DE2011329A1 - Ionization fire alarms - Google Patents

Description

IonisationsfeuermelderIonization fire alarms

Die Erfindung betrifft einen Ionisationsfeuermelder, bestehend aus mindestens einer Ionisationskammer, welche mit einem Widerstandselement in Serie an eine Gleichspannungsquelle geschaltet ist,und einer elektrischen Schaltung, welche mindestens einen Transistor mit hohem Eingangswiderstand enthält, dessen Steuerelektrode mit dem Verbindungspunkt der Ionisationskammer und des Widerstandselementes verbunden ist.The invention relates to an ionization fire alarm consisting of of at least one ionization chamber, which is connected in series to a DC voltage source with a resistance element, and an electrical circuit, which contains at least one transistor with a high input resistance, its control electrode with the connection point of the ionization chamber and the resistance element connected is.

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Die Wirkungsweise eines Ionisationsfeuermelders beruht darauf, dass der in einer Ionisationskammer fliessende elektrische Strom bei Anwesenheit eines Rauchaerosols reduziert wird. Feuermelder dieser Art enthalten daher eine Ionisafcionskam-. »er, zu der die umgebende Luft Zutritt hat. Diese Ionisationskammer enthält eine radioaktive Strahlenquelle zur Erzeugung der erforderlichen Ionisation. Bei den meisten bekannten Ionisationsfeuermeldern liegt diese Ionisationskammer, welche auch als Messkammer bezeichnet wird, mit einem Widerstandselement in Serie und ist an einer beispielsweise von einer Signalzentrale gelieferten Spannungsversorgung . angeschlossen. Als Widerstandselement wird häufig eine zweite ™ Ionisationskammer gewählt, welche hermetisch verschlossen, oder wenigstens soweit abgeschlossen ist, dass Brandaerosole nur erschwert eindringen können, bzw. so gestaltet ist, dass sie auf Brandaerosole nur schwach anspricht. Beim Eindringen von Rauchteilchen in die Messkammer tritt infolge der Stromänderung in der Ionisationskammer eine Spannungsänderung am Verbindungspunkt der Ionisationskammer mit dem Widerstandselement auf. Diese Spannungsänderung wird einer elektrischen Schaltung zugeführt, die ein entsprechendes Signal, z.B. eine Stromänderung in der Signalzentrale hervorruft, wenn die Rauchdichtein der Messkammer eine bestimmte Schwelle überschreitet. The mode of operation of an ionization fire alarm is based on the fact that the electrical energy flowing in an ionization chamber Electricity is reduced in the presence of a smoke aerosol. Fire alarms of this type therefore contain an ionization chamber. “He, to which the surrounding air has access. This ionization chamber contains a radioactive source to generate the required ionization. Most well-known This ionization chamber, which is also referred to as a measuring chamber, is associated with ionization fire alarms a resistance element in series and is connected to a voltage supply supplied by a signal center, for example . connected. A second ™ ionization chamber is often chosen as the resistance element, which is hermetically sealed, or at least is closed to such an extent that fire aerosols can only penetrate with difficulty, or is designed in such a way that it only responds weakly to fire aerosols. When smoke particles penetrate into the measuring chamber, the change in current occurs a voltage change in the ionization chamber at the connection point between the ionization chamber and the resistance element on. This change in voltage is fed to an electrical circuit which generates a corresponding signal, e.g. Current change in the signal center causes when the smoke density in the measuring chamber exceeds a certain threshold.

Bei einem Feuermelder der genannten Art wäre sowohl eine hohe Empfindlichkeit als auch eine Betriebssicherheit über einen längeren Zeitraum wünschenswert. Bekannte Feuermelder erfüllen diese Bedingungen jedoch nur zum Teil.In the case of a fire alarm of the type mentioned, both a high Sensitivity and operational reliability over a longer period of time are desirable. Meet well-known fire alarms however, these conditions only partially.

Die Betriebssicherheit eines elektronischen Gerätes hängt in starkem Masse von der Art und Zahl der verwendeten Komponenten ab. Beim Ionisationsfeuermelder handelt es sich jedoch speziell um die Verstärkung eines elektrischen Signales, welches einer äusserst hochohmigen Quelle mit einem Innenwiderstand von 10—¹⁰ 10¹¹ ti entstammt. Das bedeutet, dass die elektrische SchaltungThe operational safety of an electronic device depends to a large extent on the type and number of components used. When Ionisationsfeuermelder but is specifically to the gain of an electrical signal which comes from a very high-impedance source with an internal resistance of 10 ¹⁰ 10 ¹¹ ti. That means the electrical circuit

