DE69313350T2 - Ionisationsrauchmelder - Google Patents

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ionisationsrauchmelder gemäss der Einleitung von Anspruch 1.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
• Ein konventioneller Ionisationsrauchdetektor umfasst einen Rauchdetektions-Abschnitt mit einer als Referenzelement arbeitenden, zwischen einer inneren Elektrode und einer Zwischen- Elektrode gebildeten inneren Ionisationskammer, und einer zwischen der Zwischen-Elektrode und einer äusseren Elektrode gebildeten äusseren Ionisationskammer, einen Sensorausgangs-Abschnitt zur Detektion einer Spannungsänderung über die aussere Ionisationskammer und zur Ausgabe der Spannungsänderung als Sensorausgang, einen Feuerdiskriminationskreis zur Erzeugung eines Feuerdiskriminations-Ausgangs, wenn der Sensorausgang ein Diskriminations-Niveau erreicht, und einen Feuersignalübertragungs-Abschnitt zur Übertragung eines Feuersignals in Reaktion auf den Feuerdiskriminations-Ausgang, um dadurch die Feuerüberwachung durchzuführen. In dem konventionellen Ionisationsrauchdetektor ist auch ein Konstantspannungskreis vorgesehen, um eine stabile Feuerüberwachung zu gewährleisten, unabhängig davon, an welche der verschiedenen Feuerempfänger mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen der Detektor angeschlossen ist.
• Die Empfindlichkeit des konventionellen Ionisationsrauchdetektors wird wie folgt justiert:
• (1) im Falle, dass die Feuerdiskrimination durch Anschalten eines MOS-Feldeffekttransistors durchgeführt wird, dessen Gate an die Zwischen-Elektrode angeschlossen ist, wird der Wert eines an die Source des MOS-Feldeffekttransistors angeschlossenen Widerstandes variiert,
• (2) im Falle, dass die Feuerdiskrimination mit einem Komparator durchgeführt wird, wird der Widerstandswert eines Spannungsteiler-Widerstandes variiert, der dem Komparator eine Referenzspannung zur Feuerdiskrimination zuführt.
• Bei beiden der oben genannten Empfindlichkeits-Justiermethoden war jedoch die Justierung mühsam, weil es nötig war, für jeden der Detektoren einen verschiedenen Widerstandswert auszuwählen. Weiterhin unterschieden sich die konventionellen Detektoren darin, bei welcher Spannung der MOS-Feldeffekttransistor anschaltete oder der Komparator einen Feuerdiskriminationsausgang lieferte, d.h. im Sensorausgang von der äusseren Ionisationskammer. Entsprechend musste zur Prüfüng, wie weit beim Gebrauch der Sensorausgang unter rauchfreien Bedingungen vom Anfangswert abgewichen war, der Anfangswert vom Stromsensorausgang jeden Detektors subtrahiert werden, was eine arbeitsaufwendige Prozedur war.
• Inzwischen enthält der Konstantspannungskreis konventioneller Ionisationsrauchdetektoren einen Transistor, eine an die Basis des Transistors angeschlossene Zener-Diode, und einen zwischen Basis und Kollektor des Transistors angeschlossenen Widerstand.
• Wenn jedoch von einem Feuerempfänger eine hohe Spannung geliefert wird, wird der durch die Zener-Diode des Konstantspannungskreises fliessende Strom grösser als im Fall, dass eine niedrigere Spannung geliefert wird. Entsprechend muss die Anzahl der an den Feuerempfänger anschliessbarer Detektoren begrenzt werden, oder die Kapazität der zur Notspannungsversorgung bei Stromausfall vorgesehenen Batterie muss erhöht werden.
• US-A-3 714 433 offenbart einen Ionisationsrauchdetektor in Übereinstimmung mit dem kennzeichnenden Teil vorausgehenden Abschnitt des Anspruches 1.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben angeführten Probleme des Standes der Technik zu lösen und einen Ionisationsrauchmelder zu schaffen, bei dem die Empfindlichkeit einfach eingestellt werden kann und der bei der Feuerüberwachung verbrauchte Strom auch bei unterschiedlichen Versorgungsspannungen nicht geändert wird.
• Ein Ionisationsrauchdetektor nach der vorliegenden Erfindung, mit dem diese Ziele erreicht werden, umfasst:
