FI69935B - Jonisationskammare - Google Patents

Description

i r, KUULUTUSJULKAISU , „ ^ ^ _ B (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 699 35 C (45) P':t-2..tti ;..y tty

Patent r.o’;’-;lat 2C.C.8G

(51) Kv.lk.*/lnt.CI.‘ G 08 B 17/10 (21) Patenttihakemus - Patcntansökning 7732^3 (22) Hakemispäivä Ansökningsdag 31.10.77 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 31.10.77

(41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig ^g g^ jQ

Patentti- ja rekisterihallitus (44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 12 Or

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad ^ ’ * (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 29.11.76 Sveitsi-Schweiz(CH) 15006/76 (71) Cerberus AG, 8708 Männedorf, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Otto Meier, Hombrecht i kon , Andreas Sche i dwe i 1 er , (Jerikon,

Sve i ts i-Schwe i z(CH) (7^0 Berggren Oy Ab (5M I on i s aa t i okaiTirn i o - Jon i sat i onskamma re Tämä keksintö koskee kaksielektrodista ionisaatiokammiota, jossa elek-trodiväli on muutettava ja jossa on radioaktiivisen säteilyn lähde elektrodien välisen tilan ionisoimiseksi ja joka on tarkoitettu käytettäväksi erityisesti ionisaatio-savunilmaisimessa.

Tunnetuissa ionisaatio-savunilmaisimissa käytetään useimmiten kahta sarjaan kytkettyä ionisaatiokammiota, joilla on erilaiset savunherk-kyydet. Yksi kammio, jota useimmiten sanotaan mittaionisaatiokammiok-si, voi esimerkiksi olla muodostettu pitkälti ilmaa luoksepäästäväksi, kun taas toinen kammio, jota useimmiten sanotaan vertailu-ionisaatio-kammioksi, pitkälti on suojattu ilman sisäänpääsyltä tai suljettu ulkoilmalta. Tällaisissa ionisaatio-savunilmaisimissa käytetään hyväksi tosiseikkaa, että elektrodien välissä kulkeva ionivirta raskaiden hiukkasten, esim. savun tunkeutuessa kammioon, pienenee johtuen radioaktiivisen lähteen muodostamien ilmaionien kerrostumisesta näille hiukkasille, jolloin kammion vastus tämän vuoksi nousee. Koska savu ei vaikuta lainkaan tai tuskin vaikuttaa vertailu-ionisaatiokammioon, pysyy tämän ionivirta lähes vakiona, erityisesti kun sitä käytetään kyllästysalueella. Jännitehäviö mitta-ionisaatiokammiossa nousee 2 69935 tämän vuoksi savun tunkeutuessa kammioon ja kammioon liitetty arvostelukytkentä antaa hälytyssignaalin, kun tämä jännitehäviö ylittää ennaltamäärätyn kynnysarvon.

Käytännössä on usein tarpeen muuttaa kynnysarvoa ja siten tällaisen ionisaatio-savunilmaisimen herkkyyttä ja on tarpeen voida sovittaa herkkyys ympäristöolosuhteisiin. Tämä voi tapahtua toiselta puolen sähköisesti muuttamalla arvostelukytkentää, toiselta puolen kuitenkin myös muuttamalla yhden tai molempien kammioiden ionivirtaa tai vastusta.

Jo ennestään tunnetaan erilaisia ionisaatio-savunilmaisimia, joissa ionivirtaa tai vastusta muutetaan joko mitta-ionisaatiokammios-sa tai vertailu-ionisaatiokammiossa muuttamalla elektrodien väliä. Tällaisessa ionisaatio-savunilmaisimen herkkyyden muuttamisessa käytetään kuitenkin edullisesti vertailu-ionisaatiokammiota, koska tässä tapauksessa ei vaikuteta mitta-ionisaatiokammion geometrisiin suhteisiin eikä siten sen savunherkkyyteen.

