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Ionisations-Feuermelder Die Erfindung bezieht sich auf einen lonisations-Feuermelder
mit mindestens einer Ionisationskammer mit Eintrittsöffnungen für die umgebende
Luft, in der Ionisationskammer angeordneten Elcktroden, an die eine elektrisohe
Spannung angelegt ist, und mindestens. einer radioaktiven Quelle, durch die ein
Ionisationsstrom zwischen den Elektroden erzeugt wird Es ist bekannt, daß der in
einer Ionisationskammer fließende Strom beim Eindringen von Brandgasen zurückgeht.
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Diese Erscheinugn, die auf die Anlagerung von Gasionen an Aerosolteilchen
und damit verbundene Erniedrigung der Ionenbeweglichkeit zurückzuführen ist, wird
seit langem zur Feststellung von Brandgasen und somit zur Feuermeldung ausgenutzt.
Üblicherweise bestehen derartige lonisations-Feuermelder aus zwei in Reihe geschalteten
lonisationskammern, von denen die eine luftdicht abgeschlos @n ist
und
als Refer'enzkammer dient, während die andere mit Zutrittsöffnungen fur den Zutritt
von Brandgasen versehen ist und als Meßkammer dient. Anstelle der' Referenzkammer
kann jedoch auch ein einfacher Referenzwiderstand vorgesehen sein.
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Bei einem Ionisations-Feuermelder' der. eingangs genannten Art mit
Meß- und Referenzkammer ist. eine Gestaltung derart bekannt, daß die Referenzkammer
luftdicht von einem isolierenden Tragteil umgeben ist, welches eine innere Elektrode
und eine Zwischenelektrode haltert und in dem eine radioaktive Quelle angeordnet
ist, daß die Meßkammer von der-Zwischenelektrode und einer von dem isolierenden
Tragteil gehalterten und Ventilationsöffnungen aufweisenden äußeren Elektrode umgeben
ist und eine radioaktive Quelle enthält sowie daß zwischen der Zwischenelektrode
und der äußeren Elektrode eine in Berührung mit einem Teil der Oberfläche des' isolierenden
Tragteils stehende Hilfselektrode angeordnet ist, die über einen Leiter' mit der
inneren Elektrode verbunden ist ( DT-OS 2 029 485?. Hierbei wird eine änderung des
Isolationswiderstandes innerhalb der Meßkammer,beispielsweise durch Staubablagerung,
mittels der Eilfselektrode derart kompensiert,' daß diese Änderung keinen Einfluß
auf das Potential der Zwischenelektrode hat und nicht zu einer fälschlichen Brandmeldung
führen kann.
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Hierbei wird jedoch der Im wesentlichen durch die Aktivität des radioaktiven
Strahlers bedingte Innenwiderstand der.
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Meßkammer nicht erfaßt und nicht beeinflusst.
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Die zum Aufbau der Meßkammer zur Verfügung stehenden-hochwertigen
Isolatoren, beispielsweise Kunststoffe, weisen selbst dann noch sehr hohe Oberflächenwiderstände
auf, wenn sich auf En n Staub abgelagert hat. Dagegen ist der
im
wesentlichen von der Aktivität der radioaktiven Quelle abhängige Innenwiderstand
der Meßkammer. bei deren üblichen Abmessungen um einige Zehnerpotenzen kleiner.
als der Kriechwiderstand. Dieser Innenwiderstand wird bei einer' .Verschmutzung
des radioaktiven Strahlers und der Elektroden erhöht. Insbesondere bei Ausnutzung
der Alphastrahlung für Meßzwecke tritt nämlich durch die Verschmutzung des Strahlers
eine stärkere Absorption der Strahlung bis zu mehreren Prozent auf. Der. dadurch
in der Meßkammer auftretende Rückgang der. Ionisierung und die entsprechende Verringerung
des Ionisationsstroms können zu einer fälschlichen Meldung von Rauch führen. Der
Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde,. einen Ionisations-Feuermelder der
eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er gegen den Rückgang des Ionisati-onsstroms
aufgrund. einer .Verschmutzung insbesondere der radioaktiven Quelle weitgehend unempfindlich
ist.
