DE844220C - Gasdetektor - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 17. JULI 1952

E 1307 IXb I'421

Zürich (Schweiz)

Gasdetektor

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Feststellung von Veränderungen im Zustand oder in der Zusammensetzung eines Gases und zur Steuerung von verschiedenartigen Geräten auf Grund solcher festgestellten Änderungen.

Die Erfindung ist besonders nützlich zur Feststellung der sichtbaren und unsichtbaren Anwesenheit von Verbrennungsgasen in der Luft zwecks Auslösung von optischen und/oder akustischen Feuermeldern oder zwecks automatischer Durchführung von Gegenmaßnahmen zum Löschen des Feuers und soll deshalb als Beispiel im einzelnen im Zusammenhang mit solcher Verwendung beschrieben werden.

Es ist der allgemeine Zweck der Erfindung, eine Vorrichtung der erwähnten Art zu schaffen, welche einfach und gedrängt in der Bauart, zuverlässig im Betrieb und verhältnismäßig billig in der Herstellung ist.

Ein besonderer Erfindungszweck ist die Schaffung einer Vorrichtung der angegebnen Art, mit welcher verhältnismäßig große Wirkungen durch verhältnismäßig sehr kleine Kräfte, beispielsweise durch elektrische Ströme von äußerst geringen Werten, erreicht werden können.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Feststellung von Änderungen in Zustand^ oder Zusammensetzung eines Gases, welche von normalerweise auftretenden Änderungen, beispielsweise der Dichte der Atmosphäre, unabhängig sind.

Ferner bezweckt die Erfindung eine verbesserte Konstruktion eines Gasprüfapparates zu schaffen, welcher eine Mehrzahl von Ionisationskammern

und eine Gasentladungsröhre umfaßt, wobei die Teile weitgehend ineinandergeschoiben oder ineinander untergebracht sind, derart, daß nur entlang einer einzigen Fläche eine Isolierung vorgesehen werden muß.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Apparates der beschriebenen Art unter Verwendung zweier Ionisationskammern, in welchen ein einziges Gasionisationsmittel für beide ίο Kammern vorgesehen und derart angeordnet ist, daß beide Kammern im wesentlichen gleichen Ionisationsgraden unterworfen werden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Apparates, der auf Änderungen in der Zusammensetzung eines Gases anspricht und einen Gasprüfteil mit einer oder mehreren Ionisationskammern aufweist, die Teile einer Anordnung bilden, welche hinsichtlich der durch die Änderungen in der Gasdichte hervorgerufenen Wirkungen weitgehend selbstkompensierend ist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Apparates der beschriebenen Art, in dem die Teile so angeordnet sind, daß die Wände der verschiedenen Ionisationskammern als Kondensa- \ 25 toren zur Aufspeicherung von Energie zum Betrieb einer Gasentladungsröhre ausgebildet sind.

Andere Zwecke der Erfindung werden sich aus der Beschreibung gewisser Ausführungsfoei spiele der Erfindung ergeben.

Es ist bekannt, daß die Leitfähigkeit einer Ionisationskammer mit zwei Elektroden und einer Gasionisationsstrahlquelle weitgehend von der Zusammensetzung des in der Kammer enthaltenen Gases abhängig ist. Es ist ebenfalls bekannt, daß bei Beimengung von Verbrennungsgasen zu der in einer solchen Kammer enthaltenen Luft die Leitfähigkeit des Gases in dieser Kammer wesentlich herabgesetzt wird. Es kann die Änderung in der Spannungsverteilung zwischen einer solchen für ein Gas zugänglichen Kammer und einem zweiten Schaltungselement, mit Vorteil einer zweiten Ionisationskammer, die gegen die Atmosphäre verschlossen, mit der ersten Kammer in Reihe geschaltet und mit einer Spannungsquelle verbunden ist, zur Steuerung einer Gasentladungsröhre verwendet werden, die mit ihrem verstärkten Strom ihrerseits zur Steuerung eines Relais oder einer ähnlichen Vorrichtung verwendet werden kann.

