konstruktionen. Dabei kann diese seitliche Bewegung beispielsweise mittels eines Drehtellers erfolgen, wobei die Tellerdrehachse bezüglich der radioaktiven Quelle 4 bzw. der Gegenelektrode 3 versetzt ist, mittels eines in linearer Richtung beweglichen Schlittens oder mittels eines Zylinders, dessen Drehachse etwa durch die radioaktive Quelle bzw. Gegenelektrode gehl und dessen Mantel die Elektrodenbereiche enthält. In allen Fällen läßt sich damit eine sichere und genaue Einstellung mit optimaler Wirkung erreichen.

Es sei noch erwähnt, daß statt der Elektrode 5, die die Bereiche unterschiedlicher, geometrischer Ausbildung aufweist, auch die andere Elektrode 3 beweglich ausgebildet sein kann, da es nur auf die Relativbewegung der beiden Elektroden 3 und 5 in seitlicher Richtung zueinander ankommt. Beispielsweise kann bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen die Elektrode 5 fest angebracht sein oder einen Teil des Gehäuses 2 bilden, und die andere Elektrode 3 mit der Quelle 4 um die Achse 13 drehbar sein.

Andererseits kann die radioaktive Quelle 4 statt auf der Elektrode 3 auch an anderer Stelle angeordnet sein. z. IJ. an der Innenwand des Gehäuses 2. Wichtig ist nur. duß beim Einschwenken der ein/einen Elektrodenbcreiche möglichst nur dieser Bereich in den lonisierungsbereich gerät. Dazu ist es zweckmäßig, das Isotop der radioaktiven Quelle 4 entweder so zu wählen, daß der lonisicrungsbereich ohnehin auf nur einen der Elektrodenbereiche beschrankt ist oder die Strahlung durch geeignete Abschirmungen von den anderen Elektrodenbei eichen fernzuhalten. Es ist auch möglich, die radioaktive Quelle in üblicher Weise zenmsch in der Ionisationskammer, d. h in der Symmetrie-Achse des Gehäuses 2 in F i g. I oder 2 anzubringen, und dafür den drehbaren Teller 5 asymmetrisch anzuordnen, so daß dessen Drehachse außerhalb der Quelle bzw. K.üiimer-Symnie trieaehse liegt.

ll.er/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Ionisationskammer für einen Ionisationsrauchmelder, mit zwei Elektroden (3, 18) und einer radioaktiven Quelle (4) zur Ionisierung des Elektrodenzwischenraumes, wobei eine Elektrode (18) relativ zur anderen Elektrode (3) bewegbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der bewegbaren Elektrode in seitlicher Richtung unter Vermeidung einer Bewegung in Richtung auf die andere Elektrode erfolgt und daß eine der Elelektroden Bereiche unterschiedlicher, verschiedenen Abstand zwischen den Elektroden bewirkender, geometrischer Ausbildung (20, 21, 22) aufweist, die is durch die Bewegung in den lonisierungsbereich der radioaktiven Quelle '4) gebracht werden.

2. Ionisationskammer für einen Ionisationsrauchmelder, mit zwei Elektroden (3, 5, 8, 25) und einer radioaktiven Quelle (4) zur Ionisierung des Elektrodenzwischennsumes, wobei eine Elektrode (15, 18, 25) relativ zur anderen Elektrode bewegbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der bewegbaren Elektrode durch eine Drehbewegung unter Ve: meldung einer Bewegung in Richtung auf die andere Elektrode erfolgt, und daß eine der Elektroden Bereiche unterschiedlicher, verschiedenen Abstand zwischen den Elektroden bewirkender, geometrischer Ausbildung (7,8,9, 14, 15,16,20', 21', 22') aufweist, die durch die Bewegung in den lonisie- jo rungsbereich der radioaktiven Quelle (4) gebracht werden.

3. Ionisationskammer nrch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Elektrode (5) die Bereiche unterschiedliche geometrischer Ausbildung (7,8,9) in Form von Vertiefungen unterschiedlicher Abmessungen und/oder Tiefe aufweist.

4. Ionisationskammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Elektrode (5) die Bereiche unterschiedlicher geometrischer Ausbildung in Form von stufenförmigen Absätzen (14,15,16) unterschiedlicher Höhe aufweist.

5. Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 1—3. dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Elektrode (5) eine kontinuierlich veränderliche Dicke aufweist.

6. Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 2—5, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Elektrode (5) die Form eines drehbaren Tellers aufweist, in dem die Bereiche unterschiedlicher geometrischer Ausbildung (7,8,9,14,15,16) angebracht sind, wobei die Drehachse außerhalb des Bereiches der radioaktiven Quelle (4) bzw. der anderen Elektrode (3) liegt.

7. Ionisationskammer nach einem der Ansprüehe 2—6, dadurch gekennzeichnet, daß die als drehbarer Teller ausgebildete bewegbare Elektrode (5) die Bereiche unterschiedlicher geometrischer Ausbildung in Form von zylinderförmigen Bohrungen (7, 8) mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt aufweist.

8. Ionisationskammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als drehbarer Teller ausgebildete bewegbare Elektrode (5) die Bereiche unterschiedlicher geometrischer Ausbildung in Form von Kreissektoren (14, 15, 16) verschiedener Höhe oder Größe aufweist.

9. Ionisationskammer nach Anspruch 6. dadurch

gekennzeichnet, daß die Bereiche unterschiedlicher geometrischer Ausbildung aus Teilen der spiralförmig ausgebildeten Oberfläche der als drehbarer Teller ausgebildeten bewegbaren Elektrode (5) bestehen.

10. Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 6—9. dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der als drehbarer Teller ausgebildeten bewegbaren Elektrode (5) und an einem die Ionisationskammer umschließenden Gehäuse(2) Mittel (11,12)zum Einrasten der als drehbarer Teller ausgebildeten bewegbaren Elektrode (5) in definierten Stellungen vorgesehen sind.

11. Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 1, oder 3—5. dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche unterschiedlicher geometrischer Ausbildung (20, 21, 22) auf der bewegbaren Elektrode angebracht sind, die als mittels eines Schlittens (19) linear verschiebbaren Elektrode (18) ausgebildet ist.

12. Ionisationskammer nach einem der Ansprüche I —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche unterschiedlicher geometrischer Ausbildung (20', 21', 22') auf der bewegbaren Elektrode (25) angebracht sind, die auf der Mantelfläche eines Zylinders (26), dessen Drehachse etwa durch die radioaktive Quelle (4) bzw. die andere Elektrode (3) geht, verschiebbarist.

13. Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Ionisationsrauchmelder so angebracht ist, daß die Einrichtung zum D^wegen der einen Elektrode (5) von außerhalb des Ionisationsrauchmelder betätigbar ist.

14. Ionisationskammer nach einem der Ansprüche I —13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisationskammer die Referenzionisationskammer eines lonisationsrauchmelders ist.