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Die Aufgabe wird gemäß der. Erfindung bei einem lonisations-Feuermelder
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine für die Verschmutzung der'radioaktiven
Quelle charakteristische Meßgröße gemessen wird und in Abhängigkeit von der Neßgröße
eine Brandmeldung bei sich langsam verringerndem Ionisationsstrom verhindert wird
und/oder bei Oberschreiten eines Schwellwerts der Meßgröße eine Störungsmeldung
erzeugt wird und/oder die Widerstandsproportionen in dem von dem Ionisationsstrom
durchflossenen Stromweg im Sinne eines Erreichens der ursprünglichen Widerstandsproportionen
bei nicht verschmutztem Strahler verändert werden.
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Für einen Ionisations-Feuermelder der. eingangs genannten Art wurde
bereits vorgeschlagen, daß der Ionisationsstrom im Normalbetrieb im Größenordnungsbereich
des durch die Gase bei Oberhitzung bestimmter Stoffe und/oder bei. rauchlosen Bränden
in der Ionisationskammer zusätzlich verursachten Ionenstroms liegt.
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Hierdurch wird erreicht, daß mit dem Ionisations-Feuermelder sowohl
rauchbildende als auch rauchlose oder. raucharme Brände erfasst werden können.Zur
Anwendung bei einem derartigen Feuermelder ist die Erfindung besonders ge-.
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eignet, da be ihm gegenüber bekannten Feuermeldern nur sehr geringe
Ionisationsströme in der Ionisationskammer fließen, die durch eine Verschmutzung
der radioaktiven Quelle in besonders starkem Maße beeinflußt werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung des vorgeschlagenen Ionisations-Feuermelders
weist die radioaktive Quelle eine Aktivität von höchstens 0,1 MikroCurie, vorzugsweise
von einem weitaus geringerem Wert, auf. Auch die geringe Aktivität der radioaktiven
Quelle macht den vorgeschlagenen Feuermelder gegen Staubablagerungen auf dieser
Quelle bes'onders empfindlich, so daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen mit besonderem
Vorteil anzuwenden sind, Vorteile und Ausgestaltungen' der. Erfindung werden im
folgenden anhand der Zeichnungen näher. erläutert, in denen Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, Es zeigen: Fig. 1. einen Ionisations-Feuermelder' mit Mitteln
zur Verhinderung einer Brandmeldung bei sich langsam veränderndem Ionisationsstrom;
Fig.2 teilweise einen Ionisations-Feuermelder'mit Mitteln zur Erzeugung einer Störungsmeldung
bei' unzulässig großer Verschmutzung der radioaktiven Quelle; Fig.3. als Schaubild
die Abhängigkeit der Ausgangsspannung .von der Eingangsspannung eines. bei.dem.Feuermelder
gemäß Fig.2 verwendeten Verstärkers mit Schwellwertverhalten;
Fig.4
einen Ionisations-Feuermelder mit Mitteln zur Verhinderung einer Brandmeldung bei
sich langsam verringerndem Ionisationsstrom und zur Erzeugung einer Störungsmeldung
bei Erreichen einer unzulässig großen Verschmutzung der radioaktiven Quelle; Fig,
.5 teilweise eine weitere Ausführungsform eines Ionisations-Feuermelders, bei den
bei Unterschreiten eines Schwellwerts der Aktivität der radioaktiven Quelle eine
Störungsmeldung. erfolgt; Fig. 6 teilweise einen Ionisations-Feuermelder, bei dem
bei zunehmender Verschmutzung die Widerstandsproportionen in dem von dem Ionisationsstrom
durchflossenen Stromzweig im Sinne eines Erreichens der ursprünglichen Widerstands-Proportionen
bei nicht Verschmutztem Strahler verändert werden; Fig.- 7 teilweise einen weiteren
Ionisations-Feuermelder, bei dem bei einem Schwellwert der Verschmutzung der radioaktiven
Quelle eine Störungsmeldung erzeugt wird; Fig.8 teilweise wiederum einen Ionisations-Feuermelder,
bei dem bei zunehmender Verschmutzung die Widerstandsproportionen in dem von dem
Ionisationsstrom durchflossenen Stromzweig im Sinne eines' Erreichens der ursprünglichen
Widerstandsproportionen bei nicht verschmutztem Strahler verändert werden; Fig.9.
eine weitere Ausfübrungsform eines Ionisations-Feuermelders, bei dem bei sich aufgrund
einer Verschmutzung
langsam verringerndem Ionisationsstrom eine
Brandmeldung verhindert wird.