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einen entsprechend hohen Eingangswiderstand besitzen muss. Ferner muss die Schaltung zwischen dom Vorhandensein und NichtVorhandensein einer elektrischen Grosse unterscheiden können, d.h. sie muss ein schwellwertbildendes Organ enthalten. Bereits diese Anforderungen bedingen bei den meisten bekannten lonisationsfeuerraeldern die Verwendung einer An* zahl empfindlicher Bauteile, die die Betriebssicherheit verschlechtern. Hinzu kommt ein weiterer Komponentenaufwand, der notwendig wird, wenn zusätzliche Anforderungen gestellt werden, z.B. wenn eine Selbsthaltung des Feuermelders_?eine individuelle Anzeigevorrichtung oder eine üeberwachbarkeit von der Signalzentrale aus gewünscht wird.must have a correspondingly high input resistance. Furthermore, the circuit must be able to differentiate between the presence and absence of an electrical variable, ie it must contain a threshold-value-forming organ. These requirements already necessitate the use of a number of sensitive components in most of the known ionization fire alarms, which deteriorate operational safety. In addition, there are additional components that become necessary if additional requirements are made, e.g. if the fire alarm is to be latched _? an individual display device or a monitorability from the signal center is desired.

Es ist lediglich, ein Ionisationsfeuermelder bekannt geworden, welcher mit einem sehr geringen Komponentenaufwand arbeitet. Er enthält im wesentlichen eine speziell für diesen Anwendungszweck entwickelte Kaltkathodenröhre, welche sowohl den geforderten hohen Eingangswiderstand als auch die gewünschte Schalteigenschaft bei Überschreitung einer Schwelle besitzt. Die Messkammer befindet sich direkt parallel zur Strecke Steuerelektrode - Kathode und als Schwellwert dient die Zündspannung dieser Röhrenstrecke, welche in dem. für Gasentladungsröhren üblichen Zündspannungsboreich Um 100 V liegt. Diese Schaltung arbeitet zwar sehr zuverlässig, mächt jedoch die Verwendung einer Speziairöhre mit sehr engen Toleranzen notwendig und ist ausserdem wegen der erforderlichen hohen Zündspannungen auf den Betrieb von Ionisationskammern mit relativ hohen Kammerspannungen beschränkt.It is only known to be an ionization fire alarm which works with very few components. It essentially contains a cold cathode tube specially developed for this purpose, which has both the required high input resistance as well as the desired switching property when a threshold is exceeded. The measuring chamber is located directly parallel to the control electrode - cathode section and the ignition voltage serves as the threshold value this pipe section, which in the. for gas discharge tubes usual ignition voltage range around 100 V. This circuit works very reliably, but powerful the use of a special tube with very tight tolerances is necessary and is also required because of the high Ignition voltages limited to the operation of ionization chambers with relatively high chamber voltages.

Ein anderes Problem ist die Rauchempfindlichkeit des Ionisationsfeuermelders. Es hat sich gezeigt, dass dafür die elektrische Feldstärke in dem Teil der Messkammer, in dem der wesentliche Teil(ca.85%)des Ionenstroms fliesst, massgebend ist. Ein weiterer bekannter Ionisationsfeuermelder erreicht dadurch eine optimale Rauchempfindlichkeit, dass die Feldstärke im grösseren Teil der Messkammer unterhalb von 5 V/em Another problem is the ionization fire alarm's sensitivity to smoke. It has been shown that the electric field strength in the part of the measuring chamber in which the a substantial part (about 85%) of the ionic current flows, decisive is. Another well-known ionization fire alarm achieves optimum smoke sensitivity because the field strength in the greater part of the measuring chamber is below 5 V / em

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liegt. Dazu ist es jedoch notwendig, im Bereich relativ niedriger Messkairanerspannungen zu arbeiten und zwar unterhalb von etwa 20 V. Hieraus folgt jedoch, dass sich ein optimal empfindlicher Ionisationsfeuermelder nicht realisieren lässt, bei Verwendung von Gasentladungsröhren als Verstärkerelement, da die Herabsetzung der Zündspannung einer Gasentladung unter 20 V aus physikalischen Gründen nicht möglich ist.lies. To do this, however, it is necessary to work in the range of relatively low Messkairan voltages, namely below of around 20 V. However, it follows from this that an optimally sensitive ionization fire alarm cannot be realized when gas discharge tubes are used as the amplifier element, since the ignition voltage is reduced a gas discharge below 20 V is not possible for physical reasons.

Es ist daher versucht worden, andere an Niederspannung zu betreibende Bauelemente mit einem hinreichend hohen Eingangswiderstand zu finden.Attempts have therefore been made to find other components to be operated at low voltage with a sufficiently high input resistance to find.