• einen Rauchdetektions-Abschnitt, einschliesslich einer Zwischen-Elektrode und einer äusseren Elektrode, die einander gegenüber angeordnet sind, um zwischen einander eine äussere Ionisationskammer zu begrenzen, in die zu detektierender Rauch geleitet wird, und einen Referenz-Widerstandsmittel, um einen Referenzwiderstand bezüglich besagter äusseren Ionisationskammer zu bilden, sowie ein Sensor-Ausgangsmittel, einschliesslich eines ersten Transistors, dessen Gäte an die Zwischen-Elektrode des besagten Rauchdetektions-Abschnittes angeschlossen ist, und gekennzeichnet ist durch eine Serienschaltung, die an die Source des besagten ersten Transistors angeschlossen ist und aus einem ersten Festwiderstand und einem ersten Konstantstromkreis mit einem ersten variablen Widerstand zur Ausgangs-Einstellung besteht, wobei besagtes Sensor- Ausgangsmittel einen Sensorausgang am Verbindungspunkt zwischen dem ersten Konstantstromkreis und dem ersten Festwiderstand herstellt, ein Feuer-Diskriminationsmittel, das ein erstes Referenzspannungs-Erzeugungsmittel mit einem zweiten variablen Widerstand zur Referenzspannungs-Einstellung einschliesst und einen Diskriminations- Ausgang erzeugt, wenn der Sensorausgang besagten Sensor-Ausgangsmittels eine von besagtem Referenzspannungs-Erzeugungsmittel erzeugte Referenzspannung übersteigt, und ein Feuersignal-Übermittlungsmittel zur Übermittlung eines Feuersignals in Reaktion auf den Disktiminations-Ausgang besagten Feuer-Diskriminationsmittels.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist ein Schaltkreis-Diagramm, das einen Ionisationsrauchdetektor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 2 ist ein Schaltkreis-Diagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In Fig. 1 ist ein Feuerdiskriminationskreis 24 mit einem Rauchdetektions-Abschnitt 10 über einen Sensorausgangsabschnitt 20 verbunden, und ein Feuersignalübertragungs-Abschnitt 40 ist mit dem Feuerdiskriminationskreis 24 über einen Oszillatorkreis 60 und einen Konstantspannungskreis 30 verbunden. Ein Testkreis so ist ebenfalls mit dem Feuerdiskriminationskreis 24 verbunden. Weiter ist ein Überspannungs-Absorptionskreis 70 mit dem Feuersignalübertragungs-Abschnitt 40 verbunden, und Anschlüsse 1 bis 3 sind mit dem Abschnitt 40 zur Depolarisation über einen Diodenbrückenkreis DB verbunden. Ein Eingangsanschluss 4 ist mit dem Testkreis 50 verbunden, ein Anschluss 5 über einen Widerstand R10 mit einem Ausgang des Sensorausgangs-Abschnittes 20, ein Anschluss 6 mit dem Diodenbrückenkreis DB, und ein Anschluss 7 mit dem Feuerdiskriminationskreis 24.
• Der Rauchdetektionsabschnitt 10 besitzt eine innere Ionisationskammer CHi, die zwischen einer inneren Elektrode 10a und einer Zwischen-Elektrode 10b eingeschlossen ist und als Referenzwiderstandselement dient, sowie eine äussere Ionisationskammer CHo, die zwischen der Zwischen-Elektrode 10b und einer äusseren Elektrode 10c eingeschlossen ist.
• Der Sensorausgangs-Abschnitt 20 umfasst einen Junction-Feldeffekttransistor (J-FET) Q1, dessen Gate an die Zwischen-Elektrode 10b angeschlossen ist, einen ersten an die Source des Transistors Q1 angeschlossenen Festwiderstand R1, einen Kondensator C1, und einen Konstantspannungskreis 22. Der Konstantspannungskreis 22 enthält ebenfalls einen Junction-Feldeffekttransistor (J-FET) Q2, einen Widerstand R2, und einen variablen Widerstand VR1 zur Ausgangsjustierung.
• Der Feuerdiskriminationskreis 24 umfasst Transistoren Q3, Q4, Q6, einen zweiten Festwiderstand R3 einen dritten Festwiderstand R4, weitere Festwiderstände R6 bis R8 und R11, eine Diode D3, einen variablen Widerstand VR2 für die Referenzspannungs-Justierung, und einen Kondensator C2. Genauer beschrieben, umfasst der Feuerdiskriminationskreis 24 einen Spannungsteilerkreis, bestehend aus dem in Serie geschalteten zweiten Festwiderstand R3, dem vierten Festwiderstand R4, und dem variablen Widerstand VR2, und aus dem ersten Transistor Q3 zur Feuerdiskrimination, dessen Emitter an den Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Festwiderstand R3 und dem dritten Festwiderstand R4 des Spannungsteilerkreises, und dessen Basis an einen Punkt P des Sensorausgangs-Abschnittes 20 angeschlossen ist, sowie den zweiten Transistor Q4, der betätigt wird, wenn der erste Transistor Q3 angeschaltet wird, um ein Feuerdiskriminations-Ausgangssignal zu geben, und den in Serie zum Emitter des ersten Transistors Q3 liegenden dritten Transistor Q6, der in Reaktion auf den vom zweiten Transistor Q4 gelieferten Feuerdiskriminations-Ausgang betätigt wird und damit einen positiven Rückkopplungskreis für den ersten Transistor Q3 darstellt.