Die Erfindung soll im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, in welchen eine Reihe von Ausführungsbeispielen dargestellt wird.

Fig. ι ist ein Diagramm der Stromspannungskennlinien der Gase in den Prüf- und Kontroll-Ionisationskammern;

Fig. 2 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm des erfindungsgemäßen Apparates;

Fig. 3 zeigt «chematisch einen Längsschnitt durch die Mitte eines erfindungsgemäßen Gasdetektors;

Fig. 4 ist eine Abänderung, bei welcher die beiden Ionisationskammern symmetrisch gebaut sind; -

Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Anordnung mit Bezug auf das radioaktive Präparat.

Rechts in Fig. 1 wird schematisch der Verlauf der Stromspannungskennlinie einer Ionisationskammer dargestellt. Die Kurve 1 stellt die Kennlinie für reine Luft und die Kurve 2 diejenige für mit Verbrennungsgasen gemischte Luft dar. Diese Ströme der Ionisationskammer und ihre Änderungen sind sehr klein und schwer zu messen. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, die Stromänderung in eine Spannungsänderung umzuwandeln, beispielsweise durch Reihenanordnung eines Widerstandes. Die Herstellung solcher Widerstände mit hohem Ohmschen Widerstand, die über lange Zeiträume konstant bleiben, ist ziemlich schwer; aus diesem Grund ist auch vorgeschlagen worden, eine zweite oder kontrollierende Ionisationskammer zu verwenden, welche für die Wirkung des zu prüfenden oder zu messenden Gases verschlossen ist. Wie leicht ersichtlich ist, wird die Spannungsänderung in der messenden Ionisationskammer am größten, wenn diese Kammer im Sättigungsbereich ihrer Stromspannungskennlinie arbeitet.

Das Verhalten einer solchen Anordnung ist in Fig. ι ebenfalls angegeben. Links in dieser Figur wird die Stromspannungskennlinie der zweiten oder Kontrollkammer dargestellt. Mit den beiden in Reihe geschalteten Kammern wird die Totalspannung U verbunden. In Abwesenheit von Rauch kann die Spannung beispielsweise entsprechend den Distanzen U₁ und U₂ verteilt sein. Wenn Verbrennungsgase und Rauch in der Prüf- oder· Meßkammer vorhanden sind, dann verändert sich die Verteilung in der durch die Distanzen U_x und U₂ angegebenen Weise.¹ Da die angewandte Spannung konstant ist, ist U = U₁+ U₂ = U₁' + U₂. Die Spannungsänderung an der Prüfkammer infolge des Einflusses des Rauches entspricht dem Unterschied U₂ — U₀ = Λ U, und diese Spannungsänderung kann zur Betätigung eines auf Spannung ansprechenden Anzeigeorgans verwendet werden. Als wichtigster Teil der Anzeige- oder gesteuerten Vorrichtung wird am besten ein empfindliches Glimmrelais verwendet, doch sind auch Kombinationen mit anderen Verstärkerröhren sowie andere bekannte auf Spannungsänderungen ansprechende Vorrichtungen möglich. Deshalb geht aus dem Vorstehenden hervor, daß nicht nur Widerstände und Ionisationskammern, sondern auch andere bekannte Anordnungen als Schaltungsorgane verwendet werden können, die eine geeignete Stromspannungs- ^U5 kennlinie aufweisen.