ψ Eine bekannte Schaltung enthält beispielsweise eine Kapazitätsdiode am Eingang, welche wiederum in einem Oszillatorkreis liegt. Dies erfordert jedoch eine grössere Zahl von Bauelementen und macht die Schaltung störanfällig. ψ A known circuit contains, for example, a capacitance diode at the input, which in turn is located in an oscillator circuit. However, this requires a larger number of components and makes the circuit prone to failure.

Andere Schaltungen enthalten am Eingang Feldeffekttransistoren, welche als einzige Transistortypen einen hinreichend hohen Eingangswiderstand besitzen.Other circuits contain field effect transistors at the input, which are the only transistor types that are sufficient have high input resistance.

Bei Feldeffekttransistoren unterscheidet man zwischen zwei Typen, dem Anreicherungs- oder Enhancementtyp und dem Verarmungs- oder Depletiontyp. Während der erstere bei einer . Steuergitterspannung 0 stromlos ist, d.h. einen sehr hohen elektrischen Widerstand darstellt und erst bei Anlegen einer Spannung von gleicher Polarität wie die Betriebsspannung des Transistors zu leiten beginnt, fliesst beim zweiten Typ bei einer Steuergitterspannung 0 bereits der maximale Strom. Zum Abschalten des Stromes benötigt man wie bei einer Elektronen-, röhre eine Hilfsspannung entgegengesetzter Polarität zur Betriebsspannung .In the case of field effect transistors, a distinction is made between two types, the enrichment or enhancement type and the depletion or depletion type. While the former with one . Control grid voltage 0 is de-energized, i.e. represents a very high electrical resistance and only when a Voltage of the same polarity as the operating voltage of the transistor begins to conduct, flows into the second type a control grid voltage of 0 is the maximum current. To switch off the current you need as with an electron, tube an auxiliary voltage of opposite polarity to the operating voltage .

Ein bekannter Ionisationsfeuermelder verwendet einen Feldeffekttransistor vom Verarmungstyp, welcher bereits ohneOne known ionization fire alarm uses a field effect transistor of the impoverishment type, which is already without

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Vorhandensein von Rauchpartikeln in der Messkammer einen beträchtlichen Strom liefert. Dieser Strom ändert sich beim Eindringen von Brandaerosolen in die Messkammer nur sowenig, dass als Schwellwertdetektor zusätzliche Bauelemente, z.B. gesteuerte Gleichrichter notwendig sind, welche die Störanfälligkeit erhöhen.Presence of smoke particles in the measuring chamber supplies considerable electricity. This flow changes little when fire aerosols penetrate the measuring chamber, that additional components, e.g. controlled rectifiers, are necessary as threshold value detectors, which reduce the susceptibility to interference raise.

Ein anderer bekannter Ionisationsfeuermelder verwendet zwar einen Feldeffekttransistor vom Anreicherungstyp, welcher im Ruhezustand stromlos ist und erst bei Ueberschreiten einer bestimmten Rauchdichtekonzentration in der Messkammer in den leitenden Zustand umschaltet. Bekannte Feldeffekttransistoren haben jedoch eine Schwellenspannung zwischen 2 und 5 V. Falls der Transistor im Ruhezustand gesperrt sein soll, so müsste entweder die Kammerspannung kleiner als 5 V sein oder durch Verwendung zusätzlicher Bauteile eine Vorspannung an den Transistor gelegt werden. Das erstere ist nicht durchführbar, da sich gezeigt hat, dass der Ionisationsstrom von Ionisationskammern mit Strömen in der Grössenordnung von 10—⁹ bis 10— ^ll A bei Kammerspannungen unterhalb 5 V nicht mehr stabil ist. Der Grund dafür liegt in der Hauptsache in der.Beeinflussung des elektrischen Feldes durch elektrostatische Aufladungen. Bei so niedrigen Feldstärken genügen bereits geringste influenzierte elektrostatische Ladungen, um eine Beeinflussung des Stromes zu erreichen. Die zweite Möglichkeit lässt sich mit Hilfe eines Spannungsteilers, einer Batterie, einer Zenerdiode oder einer über eine zusätzliche Leitung zugeführten Hilfsspannung realisieren. In jedem Fall' bedeutet dies einen zu- sätzlichen Komponentenaufwand, d.h. Störanfälligkeit und aufwendigere Herstellung.Another known ionization fire alarm uses a field effect transistor of the enrichment type, which is de-energized in the idle state and only switches to the conductive state when a certain smoke density concentration in the measuring chamber is exceeded. Known field effect transistors, however, have a threshold voltage between 2 and 5 V. If the transistor is to be blocked in the idle state, either the chamber voltage would have to be less than 5 V or a bias voltage would have to be applied to the transistor by using additional components. The former is not feasible because it has been found that the ionization current of the ionization chambers with currents of the order of 10- ⁹ to 10- ^ll A at voltages below 5 V. chamber is no longer stable. The main reason for this is the influence of electrostatic charges on the electric field. With such low field strengths, even the slightest induced electrostatic charges are sufficient to influence the current. The second possibility can be realized with the help of a voltage divider, a battery, a Zener diode or an auxiliary voltage fed in via an additional line. In any case, this means an additional component outlay, ie susceptibility to failure and more complex production.