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Bei dem in Fig.1 dargestellten Ionisations-Feuermelder sind eine Meßkammer
1 und eine Referenzkammer 2 schematisch dargestellt. Sie weisen außenliegende Elektroden
24 bzw. 28 und-innenliegende Elektroden 25 bzw. 27 auf, die zwischen sich Meßräle
26 bzw. 29 bilden. Die beiden Kammern 1,2 sind in Reiche geschaltet und liegen über
Klemmen 9,10 an einer nicht gezeigten Gleichspannungsquelle. Die äußere Elektrode
24 der Meßkammer 1 liegt an positivem elektrischen Potential, während die innere
Elektrode 25 an negatives elektrisches Potential angeschlossen ist, An der äußeren
Elektrode 24 der Meßkammer 1 und der inneren Elektrode 27 der Referenzkammer 2 sind
jeweils radioaktive Strahler 30 bzwo 31 angeordnet.
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An einem Punkt zwischen den beiden inneren Elektroden 25, 27 ist ein
Feldeffekt-Transistor 32 angeschlossen. Dessen Drain-Elektrode ist ueber einen Widerstand
33 mit der positiven Klemme 9 und dessen Source-Elektrode ist an den Schleifer.
eines Potentiometers 34 angeschlossen. Das Potentiometer34 liegt zur Spannungsstabilisierung
parallel zu einer mit einem Widerstand 36 in Reihe geschalteten Zenerdiode 35. Die
Einstellung des Potentiometers 34 ist so gewählt, daß an dem mit der Drain-Elektrode
des Feldeffekt. - Transistors 32 verbundenen Eingang eines Differenzierverstärkers
38 etwa die halbe zwischen den Klemmen 9,10 liegende Betriebsspannung ansteht. Beim
Eintritt von Rauchpartikeln in die Meßkammer 1 wird die Spannung am Eingang 37 dagegen
annähernd gleich der vollen Betriebsspannungo Dagegen wird beim Eintreten von Ionen
oder
freien Radikalen in die Meßkammer 1 die am Eingang 37 liegende Spannung gegen Null
jrKlenO Der Differenzierverstärker 38 -enthält -einen Operationsverstärker 39, einen
zwischen den Eingang 37 und den invertierten Eingang des Operationsverstärkers 39
geschalteten Kondensator 40 sowie einen zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers
39 und dessen invertierten Eingang geschalteten Widerstand 41. Der nicht invertierte
Eingang des Operationsverstärkers 39 ist mit der negativen Klemme 10 verbunden.
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Dem Differenzierverstärker 38 ist ein Schwellwertverstärker. 42 nachgeschaltet.
Er enthält -einen Operationsverstärker 43, einen zwischen den Ausgang des Differenzierverstärkers
38 und den invertierten Eingang des Operationsverstärkers 43 geschalteten Widerstand
44, zwei als Spannungsteiler zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 43 und
die negative Xlemme 10 geschaltete Widerstände 45,46 und einen vom .Verbindungspunkt
der Widerstände 45, 46 zum nicht invertierten Eingang des Operationsverstärkers
43 zurückführenden Widerstand 47. Der Ausgang des Schwellwertverstärkers 42 ist
mit einer Klemme 48 verbunden. An der Klemme 48 erscheint ein Flammen oder Rauch
anzeigendes Brandmeldesignal nur dann, wenn die von dem Differenzierverstärker 38
ermittelte zeitliche Ableitung des Ionisationsstroms,also dessen Anstiegs-oder Abfallgeschwindigkeit
,einen bestijinnten Schwellwertbetrag überschreitet, Ein durch eine innere Verschmutzung
der Meßkammer 1, insbes'ondere des radioaktiven Strahlers 30 @ erzeugte Verringerung
des Ionisationsstrom erfolgt dagegen so langsam, daß der Differenzierverstrker 38
ein
unter dem Schwellwert des Schwellwertverstärkers 32 liegendes Ausgangssignal erzeugt,
so daß an der Klemme 48 kein Brandmeldesignal erscheint. Anstelle des Differenzierverstärkers
38 können Differenzierglieder anderer bekannter Art und anstelle des Schwellwertverstärkers