Eine geeignete Scihaltungsart, die in dem erfindungsgemäß konstruierten Apparat verwendet werden kann, wird in Fig. 2 dargestellt. Die Schaltung umfaßt die Leiter 1 und 4, mittels welcher und der Wicklung der Relaisspule 12 von einer Gleichstromquelle eine gleichmäßige Spannung auf die Anode 6 und die Kathode 7 des Glimm relais 8 sowie auch auf die Elektroden jeder Ionisationskammer 10 und 11 gebracht wird. Die Ionisationskammer 10 wird als Prüf- oder Meßkammer ver-

wendet, zu welcher das zu prüfende Gas Zutritt hat; zu diesem Zweck ist die Kammer io gegen die Atmosphäre offen, während die Ionisationskammer Ii als zwischengeschaltetes oder Kontrolleleiment wirkt. Λη einem Punkt 2 auf dem Leiter, der die Elektroden mit gleichem Potential der Kammern io und Ii verbindet, sind diese Elektroden mit der Steuerelektrode 5 des Glimmrelais oder der Gasentladungslampe 8 verbunden. Der Kondensator 9 ist mit der Ionisationskammer 10 parallel geschaltet und dient zur Aufspeicherung von Kontrollenergie. Wenn Verbrennungsgase in die Ionisationskammer 1.0 gelangen, wird deren Leitfähigkeit reduziert, und infolgedessen vergrößert sich die Spannung zwischen der Kathode 7 und der Kontrollelektrode 5 des Glimmrelais 8. Der Kondensator 9 entspartnt sich teilweise durch das Glimmrelais, und dadurch zündet das letztere auch zwischen der Anode 6 und der Kathode 7. Ein verhältnismäßig starker Strom fließt dann vom Leiter 4 durch die Relaisspule 12 und das Glimmrelais 8 zu Leiter 1. Durch die Wirkung dieses Stroms wird der Kontakt 13 des Relais geschlossen und betätigt die Alarmvorrichtung 14, beispielsweise ein Horn, as das durch die Batterie 15 gespeist wird.

Es ist vorteilhaft, den Kontrollspalt des Glimmrelais oder der Gasentladungsröhre direkt parallel mit der offenen Ionisationskammer anzuordnen. Dadurch läßt sich der Effekt erreichen, daß die Spannung beim Kontrollspalt bei Variation der angesetzten äußeren Spannung sich nicht verändert, dies als Folge der Sättigungskennlinie der geschlossenen Kammer 11 und der dadurch sich ergebenden Konstanz des Ionisationsstroms. Es ist ferner vorteilhaft, die Kapazität 9 zwischen der Steuerelektrode 5 und der Kathode 7 einzuschalten, um zu vermeiden, daß das Glimmrelais beim ersten Ansetzen der äußeren Spannung durch das Auftreten von kapazitätiven Schlagspannungen entzündet wird.

Es ist eine der wichtigsten Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, daß 1>ei der Steuerelektrode der Anzeigevorrichtung der unerwünschte Einfluß der Änderungen in der Gasdichte, 'beispielsweise infolge der Änderungen in der Dichte der Atmosphäre, auf das Potential ausgeschlossen ist.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Leitfähigkeit einer Ionisationskammer in einem hohen Grade durch die Änderungen der Dichte der darin enthaltenen Gase beeinflußt wird. Natürliche Druck- und natürliche Temperaturschwankungen würden mangels besonderer Maßnahmen eine Anordnung einer Ionisationskammer zur Registrierung des Zustandes von Verbrennungsgasen so stark beeinflussen, daß der Apparat, wenn die Gefahr des Nichterfolgens des Alarms vermieden werden soll, auf eine nur niedrige Empfindlichkeit eingestellt werden müßte. Noch notwendiger wird ein wirksamer Ausgleich des Einflusses von Dichteschwankungen bei Verwendung solcher Apparate in verschiedenen Höhen oder gar in Flugzeugen. Die zum Ausgleich der Abhängigkeit von der Luftdichte angewendeten erfindungsgemäßen Maßnahmen sind auf die besonderen Bedürfnisse eines gegebenen Gases auszurichten. Während bei zahlreichen Verwendungsarten ein solcher Ausgleich über einen sehr weiten Dichtebereich notwendig ist, gibt es andere Fälle, wo ein beschränkterer Bereich genügt, und deshalb können andere und deshalb vielleiciht billigere und einfachere Mittel verwendet werden. Nachstehend sollen mehrere Ausgleichsmittel erläutert werden, deren Wirksamkeit festgestellt wurde.