Weiterhin ist häufig ein grösseres Verhältnis des Alarmstromes zum Ruhestrom eines Feuermelders erwünscht, besonders wenn sehr viele Melder parallel an eine Signalzentrale angeschlossen werden sollen, um sicher einen Alarm vom Gesamt-Ruhestrom der Anlage unterscheiden zu können. Bisher liess sich dies dadurch erreichen, dass vom Feldeffekttransistor weitere Bauelemente gesteuert werden, welche jedoch wiederum die StöranfälligkeitFurthermore, there is often a larger ratio of the alarm current Desired for the quiescent current of a fire detector, especially if a large number of detectors are connected in parallel to a signal center to be able to reliably differentiate an alarm from the total quiescent current of the system. So far this has been possible achieve that further components are controlled by the field effect transistor, which in turn reduce the susceptibility to failure

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vergrössern. Eine direkte Benützung der grossen Widerstandsänderung eines Feldeffekttransistors würde nur möglich sein, wenn ein Transistor mit Ruhestrom 0, also vom Enhancement-Typ, direkt, ohne weitere strombegrenzende Bauteile in den Alarmpfad, durch den der Hauptteil des Alarmstromes fliesst, geschaltet werden könnte.enlarge. A direct use of the large change in resistance of a field effect transistor would only be possible if a transistor with quiescent current 0, i.e. of the enhancement type, directly, without further current-limiting components in the alarm path, through which the main part of the alarm current flows, could be switched.

Ziel der Erfindung ist daher ein Ionisationsfeuermelder mit optimaler Rauchempfindlichkeit, einer möglichst geringen Zahl von Bauelementen und dadurch erhöhter Funktionssicherheit. The aim of the invention is therefore an ionization fire alarm with optimal smoke sensitivity, as low as possible Number of components and thus increased functional reliability.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Ionisationsfeuermelder mit einem grösseren Verhältnis von Alarm- zu Ruhestrom.Another object of the invention is an ionization fire alarm with a greater ratio of alarm to quiescent current.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor mit hohem Eingangswiderstand (5) ein Feldeffekttransistor vom Anreicherungstyp mit einer Schwellenspannung über 7 V ist, dass die Spannung der Spannungsquelle und der Widerstand des Widerstandselementes so gewählt sind, dass der Spannungsabfall an der Ionisationskammer (1) ohne Einwirkung von Brandaerosolen kleiner ist als die Schwellenspannung des Feldeffekttransistors, so dass dabei der Feldeffekttransistor gesperrt ist, und zugleich so gewählt sind, dass die Feldstärke in den Raumbereichen der Ionisationskammer, in welchen mindestens 85 % des Ionenstromes fliesst, kleiner ist als 5 V/cm.The invention is characterized in that the transistor with high input resistance (5) is a field effect transistor from Enrichment type with a threshold voltage above 7 V is that the voltage of the voltage source and the resistance of the Resistance element are chosen so that the voltage drop across the ionization chamber (1) without the effect of fire aerosols is smaller than the threshold voltage of the field effect transistor, so that the field effect transistor is blocked, and at the same time are chosen so that the field strength in the spatial areas of the ionization chamber in which at least 85% of the ion current flows, is less than 5 V / cm.

Feldeffekttransistoren vom Enhancement-Typ mit Schwellenspannungen über 7 V wurden bisher nicht benützt, da ein Vorteil für bisherige Anwendungen nicht erkannt wurde, im Gegenteil wurden bewusst niedrige Schwellenspannungen bevorzugt. Es ist jedoch möglich, Transistoren mit höheren Schwellenspannungen herzustellen, indem die Dicke oder das Material des Dielektrikums zwischen Halbleiterkörper und Steuerelektrode entsprechend geändert werden; beispielsweise ist es möglich, auf einem Siliciumhalbleiter eine hinreichend dicke Siliciumoxydschicht zu erzeugen und darauf eine Steuerelektrode anzubringen, derart, dass die Schwellenspannung des dadurch entstandenen Transistors bis 9 V beträgt.Field effect transistors of the enhancement type with threshold voltages over 7 V have not yet been used, as this is an advantage was not recognized for previous applications; on the contrary, low threshold voltages were deliberately preferred. It is however, possible to manufacture transistors with higher threshold voltages by changing the thickness or the material of the dielectric be changed accordingly between the semiconductor body and control electrode; for example, it is possible on a Silicon semiconductor to produce a sufficiently thick silicon oxide layer and to attach a control electrode to it, in such a way, that the threshold voltage of the resulting transistor is up to 9 V.

