NO140081B - Ioniserings-brannvarsler. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en ioniserings-brannvarsler med to seriekoblede ioniseringskamre, hvis forbindelsespunkt er koblet til styreelektroden for en felt-effekttransistor og som er forbundet med likespenningsførende ledninger, idet de to seriekoblede ioniserings-kamrene er koblet mellom en første spen-ningsførende ledning og klemmen for en spenningsdeler som ligger mellom de to ledningene.

Ved en slik ioniserings-brannvarsler produseres ioner i ioniseringskamrene ved hjelp av radioaktive preparater. Hvis det trenger rok eller brannaerosol inn i ioniseringskamrene, forandres ionestrommen som flyter mellom elektrodene i ioniseringskammeret. Ved en ioniserings-brannvarsler av nevnte type er de to seriekoblede ioniseringskamrene utfort med forskjellig grad av rokomfintlighet. Dette kan f.eks. oppnås ved at et kammer er godt lufttilgjengelig, mens det andre kammer er vidtgående luk-ket mot atmosfæren eller arbeider i mettet tilstand. Når rok eller brannaerosol trenger inn i det åpne ioniseringskammer, vil således de to kamrenes motstandsforhold forandres og det vil opptre en spenningsforandring i forbindelsespunktet mellom de to kamrene. Denne spenningsforskyvning kan ved hjelp av et forsterker- eller koblingsorgan utnyttes til alarmgivning, idet or-ganets styreelektrode kobles til forbindelsespunktet mellom de to ioniseringskamrene. Da ioniseringskamrene har en særdeles stor indre motstand, er det nodvendig å velge et forsterker- eller koblingsorgan med enda storre inngangsmotstand, f.eks. en felteffekttransistor, spesielt av MOS-FET-typen. Ved en endring av motstandsforholdet for de to ioniseringskammere, f.eks. som folge av rok-inntrengning i et av kamrene, vil således også den strom som flyter gjennom felteffekttransistorens source-drain-bane, forandres, og denne stromendring utnyttes til alarmsignal-avgivning, f.eks. ved betjening av ytterligere koblingsorganer.

Da det i praksis ofte er nødvendig å kunne koble mange brannvarslere i parallell via felles ledninger til en signalsentral, er det nodvendig å ucforme de enkelte brannvarslere slik at de i normaltilstand har en meget hoy motstand og således en minimal hvilestrom, slik at den totale hvilestrom fra varslergruppen forblir vesentlig lavere enn alarmstrommen fra en enkelt varsler som aktiviseres i tilfelle brann. Det er derfor hensiktsmessig å velge en felteffekttransistor med bratt karakteristikk, som under en bestemt terskelspenning bare har en meget lav hvilestrom, men som ved overskridelse av terskelen vil koble igjennom. Felteffekt-transistorens arbeidspunkt innstilles slik at terskel-verdien ligger like over spenningen på forbindelsespunktet mellom de to ioniseringskamrene i hviletilstand. I normaltilstand er hvilestrommen gjennom felteffekt-transistoren således forholdsvis lav, men ved en endring i ioniseringskamrenes motstandsforhold blir terskelen overskredet og felteffekt-transistoren kobler gj ennom.

Videre er det i praksis ofte nodvendig å tilpasse de benyttede ioniserings-brannvarslerne til forskjellige forhold i omgivelsene, f.eks. luftens stovinnhold, forventede forstyrrelser m.v. For dette formål må felteffekt-transistorens terskelverdi eller koblingsspenningen være innstillbar. Ved det koblingsskjema av en kjent ioniserings-brannvarsler som er vist i fig. 1, hvor de to ioniseringskamrene CH1 og CH2 er koblet i serie mellom terminalene P, og og hvilkes forbindelsespunkt er fort til styre- eller port-elektroden for en felteffekt-transistor FET^, skjer dette ved at felteffekt-transistorens souice-elektrode S

er fort til en spenningsdeler bestående av motstandene og R.^, mens drain-elektroden D er fort via en motstand R2 til terminalen P-^. Source-spenningen for f eltef f ekt-transistoren lar seg nå regulere via spenningsdeleren R1,R3» For dette formål kan en av de to motstandene være regulerbar eller spenningsdeleren kan være utfort som et potensiometer. På denne måte kan source-spenningen normalt innstilles slik i forhold til felteffekt-transistorens port-spenning at koblingsspenningen har den onske-de avstand fra port-normalspenningen. Ved overskridelse av denne koblingsspenning kobler felteffekt-transistoren på gjennomgang og aktiviserer en bryterinnretning SCR^, hvis styreelektrode er

forbundet med felteffekt-transistorens drain-elektrode. I stedet for den viste, styrte halvleder kan det benyttes en transistor-bryter eller en tilsvarende innretning. Denne kjente ioniserings-brannvarsler har imidlertid den ulempe at det må disponeres en tilstrekkelig effekt til aktivisering av bryterelementet SCR^. Den strom som i alarmtilfelle flyter gjennom felteffekt-transistoren FETjy må derfor ikke være for lav, dvs. motstanden må ikke velges for stor. Hvilestrbmmen vil derved likeledes bli for stor.

Det er blitt foreslått å oppheve denne ulempe ved at felteffekt-transistorens source-spenning i stedet for med en spenningsdeler reguleres ved hjelp av en konstantspenningskilde, f.eks. en zenerdiode i felteffekt-transistorens source-bane. Zenerspenningen velges slik at zenerdioden i normal tilstand bare trekker en lav strom, men kobler gjennom i alarmtilfelle, hvorved den konstante zenerspenning opptrer ved felteffekt-transistorens source- elektrode og det således sikres et konstant koblingspunkt og en tilstrekkelig koblingseffekt. Det er i denne forbindelse en ulempe at zenerspenningen ikke er regulerbar. En slik ioniserings-brannvarslers ømfintlighet kan således ikke forandres og tilpasses forholdene.

