DE1516529C - Automatisches, als steckbare Einheit ausgebildetes Feuermeldegerat - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen als steckbare Einheit ausgebildeten Feuermelder mit einer offenen und einer geschlossenen, je zwei Elektroden und eine Strahlungsquelle aufweisenden Ionisationskammer, die elektrisch in Reihe miteinander an eine Spannungsquelle geschaltet sind und deren Verbindungspunkt an eine ebenfalls mit der Spannungsquelle verbundene Signalgeberschaltung angeschlossen ist, bei der die durch eine Grundplatte mit einem Abdeckbecher gebildete geschlossene Ionisationskamraer innerhalb der offenen angeordnet ist, wobei die Grundplatte von einem durch die Sockelplatte der offenen Ionisationskammer geführten stabförmigen Trägerelement getragen ist, dessen der Sockelplatte abgewandtes Ende innerhalb des Abdeckbechers eine plattenförmige Elektrode trägt, und wobei der Abdeckbecher eine beiden Ionisationskammern gemeinsame und gleichzeitig deren elektrischen Verbindungspunkt bildende Elektrode darstellt.

Bei einem bekannten Feuermelder dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1079 351 und USA.-Patentschrift 2 963 600) ist die geschlossene Ionisationskammer mittels Schrauben oder Nieten an einem eine Kaltkathodenröhre enthaltenden Becher befestigt. Die innere Elektrode dieser Ionisationskammer ist an einem durch den Boden der Kammer geführten Stab gehaltert, während zu ihrem elektrischen Anschluß ein gesonderter Kontaktstift erforderlich ist. Die Elektroden sind für beide Ionisationskammern getrennt, und für die Strahlungsquellen werden spezielle Trägerelemente benötigt.

Andererseits sind auch Feuermelder bekannt, bei denen eine becherförmige Gehäuseelektrode der geschlossenen Ionisationskammer gleichzeitig eine Elektrode der diese umgebenden offenen Ionisationskammer darstellt (britische Patentschrift 657 548, deutsche Patentschrift 844 220, Zeitschrift »Elektronik« 1957, S. 205 bis 207). Die Strahlungsquellen für die beiden Ionisationskammern sind hierbei auf der Innen- und der Außenseite der Becherelektrode für jede Kammer gesondert angebracht bzw. werden durch ein einziges Strahlungspräparat gebildet, welches in einer Ausnehmung der Becherelektrode befestigt ist. Aus den Entgegenhaltungen ist es ferner bekannt, die Sockelplatte, welche gleichzeitig den Abschluß der offenen Ionisationskammer bildet, mit Anschlußstiften auszubilden, an welche die verschiedenen Elektroden angeschlossen sind, damit die Einheit als Ganzes in eine Fassung eingesteckt und leicht ausgewechselt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht gegenüber diesen bekannten Anordnungen in der Schaffung eines kompakten und dennoch leicht demontierbaren Feuermelders, der ein leichtes und einfaches Auswechseln von Teilen, insbesondere der geschlossenen Ionisationskammer mit den Strahlungspräparaten und zumindestens einen Teil der Signalgeberschaltung, gestattet.

Diese Aufgabe wird bei einem Feuermelder der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das stabförmige Trägerelement für die geschlossene Ionisationskammer als in die Sockelplatte einsteckbarer Steckkontakt ausgebildet ist, daß der Abdeckbecher auf seiner Innenseite und seiner Außenseite die Strahlungsquellen für die beiden Ionisationskammern trägt und daß in die Grundplatte ein Feldeffekttransistor der Signalgeberschaltung derart eingesetzt ist, daß seine Anschlüsse innerhalb der geschlossenen Ionisationskammer liegen.

Hierbei ist der gesamte innere Teil, welcher die geschlossene Ionisationskammer, die Strahlungspräparate und Teile der bzw. die ganze Signalgeberschaltung umfaßt, als leicht auswechselbare Steckeinheit ausgebildet, die sich gegebenenfalls in höchst einfacher Weise austauschen läßt, indem sie lediglich aus der Sockelplatte des Feuermelders herausgezogen wird und durch eine andere Einheit ersetzt wird. Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Anordnung des Feldeffekttransistors, welche dessen sehr hohen Eingangswiderstand gegen Verschmutzung durch Rauch, Wasserdampf od. dgl. verhindert und somit die Empfindlichkeit des Feuermelders aufrechterhält.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 einen axialen Teilschnitt des Gegenstandes der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schaltung des erfindungsgemäßen Feuermeldegeräts,

F i g. 4 den Spannungs-Strom-Kurvenverlauf der Ionisierungskammern und

F i g. 5 den Spannungs-Strom-Kurvenverlauf beider Ionisierungskammern.