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Die Steuerstrecke eines solchen Transistors lässt sich unmittelbar parallel zur Messionisationskammer schalten, ohne dass eine weitere Hilfsspannung notwendig wäre. Es lassen sich damit zugleich alle genannten Vorteile erreichen, nämlich erhöhte Rauchempfindlichkeit, vergrösserte Betriebssicherheit, geringere Störanfälligkeit, einfachere Herstellung und grösseres Verhältnis von Alarm- zu Ruhestrom.The control path of such a transistor can be determined directly Switch parallel to the missionization chamber without the need for an additional auxiliary voltage. Leave it all the advantages mentioned can be achieved at the same time, namely increased smoke sensitivity, increased operational safety, lower susceptibility to failure, easier manufacture and greater ratio of alarm to quiescent current.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are based on the following of the drawings. Show it:

Fig. 1 einen Ionisationsfeuermelder mit einem Transistor Fig. 2 einen Ionisationsfeuermelder mit zwei Transistoren1 shows an ionization fire alarm with one transistor; FIG. 2 an ionization fire alarm with two transistors

Fig. 3 einen Ionisationsfeuermelder mit einem integrierten Schaltkreis3 shows an ionization fire alarm with an integrated Circuit

In Fig. 1 ist die gegen die umgebende Atmosphäre offene Ionisationskammer 1 in Serie mit einem Widerstand 2 geschaltet. Ionisationskammer und Widerstand werden über Leitungen 3 und 4 von einer nicht dargestellten Signalzentrale aus mit einer Gleichspannung von 12 V bis 24 V versorgt. Die Abstände und die Form der Elektroden in der Ionisationskammer 1 sind so gewählt, dass dort, wo der wesentliche Teil des Ionisationsstromes fliesst, die elektrische Feldstärke kleiner als 5 V/cm ist. Der Verbindungspunkt der Ionisationskammer lund des Widerstandes 2 ist mit der Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors 5 vom Enhancement-Typ verbunden, dessen Quellen- und Senken-Elektroden an den Speiseleitungen 3 und 4 liegen. Die Schwellenspannung des Transistors 5, d.h. die Steuerspannung oberhalb der der Feldeffekttransistor 5 leitend wird, liegt etwa bei 9 V. Der Widerstand 2 ist so bemessen, dass der Spannungsabfall an der Ionisationskammer 1 im Normalfall, d.h. wenn die umgebende Atmosphäre keine Brandaerosole enthält, 'etwa bei 6 V bis 8 V liegt, also unterhalb der Schwellenspannung des Feldeffekttransistors, so dass dieser also sperrt und nur einen sehr geringen Ruhestrom liefert. Treten Brandaerosole in dieIn Fig. 1, the ionization chamber is open to the surrounding atmosphere 1 connected in series with a resistor 2. Ionization chamber and resistor are connected via lines 3 and 4 supplied with a DC voltage of 12 V to 24 V from a signal center (not shown). The distances and the shape of the electrodes in the ionization chamber 1 chosen so that where the major part of the ionization current flows, the electric field strength is less than 5 V / cm is. The connection point of the ionization chamber and the resistor 2 is connected to the control electrode of a field effect transistor 5 of the enhancement type, the source and Sink electrodes are attached to feed lines 3 and 4. The threshold voltage of the transistor 5, i.e. the control voltage above which the field effect transistor 5 becomes conductive is approximately 9 V. The resistor 2 is dimensioned so that the voltage drop at the ionization chamber 1 in the normal case, i.e. when the surrounding atmosphere does not contain any fire aerosols, 'for example is 6 V to 8 V, i.e. below the threshold voltage of the field effect transistor, so that it blocks and only one supplies very low quiescent current. If fire aerosols enter the