Tunnetuissa ionisaatiokammioissa suoritetaan tällainen elektrodi-välin muutos säännöllisesti siten, että yksi elektrodi on kiinnitetty ruuviin, joka kulkee läpi jäykän kammiokotelon ja jota voidaan kiertää kammion takaseinältä. Esimerkkinä tästä on DE-hake-musjulkaisu 2 423 045. Tällaisella asettelulla yksinkertaisen ruuvikierteen avulla on kuitenkin epäkohtana, että asettelu ajan kuluessa, erityisesti värähtelyiden ja iskujen vaikutuksesta itsestään muuttuu. Tällaisella ionisaatiokammiolla varustettu sa-vunilmaisin ei sen vuoksi ole ajan mittaan käyttövarma, ellei asetteluruuvin kiertymistä ole estetty esim. valamalla täyteainetta sen päälle. Tästä on luonnollisesti seurauksena, että herkkyys kerran tapahtuneen kiertoeston jälkeen ei enää ilman muuta ole sovitettavissa muihin vaatimuksiin. Lisäksi on joissakin tunnetuissa, elektrodivälin asettelulla varustetuissa ionisaatiokammioissa ilmeisesti stabiliteettisyistä asetteluruuviin sijoitettu vain pieni elektrodilautanen. Tällöin on elektrodien välin muutoksella saavutettava ionivirtamuutos kuitenkin huomattavasti pienempi li 69935 3 kuin suuremmilla elektrodimitoilla, missään tapauksessa oi tätä järjestelyä voida pitää optimaalisena. Yhtenä epäkohtana on lisäksi se, että tällaisilla asettelumekanismcilla on huomattava tilantarve ionisaatiokammioiden ulkopuolella ja tämän vuoksi voi ionisaatiosavunilmaisimen rakennekorkeus nousta ei-toivottavassa määrin.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa mainitut epäkohdat ja saada aikaan ionisaatiokammio, jossa ion ivirran muutos elektrodien väliä muuttamalla voidaan toteuttaa yksinkertaisesta, varmasti ja optimaalisella tehokkuudella ilman vaaraa, että tapahtuu itsestään asettelua ajan kuluessa ravistelu iden ja iskujen vaikutuksesta, minkä ohella tilantarve pienenee ja stabiliteetti ja käyttövarmuus paranee.

Keksinnölle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1 .

Keksintöä selitetään scuraavassa oheisissa kuvioissa kuvattuihin suoritusesimerkkeihin liittyen.

Kuviot 1a-1d esittävät esimerkkejä keksinnön mukaisesta ionisaa-tiokammiosta, jossa elektrodi on varustettu vinorakoasettelulla. Kuviot 2a-2e esittävät esimerkkejä, jotka on varustettu käyräoh-jauksella.

Kuvioissa 1a ja 1b kuvatussa suoritusesimerkissä suljetaan ionisaatiokammio tekoaine-asennuslevylle 1 sijoitetulla kuvulla 2, joka samoin on tekoainetta, edullisesti kuitenkin metallia. Ascn-nuslevylle 1 on sijoitettu keskeinen elektrodi 3, jolle on sijoitettu radioaktiivinen preparaatti 4. Radioaktiivinen lähde voi olla sijoitettu myös muuhun kohtaan kammiota siten, että kammion sisätila tulee riittävän hyvin ionisoiduksi. Toinen elektrodi 12 on koko laajuudeltaan aseteltavissa korkeutensa suhteen ja siten etäisyydeltään vastaelektrodista 3. Tätä varten on elektrodi 12 muodostettu kupinmuotoiseksi, jossa on tasainen pohja ja sylinteri- 69935 4 mäinen sivuseinä, niin että se voi liukua kuvussa 2 ylöspäin ja alaspäin. Elektrodin 12 liikettä rajoitetaan sylinterimäisen osan raoilla 13 ja näihin rakoihin tarttuvilla kuvun seinän nastoilla 14. Elektrodin pohjaan on muodostettu rako 17, johon voi tarttua ruuvimeisseli kuvun 2 pohjan aukon 18 lävitse. Kiertämällä elektrodia 12 ruuvimeisselillä tulee ohjausrakojen 13 vaikutuksesta samalla asetelluksi sen korkeus ja siten elektrodien väli. Kuvun 2 pohjaan on niittien 16 avulla sijoitettu lehtijouset 15 siten, että kupu näiden jousien jousivoimalla puristaa elektrodia 12 ylöspäin ja siten nastoja 14 ohjausrakojen 13 alareunaa vastaan. Puristusjousien 15 sijasta voidaan käyttää myös vetojousia, jolloin nastat 14 puristuvat ohjausrakojen 13 yläreunaa vastaan. Joka tapauksessa estetään jousivaikutuksella elektrodien välin itsestään tapahtuva asettelu. Koska kuitenkin tässä suoritusmuodossa asettelumekanismin kitka on pienempi ainakin verrattuna ruuvikier-teeseen, on tässä tapauksessa tarkoituksenmukaista käyttää lisä-varmistusta. Tämä muodostuu nastasta 19, joka jousen 20 avulla kuvun 2 reiän 21 lävitse painuu elektrodin 12 sylinterimäiseen osaan. Nasta 19 lepää tällöin elektrodin 12 kierron aikana automaattisesti ennaltamäärätyissä asennoissa, jotka vastaavat määrättyjä elektrodivälejä. Täten saavutetaan lisäksi etu, että herkkyyttä voidaan asetella tarkalleen määrätyin portain.