Nach der Zeichnung weist das Rauch feststellende Feuermeldegerät A ein Gehäuse h und einen Sockel b auf. Eine innere Ionisierungskammer 5 und eine äußere lonisierungskammer 8 sind durch eine napfförmige Elektrodenabdeckung 1 voneinander getrennt. Sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite der Elektrodenabdeckung 1, die in dem an dem Sockel b befestigten Gehäuse h angebracht ist, sind radioaktive Quellen 2, 3, beispielsweise Radiumquellen, befestigt. Die an der Innenseite angebrachte radioaktive Quelle 2 wird von der Elektrodenabdeckung 1 und einer Grundplatte 4 umgeben, welche das offene Ende der napfförmigen Abdeckung 1 verschließt, so daß die äußere Atmosphäre kaum in die innere lonisierungskammer 5 gelangen kann.

Um die Abdeckung 1 herum erstreckt sich ein Metallzylinder 7 mit einem Metallnetz 6, welcher als Elektrode dient und zusammen mit der Elektrode 1 eine äußere lonisierungskammer 8 bildet, deren radioaktive Quelle 3 an der Außenseite der Abdeckung 1 angebracht ist. Die äußere lonisierungskammer 8 steht also durch das Metallnetz 6 mit der Außenatmosphäre in Verbindung.

Die von einem Trägerteil 5' einer Sockelplatte T getragene Grundplatte 4 besteht aus Isoliermaterial, wie Acrylharz, und dient als Träger für eine Elektrodenplatte 9, die in der inneren lonisierungskammer 5 angebracht ist. Die Anordnung ist derart, daß die hohe Impedanz eines eine hohe Impedanz (10'3 Ω) aufweisenden Feldeffekt-Transistors FET nicht beeinträchtigt wird. Nach den F i g. 2 und 3 ist die Basis des Transistors FET mit der eine Elektrode der Ionisierungskammern bildenden Elektrodenabdeckung 1 verbunden. Der Kollektor liegt an der über eine Leitung N mit einem Empfänger R verbundenen Elektrodenplatte 9 der inneren lonisierungskammer 5, während der Emitter über einen variablen Widerstand K₁ und eine Leitung C an den Empfänger R angeschlossen ist.

Zwischen den Leitungen N und C ist ein Widerstand R₂ und ein Gleichrichter SCR vorgesehen, der durch eine Zenerdiode D geregelt ist, die mit dem Regelabgriff des variablen Widerstandes/?, verbunden ist. Ein Widerstand R₃ und ein Kondensator μ wirken als Schutzelemente für den Kreis. Eine als Prüfleitung eines Empfängers dienende Leitung C ist mit dem Zylinder 7 der äußeren Ionisierungskammer 8 verbunden. Die Leitung C dient zur Durchführung einer Betriebsprüfung durch Einstellen der elektrischen Spannung der inneren und äußeren Ionisierungskammer vermittels einer Änderung des Prüfwiderstandes R_x und damit der elektrischen Spannung zwischen den Leitungen N und C.

Die in der äußeren und inneren Ionisierungskam-. mer vorgesehenen radioaktiven Quellen geben stets α-Strahlen in bestimmten Richtungen zu den gegenüberliegenden Elektroden ab.

Der α-Strahl ionisiert die Luft, wodurch auf Grund der an die Ionisierungskammern angelegten elektrischen Spannung ein sehr geringer elektrischer Strom zwischen den Elektroden 7 und 9 und der Elektrode 1 fließt.

Aus der Strom-Spannungs-Kennlinie, die in F i g. 4 als Kurve (a) dargestellt ist, ergibt sich, daß der elektrische Strom bei einem bestimmten Spannungswert eine Sättigung erreicht.

Tritt in diesem Zustand auf Grund von Rauchentwicklung irgendein feines Teilchen in die äußere lonisierungskammer 8 ein, so wird auf Grund der Absorption von α-Teilchen oder Ionen durch das feine Teilchen der elekrische Ionenstrom in dieser Kammer herabgesetzt. Dieser Zusammenhang ist durch die Kurve (b) in F i g. 4 veranschaulicht.

Da der Rauch nur in die äußere Ionisierungskammer 8 gelangt, tritt die Stromherabsetzung nur in der äußeren lonisierungskammer 8 auf, und in den zwei hintereinandergeschalteten Ionisierungskammern erfolgt insgesamt eine Änderung des Spannungs-Stromverlaufs gemäß F i g. 5.

Der zur äußeren lonisierungskammer 8 fließende Strom i wird auf den Wert /" abnehmen, während die Spannung v₂ der äußeren lonisierungskammer 8 den erhöhten Spannungswert V₂' annehmen wird.

