DE1616020B2

DE1616020B2 - Feuermeldevorrichtung

Info

Publication number: DE1616020B2
Application number: DE19681616020
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Vigifeu S.A., Aubervilliers (Frankreich)
Priority date: 1967-02-09
Filing date: 1968-02-09
Publication date: 1976-02-12
Also published as: NL161280C; ES350324A1; GB1144624A; FR1540305A; BE710468A; DE1616020A1; NL6801899A; NL161280B; AT292510B; US3582646A

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuermeldevorrichtung zum Anschluß an eine Alarmanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Feuermeldeeinrichtungen, die nach dem Ionisationsprinzip arbeiten, sind an sich bekannt, wie beispielsweise aus der DT-AS 10 56 008 hervorgeht. Dort ist ein Detektor beschrieben, bei dem zwei Kammern, eine Bezugskammer und eine Meßkammer, eine äußere Wand aufweisen, die eine gemeinsame Elektrode bildet, an die dann eine Spannung angelegt wird. Ferner ist eine einzige radioaktive Quelle vorgesehen, die sich in der Bezugskammer befindet, wobei die beiden Kammern durch eine Scheidewand voneinander getrennt sind, in der ein Gitter angebracht ist, das teilweise mit einer ebenfalls vorhandenen Membran verschlossen ist, durch die nur Ionisationspartikeln eindringen können. Die Umgebungsatmosphäre kann dabei nur durch Führungen in die Meßkammer eindringen, wobei diese Führungen für eine Zirkulation der Atmosphäre vorgesehen sind.
Von Nachteil bei dieser Feuermeldevorrichtung ist in erster Linie die Verwendung nur einer Ionisationsquelle, die beide Kammern bedienen muß und deshalb entweder die Ionisationsquelle oder aber die beiden Kammern bezüglich der Empfindlichkeit der Anordnung nicht optimal ausgelegt werden können. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß bei der bekannten Feuermeldeeinrichtung das Gitter in die Trennwand eingebaut ist, so daß auch hier weder Gitter noch Trennwand optimal ausgelegt werden können.

Weitere, bisher bekanntgewordene Vorrichtungen

dieser Art, von denen eine beispielsweise in der DT-ÄS 11 98 712 beschrieben ist, benötigen zum Nachweis des durch einen Brand entstehenden Rauches und der damit verbundenen Änderung in der Zusammensetzung der Luft starke radioaktive Strahlungsquellen zur Erzeugung ausreichender Ionisation und an den Elektroden der Ionisationskammern hohe elektrische Spannungen, um den Ionisationsstrom genügend zu verstärken. So beträgt im allgemeinen die Intensität der hierfür

benutzten radioaktiven Strahlungsquellen mehr als 10 Mikrocurie, und die angelegten elektrischen Spannungen betragen etwa 2000 Volt.

Vor dem Hintergund dieses Standes der Technik wird die durch die Erfindung zu lösenden Aufgabe deutlich, die darin besteht, einen Strahlungsdetektor zu schaffen, der in der Lage ist, radioaktive Strahlungen selbst äußerst schwacher Strahlungsquellen anzugeben. Zudem soll er auch mit äußerst geringen Ionisationsspannungen betrieben werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wirkt die Steuerschaltung über einen Verstärker und die Steuerelektrode eines mit dem Speisestromkreis der Alarmvorrichtung verbundenen Auslöseschalters mit der gemeinsamen Elektrode der beiden Ionisationskammern zusammen. Vorzugsweise besteht der Verstärker aus einem Transistor, dessen Basis mit der gemeinsamen Elektrode verbunden ist, und der Auslöseumschalter ist ein Thyristor. Diese Halbleiterbauelemente sind unempfindlich, billig und benötigen zum Einbau nur wenig Platz.

In vorteilhafter Weise ist im Gehäuse eine Signallampe angeordnet, so daß durch eine optische Anzeige mitgeteilt wird, welcher Detektor die Alarmanlage ausgelöst hat.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der in die offene Ionisationskammer ragende Teil der gemeinsamen Elektrode eine den Feldlinienverlauf des elektrischen Feldes beeinflussende Scheibe auf, um einen möglichst großen Ionenstrom zu erzielen. Es ist vorteilhaft, daß das halbkugelförmig geformte Gitter auf Erdpotential gehalten ist Dadurch wird ein zusätzliches Schutzgitter um den Detektor unnötig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die an der offenen Ionisationskammer anliegende elektrische Spannung durch eine Spannungsteilerschaltung verändern, um sie an verschiedene Umgebungsbedingungen anpassen zu können. .

Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist der Durchmesser der offenen Ionisationskammer kleiner als die Reichweite der von der radioaktiven Strahlungsquelle ausgehenden ionisierenden Teilchen. Diese Reichweiten betragen beispielsweise für Alpha-Teilchen in Luft nur wenige Zentimeter, so daß die Ionisationskammer klein und dadurch auch die angelegte Spannung niedrig gehalten werden kann.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die gemeinsame Elektrode eine Scheibe auf, die mit dem Gitter eine Ionisationskammer bildet, wobei an der Scheibe eine gegen das Gitter strahlende radioaktive Strahlungsquelle angeordnet isL Diese Ausführungsform erfordert weniger Aufwand zu ihrer Herstellung. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Transistor einen Eingangswiderstand mit negativem Temperaturkoeffizient auf. Dadurch erreicht man, daß der Transistor bereits bei Temperaturerhöhung von sich aus leitend wird und die Alarmanlage auslöst

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Detektoren in Parallelschaltung an einem dreiadrigen Kabel angeschlossen, dessen erste Ader auf positivem Potential, dessen zweite Ader auf Erdpotential und dessen dritte Ader auf negativem Potential gehalten ist, mit einer ersten Alarmanlage, die auf das Betätigen des Auslöseschalters in einem der Detektoren anspricht, und mit einer zweiten Alarmanlage, die auf eine Stromunterbrechung im Kabel anspricht. Es ist zweckmäßig, daß in jedem Detektor eine Zenerdiode zur Signallampe zwischen dem Auslöseschalter und dem Kabel parallel geschaltet ist, so daß auch bei Ausfallen der Signallampe der Stromkreis nicht unterbrochen ist.

Vorteilhafterweise sind die die Alarmanlagen auslösenden Relaiskontakte zur gleichzeitigen Betätigung über einen Steg auf isolierendem Material verbunden, so daß durch Betätigen eines Relaiskontaktes der andere ebenfalls betätigt wird und so stets beide Alarmanlagen ausgelöst werden.

Mit den durch die Erfindung vorgeschlagenen Lösungsmitteln wird für Feuermeldeeinrichtungen der Vorteil erzielt, daß ein Strahlungsdetektor aufgebaut werden kann, der in der Lage ist, radioaktive Strahlungen selbst äußerst schwacher Strahlungsquellen anzugeben. Zu den Vorteilen der Erfindung zählt ferner auch die Tatsache, daß die Anordnung mit äußerst geringen Ionisationsspannungen betrieben werden kann.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsformen der Erfindung. Es stellt dar

F i g. 1 den Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Detektors,

F i g. 2 das Schaltschema einer Feuermeldevorrichtung mit Alarmanlage,

Fig.3 eine andere vereinfachte Ausführungsform eines Detektors im Schnitt.

Die F i g. 1 stellt einen Detektor D dar, der in ein zylindrisches Gehäuse 1 eingebaut ist und an einem Ende ein Gitter 2 aus einem Drahtnetz oder aus Plastikmaterial in der Form einer Halbkugel aufweist. Im Gehäuse 1 ist eine Ionisationskammer 3 eingebaut, deren zylindrische Wand 3a als vom Gehäuse 1 durch einen Isolierring 4 getrennte Elektrode ausgebildet ist. Das eine Ende 3b dieser Ionisationskammer ist gegen das Gitter 2 offen. Das andere Ende 3c der Ionisationskammer 3 besteht aus einem mit Löchern 3d versehenen Wandteil. Diese Löcher 3d bewirken, daß zusammen mit den Ausnehmungen ta im Gehäuse 1 eine Luftzirkulation durch die Ionisationskammer 3 entsteht. Die Ionisationskammer 3 enthält an der Seitenwand eine radioaktive Strahlungsquelle 5, deren Strahlungsintensität einige Mikrocurie beträgt.

Eine zweite Ionisationskammer 6 ist von der ersten durch isolierende Stützen 7 getrennt. Diese Ionisationskammer 6, die durch eine praktisch geschlossene Wandung 6a gebildet wird, spricht auf die Veränderungen der Umgebung nicht an. Sie enthält die beiden radioaktiven Strahlungsquellen 6b und 6c Die Wand 6a stellt ebenso wie die Wand 3a eine Elektrode dar. In und zwischen den beiden Ionisationskammern 3 und 6 verläuft eine gemeinsame Elektrode 8.

In dem dargestellten Beispiel ist diese gemeinsame Elektrode 8 an der Wand der Ionisationskammer 6 durch ein Isolierstück 9 befestigt und weist an dem in die Kammer 3 ragenden Teil eine Scheibe 10 auf, die zur Veränderung des Feldlinienverlaufs des elektrischen Feldes in der Kammer 3 dient. Eine Platte 11 mit einer gedruckten Schaltung wird von Abstandstücken 12 aus isolierendem Material gehalten, die von der Ionisationskammer 6 gegen das obere Ende des Gehäuses 1 ausgehen. Auf dieser Platte sind die verschiedenen elektrischen und elektronischen Schaltelemente der Steuerschaltung montiert, die im Teil D3 der Fig.2 durch ihre Symbole dargestellt sind.