Zuerst soll eine Reihenschaltung zweier Ionisationskammern nach Fig. 2 betrachtet werden. In der bekannten Anordnung wurde vorgeschlagen, VorkehY -zu treffen, daß die Kontrollkammer nicht denselben Änderungen in der Zusammensetzung des Gases ausgesetzt wird, welche die Prüfkarmmer festzustellen hat. Doch wurde im vorliegenden Fall festgestellt, daß diese zweite oder Kontrollkammer unter Innehaltung von gewissen Sicherheitsmaßnahmen für die umgebende Atmosphäre geöffnet sein kann, so daß sie den gleichen Dichteänderungen ausgesetzt wurde wie die erste oder Prüfkammer, so daß die Wirkung von Dichteänderungen auf die Ionisationsströme in beiden Kammern mehr oder weniger gleich ist. Die vorliegende Erfindung sieht deshalb eine Anordnung vor, in welcher die zweite oder Kontrollkammer nicht hermetisch verschlossen ist, sondern deren öffnung mit der Atmosphäre über einen indirekten Weg in Verbindung steht, der, während er Änderungen in Dichte oder Druck übermitteln kann, der Diffusion eines neuen Gases oder von Rauch von der Atmosphäre in diese Kammer einen hohen Widerstand entgegenstellt. Doch besteht im Fall von Verbrennungsgasen keine Gefahr, daß das schließliche Eindringen dieser Gase in die zweite Kammer den Apparat unwirksam macht, da nach Ablauf einer gewissen Zeit die aktiven Teilchen ihre Fähigkeit verlieren, den Widerstand einer Ionisationskammer zu verändern. Der wahrscheinliche Grund für dieses Verhalten ist, daß die aktiven Teilchen halbstabile Komplexe einer großen Anzahl agglomerierter Gasmoleküle sind, welche eine beschränkte Lebensdauer besitzen und langsam in normal dimensionierte Gasmoleküle zu zerfallen scheinen.

Ein Blick auf Fig. 2 zeigt, daß das Potential am Punkt 2, wenn die Kammern 10 und 11 so konstruiert sind, daß beide eine gleiche Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Gasdichte'· entsprechend dem Potentialverhältnis aufweisen, höchstens in einem unwesentlichen Grade von der Gasdichte abhängig ist. Die Verwendung einer Kontroll- oder Vergleichsionisationskammer 11, die nicht vollständig geschlossen ist, bringt auch vom Konstruktionsstandpunkt aus gewisse Vorteile mit sich. Eine wichtige Eigenschaft liegt in der Reduktion der Zahl der Isolierflächen auf eine einzige Fläche. Dies geht aus Fig. 3 hervor, in welcher die beiden i»o Kammern mit io° und ii° bezeichnet sind und ^s

welche eine sehr befriedigende erfindungsgemäße Konstruktion darstellt. Die Prüfkammer io^a umfaßt teilweise eine gitterförmige Kuppel 16, die als Gegenelektrode wirkt. Die letztere Elektrode ist i«5 leitend mit der Leitkappe 18 und dem Verschluß 19

verbunden, der unten beschrieben werden soll.

Die Kontroll- oder Vergleichsionisationskammer ii" besteht aus der vorgenannten Kappe 18, welche mit einer Bodenleitplatte 20-mit öffnungen bei 21 und 22 versehen ist. Durch die öffnungen verlaufen lose die Stützen 23 und 24, welche in die Kammer ragen und ein gitterartiges Element 25 tragen, das als Gegenelektrode wirkt. Die Ionisationsstrahlen für die Kammer ii° kommen· vom Radiumpräparat 26 im Innern dieser Kammer her. Die Kappe 18 ist direkt am Kopf oder Oberteil 27 des Glimmrelais oder Gasentladungsrohres 28 befestigt und mit der Kontrollelektrode 29 der Röhre 28 verbunden, welche an der gleichen Stelle aus der Röhre geführt wird. Der Diffusionsraum, von dem oben die Rede ist, wird bei 28" und 28* gezeigt und wird teilweise durch die Wände der Kappe 18 und den radial distanzierten äußeren Mantel der Prüfkammer gebildet.