Da die an beiden Ionisierungskammern liegende Gesamtspannung ν konstant ist, wird die Spannungsänderung an der äußeren lonisierungskammer 8 durch v./ — v„ = A ν dargestellt.

Die Spannung der äußeren lonisierungskammer 8 wird also größer werden. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Kollektorstrom des Transistors FET zunehmen, da gemäß F i g. 3 die zwischen den Leitungen B und C auftretende Spannung größer wird.

Wird die elektrische Spannung zwischen den Leitungen C und E größer als die Durchbruchspannung der Zenerdiode D, so wird der Gleichrichter SCR betätigt, da der elektrische Strom in den Regelkreis des Gleichrichters SCR fließt. Das dem Gleichrichter zugeführte Signal kann nunmehr in ein Alarmsignal umgeformt werden, das den Empfänger durch die Relaiseinrichtung erreicht.

Im folgenden wird ein praktisches Anwendungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Ein erfindungsgemäßes Feuermeldegerät mit den Abmessungen von 114 X 90 mm Durchmesser, einem Gesamtgewicht von 690 g (Sockel 190 g, Kopfteil 500 g) und einer konstanten Leitungsgleichspannung von 15VoIt wurde in dem Mittelteil einer in einer feuerfesten Konstruktion in 3 m Höhe angebrachten Decke installiert.

Dieses Feuermeldegerät löste innerhalb von 30 Sekunden, nachdem in der Ecke des Raumes ein Blatt einer Zeitung mit der Größe von 55 X 82 cm angezündet wurde, einen Alarm aus.

In einem anderen Fall wurde das gleiche Feuermeldegerät in einer Ecke des Raumes angebracht, und das Experiment wurde mit der gleichen in der anderen Ecke brennenden Zeitung durchgeführt, wobei sich ergab, daß das Meldegerät innerhalb von 40 Sekunden ansprach. Die Raumtemperatur und die Feuchtigkeit betrugen zu dieser Zeit 18° C bzw. 550/0.

In einem Fall wurden 10 Geräte des gleichen Feuermeldegerätetyps mit einem Empfangsgerät verbunden. Dabei betrug der maximale Verbrauch an elektrischer Energie 4 Watt für den Meßzeitpunkt und 6 Watt für den Betriebszeitpunkt.

Bei dem gleichen Feuermeldegerät betrugen die von RA²²⁰ abgegebene a-Strahl-Energie 4,77 MeV und die Reichweite bis zu 32 mm. Damit entspricht die Abmessung der äußeren lonisierungskammer der effektiven Reichweite der Λ-Strahlen, und der Raum

dieser Ionisierungskammer ist mit gleichförmig verteilten positiven und negativen Ionen angefüllt.

Die Intensität der radioaktiven Strahlen beträgt lediglich 1% der bei bekannten Feuermeldegeräten üblichen Werte. ..

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Als steckbare Einheit ausgebildeter Feuermelder mit einer offenen und einer geschlossenen, je zwei Elektroden und eine Strahlungsquelle aufweisenden Ionisationskammer, die elektrisch in Reihe miteinander an eine Spannungsquelle geschaltet sind und deren Verbindungspunkfan eine ebenfalls mit der Spannungsquelle verbundene Signalgeberschaltung angeschlossen ist, bei der die durch eine Grundplatte mit einer Elektrodenabdeckung gebildete geschlossene Ionisationskammer innerhalb der offenen angeordnet ist, wobei die Grundplatte von einem durch die Sockelplatte der offenen Ionisationskammer geführten stabförmigen Trägerelement getragen ist, dessen der Sockelplatte abgewandtes Ende innerhalb der Elektrodenabdeckung eine plattenförmige Elektrode trägt, und wobei die Elektrodenabdeckung eine beiden Ionisationskammern gemeinsame und gleichzeitig deren elektrischen Verbindungspunkt bildende Elektrode darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Trägerelement (5') für die geschlossene Ionisationskammer (5) als in die Sockelplatte (7') einsteckbarer Steckkontakt ausgebildet ist, daß die Elektrodenabdeckung (1) auf seiner Innenseite und seiner Außenseite die Strahlungsquellen (2, 3) für die beiden Ionisationskammern (5, 8) trägt und daß in die Grundplatte (4) ein Feldeffekttransistor (FET) der Signalgeberschaltung derart eingesetzt ist, daß seine Anschlüsse innerhalb der geschlossenen Ionisationskammer liegen.

2. Feuermelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeberschaltung auf der Innenseite der Sockelplatte (7') angebracht ist.

3. Feuermelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeberschaltung teilweise an der Grundplatte (4) angebracht ist.