• Im Feuerdiskriminationskreis 24 bilden die Transistoren Q3, Q4 und Q6 zusannnen einen positiven Rückkopplungskreis, wenn der Transistor Q3 anschaltet, nachdem der Sensorausgang des Sensorausgangs-Abschnittes 20 die durch die Widerstände R3, R4 und den variablen Widerstand VR2 gebildete Referenzspannung überschritten hat. Dadurch wird der Schaltvorgang durch Anschalten des Transistors Q3 sicher durchgeführt.
• Der Konstantspannungskreis 30 umfasst Transistoren Q9, Q10, Widerstände R17, R18, R20, Kondensatoren C6, C7, und eine Zener-Diode Z1. Dieser Konstantspannungskreis dient zur Umwandlung einer von einem (nicht dargestellten) Feuerempfänger oder Übertrager gelieferten Quellenspannung in eine vorbestimmte konstante Spannung zur Versorgung des Rauchdetektions- Abschnittes 10, des Sensorausgangs-Abschnittes 20, des Feuerdiskriminations-Abschnittes 24, und des Oszillator-Abschnittes 60. Genauer gesagt, ist die Zener-Diode Z1 mit der Basis des Transistors Q9 verbunden, und ein Konstantspannungskreis mit dem Junction-Feldeffekttransistor Q10und dem Widerstand R20 ist zwischen Kollektor und Basis des Transistors Q9 angeschlossen.
• Der Feuersignalübertragungs-Abschnitt 40 umfasst einen siliziumgesteuerten Gleichrichter (Schaltelement) Q11, eine Betriebsanzeigelampe LED, eine parallel zur Betriebsanzeigelampe LED geschaltete Serienschaltung einer Zener-Diode Z2 und eines Widerstandes R23, einen Transistor Q12 dessen Basis an einem Zwischenanschluss des obiger Serienschaltung liegt, Widerstände R21, R2, und einem Kondensator C8.
• Das Schaltelement Q1 1 des Übertragungsabschnittes 40 arbeitet in Reaktion auf den Feuerdiskriminationsausgang des Feuerdiskriminationskreises 24 und überträgt ein Feuersignal. Wenn eine Spannung grösser als die Zener-Spannung der Zener-Diode Z2 der Serienschaltung der Anzeigelampe LED und des Widerstandes R22 während der Übertragung des Feuersignals zugeführt wird, da der Detektor an einen Feuerempfänger mit höherer Versorgungsspannung angeschlossen ist oder die Versorgungsspannung eines Feuerempfangers einen höheren Wert annimmt, wird die Zener-Diode Z2 leitend und schaltet den Transistor Q12 an und hält dadurch die der Anzeigelampe LED zugeführte Spannung auf der Zener-Spannung der Zener-Diode Z2 herunten. Infolgedessen wird eine Beschädigung der Anzeigelampe verhindert.
• Der Testkreis 50 umfasst einen Transistor Q5, der anschaltet, wenn ein Testsignal dem Eingangsanschluss 4 von ausserhalb zugeführt wird, Widerstände RS, R9, einen Kondensator C3, eine Diode D1, und einen Reed-Schalter RS, der sich bei Anwendung eines Magnetfeldes von aussen einschaltet. Der Transistor Q5 und der Reed-Schalter RS liegen beide parallel zu der Serienschaltung des Widerstandes R4 und des variablen Widerstandes VR2 des Feuerdiskriminationskreises 24.
• Der Oszillatorkreis 60 umfasst Transistoren Q7, Q8, Widerstände R12 bis R16, Kondensatoren C 4, C5, und eine Diode D2. Der Oszillatorkreis 60 dient zum Ein- und Ausschalten der Anzeigelampe LED des Feuersignalübertragungs-Abschnittes 40, so dass diese blinkt, wenn dem Detektor eine Versorgungsspannung zugeführt wird.
• Der Überspannungs-Absorptionskreis 70 umfasst Zener-Dioden Z3, Z4, und einen Kondensator C9. Ein Paar von Stromversorgungs-/Signalleitungen 1 und 2 oder 3.
• Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispieles beschrieben. Wänrend der Feuerüberwachung wird die den Anschlüssen 1 und 2 oder 3 vom (nicht dargestellten) Feuerempfänger oder Übertrager über das Paar von Stromversorgungs-/Signalleitungen zugeführte Versorgungsspannung vom Konstantspannungskreis 30 in eine vorbestimmte konstante Spannung umgewandelt, mit der dann der Rauchdetektions-Abschnitt 10, der Sensorausgangs- Abschnitt 20, der Feuerdiskriminationskreis 24 und der Oszillatorkreis 60 versorgt wird.
