Rauchmelder Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rauch melder mit einer offenen und einer geschlossenen Ionisa tionskammer, von denen jede zwei Elektroden und eine radioaktive .Strahlungsquelle enthält, und in Reihe mit einander an einer Spannungsquelle angeschlossen sind, und einem Feldeffekttransistor, dessen Steuerelektrode an die Verbindung der beiden Ionisationskammern angeschlossen ist und dessen Quellen-Abflusselektrode über einen Arbeitswiderstand mit der Spannungsquelle verbunden ist.
Insbesondere kann ein Ionisationsrauchmelder die ser Art einen Alarm auslösen, wenn die Dauer der Rauchentwicklung eine vorgegebene Zeitspanne über schreitet.
Rauchmelder mit den eingangs erwähnten Merkma le, deren Feldeffekttransistor beim Auftreten von Rauch eine Alarmschaltung betätigt, sind bekannt. Diese be kannten Rauchmelder haben jedoch den Nachteil, dass sie für praktische Zwecke häufig zu empfindlich sind. Sie sprechen nämlich so schnell an, dass sie z. B. schon durch Tabakrauch, der kurzzeitig in die offene Ionisa tionskammer gelangt, oder durch einen Luftzug in der offenen Ionisationskammer ausgelöst werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beseitigen und einen Ionisationsrauchmelder zu schaffen, dessen Rauchempfindlichkeit auf einen für die jeweiligen Um stände vernünftigen Wert herabgesetzt ist, damit er einen Alarm nur dann auslöst, wenn die Rauchent wicklung länger als eine vorbestimmte Zeitspanne an dauert.
Gemäss der Erfindung wird -diese Aufgabe bei einem Ionisationsrauchmelder der eingangs genannten Art da- durch gelöst, dass zwischen die Steuerelektrode und die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors ein Konden sator zur Herabsetzung der Ansprechempfindlichkeit des Rauchmelders geschaltet ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfin- dungsgemässen Rauchmelders anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 ein Schaltbild des Rauchmelders; und Fig. 2 einen Schnitt durch den Rauchmelder nach Fig. 1.
Der Rauchmelder gemäss Fig. 1 enthält eine ge schlossene Ionisationskammer 10, in der sich zwei Elektroden 11 und 12 sowie eine radioaktive Strahlungs quelle 13 befinden, und eine offene Ionisationskammer 20, in der sich in entsprechender Weise zwei Elektroden 21 und 22 sowie eine radioaktive Strahlungsquelle 23 befinden. Die beiden Ionisationskammern 10 und 20 sind in Reihe zwischen zwei Leitungen 1 und 2 geschaltet, die zu einer nicht dargestellten Spannungs quelle führen. Mit der Verbindung 4 der beiden Ionisa tionskammern ist die Steuerelektrode 31 eines Feld effekttransistors 30 verbunden, dessen Abflusselektrode 32 unmittelbar an die Leitung 1 angeschlossen ist, während seine Quellenelektrode 33 über einen Arbeits widerstand 3 mit der Leitung 2 verbunden ist.
Zwischen die Steuerelektrode 31 und die Quellenelektrode 33 des Feldeffekttransistors 30 ist ein -die Empfindlichkeit herabsetzender Kondensator 8 geschaltet. Die Quellen elektrode 33 des Feldeffekttransistors 30 ist ausserdem über eine Zenerdiode 5 mit der Steuerelektrode 41 eines Thyristors 40 verbunden, dessen Anode 42 und Kathode 43 mit der Leitung 1 bzw. 2 verbunden sind. Zwischen die Steuerelektrode 41 des Thyristors 40 und die Leitung 2 sind ein Kondensator 6 und parallel zu diesem ein Widerstand 7 geschaltet.
Fig. 2 zeigt im Vertikalschnitt, wie der Rauchmelder gemäss Fig. 1 praktisch aufgebaut sein kann. In Fig. 2 sind die wesentlichen Teile der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 dargestellt, gleiche Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die eine Elektrode 22 der offenen Ionisationskammer 20 dient gleichzeitig als Gehäuse der Einrichtung und ist mit ihrem unteren Teil an einer isolierenden Grundplatte 14 befestigt. Die Elektrode 22 weist eine Anzahl von Durchbreehungen 24 auf, durch die Rauch in ihr Inneres eintreten kann. Die isolierende Grundplatte 14 wird z. B. an der Decke eines Raumes befestigt.
