NL8000858A

NL8000858A - ION DETECTOR.

Info

Publication number: NL8000858A
Application number: NL8000858A
Authority: NL
Original assignee: Inst Nat Radio Elements
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1980-02-12
Publication date: 1980-08-18
Also published as: FR2449282B1; FR2449282A1; GB2044987A; GB2044987B; ES8100490A1; BE874157A; ES488603A0

Description

Ν/29.499-dV/f. » *Ν / 29,499-dV / f. »*

Ionendetector.Ion detector.

De uitvinding heeft betrekking op een ionendetector met twee ionisatiekamers, die elk zijn voorzien van ten minste êên electrisch goed geleidende, een eerste elektrode vormende wand, van een tweede elektrode en van een 5 radio-actieve &C -bron, die in de kamer is ondergebracht, waarbij de wand van de ene, als meetkamer gebruikte kamer althans gedeeltelijk van openingen is voorzien, terwijl de wand van de andere, als referentièkamer gebruikte kamer, gesloten is uitgevoerd.The invention relates to an ion detector with two ionization chambers, each of which is provided with at least one electrically conductive wall forming a first electrode, of a second electrode and of a radioactive & C source, which is accommodated in the chamber wherein the wall of the one chamber used as a measuring chamber is at least partly provided with openings, while the wall of the other chamber used as a reference chamber is of closed design.

10 De bekende detectoren van deze soort, die in het bijzonder worden gebruikt als brandmelders, vertonen het nadeel, dat zij vals alarm veroorzaken ten gevolge van luchtstromen, die, doordat zij de meetkamer doorkruisen, de in deze meetkamer gevormde ionen meevoeren, waardoor het aan- 15. tal ionen wordt verkleind, dat door de elektroden wordt opgevangen en daardoor de stroom in het circuit van de meetkamer; welke stroomvermindering overeenkomt met de stroom-vermindering, die door rook zou worden veroorzaakt. .The known detectors of this kind, which are used in particular as fire detectors, have the disadvantage that they cause false alarms due to air flows, which, by crossing the measuring chamber, entrain the ions formed in this measuring chamber, so that it - 15. the number of ions is reduced, which is collected by the electrodes and thereby the current in the circuit of the measuring chamber; which current reduction corresponds to the current reduction that would be caused by smoke. .

De uitvinding beoogt een ionendetector van de 20 in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij dit nadeel is ondervangen en die ondanks de aanwezigheid van luchtstromingen bijzonder stabiel is.The object of the invention is to provide an ionic detector of the type mentioned in the preamble, wherein this drawback is obviated and which is particularly stable despite the presence of air currents.