Der Diffusionsraum 28⁰ und seine radial distanzierten Wände können gleichzeitig als Speicher für die Kontrollenergie dienen, mit welcher die Gasentladungsröhre 28 betrieben wird. Die beschriebene Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß sich weder für die Ionisationskammer noch für die Kapazität zusätzliche Gebiete ergeben, welche einer hohen Isolation bedürfen. Die einzige hodhiisolierte Fläche besteht in der Glaswand 31 der Gasentladungsröhre, welche zur Erhöhung ihrer IsolationsfäJhigkeit mit einer Wachs- oder Siliciumschicht abgedeckt werden kann. Die Gasentladungsröhre selbst ragt in eine Metallhülse 52, welche als Ring mit konstantem Potential dient. Das hochisolierte Gebiet kann durch eine Spule 33 geheizt werden. In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Heizspule vollständig im Innern der Gasentladungsröhre angeordnet, so daß die Isolationsfläche nur durch die Glaswand geheizt wird. Die dadurch bei der Herstellung erwachsenden Vorteile sind augenfällig.

Der oben beschriebene Dichteausgleich durcti die Reihenschaltung von "Ionisationskammern mit gleicher Dichteabhängigkeit ergibt sich im höchsten Maße, wenn beide Kammern geometrisch so ähnlieh wie möglich konstruiert werden und wenn gleich starke Strahlungsquellen für die Ionisation verwendet werden. Die Spannung über die Kammern ist dann gleich, und da beide Kammern die gleiche Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Gasdichte besitzen, wird dann die Unabhängigkeit dieser Spannung von Dichteänderungen innerhalb sehr weiter Grenzen geschaffen.

Eine solche Konstruktion wird in Fig. 4 dargestellt, wo symmetrische Kammern ίο* und ii^ft dargestellt werden. Die Kammer 11* 'besteht aus dem gitterförmigen Verschluß 34, der als eine Elektrode wirkt, während das becherähnliche Element 35 mit einem Radiumpräparat 17 als Gegenelektrode wirkt. Die Kammer ii* besteht aus der umgekehrten becherähnlichen Schale 36, mit welcher das Radiumpräparat 26 als Elektrode wirkt, während die Platte 37 als Gegenelektrode dient. Die Teile sind auf ähnliche Weise wie in Fig. 3 befestigt, und wie in dem in dieser Figur dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die Kapazitäten zwischen den Metallsdhalen 35 und 36 und dem äußeren Metallzylinder 38 als Kondensator zwischen der Kontrollelektrode und der Kathode. Mit dieser Konstruktion wird die Zahl der Stellen, an welche hinsichtlich Isolation hohe Anforderungen gestellt werden, auf eine einzige reduziert.

Fig. 5 zeigt eine Abänderung mit Bezug auf das radioaktive Präparat, welche insbesondere mit einer Konstruktion bedeutende Vorteile mit sich bringt, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, wo symmetrische Kammern zur Verwendung gelangen. Die als Quelle für die Ionisationsstrahlen dienende Substanz 'befindet sich zwischen dünnen Metallfolien 39 und 40, welche die Strahlen durchlassen. Infolgedessen kann ein einziges radioaktives Präparat die Strahlung für mehr als eine Kammer liefern, und im Fall von symmetrischen Kammern ist in beiden Kammern auf einfachste und zuverlässigste Weise eine gleichmäßige Strahlung geschaffen. Doch besitzt diese Anordnung auch bei anderen Konstruktionen der Kammern Vorteile. Auf diese Weise ergibt sich eine Einsparung an radioaktivem Material, und eine Veränderung in der Intensität der radioaktiven Strahlung mit der Zeit wirkt in gleicher Weise auf beide Kammern.