• Im Konstantspannungskreis 30 hat der aus dem Transistor Q10 und dem Widerstand R20 bestehende Konstantstromkreis die Funktion , einen konstanten Strom zu liefern, so dass der durch die Zener-Diode Z1 fliessende Strom konstant gehalten und somit auch der vom Konstantspannungskreis 30 verbrauchte Strom konstant gehalten wird. Dementsprechend wird der vom Konstantspannungskreis 30 verbrauchte Strom nicht verändert, selbst wenn die vom Feueremplänger oder dergleichen gelieferte Versorgungsspannung variiert.
• Im Oszillatorkreis 60 schaltet der Transistor Q7 an, wenn der Kondensator C4 aufgeladen wird und die entstehende Ladespannung einen Wert entsprechend der Summe der durch das Verhältnis des Widerstandswertes des Widerstandes R15 zu dem des Widerstandes R16 und der Emitter-Kollektor-Spannung des Transistors Q7 bestimmte Referenzspannung erreicht, und entsprechend schaltet auch der Transistor Q8 an. Die Ladung des Kondensators C4 wird dadurch entladen und der entstehende Entladestrom schaltet die Anzeigelampe LED des Feuerubertragungs-Abschnittes 40 ein. Der Kondensator C4 wird auf diese Weise wiederholt aufgeladen und entladen und demzufolge wird die Betriebsanzeigelampe LED intermittierend eingeschaltet und zeigt an, dass die Feueruberwachung in Betrieb ist.
• Der Junction-Feldeffekttransistor Q1 des Sensorausgangs-Abschnittes 20 wird während der Feuerüberwachung durch den Rauchdetektionsausgang des Rauchdetektions-Abschnittes 10 leitend gehalten, und verursacht, bewirkt durch den Konstantstromkreis 22, den Fluss eines konstanten Stromes durch den Widerstand R1. Entsprechend bleibt der Drain-Strom des Feldeffekttransistors Q1 konstant, so dass das Potential am Verbindungspunkt P zwischen dem Widerstand R1 und dem Konstantspannungskreis 22 sich im Verhältnis 1: 1 zur Widerstandsänderung der äusseren Ionisationskammer CHo des Rauchdetektions-Abschnittes 10 infolge des Eindringens von Rauch d.h. der Änderung der Gate-Spannung des Feldeffekttransistors Q1 ändert Wenn durch Feuer erzeugter Rauch in die äussere Ionisationskammer CHo einfliesst und das Potential an der Verbindung P zwischen Widerstand R1 und Konstantstromkreis 22 in einem solchen Masse ansteigt, dass die Ladespannung des Kondensators C1 den Wert der Summe der durch die Widerstände R3, R4, und den variablen Widerstand VR2 bestimmte Referenzspannung und der Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q3 erreicht, schaltet der Transistor Q3 ein. Sobald Transistor Q3 einschaltet, schalten sowohl Transistor Q4 als auch Transistor Q6 ein und veranlassen die Transistoren Q 3, Q4 und den Transistor Q6, einen positiven Rückkopplungskreis zu bilden, so dass der Feuerdiskriminationskreis 24 perfekt arbeitet.
• Als Reaktion auf das durch die Betätigung des Feuerdiskriminationskreises 24 erzeugte Ausgangssignal schaltet der siliziumgesteuerte Gleichrichter (Schaltelement) Q11 des Signalübertragungs-Abschnittes 40 ein, um ein Feuersignal über die Leitungen 1 und 2 oder 3 zu übertragen. Gleichzeitig schaltet das Feuersignal die Betriebsanzeigelampe LED vom Blinkbetrieb auf kontinuierliches Leuchten um.
• Wenn dann die vom Feuerempfänger oder dergleichen gelieferte Versorgungsspannung und der durch die Serienschaltung von Widerstand R2 und Anzeigelampe LED fliessende Strom in einem solchen Masse ansteigt, dass der Spannungsabfall über dieser Serienschaltung die Zener- Spannung der Zener-Diode Z2 übersteigt, wird die Zener-Diode Z2 leitend und verhindert einen übermässigen Anstieg des durch die Betriebsanzeigelampe LED fliessenden Stromes.
• Um die Empfindlichkeit des Detektors zu justieren, wird zunächst die Spannung zwischen den Anschlüssen 7 und 6, d.h. die Referenzspannung als Bezugswert für die Feuerdiskrimination durch Manipulation des variablen Widerstandes VR2 des Feuerdiskriminationskreises 24 auf eine erste vorbestimmte Spannung Vi eingestellt, währenddessen die Spannung zwischen den Anschlüssen 7 und 6 gemessen wird.