Hiertoe heeft de ionendetector volgens de uitvinding het kenmerk, dat de meetkamer een eerste zone om-25 vat, waarin zich de radio-actieve Cxi-bron bevindt en waarin de ionisatie plaatsvindt en een tweede zone, waarin de elektroden zijn aangebracht voor het opwekken van een electrisch veld, dat veel sterker is dan het veld in de eerste zone, waarbij de openingen in de meetkamer zodanig zijn aan-30 gebracht en gerangschikt, dat een de detector bereikende luchtstroom onafhankelijk van de richting hiervan de in de eerste zone gevormde ionen naar de tweede zone verplaatst.For this purpose, the ion detector according to the invention is characterized in that the measuring chamber comprises a first zone, in which the radioactive Cxi source is located and in which the ionization takes place, and a second zone, in which the electrodes are arranged to generate an electric field much stronger than the field in the first zone, the apertures in the measuring chamber being arranged and arranged such that an airflow reaching the detector, irrespective of its direction, the ions formed in the first zone to the second zone moved.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding omgeeft de genoemde tweede zone van de meetkamer de 35 eerste zone van de meetkamer.According to a favorable embodiment of the invention, said second zone of the measuring chamber surrounds the first zone of the measuring chamber.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de beide elektroden van de meetkamer zodanig geprofileerd, dat -hun wanden althans nagenoeg overeenkomen met de wanden van 8000858 r -2- φ twee lichamen van dezelfde soort met gemeenschappelijke assen, waarvan de bases althans nagenoeg parallel verlopen en waarvan de één in de ander is opgenomen, welke lichamen verschillende hoogten bezitten en zodanig ten opzichte van elkaar zijn aan-5 gebracht, dat de afstand tussen de zijwanden van de beide lichamen kleiner is dan de afstand tussen twee overeenkomstige bases van de lichamen, waarbij de ruimte, die tussen deze zijwanden is gelegen, overeenkomt met de genoemde tweede zone, terwijl de ruimte, die tussen deze bases is gelegen, overeen-10 komt met de genoemde eerste zone, waarbij de in de, de eerste elektrode vormende, wand van de meetkamer aangebrachte ope-ningen zodanig zijn gerangschikt, dat zij enerzijds uitkomen -op de ruimte tussen de zijwanden van de beide lichamen en anderzijds uitkomen op de ruimte tussen de beide genoemde 15 bases, die overeenkomt met de eerste zone, waarbij de oppervlakken van deze openingen een verhouding met een orde van grootte van 8 : 1 bezitten.According to a preferred embodiment, the two electrodes of the measuring chamber are profiled in such a way that their walls at least substantially correspond to the walls of 8000 858 r -2-φ two bodies of the same type with common axes, the bases of which run at least almost parallel and of which one the other is incorporated, which bodies have different heights and are arranged relative to each other such that the distance between the side walls of the two bodies is smaller than the distance between two corresponding bases of the bodies, the space, located between these side walls corresponds to said second zone, while the space located between these bases corresponds to said first zone, the wall of the measuring chamber being arranged in the wall forming the first electrode openings are arranged in such a way that they end on the one hand - on the space between the side walls of the two bodies and on the other side o p the space between the two said bases, which corresponds to the first zone, the surfaces of these openings having a ratio of the order of 8: 1.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld 20 van de detector volgens de uitvinding is weergegeven.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the detector according to the invention is shown.

Fig. 1 is een gedeeltelijk opengewerkt zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van de detector volgens de uitvinding.Fig. 1 is a partially cutaway side view of an embodiment of the detector of the invention.

Fig. 2 is een gedeeltelijk opengewerkt boven-25 aanzicht van de detector volgens fig. 1.Fig. 2 is a partially cutaway top view of the detector of FIG. 1.

De in de tekening weergegeven ionendetector volgens de uitvinding is voorzien van twee ionisatiekamers, en wel een meetkamer 1 en een referentiekamer 2, die in een huis 3 zijn ondergebracht aan weerszijden van een plaat 4, 30 waarop een gedrukte bedrading is gevormd, waarmee de elektroden van de kamers 1,2 de spanningsbron en de alarminrich-ting zijn verbonden. Het electrische schema van de detector en de alarminrichting is op zichzelf bekend en behoeft derhalve niet nader te worden beschreven.The ion detector according to the invention shown in the drawing is provided with two ionization chambers, namely a measuring chamber 1 and a reference chamber 2, which are housed in a housing 3 on either side of a plate 4, 30 on which a printed wiring is formed, with which the electrodes are of the chambers 1,2 the voltage source and the alarm device are connected. The electrical scheme of the detector and the alarm device is known per se and therefore does not need to be described in detail.