Rastiporausten sijasta voi tämä tapahtua myös, kuten kuviossa 1d on esitetty, vastaavalla ohjausrakojen 13 muotoilulla. Tällöin eivät ohjausrakojen reunat ole suoraviivaiset vaan niissä on useita rastipisteitä 22, joissa nastat 14 voivat levätä (pysähtyä).

Jousien 20 jousivoiman ollessa riittävä voidaan mahdollisesti myös jättää pois jouset 15.

Kuvioiden 1a-1d mukaisen esimerkin etuna on, että asettelumekanismi sijaitsee täydellisesti ionisaatiokammion sisäpuolella eikä siis tarvitse mitään lisätilaa. Täten voidaan ionisaatiokammion rakenne-korkeus pitää äärimmäisen pienenä.

Kuvioiden 2a-2e mukaisessa esimerkissä muodostuu aseteltava elektrodi keskeisestä lautasesta 23, joka ei kuitenkaan ole kiinnitetty vain yhteen kohtaan kammion pohjaa, vaan useammilla spiraalinmuotoisilla varsilla 24 useampaan pisteeseen 25. Täten on jousivoima 5 69935 pienempi kuin kiinnitettäessä Ympyränmuotoinen levy useammista sen kehällä olevista pisteistä ja lisäksi voidaan jousivakiota asetella vaatimusten mukaan asianmukaisesti valitsemalla spiraa1ivarsi en leveys ja pituus. Lisäksi on etuna se, että elektrodiasettelussa keskeinen lautanen 23, joka muodostaa ylivoimaisesti suurimman os 1 n tehollisesta elektrodipinnasta, ei tulo kallistetuksi ja täten elektrodiasettelussa herkkyysmuutos pysyy pitkälti lineaarisena.

Asettelumekanismi muodostuu tässä esimerkissä useista, sylinteripin-nalla sijaitsevista käyrälevyistä 26, joiden lukumäärä vastaa spi-raalivarsien 24 lukumäärää. Sylinteripinnan läpimitta on tällöin siten valittu, että ohjauskäyrät menevät elektrodilautason 23 ja spiraalivarsien 24 väliin siten, että vinot asettelukäyrät 26 painavat spiraali varsien 24 ja lautasen 23 liitoskohtia 24A ylös; öin lepoasennosta. Tällöin vaikuttaa spiraalivarsien 24 jousivoima jälleen asettelua vastaan, niin että itsetoimiva asettelu tulee estetyksi kitkalla ohjauskäyrän ja elektrodin välillä. Koska ohjauskäyrät 26 on sijoitettu pohjalevylle 27, jota kammion pohjan lävitse voidaan kiertää raon 28 avulla, voidaan jälleen jatkuvasti ja varmasti kammion takasivulta asetella elektrodi lautasen 23 korkeutta rakoon 28 tarttuvalla ruuvimeisselillä yksinkertaisesti kiertämällä.

Myös tässä esimerkissä voivat ohjauskäyrät 26 suoraviivaisen syrjän sijasta olla myös siten muodostetut, että ne on varustettu useilla rastikohdilla 29, joissa spiraalivarsien 24 kiinnity sko? idät 24A voivat levätä. Täten voidaan jälleen saavuttaa varma ja tarkka portaittainen herkkyyden asettelu ja itsestään tapahtuva asettelu värähtelyjen ja sysäysten vaikutuksesta tulee vielä suuremmalla varmuudella estetyksi. Tällaisella ionisaatiokammiolla varustettu ionisaatio-savunilmaisin on siis helposti ja varmasti aseteltavissa useampiin herkkyysportaisiin myös kouluttamattoman henkilökunnan toimesta, jolloin valittu herkkyysasettelu pysyy varmasti myös pitempiä aikoja.