42 Schaltungen mit Schwellwertverhalten anderer bekannter Art verwendet werden.
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In Fig.2 sind wiederum -diA Meßkammer 1 und die Referenzkammer 2 ion
Reihe geschaltet. An einem zwischen den Kammern 1,2 -liegenden Schaltungspunkt sind,
wie durch eine Leitung 49 angedeutet, nicht gezeigX Mittel zur Brandmeldung, beispielsweise
die aus Fig.1 ersichtlichen, angeschlossen. Weiter ist an dies'em Punkt ein Feldeffekt-Transistor
50 angeschlossen, der in analoger Weise wie der Feldeffekt-Transistor 32 in Fig.1
in einer aus einem Widerstand 51, einem Potentiometer 52, einer Diode 53 und einem
weiteren Widerstand 54 gebildeten Schaltung zwischen den Klemmen 9,10 liegt. Die
Drain-Elektrode des Feldef.fekt-Transistors 50 ist mit dem Eingang eines Schwellwertverstärkers
55 verbunden, der in analoger Weise wie aer Schwellwertverstärker 42 in Fig.1 aus
einem Operationsverstärker 56,- einem Eingangswiderstand 57, einem Spannungsteiler-Potentiometer
58 und einem Rückführwiderstand 59 besteht. Der Schwellwertverstärker 55 erzeugt
an seinem mit einer Klemme 60 verbundenen Ausgang ein Signal, wenn der Ionisationsstrom
um einen bestimmten Schwellwertbetrag gegenüber seinem bei nicht verschmutztem Strahler
30 der Meßkammer 1 herrschenden Wert abweicht, Das an der Klemme 60 erzeugte Signal
wird als Störungssignal optisch oder akustisch angezeigt oder kann zur Verhinderung
einer Brandmeldung herangezogen werden.
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Der Verlauf der Ausgangsspannung Ua des Schwellwertverstärkers 55
in Abhängigkeit von dessen Eingangsspannung ue ist in Fig.3 dargestellt. Bis zu
einem bestimmten Schwellwertbetrag der Eingangsspannung geändert sich die jeweilige
Ausgangsspannung nicht. Bei Erreichen des Schwellwertbetrags ändert die an der Klemme
60 anstehende Ausgangsspannung ua plötzlich ihr Vorzeichen.
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Der Ionisations-Feuermelder gemäß Fig.4 vereinigt im wesentlichen
die Maßnahmen gemäß Fig.1 und 2. Die Meßkammer 1 ist hier nicht mit einer Referenzkammer,
sondern mit einem Referenzwiderstand in Form einer in Sperrichtung gepolten Diode
61 in Reihe geschaltet'. An den Schaltungspunkt zwischen der Meßkammer 1 und der
Diode 61 ist wie in Fig.1 ein Feldeffekt-Transistor 32 angeschlossen, der in einer
aus einem Widerstand 33, einem Potentiometer 34, einer Diode 35 und einem weiteren
Widerstand 36 gebildeten Schaltung zwischen den Klemmen 9,10 liegt.
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Die Drain-Elektrode des Feldeffekt-Transistors 32 ist wieder mit dem
Eingang 37 eines DifferenzierverstSrkers-38 verbunden, dem ein Scllwellwertverstärker
42 nachgeschaltet ist. Der von dem Feldeffekt-Transistor 32,- dem Differenzierverstärker
38 und dem Schwellwertverstärker 42 gebildete Signalkanal dient hier jedoch im Unterschied
zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 lediglich zur Meldung von Rauch, d.h. zur
Erfassung einer schnellen Verringerung des Ionisationsstroms. Hierzu ist der Feldeffekt-Transistor
32 mittels des Potentiometers 34 so eingestellt, daß am Eingang 37 ein Potential
nahe Null vorhanden ist,. Treten Rauchaerosole in die Meßkammer 1 e nn zu dann geht
der Ionenstrom zurück; elektrisch gesehen e Meßkammer 1 hochohmig er. Dadurch wird
am Ausgang
des Schwellwertversta..rkers 42 -ein BrandmeldesigiiLerzeugt,.
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Zur Erfassung von bei einem rauchlosen Feuer auftretenden Ionen ist
ein gesonderter, von einem weiteren Feldeffekt-Transistor 62 gebildeter Signalkanal
vorgesehen.