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Ionisationskammer 1 ein, so erhöht sich deren Widerstand und damit auch der Spannungsabfall über der Ionisationskammer und der parallel zur Ionisationskammer liegenden Steuerstrecke des Feldeffekttransistors 5, so dass der Feldeffekttransistor zu leiten beginnt und in den Speiseleitungen 3 und 4 ein erhöhter Alarmstrom auftritt, welcher in der Signalzentrale registriert wird. Da diese Schaltung nur ein einziges Halbleiterbauelement enthält, ist sie besonders betriebssicher. Da der Feldeffekttransistor allein den Alarmpfad des Melders bildet, durch den im Alarmfall der Hauptstrom zwischen den Speiseleitungen fliesst, wird die Widerstandsänderung des Feldeffekttransistors beim Ansprechen direkt zur Bildung des | Alarmstromes benützt, wobei das Verhältnis des Alarmstromes zum Ruhestrom besonders gross werden kann, ohne dasszu diesem Zweck weitere Bauelemente nötig wären.Ionization chamber 1, its resistance and thus also the voltage drop across the ionization chamber increases and the control path of the field effect transistor 5 lying parallel to the ionization chamber, so that the field effect transistor begins to conduct and an increased alarm current occurs in feed lines 3 and 4, which is registered in the signal center. Since this circuit is only a single Contains semiconductor component, it is particularly reliable. Since the field effect transistor alone is the alarm path of the detector forms through which the main current flows between the feed lines in the event of an alarm, the change in resistance of the Field effect transistor when responding directly to the formation of the | Alarm current used, where the ratio of the alarm current can be particularly large to the quiescent current without this Purpose further components would be necessary.

In Fig. 2 ist anstelle eines Widerstandes eine zweite Ionisationskammer 6 in Serie mit der Ionisationskammer 1 geschaltet. Während die umgebende Atmosphäre zur Ionisationskammer Zutritt hat, ist die Ionisationskammer 6 entweder vollständig oder fast abgeschlossen, so dass Veränderungen in der umgebenden Atmosphäre sich nur zeitlich verzögert auf die Ionisationskammer 6 auswirken. Die Ionisationskammer 6 kann auch so konstruiert sein, dass sie auf Umgebungsänderungen wesentlich schwächer reagiert als die Ionisationskammer 1. VorteilhaftIn Fig. 2 there is a second ionization chamber instead of a resistor 6 connected in series with the ionization chamber 1. While the surrounding atmosphere to the ionization chamber Has access, the ionization chamber 6 is either completely or almost completely closed, so that changes in the surrounding area Atmosphere only have a delayed effect on the ionization chamber 6. The ionization chamber 6 can also do so be designed so that it reacts much more weakly to changes in the environment than the ionization chamber 1. Advantageous

ist es, wenn die Ionisationskammer 6 gesättigt ist. Die beiden Ionisationskammern 1 und 6 sind wiederum über Speiseleitungen 3 und 4 mit einer Signalzentrale verbunden. Der Verbindungspunkt beider Ionisationskammern ist wieder auf die Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors 5 geführt; es wird wiederum ein Feldeffekttransistor vom Enhancement-Typ mit einer Schwellenspannung von etwa 9 V verwendet und die Spannung an der Ionisationskammer beträgt im Normalfall wieder weniger als 9 V. Die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors 5 ist mit der Basis eines weiteren. Transistors 7 verbunden. Zwischen Basis und Speiseleitung 4 ist ein Widerstand 9 geschaltet. Durch Verwendung des zweiten Transistors 7 wirdit is when the ionization chamber 6 is saturated. The two ionization chambers 1 and 6 are in turn via feed lines 3 and 4 connected to a signal center. The connection point of the two ionization chambers is again on the control electrode a field effect transistor 5 out; it is in turn with a field effect transistor of the enhancement type a threshold voltage of about 9 V is used and the voltage at the ionization chamber is normally again less than 9 V. The source electrode of the field effect transistor 5 is with the base of another. Transistor 7 connected. A resistor 9 is located between the base and the feed line 4 switched. By using the second transistor 7,

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erreicht, dass oberhalb der Schwellenspannung des Feld" effekttransistors der Strom bei steigender Spannung schneller zunimmt, als bei Verwendung nur eines einzigen Transistors, d.h. die Steilheit der Schaltung weiter verbessert wird. Dadurch kann erreicht werden, dass schon bei einer geringfügigen üeberschreitung der Alarmschwelle ein hoher Alärmstrom fliesst. Zur Begrenzung des Alarmstromes kann bei Bedarf ein Widerstand 8 in einer Speiseleitung dienen, falls in der Signal zentrale keine Begrenzung des Alarmstromes vorgesehen ist.achieves that above the threshold voltage of the field " Effect transistor makes the current faster with increasing voltage increases than when using only a single transistor, i.e. the slope of the circuit is further improved. In this way it can be achieved that a high alarm current is generated even if the alarm threshold is exceeded slightly flows. To limit the alarm current, a Resistor 8 in a feed line are used if no limitation of the alarm current is provided in the signal center.