• Dann wird, unter der Voraussetzung, dass kein Rauch in die äussere Ionisationskammer CHo des Rauchdetektions-Abschnittes 10 fliesst, die Spannung zwischen den Anschlüssen 5 und 6, d.h. die Ausgangsspannung des Sensorausgangs-Abschnittes 20, durch Manipulation des variablen Widerstandes VR1 des Konstantspannungskreises 22 auf eine zweite vorbestimmte Spannung V2 eingestellt (V1)V2), währenddessen die Spannung zwischen den Anschlüssen 5 und 6 gemessen wird. Mit einer solchen Justierung ist es möglich, Schwankungen des Sensorausganges infolge unterschiedlicher Strahlungsmenge der auf der inneren Elektrode 10a des Rauchdetektions-Abschnittes vorgesehenen radioaktiven Quelle, wie Americium 241 oder der Abmessungen der äusseren Ionisationskammer CHo zu kompensieren.
• Da die Referenzspannung zur Feuerdiskrimination mittels des variablen Widerstandes VR2 auf die erste vorbestimmte Spannung V1 justiert wird, kann dieselbe Referenzspannung in mehreren Detektoren gesetzt werden. Dies vereinfacht die Empfindlichkeits-Einstellung bei der Herstellung der Detektoren und anderen Gelegenheiten. Zusätzlich ermöglicht die Messung der Spannung zwischen den Anschlüssen 5 und 6 eine direkte Ablesung der Sensorausgangsspannung, und die Messung der Spannung zwischen den Anschlüssen 7 und 6 ermöglicht die direkte Ablesung der Referenzspannung. Entsprechend wird der Test für eine Routineprütüng erleichtert.
• Um zu prüfen, ob der Detektor normal arbeitet oder nicht, schaltet der Transistor Q5 des Testkreises 50 an, wenn auf den Anschluss 4 eine Prüfspannung von einem (nicht gezeigten) Empfänger oder Übertrager gegeben wird. Wenn andererseits ein (nicht gezeigter) Magnet von ausserhalb der Detektorabdeckung dem Reed-Schalter RS genähert wird, anstatt eine Testspannung anzuwenden, schaltet sich der Reed-Schalter RS ein.
• Durch Einschalten des Transistors Q5 oder des Reed-Schalters RS wird der Widerstand R5 parallel zur Serienschaltung des Widerstandes R4 und des variablen Widerstandes VR2 geschaltet, wodurch zwangsweise die Referenzspannung zur Feuerdiskrimination erniedrigt wird.
• Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn das Potential am Verbindungspunkt P zwischen dem Widerstand R1 und Konstantstromkreis 22 im normalen Bereich liegt, der Feuerdiskriminationskreis 24 betätigt, um den siliziumgesteuerten Gleichrichter Q11 des Feuersignalübertragungs- Abschnittes 40 einzuschalten und ebenfalls die Betriebsanzeigelampe LED auf kontinuierlichen Leuchtbetrieb zu schalten.
• Wenn andererseits das Potential am Verbindungspunkt P nicht im normalen Bereich liegt und der Detektor in einem Zustand ist, dass er normalerweise Rauch nicht detektieren kann, etwa infolge Abnahme des lonenstromes wegen Staubniederschlag in der äusseren Ionisationskammer CHo oder Kontamination der Obertläche der radioaktiven Quelle, wird der Feuerdiskriminationskreis 24 nicht betätigt und die Betriebsanzeigelampe LED bleibt im Blinkbetrieb. Daraus kann geschlossen werden, dass der Detektor funktionsunfähig ist.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, und kann, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, ausgeführt sein. Ein Detektor nach diesem Ausführungsbeispiel umfasst, ähnlich wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, einen Rauchdetektions-Abschnitt 10 mit einer inneren Ionisationskammer CHI und einer äusseren Ionsisationskammer CHo, einen Sensorausgangs-Abschnitt 20 zur Detektion einer Spannungsänderung über der äusseren Ionsiationskammer CHo und Ausgabe der Spannungsänderung als Sensorausgang, einen Feuerdiskriminationskreis 24a zur Erzeugung eines Diskriminationsausganges, wenn der Sensorausgang einen vorbestimmtes Feuerdiskriminations-Niveau erreicht, einen Konstantspannungskreis 30, einen Feuersignalübertragungs-Abschnitt 40 zur Übertragung eines Feuersignals in Reaktion auf den Feuerdiskriminationsausgang, und einen Oszillatorkreis 60 zum Ein.- und Ausschalten des Blinkens einer Betriebsanzeigelampe LED des Feuersignalübertragungs-Abschnittes 40. Obwohl nicht gezeigt, ist ein Testkreis ähnlich dem Testkreis 50 des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 vorgesehen.
• Der Sensorausgangs-Abschnitt 20 besteht aus einer Serienschaltung eines Junction-Feldeffekttransistors Q1, dessen Gate an die Zwischen-Elektrode 10b des Rauchdetektions- Abschnittes 10 angeschlossen ist, eines an die Source des Transistors Q1 angeschlossenen ersten Widerstandes R1, und eines Konstantstromkreises 22 mit einem variablen Widerstand VR1 zur Ausgangsjustierung. Ein Sensorausgang wird vom Verbindungspunkt P zwischen dem Widerstand und dem Konstantstromkreis 22 der obigen Serienschaltung abgenommen.