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Dieser ist in analoger Weise wie der Feldeffekt-Transistor 32 in
einer aus einem Widerstand 63, einem Potentiometer 64, einer Diode 65 und einem
weiteren Widerstand 66 gebildeten Schaltung zwischen die Klemmen 9,10 geschaltet.
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Der Feldeffekt-Transistor 62 ist mittels des Potential meters 64
so eingestellt, daß an seiner Drain-Elektrode normalerweise eine bestimmte Spannung
ansteht,. Treten nun z.B. bei einem rauchlosen Feuer Ionen zusätzlich in die Meßkammer
1 ein, so erhöht sich der gesamte Ionenstrom, d .h. die Meßkammer 1 nimmt für die
Schaltung einen niederohmigen Zustand ein. Die Spannung an der Drain-Elektrode des
Feldeffekt-Transistors 62 nimmt dann innerhalb kürzester Zeit den Wert Null an.
Dies ist ebenfalls als Feuersignal zu werten.
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Die beiden Arten von Feuersignalen Setzen einen Multivibrator 67
in Gang, der dem Schwellwertverstärker 42 und dem Feldeffekt-Transistor 62 nachgeschaltet
ist und der bei Vorliegen von Rauch oder von beispielsweise einem rauchlosen Brand
herrührenden Ionen an seinem mit der Klemme 48 verbundenen Ausgang ein Feuersignal
erzeugt, Eine Verschmutzung des Meßraums 26 der Meßkammer 1, insbesondere des radioaktiven
Strahlers 30, kann im Gegensatz zu Bränden nur zu einer Verringerung des Ionenstroms
führen. Daher ist der bereits anhand der Fig.2 beschriebene Schwellwertverstärker
55 an den zur
Raucherkennung dienende Slgnalkanal angeschlossen,
indem er der Drain-Elektrode d@s Feldeffekt-Transistors 32 nachgeschaltet ist. Der
Schwellwertverstärker 55 erzeugt wie in Fig.2 bei Absinken des Ionisationsstroms
unter einen Schwellwert an seinem mit einer Klemme 60 verbundenen Ausgang ein Störungssignal.
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Beim Eindringen von Rauch in die Meßkammer 1 wird sowohl an der Klemme
48 als auch an der Klemme 60 ein Störungssignal erzeugt. Gewünschtenfalls kann in
diesem Falle durch an sich bekannte, nicht näher dargestellte Mittel das Störungssignal
unterdrückt werden.
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In Fig.5 ist die Meßkammer 68 eines lonisations-Feuermelders dargestellt,
die der Meßkammer 1 bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig .1, 2 und 4 entspricht.
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Sie weist wiederum eine außenliegende Elektrode 69, eine innenliegende
Elektrode 70, einen zwischen den Elektroden 69,70 liegenden Meßraum 71 und einen
radioaktiven Strahler 72 auf,. Die innere Elektrode- 70 ist hier jedoch kreisringförmig
und weist in ihrer Mitte einen Ausschnitt auf, durch den hindurch ein Strahlungsdetektor
73 in das Innere'des Meßraums 71 ragt, der von der radioaktiven Quelle 72 bestrahlt
wird. Die von dem Strahlungsdetektor 73 gemessene Strahlungsintensität ist eine
für die Verschmutzung des radioaktiven Strahlers 72 charakteristische Meßgröße,
da die gemessene Strahlungslei @-stung mit der Verschmutzung des radioaktiven Strahlers
72 und der geichzeitig erfolgenden Verschmutzung der ihm zugewandtenOberfläche des
Strahlungsdetektors 73 zurückgeht. Zur Stromversorgung des Strahlungsdetektors 73
und zur Vorverstärkung dessen Ausgangssignals ist an
ihn ein Verstärker
74 angebaut. Dem Verstärker 74 ist ein-Schwellwertverstärker 75 nachgeschaltet,
der ein Sttrungssignal. erzeugt, wenn die Abnahme der Strahlungsleistung des Strahlers
72 einen Schwellwert überschreitet.
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Hierbei kann dann auch die Erzeugung eines Brandmeldesignals verhindert
werden.