Die symmetrische Konstruktion der Kammern ist besonders für Anordnungen zu empfehlen, welche unter extremen klimatischen und barometrischen Bedingungen arbeiten müssen. Dagegen mag erwähnt werden, daß diese Konstruktion den Nachteil 'besitzt, daß Schwankungen in der Betriebsspannung im gleichen Verhältnis auf die Kontrollspannung der Anzeigevorrichtung übermittelt werden. Ein weiterer Nachteil der symmetrischen Anordnung liegt in der Tatsache, daß Änderungen in der Leitfähigkeit durch die Prüfkammer nur halb so große Spannungsänderungen ergeben, als sie mit einer Anordnung mit einer in Sättigung arbeitenden Kammer (Fig. 2) erreicht werden können. Für Fälle, in denen Dichteausgleich nicht innerhalb weiter Grenzen notwendig ist, mag es sich oft als besser erweisen, auf die Symmetrie der Kammern zu verzichten, und ihre Dichteabhängigkeit kann dann mit einem der unten beschriebenen Mittel aufeinander abgestimmt oder sogar innerhalb gewisser Grenzen ausgeschaltet werden.

Doch ist ein Dichteausgleich nicht auf eine in Reihe geschaltete Anordnung zweier Kammern mit gleicher Abhängigkeit des Stroms von der Gasdichte beschränkt. Nach einer weiteren Entwicklung der Erfindung ergibt sich ein gleicher Effekt mit zwei Kammern oder zwei Teilen einer Kammer mit umgekehrter Abhängigkeit von Strom und Dichte, welche parallel wirken. Um diese Anordnung besser verständlich zu machen, soll zuerst die Beziehung zwischen Gasdichte und Strom in den Kammern oder Kammerteilen erläutert werden.

Zuerst soll eine Kammer mit einem kleinen Elektrodenabstand betrachtet werden, in welcher

die Ionisationsstrahlen ohne Verlust ihrer ganzen Energie im gasgefüllten Raum die andere Seite erreichen. In einem solchen Fall ist die im Innern der Kammer für die Ionisation verwendete Strablungsenergie von der Zahl der Gasmoleküle abhängig, die auf ihrem Weg durch die Kammer anstoßen, d. h. von der Gasdichte. Bei wachsender Dichte wird eine wachsende Zahl von Ionen gebildet, und der Strom nimmt zu. Die hohe elektrische FeIdstärke, die sich aus dem kleinen Elektrodenabstand ergibt, treibt alle Ionen mit hoher Geschwindigkeit an die Elektroden, und die Verluste durch Wiederverbindung und ähnliche Effekte werden auf ein Minimum herabgesetzt. Die Kammer arbeitet des-

»5 halb in der Sättigungszone ihrer Stromspannungskennlinie.

Im Fall einer größeren Kammer mit größerem Elektrodenabstand nimmt andererseits die Zahl der Ionen mit wachsender Gasdichte nicht zu, da in diesem Fall auch bei niedriger Dichte die ganze Strahlungsenergie innerhalb der Kammer aufgebraucht wird; d. h., daß die Strahlen nicht bis an das andere Ende der Kammer gelangen. In diesem Fall ist die elektrische Feldstärke niedriger,

«5 die Ionengeschwindigkeit ist kleiner und der Weg ■ der Ionen zu den Elektroden langer. Die Ionenverluste im gasgefülten Raum sind deshalb viel höher und nehmen mit wachsender Gasdichte noch zu. Deshalb zeigt die große Kammer ein Absinken des Stroms, wenn die Gasdichte erhöht wird, und es ergibt sich keine Sättigung.