• Der Feuerdiskriminationskreis 24a umfasst einen Spannungsteilerkreis, der aus den Festwiderständen R3, R4 und dem variablen Widerstand VR2 zur Referenzspannungs-Einstellung in Serienschaltung zur Erzeugung einer Referenzspannung besteht. Der Schaltkreis 24a umfasst auch einen Komparator CM3 mit einem Eingang, dem der Sensorausgang des Sensorausgangs-Abschnittes 20 zugeführt wird, und einem anderen Eingang, dem die Referenzspannung vom Spannungsteilerkreis zugeführt wird.
• Dann wird zur Ausgangsjustierung, ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, der Sensorausgang des Sensorausgangs-Abschnittes 20 bei einer vorgegebenen Rauchdichte auf einen vorbestimmten Ausgangswert durch Manipulation des variablen Widerstandes VRI eingestellt, während zur Referenzspannungsjustierung die im Feuerdiskriminations-Abschnitt 24a erzeugte Referenzspannung durch Manipulation des variablen Widerstandes VR2 auf eine vorbestimmte Referenzspannung eingestellt wird.
• Zusätzlich ist ein externer Ausgangsanschluss 5 zur Abgabe eines Sensorausganges nach aussen mit dem Verbindungspunkt P des Festwiderstandes R1 und des Konstantstromkreises 22 im Sensorausgangs-Abschnitt 20 verbunden. Ein externer Ausgangsanschluss 7 zur Abgabe der Referenzspannung nach aussen ist an einen Punkt angeschlossen, wo die Referenzspannung durch den Spannungsteilerkreis im Feuerdiskriminierungskreis 24 erzeugt wird.
• Es wird bemerkt, dass obwohl die innere Ionisationskammer CH1 als Referenzwiderstands- Element im Rauchdetektions-Abschnitt 10 verwendet wird, in allen Ausführungsbeispielen anstatt der inneren Ionisationskammer ein Widerstand mit hohem Widerstand verwendet werden kann.
• Der Ionisationsrauchdetektor der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Konstruktion besitzt die folgenden bemerkenswerten Vorteile:
• (1) Der Sensorausgangs-Abschnitt 20 kann den Sensorausgang im Verhältnis 1: 1 zum Detektionsausgang des Rauchdetektions-Abschnittes 10 (der Änderung der Ausgangsspannung der Zwischen-Elektrode 10b) erzeugen, und kann leicht justiert werden, um den gleichen Ausgang für verschiedenen Detektoren bei vorgegebener Rauchdichte (z.B. bei einer Rauchdichte von 0%, 5% oder 10%) zu erzeugen. Ebenso kann durch Manipulation des variablen Widerstandes VR2 für die Referenzspannungs- Justierung des Feuerdiskriminationskreises 24, 24a die im Feuerdiskriminationskreis 24 oder 24a erzeugte Referenzspannung für die Feuerdiskrimination leicht auf den gleichen Wert für verschiedene Detektoren eingestellt werden. Entsprechend ist es möglich durch Setzen des Sensorausganges des Sensorausgangs-Abschnittes 20 auf den gleichen Wert für verschiedene Detektoren und durch Setzen der Referenzspannung für die Feuerdiskrimination auf den gleichen Wert für verschiedenen Detektoren, schnell eine Empfindlichkeitsänderung eines Detektors beim Gebrauch, d.h. eine Differenz zwischen der Referenzspannung und dem Sensorausgang, festzustellen.
• (2) Da der Konstantspannungskreis 30 einen Konstantstromkreis zur Begrenzung des durch die Zener-Diode Z1 fliessenden Stromes enthält, wird der durch die Zener-Diode Z1 fliessende Strom durch den Konstantstromkreis auf einem vorbestimmten konstanten Strom niedriggehalten, ohne Rücksicht auf die primärseitige Spannung des Konstantspannungskreises 30. Dementsprechend wird, selbst wenn die z.B. von einem Empfanger dem Detektor gelieferte Versorgungsspannung während der Feuerüberwachung variiert, der im Konstantspannungskreis 30 verbrauchte Strom nicht geändert. Weiterhin wird, da der vom Konstantspannungskreis 30 verbrauchte Strom durch die primärseitige Spannung nicht beeinflusst wird, wird der vom Konstantspannungskreis 30 während der Feuerüberwachung nicht verändert, selbst wenn der Detektor von Empfangern oder dergleichen mit unterschiedlichen Spannungen versorgt wird, wodurch der Detektor an verschiedene Empfangertypen anschliessbar gemacht wird.