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Bei' dem ein Fig, .6 dargestellten Ausführungsbeispiel' ist der mit
der Meßkammer 68 in Reihe geschaltete- Referenzwiderstand von der in Sperrichtung
gepolten Diode 61 und einem mit ihr in Reihe geschalteten Transistor 76 gebildet;
er'könnte'auch ausschließlich aus dem Transistor 76 bestehen. Mit dem Ausgangssignal
des Verstärkers 74 des Strahlungsdetektors 73 ist ein Regler'- 77 beaufschlagt,
der bei einem Rückgang'der von dem Strahlungsdetektor 73 gemessenen Strahlungsleistung
infolge einer mit einer Erhöhung des Innenwiderstands der Meßkammer 68 verbundenen
Verschmutzung gleichsinnig den Widerstandswert des Referenzwiderstands erhöht,'
in-dem er die Leitfähigkeit des' Transistors 76 verringert. Hierdurch werden bei
zunehmender Verschmutzung die Widerstandsproportionen in dem von dem Ionisationsstrom
durchflossenen Stromzweig, nämlich die Proportionen zwischen dem Innenwiderstand
der Meßkammer' 68 und dem Referenzwiderstand, im Sinne eines Err-eichens der ursprünglichen
Widerstandsproportionen bei nicht verschmutztem Strahler 72 verändert.
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Diese Regelung hat zur Folge, daß sich das Potential an dem zwischen
der Meßkammer 68 und dem von der Diode 61 und dem Transistor 76 gebildeten Referenzwiderstand
liegenden Schaltungspunkt auch bei' zunehmender Ver'-schmutzung nicht ändert. Die
an diesen Schaltungspunkt
über eine Leitung 78 angeschlossene,
nicht dargestellte Scllalung zur Erzeugung eines Brandmeldesignals wird daher durch
die Verschmutzung praktisch nicht beeinflusst.
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Trotz der Aufrechterhaltung der Widerstandsproportionen zwischen der
Meßkammer 68 und dem Referenzwiderstand führt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Verschmutzung des Strahlers 72 zu einem Rückgang des Ionisationsstroms, der
schließlich unzulässig groß werden kann, Um diesen Rückgang festzustellen, ein Störungssignal
zu erzeugen und gewünsohtenfalls eine Brandmeldung zu verhindern, können die bereits
beschriebenen Mittel, bespielsweise gemäß Fig .5, angewendet werden.
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Bei dem Ionisations-Feuermelder gemäß Fig.7 sind wiederum eine Meßkammer
79 und der Referenzwiderstand in Gestalt der in Sperrichtung gepolten Diode 61 zwischen
der positiven Klemme 9 und der negativen Klemme 10 in Reihe geschaltet.
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Die Meßkammer 79 weist eine auPoenliegende Elektrode 80, eine innenliegende
Elektrode 81, einen zwischen diesen gebildeten Meßraum 82 und einen radioaktiven
Strahler 83 auf, Die Bauart zeichnet sich grundsätzlich dadurch aus, daß innerhalb
der Meßkanuner 82 eine zusätzliche Hilfselektrode mittels eines Isolators derart
gegenüber einer den Isolator berührenden Elektrode gehalten ist, daß bei Verschmutzung
des Isolators der Isolationswiderstand zwishen der tlilfselektrode und der den Isolator
berGhrenden Elektrode abnimmt, der Isolationswiderstand zwischen der Hilfselektrode
und der anderen, nicht unmittelbar den Isolator berührenden Elektrode jedoch praktisch
konstant bleibt, daß die Hilfselektrode an einem gegenüber. der
den
Isolator berührenden Elektrode auf verschiedenem Potential liegt und daß der über
den Isolationswiderstand fließende Kriechstrom als für die Verschmutzung der radioaktiven
Quelle charakteristische Meßgröße dient. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird dies dadurch erreicht, daß die Hilfselektrode von dem radioaktiven Strahler
83 gebildet ist, der innerhalb eines Ringes 84 aus isolierendem Kunststoff in der.
einen entsprechenden kreisförmigen Ausschnitt aufweisenden außenliegenden Elektrode
80 gehalten ist. Der als HilEsel'ektrode dienende Strahler 83 steht einerseits mit
der postitiven Klemme über den sich bei Verschmutzung, beispielsweise durch Staubablagerung,
verringernden-Kriechwiderstand auf der Oberflache des Ringes 84 in Verbindung. Die
Wirkung des Kriechwiderstandes ist durch einen gestrichelt angedeuteten, tatsächlich
nicht vorhandenen Widerstand 85 zwischen dem Strahler 83 und der Klemme 9 ver4eutlicht,.