Fra norske utlcqningsskrift nr. 136 269 og fra tysk Offcnlc-gungsschrift 2 029 752 er kjent ioniseringsbrannvarslere. Imidlertid er det ikke mulig å oppnå de tilsiktede tekniske fordeler eller oppgavens løsning ved hjelp av disse publikasjoner enkelt-vis, dvs. å frembringe en ioniserings-brannvarsler med en juster-bar terskel ved samtidig opprettholdelse av en ekstrem høy hvilemotstand.

Oppfinnelsen går ut på å eliminere de nevnte ulemper og tilveie-bringe en ioniserings-brannvarsler, som både har en særdeles lav hvilestrøm og samtidig på en enkel måte kan innstilles på forskjellige ømfintlighetsgrader.

Oppfinnelsen kjennetegnes ved at samtidig en elektrode av felt-effekttransistoren er koblet via en motstand til den første spenningsførende ledning og dens andre elektrode er koblet til den andre spenningsførende ledning via et spenningsreferanse-element med fastsatt referansespenning. Fortrinnsvis er felt-ef f ekttransis toren utført som P-channel-enhancement-MOS-FET,

og spenningsreferanseelementet er fortrinnsvis utført som zenerdiode med fastsatt zenerspenning.

I fig. 2 er koblingsskjemaet for et utførelseseksempel av oppfinnelsen gjengitt.

De to ioniseringskamrene Ct^ og CH2 er koblet i serie, hvorved det felles forbindelsespunkt er forbundet med felteffekt-transistorens FET2 port-elektrode G. Mens ioniseringskammeret CH1 har lav rokomfintlighet, f.eks. som folge av vidtgående lukning mot den omgivende atmosfære eller ved at det er utfort som mettet ioniseringskammer, stiger ioniseringskammerets CH2 motstand i branntilfelle, dvs. når det trenger rokholdig luft inn i kam-meret, og felteffekt-transistorens FET2 portspenning vil da likeledes stige. Felteffekt-transistoren er f.eks. utfort som P-channel-enhancement-MOS-FET, eller som en tilsvarende type, slik at den er sperret ved lav source-portspenning og blir le-dende ved en source-portspenning på noen Volt. Innstillingen av koblingspunktet skjer ved hjelp av en zenerdiode DZ som er an-ordnet mellom felteffekt-transistorens FET2 source-elektrode og terminalen P4. Felteffekt-transistorens drain-elektrode er for strombegrensning forbundet med den andre terminal P^ via en motstand R^. De to seriekoblede ioniseringskamrene CH^ og CH2

er nå på en side forbundet med samme terminal P^, mens den andre side er koblet til klemmen for en spenningsdeler som består av motstandene R^ og R^ og som ligger mellom terminalene P^ og P^.

I det minste en av de to motstandene R^ og R^ kan være innstil-bar eller utskiftbar eller det kan være mulig å koble parallell-motstander til en av de to motstandene. Det er også mulig å ut-fore spenningsdeleren som et potensiometer med variabel midt-klemme eller med flere omstillbare klemmer. Motstanden R^ har videre den funksjon å fremkalle et spenningsfall i alarmtilfelle, slik at en elektronisk bryter SCR2, som ligger mellom terminalene ?3 og P4 kan aktiviseres av felteffekt-transistorens drain-elektrode D.

Med den omtalte kobling kan man oppnå at den strom som i hviletilstand flyter gjennom felteffekt-transistoren FET2 og zenerdioden Dz, kan holdes særdeles lav. Da zenerdioden imidlertid i alarmtilfelle kobler på gjennomgang, er effekten fullt ut tilstrekkelig til aktivisering av en elektronisk bryter. På den annen side er omfintligheten eller koblingspunktet regulerbart til tross for diodens faste zenerspenning. Dette oppnås ikke ved forandring av source-spenningen for felteffekt-transistoren, som ved de tidligere kjente ioniserings-brannvarslerne, men ved innstilling av port-spenningen. Den spenningsdeler som benyttes for dette formål, kan være særdeles hoyresistiv, da den ikke skal avgi noen effekt i alarmtilfelle. Ioniserings-brannvarsle-rens totale hvilestrom kan dermed holdes ytterst lav, slik at mange slike ioniserings-brannvarslere kan kobles i parallell uten at den totale hvilestrom når utillatelige verdier.

Claims (3)

1. Ioniserings-brannvarsler med to seriekoblede ioniseringskamre, hvis forbindelsespunkt er koblet til styreelektroden for en felt-effekttransistor og som er forbundet med likespen-ningsførende ledninger, idet de to seriekoblede ioniserings-kamrene er koblet mellom en første spenningsførende ledning (-P^) og klemmen for en spenningsdeler (R^, Rg) som ligger mellom de to ledningene ("£3/ +P4^'karakterisert ved at samtidig en elektrode (D) av felt-effekttransistoren (FET2) er koblet via en motstand (R^) til den første spennings-førende ledning (-P3) og dens andre elektrode (S) er koblet til den andre spenningsførende ledning (+P4) via et spennings-ref eranseelement (D2) med fastsatt referansespenning.

2. Ioniserings-brannvarsler som angitt i krav 1, karakterisert ved at felteffekttransistoren (FET2) er utført som P-channel-enhancement-MOS-FET.

3. Ioniserings-brannvarsler som angitt i krav 1, karakterisert ved at spenningsreferanseelementet er utført som zenerdiode med fastsatt zenerspenning.