Das dem Gitter 2 abgewandte Ende des Gehäuses 1

ist durch eine isolierende Scheibe 13 abgeschlossen, durch weiche die Leitungen Cl, C2 und C3 hindurchgeführt sind. Die Mehrzahl der Schaltelemente des Schaltkreises sind in der Fig. 1 weggelassen und werden an Hand der F i g. 2 beschrieben.

Fig.2 zeigt das Einbauschema von mehreren Detektoren Di, D2, D3..., die alle wie der Detektor Dder Fig. 1 aufgebaut sind, dessen Schaltschema D3 ebenfalls in Fig.2 dargestellt ist. In diesem Schaltschema D3 ist die gemeinsame Elektrode 8 mit der Basis eines Transistors 14 verbunden, dessen Kollektor auf positivem Potential gehalten ist und dessen Emitter zu einem Widerstand 15 führt, der in Serie mit der Steuerelektrode eines Thyristors 16 liegt. Ein Filterkondensator 17 ist zwischen die Steuerelektrode des Thyristors 16 und dessen Kathode gelegt. Zwischen der Anode des Thyristors 16 und einer auf positivem Potential gehaltenen Ader L 1 eines Kabels L ist eine Signallampe 18 und ihr parallel eine Zenerdiode 19 angeordnet.

Das Kabel L enthält drei Adern, L 1 auf positivem, L 2 auf negativem und L 3 auf Erdpotential. Über ein Potentiometer 20 ist die Wand 3a der Ionisationskammer 3 mit dem Leiter L 2 verbunden.

Die Kathode des Thyristors 16 und das Gitter 2 sind mit dem Leiter L 3 verbunden, so daß das Gitter geerdet ist. Jeder Detektor Di,D2,D3 ist durch drei Leitungen Cl, C2, C3 mit den Adern L ί, L 2, L 3 verbunden. Die Adern Li und L 3 sind über den Widerstand 22 verbunden. In die Ader L1 ist eine Spule 23 eingesetzt, durch die zwei Relaiskontakte 24 und 25 betätigt werden, die in nicht dargestellter Weise als über einen Isoliersteg verbundenes, gemeinsam betätigtes Kontaktpaar ausgebildet sind. Diese Relaiskontakte 24, 25 setzen jeder eine Alarmanlage 26 und 27 in Tätigkeit.

Die Wirkungsweise des Detektors und der Einrichtung ist folgende: In Ruhestellung, d. h. wenn die den Detektor umgebende Atmosphäre normal ist, befinden sich die Wände 3a und 6a der Ionisationskammern 3 und 6 auf negativem bzw. positivem Potential, und die Elektrode 8 ist auf einem Potentialwert zwischen diesen Grenzwerten, der nicht ausreicht, um die Basis des Transistors 14 leitend zu machen.

Durch die Potentiometerschaltung mit den Widerständen 20 und 21 ist es möglich, die Wand 3a auf ein gewünschtes Potential einzustellen.

Bei normalen Bedingungen reicht der Leckstrom zwischen Kollektor und Emitter nicht aus, um den Thyristor 16 auszulösen. Falls die Luft in de Ionisationskammer 3 Rauchpartikel in ausreichende Zahl enthält, ändern sich die Ionisationsverhältnisse i dieser Kammer, und das Potential der Elektrode erreicht einen ausreichenden Wert, um den Transisto 14 leitend zu machen. Der Transistor dient hierbei al Stromverstärker, was der geringen Ströme wegen, du in den Ionisationskammern auftreten, nölig ist. Der vorr Emitter des Transistors 14 gelieferte Strom bewirkt da; Auslösen des Thyristors 16 und damit den Strom durchgang durch die Signallampe 18 und die Zunahme des durch die Spule 23 fließenden Stroms.

Die Signallampe 18 im Innern des Gehäuses 1 leuchtet auf, was ein erstes Alarmsignal des Detektors bedeutete. Gleichzeitig schließt der verstärkte Strom ir. der Spule 23 den Kontakt 24 und bewirkt das Auslöser der Alarmanlage 26, die sich in einem Abstand vom Gehäuse 1 befindet. Die Zenerdiode 19 ermöglicht den Stromdurchgang durch die Spule 24, falls die Lampe 18 ausfallen sollte.

Die Einrichtung enthält zwei weitere Sicherheitsvorkehrungen: Man benutzt als Transistor 14 einen Transistor mit Feldeffekt, dessen Eingangswiderstanc mit der Temperatur abnimmt, wobei der Leckstrom sich bei einer Temperaturerhöhung um 10⁰C etwa verdoppelt Bei einer vorgegebenen Temperatur von etwa 6O⁰C reicht dieser Leckstrom aus, um den Thyristor 16 auszulösen. Dadurch spricht der Detektor auch auf erhöhte Temperatur an, falls eine Rauchentwicklung nicht festzustellen ist.