Andererseits steht der Strahler 83 nit der negativen Klemme über. einen hochohmigen
Widerstand in Form einer in Sperrichtung gepolten Diode 86 in Verbindung. Das Potential
an einem zwischen dem Strahler 83 und der Diode 86 liegenden Schaltungspunkt hängt
somit von dem durch den Widerstand 85 angedeuteten Kriechwiderstand des Ringes 84
ab; es wird bei abnehmendem lfriechwiderstand zunehmend positiv. Diese Potentialänderung,
bedingt durch eine Verschmutzung des Ringes 84, zeigt gleichzeitig eine entsprechende
Yerschmutzung des Strahlers 83 an. Mittels eines an den Schaltungspunkt zwischen
dem Strahler 83 und der Diode 86 angeschlossenen Feldeffekt-Transistors 87 und einer
nachgeschalteten Auswerteschaltung, beispielsweise nach Art des Schwellwertverstärkers
55 in Fig.2 und4, kann somit bei unzulclssig großer Verschmutzung des Strahlers
83 ein Störungssignal erzeugt und/oder. eine Brandmeldung vermieden werden
Bei
dem Ionisations-Feuermelder gemäß Fig.8 ist die Meßkammer 79 in gleicher Weise wie
bei demjenigen gemäß Fig.7 ausgeführt, und der Strahler 83 ist über den durch den
Widerstand 85 verdeutlichten Kriechwiderstand des Rings 84 mit der postitiven Klemme
9 und über die in Sperrichtung gepolte Diode 86 mit der negativen Klemme 10 verbunden.
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Der mit der Meßkammer 79 in Reihe liegende Referenzwiderstand ist
hier jedoch wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 aus einer Diode 61 und einem
Transistor 76 gebildet'.
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Bei zunehmender. Verschmutzure des radioaktiven Strahlers 83, entsprechend
abnehmendem Ionisationsstrom und abnehmendem Kriechwiderstand des Rings84 verstellt
ein an den Schaltungspunkt zwischen den Stahler. 83 unddsr Diode 86 angeschlossener
Regler 88 die LeitfShigkeit des'Transistors 76 derart, daß trotz der Verschmutzung
des Strahlers 83 die Wider'standsproportionen zwischen dem Innenwiderstand der Meßkammer
79 und dem Referenzwiderstand konstant gehalten werden, so daß eine an den Schaltungspunkt
zwischen der Meßkammer 79 und der Diode 61 über eine Leitung 89 angeschlossene,
nicht gezeigte Auswerteschaltung praktisch nicht beeinflußt wird.
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Die Maßnahmen gemäß Fig.7 und 8 können gleichzeitig angewendet werden.
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Der in Fig.9 -dargestellte Ionisations-Feuermelder zwichnet sich dadurch
aus, daß in der Ionisationskammer (Meßkammer) eine zusätzliche Hilfselektrode angeordnet
ist, daß die Hilfselektrode und eine ihr benachbarte Elektrode Gleich gepolt und
derart angeordnet sind, daß über sie im Normalbetrieb Teilströme des Ionisationsstromes~
fließen, daß die Differenz der Teilströme gemessen wird und daß bei Verringerung
des Ionisationsstroms unter einen zur Brandmeldung geeigneten
Schwellwert
ein Brandmeldesignal nur dann erzeugt wird, wenn die Differenz einen bestimmten
Betrag übersteigt.
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Im dargestellten Fall sind die Teilströme des Ionisationsstroms im
Normalbetrieb gleich, und ein Brandmeldesignal wird nur dann erzeugt, wenn die Differenz
der beiden Teilströme von Null verschieden ist.
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Wie dargestellt, ist eine Meßkammer 90 vorgesehen, die eine'außenliegende
Elektrode 91, eine innenliegende Elektrode 92, einen zwischen diesen gebildeten
Meßraum 93 und einen radioaktiven Strahler 94 aufweist. Die innenliegende Elektrode
92 ist mit einem Referenzwiderstand in Gestalt einer in Sperrichtung gepolten Diode
61 A in Reihe zwischen, der positiven Klemme 9 und der negativen Klemme 10 geschaltet.
Zusätzlich zu der innenliegenden, kreisscheibenförmigen Elektrode 92 ist eine sie
konzentrisch umgebende Hilfselektrode 95 vorgesehen, die über einen Referenzwiderstand
in Gestalt einer' in Sperrichtung gepolten Diode 61B mit der negativen Klemme 10
verbunden ist und deren Größe und Anordnung so gewählt sind, daß im Normalbetrieb
über die innenliegende Elektrode 92 und die IIilfselektrode 95 gleiche Teilströme
des Ionisationsstroms fließen.