Claims (8)

1. 69935 6 1. lonisaatio-savunilmaisimessa käytettävä ionisaatiokammio, jossa on kiinteä elektrodi, etäisyydeltään kiinteään elektrodiin aseteltava vastaelektrodi sekä radioaktiivinen lähde elektrodien välisen tilan ionisoimiseksi sekä kotelo ionisaatiokammiota varten, tunnettu siitä, että vastaelektrodissa (12, 23) on ainakin yksi lautasen muotoinen pohja, että vastaelektrodiin (12, 23. on järjestetty ensimmäiset ohjauselementit (13, 24A), että koteloon (2) on järjestetty toiset ohjauselementit (14, 26), jotka ovat yhteistoiminnassa ensimmäisten ohjauselementtien kanssa siten, että vastaelektrodin (12, 23) ja kotelon (2) välinen suhteellinen ohjaus tapahtuu yhdensuuntaisesti vastaelektrodin (12, 23) lautasen akselin kanssa, että ohjauselementit ovat kierrettävissä toistensa suhteen vastaelektrodin (12, 23) akselin ympäri ja että on sovitettu akselin suuntaan vaikuttavat joustavat elementit (15, 24), jotka nojaavat toiselta puolelta koteloon (2) ja toiselta puolelta vasta-elektrodiin (12, 23).
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ionisaatiokammio, tunnettu siitä, että vastaelektrodi (12) on kuppimuotoinen ja siinä on tasomainen pohja sekä sy1interimäiset sivuseinämät, että sylinterimäisiin sivuseinämiin on tehty viistoon ulottuvat ohjausraot (13), että näihin ohjausrakoihin (13) ulottuvat nastat (14), jotka on jäykästi kiinnitetty koteloon (2), ja että vasta-elektrodi (12) on kierrettävissä akselinsa ympäri.
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ionisaatiokammio, tunnettu siitä, että ohjausraoissa (13) on lepokohtia (22) nastojen (14) vastaanottamiseksi.
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen ionisaatiokammio, tunnettu siitä, että kuppimaisen elektrodin (12) sylin-terimäiseen osaan on järjestetty useampia porauksia (21), joihin koteloon (2) joustavasti sovitetut nastat (19) voivat valinnaisesti tarttua.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ionisaatiokammio, tunnettu siitä, että vastaelektrodissa (23) on lautasen muotoinen osa, että lautasen muotoiseen osaan on järjestetty useita kierrevarsia (24), että nämä kierrevarret (24) ovat ulommasta li 69935 / päästään {25) joustavasti kiinnitetyt, kotelon (2) pohjaan, että vastaelektrodin (23) asettelua varten on pöhjalevy11c (27) sovitettu käyrän muotoiset levyt (26), että käyrän muotoiset levyt on järjestetty syl inter.i.mäiseen pintaan, jolloin käyrälovyjen lukumäärä vastaa kierrevarsien (24) lukumäärää ja levy! tartt -vat kierrevarsien (24) tartuntakohtien välitiloihin (24Λ), ja että aluslevy (27) on kotelon (2) pohjan läpi kierrot Liivissä sylinterin akselin ympäri.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen j onisaatiokammio, t u n -n e t t u siitä, että ohjausk,äyrissä (26) on lepokohdnt (29), joihin kierrevarsien (24) ulokkeet (2 4 A) voivat tarttua.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 -6 mukainen ion.i. saatiokammio , tunnettu siitä, että : onisaat iokair.ni o on si jc i to etu ionisaatio-s a v uni 1 ma is imen .a se; i n u s 1 e v yn (1 ) u a k n s i v u 11 o .
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen ionisaatiokammio, tunnettu siitä, että aseteltava elektrodi (12, 23) on muotoiltu sekö sovitettu ionisautio-suvunilinaisimeen siten, että se on ohjattavissa ionisoi n tio-savun i 1 ma isimen ulkopuolelta. 8 69935