Claims (12)

1. Ionisationsrauchdetektor, welcher:

einen Rauchdetektions-Abschnitt (10), einschliesslich einer Zwischen-Elektrode (10b) und einer äusseren Elektrode (10C), die einander gegenüber angeordnet sind, um zwischen einander eine äussere Ionisationskammer (CH-O) zu begrenzen, in die zu detektierender Rauch geleitet wird, und einen Referenz-Widerstandsmittel (CH-I), um einen Referenzwiderstand bezüglich besagter äusseren Ionisationskammer zu bilden, sowie

ein Sensor-Ausgangsmittel (20), einschliesslich eines ersten Transistors (Q1), dessen Gate an die Zwischen-Elektrode (10b) des besagten Rauchdetektions-Abschnittes angeschlossen ist, umfasst, gekennzeichnet durch:

eine Serienschaltung, die an die Source des besagten ersten Transistors (Q1) angeschlossen ist und aus einem ersten Festwiderstand (R1) und einem ersten Konstantstromkreis (22) mit einem ersten variablen Widerstand (VR1) zur Ausgangs-Einstellung besteht, wobei besagtes Sensor-Ausgangsmittel (20) einen Sensorausgang am Verbindungspunkt zwischen dem ersten Konstantstroinkreis (22) und dem ersten Festwiderstand (R1) herstellt, ein Feuer-Diskriminationsmittel (24), das ein erstes Referenzspannungs-Erzeugungsmittel mit einem zweiten variablen Widerstand (VR2) zur Referenzspannungs-Einstellung einschliesst und einen Diskriminations-Ausgang erzeugt, wenn der Sensorausgang besagten Sensor- Ausgangsmittels eine von besagtem Referenzspannungs-Erzeugungsmittel erzeugte Referenzspannung übersteigt,

und ein Feuersignal-Übermittlungsmittel (40) zur Übermittlung eines Feuersignals in Reaktion auf den Diskriminations-Ausgang besagten Feuer-Diskriminationsmittels.

2. Detektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Konstantspannungskreis (30) zur Umwandlung einer von aussen zugeführten Source-Spannung in eine vorbestimmte Spannung und zur Zuführung der vorbestimmten Spannung sowohl zum ersten Transistor besagten Sensorausgangsmittels (20) als auch zu besagtem Feuerdiskriminationsmittel.

3. Detektor nach Anspruch 2, bei welchem besagter Konstantspannungskreis (30) einen zweiten Transistor (Q9) einschliesst, dessen Emitter an besagten Rauchdetektions-Abschnitt (10) angeschlossen ist, sowie den ersten Transistor des besagten Sensorausgangsmittels und besagtes Feuerdiskriminationsmittels (24), eine erste Zener-Diode (Z1), deren eines Ende an die Basis besagten zweiten Transistors angeschlossen ist, und einen zweiten Konstantstromkreis (Q10, R20), der zwischen dem Kollektor und der Basis besagten zweiten Transistors angeschlossen ist, wobei die Source-Spannung von aussen zwischen dem Emitter besagten zweiten Transistors und dem anderen Ende besagter erster Zener-Diode zugeführt wird.