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An den Schaltungspunkt zwischen der innenliegenden Elektrode 92 und
der Diode 61A ist ein Feldeffekt-Transistor 32A angeschlossen, der in einer aus
einem Widerstand 33A, einem Potentiometer 34A, einer Zenerdiode 35A und einem weiteren
Wderstand-36A bestehenden Schaltung zwischen den Klemmen 9,10 liegt. Diese Schaltung
entspricht -in ihrer Wirkung der aus dem Feldeffekt-Transistor 32, dem Widerstand
33
dem Potentiometer 34, der Zenerdiode 35 und dem weiteren Widerstand
36 gebildeten Schaltung in Figolo Der Drain-Elektrode des Feldeffekt-Transistors
32A ist ein Schwellwertverstärker 96 nachgeschaltet, der an seinem mit der Klemme
48 verbundenen Ausgang ein Brandmeldesignal erzeugt, wenn der über die innenliegende
Elektrode 92 fließende Teilstrom des Ionisationsstrom durch in den Meßraum eindringenden
Rauch oder eindringende Ionen über jeweils einen Schwellwert hinaus verringert bzw.
erhöht wird.
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An den Schaltungspunkt zwischen der Hilfselektrode 95 und der Diode
61B ist ein Feideffekt-Transistor 32B.angeschlossen, der in einer aus einem Widerstand
33B,. einem Potentiometer 34B, einer Zenerdiode 35B und einem weiteren Widerstand
3GB gebildeten Schaltung zwischen den Klemmen 9,10 liegt. Diese Schaltung entspricht
in ihrem Aufbau völlig derjenigen, die dem Feldeffelct-Transistor 32A zugeordnet
ist. Die Spannungen an den Drain-Elektroden der Feldeffekt-Transistoren 32A>
32B sind daher im hormalzustand jederzeit, auch bei einer Verschmutzung des radioaktiven
Strahlers 94, untereinander gleich. Ein den beiden Feldeffekt-Transistoren 32A,
32B nachgeschalteter Differenzverstärker 97 bildet die Differenz zwischen diesen
Spannungen und verhindert, sofern diese Differenz gleich Null ist, daß der Schwellwertverstärker
96 ein Ausgangssignal als' Brandmeldesignal abgibt. Daher kann bei einer Verschmutzung
des Strahlers 94 trotz eines Rückgangs des Ionisationsstroms keine Brandmeldung
erfolgen, Treten in die Meßkammer 90 Rauchaerosole oder Ionen ein, so zeigen diese
zumindest anfänglich eine in verschiedenen Raumbereichen des Meßraums 82 verschiedene
Volumenkonzentration. Daher fließen über die innenliegende Elektrode 92
und
über die Hilfselektrode 95 verschieden große Teilströme'des nun- veränderten Ionisationsstroms.
Aufgrund der nunmehr von dem Differenzverstärker 97 festgestellten, von Null verschiedenen
Differenz der beiden Teilströme wird jetzt eine Brandmeldung durch den Schwellwertverstärker
96 freigegeben.
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Zur Verstärkung des Ef*ekts, daß bei einem Brand eine Verschiedenheit
der Teilströme des Ionisationsstroms auftritt, ist es günsitg, wenn die innenliegende
Elektrode 92 und die Hilfselektrode 95 verschieden große Entfernungen von den in
der Meßkammer 90 vorgesehenen , nicht näher gezeigten Luftdurchtrittsöffnungen haben.
Dies wird beispielsweise durch die angedeutete konzentrische Anordnung mit innenliegender
Elektrode 92 und sie umgebender Hilfselektrode 95 erreicht.
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Nicht erwähnte Teile der Ausführungsbeispiele entsprechen gemäß ihren
Bezugszeichen den .Teilen der übrigen Ausführungsbeispiele.