In Fig. 3 sind Ionisationskammer 1 und Ionisationskammer 6 wiederum in Serie geschaltet und der Verbindungspunkt beider Kammern ist auf die Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors geführt. Zwischen Ionisationskammer 1 und Speiseleitung liegt zusätzlich ein Widerstand 10, der jedoch um mindestens eine Grössenordnung kleiner ist als der Widerstand der Ionisationskammer 1, so dass der Ionisätionsstrom nicht wesentlich durch diesen Widerstand 10 beeinflusst wird. Mit Hilfe dieses Widerstandes 10 kann der Ionisationsstrom an der Anschlussklemme 11 zusätzlich überprüft werden. Die elektronische Schaltung enthält wiederum einen Feldeffekttransistor, einen zweiten Transistor und einen Basiswiderstand, die jedoch in diesem Fall zu einer integrierten Schaltung 12 vereinigt sind.Ionization chamber 1 and ionization chamber 6 are shown in FIG. 3 again connected in series and the connection point of the two chambers is on the control electrode of a field effect transistor guided. Between ionization chamber 1 and feed line there is also a resistor 10 which, however, is at least one order of magnitude smaller than the resistance of the ionization chamber 1, so that the ionization current is not significantly influenced by this resistor 10. With help this resistor 10 can be the ionization current at the connection terminal 11 must also be checked. The electronic circuit in turn contains a field effect transistor, a second transistor and a base resistor, which, however, are combined to form an integrated circuit 12 in this case.

Zusätzlich können natürlich bei diesen Schaltungen bekannte Massnahmen zur Verbesserung der Anwendbarkeit von Feuermeldern vorgesehen sein, beispielsweise zeitliche Ansprechverzögerung, Selbsthaltung, welche einen angesprochenen Melder nach Aufhören der Alarmbedingungen nicht in den Normalzustand zurückkehren lässt, solange er nicht von Hand zurückgestellt wird, sowie die verschiedenen bekannten Arten der Ueberwachung einer Feuermeldeanlage auf Funktionsbereitschaft der einzelnen Melder oder Störungsanzeige funktionsunfähiger Melder, sowie individuelle Anzeige angesprochener Melder einer Anlage.In addition, known circuits can of course be used Measures to improve the usability of fire alarms be provided, for example time response delay, self-holding, which an addressed detector after stopping that does not allow alarm conditions to return to normal unless manually reset as well as the various known types of monitoring a Fire alarm system on the operational readiness of the individual detectors or fault display of inoperable detectors, as well as individual ones Display of addressed detectors in a system.

Die verschiedenen Ausführungsbeispiele zeigen, dass es durch Verwendung eines Feldeffekttransistors vom Enhancement-TypThe various embodiments show that it is through Use of an enhancement type field effect transistor

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mit einer Schwellenspannung über 7 V möglich ist, einen Ionisationsfeuermelder zu bauen, welcher sowohl eine optimale Empfindlichkeit infolge einer niedrigen Feldstärke in der Messkammer aufweist, als auch wegen der geringeren Zahl von Bauteilen erheblich funktionssicherer und weniger störanfällig arbeitet und sich auch billiger herstellen lässt. Ausserdem ist es möglich, auf diese Weise ohne zusätzliche Bauteile verwenden zu müssen, einen Feuermelder mit vergrössertem Verhältnis von Alarm- zu Ruhestrom zu bauen.with a threshold voltage above 7 V it is possible to build an ionization fire alarm which has both an optimal Has sensitivity due to a low field strength in the measuring chamber, as well as because of the lower The number of components is much more reliable and less prone to failure and can also be produced more cheaply leaves. It is also possible to use a fire alarm in this way without having to use additional components to be built with an increased ratio of alarm to quiescent current.

Es wird noch bemerkt, dass in Serie zur IonisationskammerIt should also be noted that in series with the ionization chamber

1 ein beliebiges Widerstandselement geschaltet werden kann. In Fig. 1 war dieses Widerstandselement als ohmscher Widerstand 2 ausgeführt, in· Fig. 2 als Referenzionisationskammer 6 , welche bekanntlich eine nicht-lineare Stromspannungscharakteristik aufweist, und in Fig. 3 als eine Kombination von Referenzionisationskammer 6 und ohmschem Widerstand 10 . Für die Funktion des Ionisationsfeuermelders ist die Charakteristik des Widerstandselementes ohne Bedeutung. Unter Widerstandselement kann daher ein Widerstand mit beliebiger Abhängigkeit von Spannungsabfall und Strom verstanden werden.1 any resistance element can be switched can. In FIG. 1 this resistance element was designed as an ohmic resistor 2, in FIG. 2 as a reference ionization chamber 6, which is known to have a non-linear voltage characteristic, and in FIG. 3 as one Combination of reference ionization chamber 6 and ohmic resistor 10. For the function of the ionization fire alarm the characteristic of the resistance element is irrelevant. The resistance element can therefore be a resistance can be understood with any dependence on voltage drop and current.