35 De meetkamer 1 omvat een electrisch goed ge leidende wand 5, welke een eerste elektrode vormt en openingen 6 en 7 bezit, een tweede elektrode 8 en een radio-actieve DC -bron 9, bij voorbeeld een bron met' americium 241, die is verbonden met de elektrode 8. De referentiekamer 2 is 40 voorzien van een gesloten- uitgevoerde, electrisch goed gelei- 8000858 -3- Λ *Γ dende wand 10, die een eerste elektrode vormt, een tweede elektrode 11, die zich binnen de eerste elektrode 10 bevindt en een radio-actieve Oc-bron 12, die op de elektrode 10 is bevestigd. Teneinde de stabiliteit van de detector bij aanwezig-5 heid van luchtstromingen te waarborgen en een hierdoor veroorzaakt vals alarm te vermijden, is de meetkamer 1 zodanig uitgevoerd, dat de kamer l in twee zones 13 en 14 is verdeeld.The measuring chamber 1 comprises an electrically conductive wall 5, which forms a first electrode and has openings 6 and 7, a second electrode 8 and a radioactive DC source 9, for example a source with americium 241, which is connected to the electrode 8. The reference chamber 2 is provided with a closed, electrically conducting wall 8000858 -3- Λ * Γ wall 10, which forms a first electrode, a second electrode 11, which is located within the first electrode 10 and a radioactive Oc source 12 mounted on the electrode 10. In order to ensure the stability of the detector in the presence of air flows and to avoid a false alarm caused by this, the measuring chamber 1 is designed such that the chamber 1 is divided into two zones 13 and 14.

In de eerste zone 13 (in fig. 1 aangeduid door een streeplijn 15) is de radio-actieve OC -bron 9 gelegen en vindt de ioni-10 satie plaats, terwijl in de tweede zone 14, die de eerste zone 13 omgeeft, de elektroden 5 en 8 zijn gelegen voor het opwekken van een electrisch veld, dat veel sterker is dan het veld in de eerste zone 13. De openingen 6 en 7 van de meetkamer 1 zijn zodanig aangebracht en gerangschikt, dat een 15 de detector bereikende luchtstroom onafhankelijk van de invalshoek, de in de zone 13 gevormde ionen verplaatst naar de zone 14.In the first zone 13 (indicated by a broken line 15 in Fig. 1), the radioactive OC source 9 is located and the ionization takes place, while in the second zone 14, which surrounds the first zone 13, the electrodes 5 and 8 are located to generate an electric field which is much stronger than the field in the first zone 13. The openings 6 and 7 of the measuring chamber 1 are arranged and arranged such that an air flow reaching the detector independently from the angle of attack, the ions formed in zone 13 are displaced to zone 14.

Volgens het in de tekening weergegeven uit-voeringsvoorbeeld is de elektrode 5 gevormd uit een gaas van 20 roestvrij staal en is de elektrode 5 bedekt met een kap 16 uit kunststof, waarin de openingen 6 en 7 zijn aangebracht.According to the exemplary embodiment shown in the drawing, the electrode 5 is formed from a mesh of 20 stainless steel and the electrode 5 is covered with a cap 16 of plastic, in which the openings 6 and 7 are arranged.