Die andere Elektrode 12 der offenen Ionisationskammer 20 trägt auf ihrer einen Seite die radioaktive Strahlungs quelle 23. Die Elektrode 12 ist an einer isolierenden Platte 9 befestigt, die z. B. aus Acrylharz bestehen kann und in der Elektrode 22 durch eine Stütze 16 befestigt ist, die von der Grundplatte 14 hochsteht. Die Rückseite der Elektrode 12 bildet die Elektrode 21 der geschlosse nen Ionisationskammer und trägt die Strahlungsquelle 13 für diese Ionisationskammer. Die andere Elektrode 11 der geschlossenen Ionisationskammer ist durch eine Stütze 17 gegenüber der radioaktiven Strahlungsquelle 13 gehaltert. Wenn die Stützen 16 und 17 aus einem zusammenhängenden Metallteil bestehen, können sie als elektrische Verbindung zwischen der Elektrode 11 und der Leitung 1 (Fig. 1) dienen.
Wenn die Stützen 16 und 17 jedoch aus Isoliermaterial bestehen, wird die Elektro de 11 über einen durch die Stützen 16 und 17 verlaufenden Leiter mit der Leitung 11 verbunden. Der Feldeffekttransistor 30 und der Kondensator 8 sind innerhalb der Elektrode 21 so angeordnet, dass Teile dieser beiden Bauelemente in -die isolierende Platte 9 eingebettet sind. Die Steuerelektrode 31 des Feldeffekt transistors ist mit einem Punkt 4 der Elektrode 21 und damit der Elektrode 12 verbunden, die Abflusselektrode 32 ist an die Elektrode 11 angeschlossen und der Anschluss der Quellenelektrode 33 ist durch die isolier ende Platte 9 hindurchgeführt.
Die eine Klemme des Kondensators 8 ist mit dem Schaltungspunkt 8 verbun den, während seine andere Klemme an die Steuer elektrode 33 des Feldeffekttransistors 30 angeschlossen ist.
Im Betrieb des oben beschriebenen Rauchmelders liegt eine vorgegebene Spannung zwischen den beiden Leitungen 1 und 2, so dass durch die beiden Ionisations kammern ein konstanter Ionisationsstrom fliessen kann. Wenn kein Rauch vorhanden ist, hat die Spannung an der Verbindung 4 der beiden Ionisationskammern 10 und 20 einen bestimmten Wert, der von den Innenwider ständen der beiden Ionisationskammern abhängt. Der durch die Quellen-Abflussstrecke des Feldeffekt transistors 30 fliessende Strom ist dann im wesentlichen Null oder zumindest so klein, dass der infolge dieses Stromes am Arbeitswiderstand 3 auftretende Spannungs abfall die Zenerspannung der Zenerdiode 5 nicht über schreitet.
Zur Steuerelektrode 41 des Thyristors 40 gelangt daher auch kein Zündsignal, so dass der Thyri stor 40 gesperrt bleibt und die auf der Seite der Spannungsquelle angeschlossene Alarmvorrichtung kei nen Alarm gibt.
Wenn in die offene Ionisationskammer 20 Rauch eintritt, nimmt ihr Widerstand zu und der sie durch- fliessende Ionisationsstrom wird entsprechend kleiner. Für die Spannung an der Verbindung 4 der beiden Ionisationskammern besteht dann eine Neigung zur Zunahme. Wenn nur während einer verhältnismässig kurzen Zeitspanne, z. B. einigen Sekunden, Rauch in die offene Ionisationskammer 20 gelangt, reicht dies jedoch nicht aus, um den zwischen die Steuerelektrode 31 und die Quellenelektrode 33 des Feldeffekttransistors 30 geschalteten Kondensator 8 vollständig aufzuladen. Die Spannung an der Steuerelektrode 31 des Feldeffekt transistors 30 steigt dann nicht so weit an, da ein nennenswerter Strom durch die Quellen-Abflussstrecke des Feldeffekttransistors 30 fliesst.