Eine weitere Sicherheitsvorrichtung ist durch das Relais 25 und die Alarmanlage 27 gebildet, die durch eine Unterbrechung des Stroms in einer der Adern L 1. L 2 oder L 3 ausgelöst wird.

Die Fig.3 stellt eine einfachere Ausführungsform eines Detektors nach F i g. 1 dar, in der die geschlossene Ionisationskammer der Ausführungsform nach F i g. 1 weggelassen ist

An Stelle der geschlossenen Ionisationskammer 6 der F i g. 1 ist hier die Ionisationskammer durch das Gitter 2 und durch eine an der gemeinsamen Elektrode 8 angeordnete Scheibe 28 begrenzt, die mit einer radioaktiven Strahlungsquelle 29 versehen ist. Der elektrische Aufbau ist nur insofern gegenüber der Fig.2 verändert, als das Gitter 2 nun auf positivem Potential liegt Die weiteren Ausgestaltungen sind dieselben wie beschrieben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuermeldevorrichtung zum Anschluß an eine Alarmanlage, mit einem Gehäuse, das an einem Ende von einem Gitter abgeschlossen ist und eine Vergleichsionisierungskammer und eine nicht gesättigte Meßionisierungskammer aufweist, welche mit je einer radioaktiven Strahlungsquelle versehen sind, wobei die Wände dieser Kammern an eine Spannungsquelle angelegt sind und eine gemeinsame Elektrode haben, die an einen Steuerstromkreis der Alarmvorrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht gesättigte Meßkammer (3; Fig. 1) vollständig in dem an das Gitter (2) anschließenden Teil des Gehäuses (1) untergebracht ist, von diesem Gehäuse (1) elektrisch isoliert ist und mit einer offenen Seite (3b) in den von dem Gitter (2) abgegrenzten Raum mündet, wobei die Meßkammer (3) in ihrem rückwärtigen Teil (3c), welcher der offenen Seite gegenüberliegt. Öffnungen (3d) aufweist, die in der Nähe von Öffnungen (la) des Gehäuses (1) ausmünden und einen Umlauf des den Detektor umgebenden Gases durch die nicht gesättigte Meßkammer (3) hindurch bedingen.

2. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung über einen Verstärker (14) und die Steuerelektrode eines mit dem Speisestromkreis der Alarmvorrichtung (26, 27) verbundenen Auslöseumschalters (16) mit der gemeinsamen Elektrode (8) der beiden Ionisationskammern (3,6) zusammenwirkt.

3. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker aus einem Transistor (14) besteht, dessen Basis mit der gemeinsamen Elektrode (8) verbunden ist.

4. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseumschalter (16) ein Thyristor ist.

5. Feuermeldevorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) eine Signallampe (18) angeordnet ist.

6. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die offene Ionisationskammer (3) ragende Teil der gemeinsamen Elektrode (8) eine den Feldlinienverlauf des elektrischen Feldes beeinflussende Scheibe (10) aufweist.

7. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das halbkugelförmig geformte Gitter (2) auf Erdpotential gehalten ist.

8. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die an der offenen Ionisationskammer (3) anliegende elektrische Spannung durch eine Spannungsteilerschaltung (20, 21) verändern läßt.

9. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der offenen Ionisationskammer (3) kleiner als die Reichweite der von der radioaktiven Strahlungsquelle (5) ausgehenden ionisierenden Teilchen ist.

10. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Elektrode (8) eine Scheibe (28) aufweist, die mit dem Gitter (2) eine Ionisationskammer bildet, wobei an der Scheibe (28) eine gegen das Gitter (2) strahlende radioaktive Strahlungsquelle (29) angeordnet ist.

11. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (14) einen · Eingangswiderstand mit negativem Temperaturkoeffizient aufweist.

12. Feuermeldevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Detektoren (Z? 1, Z?2, D3) in Parallelschaltung an einem dreiadrigen Kabel (L) angeschlossen sind, dessen erste Ader (L 1) auf positivem Potential, dessen zweite Ader (Z.3) auf Erdpotential gehalten ist, mit einer ersten Alarmanlage, die auf das Betätigen des Auslöseumschalters (16) in einem der Detektoren (D 1, Z?2, D3) anspricht, und mit einer zweiten Alarmanlage (27), die auf eine Stromunterbrechung im Kabel ^anspricht.

13. Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Detektor (D 1, D2, D3) eine Zenerdiode (19) zur Signallampe (18) zwischen dem Auslöseumschalter (16) und dem Kabel ^parallel geschaltet ist.

14. Feuermeldevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Alarmanlagen (26, 27) auslösenden Relaiskontakte (24, 25) zur gleichzeitigen Betätigung über einen Steg verbunden sind.