De elektroden 5 en 8 kunnen verschillende vormen bezitten, waarbij als voorwaarde geldt, dat de afstand tussen de elektroden in de zone 13 groter is dan de afstand tussen de elek-25 troden in de zone 14, terwijl de openingen 6 en 7 zodanig zijn aangebracht, dat zij respectievelijk uitkomen op de zones 14 en 13. De plaats van de opening 6 en 7 evenals de verhouding van hun oppervlakken is zodanig, dat de in de zone 13 gevormde ionen zich onder invloed van een luchtverplaatsing 30 in de kamer 1, veroorzaakt door een de detector onder een willekeurige hoek- bereidende luchtstroom, naar de zone 14 verplaatsen. Op deze wijze kan een detector worden verkregen, waarvan de meetkamer 1 enerzijds bij afwezigheid van een * luchtverplaatsing in de zone 13 een zwak electrisch veld 35 vertoont, dat een zeer goede gevoeligheid voor rook waarborgt en anderzijds bij aanwezigheid van een luchtverplaatsing in de zone 14 een electrisch veld vertoont, dat veel sterker is dan het veld van de zone 13, waardoor de in de zone 13 gevormde ionen kunnen worden verzameld voordat zij uit de zone 14 40 ontsnappen, zodat een vals alarm wordt vermeden, dat door een 8000858 «λ -4- ionenverlies wordt veroorzaakt, welke ionen uit de meetkamer ontsnappen onder invloed van een luchtverplaatsing. Een derge-lijk ionenverlies veroorzaakt evenals rook een stroomverminde-ring in de meetkamer.The electrodes 5 and 8 can have different shapes, the condition being that the distance between the electrodes in the zone 13 is greater than the distance between the electrodes in the zone 14, while the openings 6 and 7 are arranged in this way that they open out on the zones 14 and 13, respectively. The location of the opening 6 and 7 as well as the ratio of their surfaces is such that the ions formed in the zone 13 are caused under the influence of an air displacement 30 in the chamber 1. move to zone 14 by an airflow detector of any angle preparing the detector. In this way a detector can be obtained, the measuring chamber 1 of which, on the one hand, in the absence of an air displacement in the zone 13, has a weak electric field 35, which guarantees a very good sensitivity to smoke and, on the other hand, in the presence of an air displacement in the zone 14 exhibits an electric field much stronger than that of zone 13, allowing the ions formed in zone 13 to be collected before escaping from zone 14 40, thus avoiding a false alarm generated by an 8000858 «λ -4- ion loss is caused, which ions escape from the measuring chamber under the influence of an air displacement. Such ion loss, like smoke, causes a current reduction in the measuring chamber.

5 Volgens het in de tekening weergegeven uit- voeringsvoorbeeld zijn de elektroden 5 en 8 zodanig geprofileerd, dat hun wanden althans nagenoeg overeenkomen met de wanden van twee co-axiale rechte omwentelingslichamen met de vorm van een afgeknotte kegel, waarvan de grote bases 10 althans nagenoeg in hetzelfde vlak zijn gelegen. De tophoek 19 van de afgeknotte kegel, welke met de elektrode 5 overeenkomt, is veel groter dan de tophoek 20 van de afgeknotte kegel, welke met de elektrode 8 overeenkomt. De diameter van de kleine basis 17 van deze laatste afgeknotte kegel is veel 15 groter dan de diameter van de kleine basis 18 van de afgeknotte kegel, die met de elektrode 5 overeenkomt. Voorts is de afstand 21, die tussen de kleine bases 17 en 18 van de' genoemde afgeknotte kegels is gelegen, veel groter, en wel met een orde van grootte van 4 maal dan de afstand 22, die 20 tussen de zijwanden 23 en 24 van de genoemde afgeknotte kegels is gelegen. De radio-actieve bron 9 ligt in het centrum van de kleine basis 17. De openingen 6 zijn regelmatig verdeeld over de kap 16, waarbij zij enerzijds uitkomen op de omtrek van de afgeknotte kegel, welke de elektrode 5 25 vormt en in de nabijheid van de grote basis hiervan en anderzijds in de nabijheid van het centrum van de kleine basis 18 van de genoemde afgeknotte kegel. Het totale oppervlak 2 van de openingen 6 ligt in de orde van grootte van 280 mm 7 bij een totaal oppervlak van de openingen met een orde van 2 30 grootte van 50. mm en bij afstanden 21 en 22, die respectievelijk in een orde van grootte van 25 mm en 6 mm liggen.According to the exemplary embodiment shown in the drawing, the electrodes 5 and 8 are profiled such that their walls correspond at least substantially to the walls of two co-axial straight bodies of revolution having the shape of a truncated cone, the large bases of which at least substantially are located in the same plane. The vertex angle 19 of the truncated cone corresponding to the electrode 5 is much greater than the vertex angle 20 of the truncated cone corresponding to the electrode 8. The diameter of the small base 17 of this last truncated cone is much larger than the diameter of the small base 18 of the truncated cone corresponding to the electrode 5. Furthermore, the distance 21, which is located between the small bases 17 and 18 of the aforementioned truncated cones, is much greater, and is of the order of 4 times the distance 22, which is between the side walls 23 and 24 of said truncated cones are located. The radioactive source 9 is located in the center of the small base 17. The openings 6 are regularly distributed over the cap 16, on the one hand they open on the circumference of the truncated cone, which forms the electrode 5 and in the vicinity of the major base thereof and, on the other hand, in the vicinity of the center of the minor base 18 of said truncated cone. The total area 2 of the openings 6 is of the order of 280 mm 7 with a total area of the openings of the order of 2 size of 50 mm and at distances 21 and 22, respectively, of an order of magnitude of 25 mm and 6 mm.