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Claims (5)

ng. DIpI. cec. png. DIpI. cec. p O ^WiHSKY - n - . 701O ^ WiHSKY - n -. 701 "PATEN?** WALT ^{L U} "PATEN? ** WALT ^{L U} Manchen 21 - GoUlwrd*. 81 ΠθΜΑτ197ϋManchen 21 - GoUlwrd *. 81 ΠθΜΑτ197ϋ !•left» 561762 ^{l l M}' "™*! • left »561762 ^{ll M} '" ™ * PatentansprücheClaims Ionisationsfeuermelder, bestehend aus mindestens einer Ionisationskammer, welche mit einem Widerstandselement in Serie an eine Gleichspannungsquelle geschaltet ist, und einer elektrischen Schaltung, welche mindestens einen Transistor mit hohem Eingangswiderstand enthält, dessen Steuerelektrode mit dem Verbindungspunkt der Ionisationskammer und de's Widerstandselementes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor mit hohem Eingangswiderstand ein Feldeffekttransistor vom Anreicherungs-Typ mit einer Schwellenspannung über 7 V ist, dass die Spannung der Spannungsquelle und der Widerstand des Widerstandselementes so gewählt sind, dass der Spannungsabfall aft der Ionisationskammer ohne Einwirkung, von Brandaerosolen kleiner ist als die Schwellenspannung des Feldeffekttransistors, so dass dabei der Feldeffekttransistor gesperrt ist, und zugleich so gewählt sind, dass die Feldstärke in den Raumbereichen der Ionisationskammer , in welchen mindestens 85 % des Ionenstromes fliesst, kleiner ist als 5 V/cm.Ionization fire alarm, consisting of at least one ionization chamber, which is connected in series with a resistance element to a DC voltage source, and one electrical circuit which contains at least one transistor with a high input resistance, its control electrode is connected to the connection point of the ionization chamber and the resistance element, characterized in that that the transistor with high input resistance is an enhancement type field effect transistor with a threshold voltage above 7 V is that the voltage of the voltage source and the resistance of the resistor element are chosen so that the voltage drop aft of the ionization chamber without the effect of fire aerosols is less than the threshold voltage of the field effect transistor, so that the field effect transistor is blocked, and selected at the same time are that the field strength in the spatial areas of the ionization chamber in which at least 85% of the ion current flows, is less than 5 V / cm. 2. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement von einer zweiten Ionisationskammer gebildet wird.2. Ionization fire alarm according to claim!, Characterized in that that the resistance element is formed by a second ionization chamber. 3_# Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ionisationskammer gesättigt ist.3 _# ionization fire alarm according to claim 2, characterized in that the second ionization chamber is saturated. 4. Ionisationsfeuermelder nach Anspruchl,dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ionisationskammer parallel zur Steuerstrecke des Feldeffekttransistors geschaltet ist. " ' «4. Ionization fire alarm according to Claiml, characterized in that that the first ionization chamber is connected in parallel to the control path of the field effect transistor is. "'" 5. Ionisationsfeuermelder nach Anspruchl,dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ionisationskammer in Serie · mit einem um mindestens einen Faktor 10 kleineren Widerstand liegt, und dass erste Ionisationskammer und Widerstand parallel zur Steuerstrecke des Feldeffekttransistors geschaltet sind.5. Ionization fire alarm according to Claiml, characterized in that that the first ionization chamber in series · with a resistance that is at least a factor of 10 smaller lies, and that first ionization chamber and resistor parallel to the control path of the field effect transistor are switched. '· 109823/1076'· 109823/1076 . Ionisationsfeuermelder nach Anspruch ldadurch gekennzeichnet/ dass die Quellen- oder Senkenelektrode des Feldeffekttransistors mit der Steuerelektrode eines weiteren Transistors verbunden ist.. Ionization fire alarm according to claim 1 characterized by / that the source or sink electrode of the field effect transistor with the control electrode of a another transistor is connected. . Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Feldeffekttransistor, weiterer Transistor und eventuell notwendige Belastungswiderstände einen integrierten Schaltkreis bilden.. Ionization fire alarm according to Claim 6, characterized in that that field effect transistor, another transistor and possibly necessary load resistors form an integrated circuit. . Ionisationsfeuermelder nach Anspruch !^dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung einen Strombegrenzungswiderstand enthält.. Ionization fire alarm according to claim! ^ Characterized in that that the electrical circuit includes a current limiting resistor. . Ionisationsfeuermelder nach Anspruch ^dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung einen Alarmpfad aufweist, welcher ausschliesslich aus steuerbaren Halbleitern besteht.. Ionization fire alarm according to claim ^ characterized in that that the electrical circuit has an alarm path which is exclusively controllable Semiconductors. 109823/1076109823/1076