Auch in diesem Falle wird der Steuerelektrode 41 des Thyristors kein Zünd- signal zugeführt, so dass der Thyristor gesperrt bleibt und kein Alarm ausgelöst wird. Das kurzzeitige Eintre ten von Rauch in die offene Ionisationskammer kann z. B. durch den Rauch von einer Zigarette oder eine kurzzeitige Rauchentwicklung von einem Küchenherd herrühren.
Wenn in die offene Ionisationskammer 20 jedoch während einer längeren Zeitspanne (die z. B. grösser als einige Sekunden sein kann) dauernd Rauch eintritt, lädt sich der Kondensator 8 auf die durch das Impedanz verhältnis der lonisationskammern gegebene Spannung auf und die Spannung an der Steuerelektrode 31 des Feldeffekttransistors nimmt entsprechend zu. Hierdurch steigt auch der die Quellen-Abflussstrecke des Feldef fekttransistors 30 durchfliessende Strom an und der Spannungsabfall am Arbeitswiderstand 3 überschreitet schliesslich die Zenerspannung der Zenerdiode 5.
Der Steuerelektrode 41 des Thyristors 40 wird dann durch die Zenerdiode 5 ein Zündsignal zugeführt, so dass der Thyristor 40 zünden kann und ein Signal, -das eine durch Feuer verursachte Rauchentwicklung anzeigt, zu der Alarmvorrichtung am Ort der Spannungsquelle übertra gen wird.
Die vorliegende Erfindung ist besonders bei Anwen dung auf Rauchmelder kleiner Abmessungen vorteilhaft. Wenn nämlich der Rauchmelder selbst klein ist, sind selbstverständlich auch die Ionisationskammern 10 und 20 sowie die Elektrodenkapazitäten der Ionisationskam mern klein. Wenn die Elektrodenkapazitäten klein sind, spricht der Rauchmelder aber sehr rasch an und er hat dementsprechend eine unerwünscht hohe Empfindlich- keit, die schon bei sehr geringer Rauchentwicklung, z. B. durch Tabakrauch oder durch einen Luftzug zu Fehl alarm führt.
Die Rauchempfindlichkeit wird durch einen zwischen die Steuerelektrode 31 und die Quellen elektrode 33 des Feldeffektransistors 30 geschalteten Kondensator auf einen für die jeweilige Anwendung gewünschten Wert herabgesetzt.
Eine andere Möglichkeit, die Ansprech empfindlichkeit des Rauchmelders herabzusetzen, be steht darin, die Kapazität des an die Steuerelektrode 41 des Thyristors 40 angeschlossenen Kondensators 6 zu erhöhen. Da die Eingangsimpedanz der Steuerelektrode 41 des Thyristors jedoch sehr niedrig ist, muss die Kapazität des Kondensators 6 sehr gross gemacht werden, um eine Zeitkonstante ausreichender Grösse zu erhalten. Dies ist für einen kleinen Aufbaudes Rauch melders ebenso nachteilig wie aus wirtschaftlichen Grün den.
Wenn der Kondensator 8 jedoch zwischen die Steuerelektrode 31 und die Quellenelektrode 33 des Feldeffekttransistors 30 geschaltet wird, ist andererseits die vom Verbindungspunkt 4 der beiden Ionisations- kammern in Richtung auf den Fel'deffekttransistor 30 gesehene Eingangskapazität wegen des Miller-Effektes das (1 +G)-fache der tatsächlichen Kapazität des Kondensators B. Dabei bedeutet G den Verstärkungs faktor des Feldeffekttransistors 30.
Selbst ein Kondensator 8 mit einer sehr kleinen Kapazität vermag also die Empfindlichkeit nennenswert herabzusetzen. Da der Kondensator 8 nur eine sehr kleine Kapazität zu haben braucht, können auch seine Abmessungen kleingehalten werden und er lässt sich leicht zusammen mit dem Feldeffekttransistor 30 in der geschlossenen Ionisationskammer unterbringen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Durch die Unterbringung des Kondensators und des Feldeffekttransistors in der ge schlossenen Ionisationskammer werden .diese Bauteile gegen Einflüsse der Aussenluft geschützt, so dass die Eigenschaften sich nicht allmählich verschlechtern, son dern eher stabil sind.