4. Detektor nach Anspruch 3, wobei der Referenzspannungs-Erzeugungskreis besagten Feuerdiskriminationsmittels (24) einen zweiten (R2) und einen dritten (R3) Festwiderstand einschliesst und der zweite variable Widerstand (VR2) in Serie zwischen dem Emitter des zweiten Transistors (Q9) in besagtem Konstantspannungskreis und dem anderen Ende besagter erster Zener-Diode (Z1) geschaltet ist.

5. Detektor nach Anspruch 4, wobei besagtes Feuerdiskriminationsmittel (24) einen dritten Transistor (Q3) umfasst, dessen Basis an einen Ausgang besagten Sensorausgangsmittels (20) und dessen Emitter an eine Verbindung zwischen besagtem zweiten Festwiderstand (R3) und besagtem dritten Festwiderstand (R4) angeschlossen ist, sowie einen vierten Transistor (Q4), der beim Anschalten besagten dritten Transistors zur Abgabe eines Dislrriminations-Ausganges betätigt wird, und einen fünften Transistor (Q6), der in Serie zum Emitter besagten dritten Transistors (Q3) geschaltet ist und in Reaktion auf den vom vierten Transistor abgegebenen Diskriminations-Ausgang betätigt wird und dadurch einen positiven Rückkopplungskreis für besagten dritten Transistor (Q3) bildet.

6. Detektor nach Anspruch 4, wobei besagtes Feuerdiskriminationsmittel (24) einen Komparator (CM3) einschliesst, an dessen einen Eingangsanschluss ein Ausgang des besagten Sensorausgangsmittels, und an dessen anderen Eingangsanschluss die Verbindung zwischen besagtem zweiten Festwiderstand (R3) und besagtem dritten Festwiderstand (R4) angeschlossen ist.

7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei besagtes Feuersignal-Übermittlungsmittel ein Schaltelement (Q11) einschliesst, das in Reaktion auf den Diskriminations-Ausgang des besagten Feuerdiskriminationsmittels (24) zur Übermittlung des Feuersignals betätigt wird, sowie eine in Serie zu besagtem Schaltelement geschaltete Anzeigelampe (LED) besitzt, und eine Serienschaltung einer zweiten Zener-Diode (Z2) und eines vierten Festwiderstandes (Q12), die zu besagter Anzeigelampe parallel geschaltet sind, und einen sechsten Transistor (Q12), der zu besagter Anzeigelampe parallel geschaltet ist und dessen Basis an eine Verbindung besagter Zener-Diode und dem vierten Festwiderstand (R23) angeschlossen ist.

8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet durch einen ersten Ausgangs- Anschluss (P), der an eine Verbindung zwischen dem ersten Konstantstromkreis (22) und dem ersten Festwiderstand (R1) des besagten Sensorausgangsmittels (20) angeschlossen ist, und weiter gekennzeichnet durch einen zweiten Ausgangs-Anschluss (7), der an eine Verbindung zwischen dem zweiten Festwiderstand (R3) und dem dritten Festwiderstand (R4) des besagten Feuerdiskriminationsmittels angeschlossen ist.

9. Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet durch einen Testkreis (50), um in Reaktion auf ein Signal von aussen zwangsweise die vom Referenzspannungs-Erzeugungskreis des besagten Feuerdiskriminationsmittels erzeugte Referenzspannung herabzusetzen.

10. Detektor nach Anspruch 9, wobei besagter Testkreis einen Reed-Schalter (R5) einschliesst, der zu besagtem zweiten variablen Widerstand parallel geschaltet ist und durch ein von aussen eingeführtes magnetisches Feld eingeschaltet wird.

11. Detektor nach Anspruch 9, wobei besagter Testkreis einen siebten Transistor (Q5), der zu besagtem zweiten variablen Widerstand parallel geschaltet ist, sowie einen Schutzwiderstand, der an eine Basis besagten siebten Transistors angeschlossen ist, und einen Testsignal- Eingangsanschluss (4), der an den besagten Schutzwiderstand angeschlossen ist einschliesst.

12. Detektor nach Anspruch 1, wobei das Referenzwiderstandsmittel des besagten Rauchdetektions-Abschnittes eine gegenüber der besagten Zwischenelektrode (lob) angeordnete innere Elektrode (10A) einschliesst, die eine innere Ionisationskammer zwischen der besagten inneren Elektrode und der besagten Zwischenelektrode begrenzt, und der erste Transistor (Q1) des besagten Sensorausgangsmittels (2) ein Junction-Feldeffekt-Transistor ist.