De uitvinding is niet beperkt tot het in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld, 'dat binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kan wor-35 den gevarieerd.The invention is not limited to the exemplary embodiment described above, which can be varied in a number of ways within the scope of the invention.

60003586000358

Claims

1. Ion detector with two ionization chambers, each of which is provided with at least one electrically conductive, a first electrode, forming wall, of a second / electrode and of a radioactive ° C source, which is housed in chamber 5, the wall of the one chamber used as a measuring chamber being at least partly provided with openings, while the wall of the other chamber used as a reference chamber is closed, characterized in that the measuring chamber comprises a first zone, in which the radio active OC source and in which the ionization takes place, and a second zone, in which the electrodes are arranged to generate an electric field much stronger than the field in the first zone, the openings in the measuring chamber being are arranged and arranged that an air stream reaching the detector displaces the ions formed in the first zone to the second zone independently of its direction.

2. Ion detector according to claim 1, characterized in that said second zone of the measuring chamber surrounds the first zone of the multi-chamber.

3. Ion detector according to claim 2, characterized in that the two electrodes of the measuring chamber are profiled in such a way that their walls correspond at least substantially to the walls of two bodies of the same type with common axes, the bases of which are substantially parallel and one of which is incorporated in the other, which bodies have different heights and are arranged relative to each other such that the distance between the side walls of the two bodies is less than the distance between two corresponding bases of the bodies, wherein the space located between these side walls corresponds to said second zone, while the space situated between these two bases corresponds to said first zone, the wall of the first electrode forming the first electrode openings arranged in the measuring chamber are arranged such that on the one hand they open up to the space between the side walls of the two bodies and the other sideways to the space between the two bases mentioned, which corresponds to the first zone. 8000858 F -6-

Ion detector according to claim 3, characterized in that the distance between the side walls is an order of magnitude 4 times smaller than the distance between the two said bases.

5. Ion detector according to claim 3 or 4, characterized in that the total surface area of the openings, which open onto the side walls of the two bodies, is an order of magnitude 30 times greater than the total surface area of the openings, that open up to the space between the two bases mentioned.

6. Ion detector according to claim 3 or 4, characterized in that the total surface area of the openings which protrude between the side walls of the two bodies is an order of magnitude of 8 times greater than the total surface area of the openings which emerge on the space between the two bases mentioned.

Ion detector according to any one of claims 3-6, characterized in that the two said bodies are designed as straight co-axial revolving bodies with the shape of a truncated cone, the large bases of the truncated cones are located on the same plane.

8. Ion detector according to claim 7, characterized in that the top angle of the truncated cone, which forms the first electrode, is much larger than the top angle of the truncated cone, which forms the second electrode, the diameter of the small base of the latter truncated cone is at least equal to the diameter of the small base of the truncated cone constituting the first electrode.

9. Ion detector according to claim 8, characterized in that the radioactive oc source is arranged in the center of the small base of the truncated cone, which forms the second electrode, the apertures provided in the first electrode are regularly distributed around the circumference of the truncated cone, which forms the first electrode, and in the vicinity of the major base thereof and, on the other hand, in the vicinity of the center of the minor base of this truncated cone. 8000858