Eine Parallelschaltung zweier Kammern, wie oben beschrieben, kann, wie festgestellt wurde, bei entsprechender Regulierung der entsprechenden Ströme die gewünschte Unabhängigkeit des Gesamtstroms von der Gasdichte innerhalb bestimmter Grenzen ergeben. Der gleiche Effekt läßt sich auf eine konstruktiv einfachere Weise erreichen, indem eine einzige Ionisationskammer in zwei Teile getrennt wird, von denen der eine im Sättigungsbereich und der andere im aufsteigenden Teil der Stromspannungskennlinie (Strom als Ordinaten, Spannung als Abszissen) arbeitet. Die Konstruktion wird bei der Vorrichtung nach Fig. 3 verwendet, worin die offene Meßkammer io^e auf diese Weise kompensiert wird. Nur ein Teil der Strahlung des radioaktiven Präparates 17 dringt durch die runde öffnung in der Wand 41 in den halbkugelförmigen Teil der Kammer, die durch das gasdurchlässige Gitter 16 begrenzt ist. Die Randstrahlung reicht in den Raum zwischen der Wand 41 und der Kappe 18. Die Kappe 18, das radioaktive Präparat 17 und der Verschluß 19 bilden die eine Elektrode, und das Gitter 16, die Wand 41 und die Schale 30 die andere Elektrode dieser Ionisationskammer. Die Feldstärke im halbkugelförmigen Teil der Kammer ist verhältnismäßig klein, so daß die Stromspannungskennlinie dieses Teils steil ansteigt, während die Feldstärken zwischen der Wand 41 und der Kappe 18 verhältnismäßig hoch ist, so daß der durch diesen Teil der Kammer fließende Strom praktisch im Sättigungsbereich der Kennlinie liegt. Der kleine Abstand zwischen der Strahlungsquelle 17 und der Wand 41 bewirkt ferner, daß die Strahlung des radioaktiven Präparates in einem solchen Teil nicht im freien dazwischenliegenden Raum zwischen den Kammerelektroden endet und dadurch die Abhängigkeit von der Dichte und derart die ausgleichende Wirkung des Sättigungsbereiches des Stroms vergrößert.

Eine derartige parallele Anordnung der Kammern oder Kammerteile mit gesättigten und ungesättigten Kennlinien zeigt im ganzen immer eine ansteigende Kennlinie, und das oben beschriebene Mittel ist deshalb für den Ausgleich der Didhteabhängigkeit einer bei Sättigung arbeitenden Kammer nicht geeignet, wie dies in der zweiten oder Vergleichskammer aus den obenerwähnten Gründen wünschbar wäre. Um Sättigung ohne Verwendung zu hoher elektrischer Feldstärken zu erreichen, dürfen sie nicht zu groß gewählt werden. Auch aus konstruktiven Überlegungen sind kleinere Kammern in der Regel vorzuziehen. Die Dichteabhängigkeit kann in einem solchen Fall oft auf einen Bruchteil herabgesetzt werden, indem der Bereich der Ionisationsstrahlung durch Abdecken der Strahlungsquelle mit einer strahlungsdurdhlässigen Folie von geeigneter Stärke in einem Maße reduziert wird, daß die Strahlen in dem freien Raum zwischen den Elektroden endigen. In dem Konstruktionsbeispiel nach Fig. 3 ist die Strahlung des Radiumpräparates 26 in der Kammer ii° durch die Aluminiumfolie 42 abgedeckt. Zur Vergrößerung der Feldstärke wird ungefähr in der Mitte der die Kammerwände !bildenden Kappe 18 eine gitterförmige Anode 25 vorgesehen.

In den oben beschriebenen Konstruktionen is't eine genaue Regulierung der Strahlungsintensität des Ionisationsstrahlers offensichtlich von großer Bedeutung. Diese Regulierung wird auf einfachste Weise mitteis Verschlüssen vorgenommen, welche im Konstruktionsbeispiel nach Fig. 3 die Farm halbrunder Scheiben 19 und 43 aufweisen.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gerät zur Anzeige von Änderungen im Zustand oder in der Zusammensetzung eines Gases mittels einer für das Gas zugänglichen, mit Mitteln zur Gasionisation versehenen Ionisationskammer, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ionisationskammer ein Widerstandselement in Reihe geschaltet ist und die durch die Änderung der Leitfähigkeit des Gases in der Ionisationskammer entstehende Verschiebung in der Spannungsverteilung zwischen Ionisationskammer und Widerstandselement zur Auslösung einer Anzeigevorrichtung dient.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- iao zeichnet, daß zu den in Reihe geschalteten Elementen Ionisationskammer und Widerstand ein Steuerorgan, vorzugsweise eine Gasentladungsröhre, z. B. ein Glimmrelais, dessen Steuerelektrode am gemeinsamen Potential liegt, derart parallel geschaltet ist, daß durch

die auf dieses Potential wirksame Verschiebung der Spannungsverteilung das Steuerorgan anspricht, z. B. das Glimmrelais zündet.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement eine solche Stromspannungskennlinie aufweist, daß sich bei einer Änderung der Leitfähigkeit des Gases in der Ionisationskammer eine möglichst große Spannungsverschiebung ergibt, das Widerstandselement z. B. aus einer im Sättigungsbereich arbeitenden geschlossenen Ionisationskammer besteht.

4. Gerät nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ' das Widerstandselement aus einer Ionisationskammer besteht, die derart ausgebildet ist oder durch diffundierende Mittel mit dem zu prüfenden Gas, z. B. der atmosphärischen Luft, in Verbindung steht, daß das in ihr enthaltene Gas, z. B. Luft,

ao die Dichte des zu prüfenden Gases, z. B. der Atmospihärenluft, annimmt, während sie für das die Zusammensetzung verändernde Gas od. dgl., z. B. Rauch in der Atmosphäre, nicht oder langsamer als die Prüfionisationskammer zugäng-IiCh ist, so daß das gemeinsame Potential beider Ionisationskammern im wesentlichen un*- abhängig von der Dichte des Gases bleibt.

5. Gerät nach Anspruch-4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Widerstand bildende Ionisationskammer über öffnungen in der Kammer, über einen durch Wände des Gerätes eingeschlossenen Hohlraum mit hohem Diffusionswiderstand und über die gasdurchlässige Elektrode der Prüfionisationskammer mit dem zu prüfenden Gas in Verbindung steht.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß geometrisch gleiche Ionisationskammern symmetrisch zu einer das genieinsame Potential führenden Elektrode ausgebildet sind und auf dieser in beide Kammern gleich stark strahlende Ionisationsmittel oder in einer öffnung ein in beide Kammern strahlendes gemeinsames Ionisationsmittel angeordnet ist, dessen mindestens eine Seite mit einer strahlendurchlässigen Folie abgedeckt ist.

7. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis des Steuerorgans, z. B. zur Kathode und Steuerelektrode des Glimmrelais, ein Steuerenergie aufspeichernder Kondensator parallel geschaltet ist, der gegebenenfalls ganz oder teilweise durch das im Diffusionsraum zur Widerstands^- ionisationskammer befindliche Gas als Dielektrikum und dieses einschließende Metallwände des Gerätes als Kondensationsplatten gebildet sind.

8. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, insbesondere 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung oder zum Ausgleich der Abhängigkeit der Leitfähigkeit des Gases von der Gasdichte eine offene Ionisationskammer durch geeignete Ausbildung aus zwei parallel liegenden Ionisationszonen oder durch räumliche Trennung aus zwei parallel geschalteten Kammern gebildet ist, deren eine im Sättigungsbereich und deren andere im ansteigenden Teil ihrer Stromspannungskennlinie arbeitet.

9. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduktion des Bereiches der Ionisationsstrahlung eine die Strahlungsquelle abdeckende, strahlungsdurohlässige Folie angeordnet ist.

10. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Ionisationsstrahlung durch einen auf der Strahlungsquelle angeordneten Verschluß regulierbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 5221 7.52