DE2423045B2

DE2423045B2 - Ionisationsfeuermelder

Info

Publication number: DE2423045B2
Application number: DE2423045A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Phys. Ddr 8019 Dresden Peschke; Walter Ddr 8054 Dresden Zimmermann
Original assignee: VEB RFT MESSELEKTRONIK OTTO SCHOEN DRESDEN DDR 8010 DRESDEN
Current assignee: VEB RFT MESSELEKTRONIK OTTO SCHOEN DRESDEN DDR 8010 DRESDEN
Priority date: 1973-09-17
Filing date: 1974-05-13
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2244218A1; DD106728A1; DE2423045A1; CH586437A5; SE7407752L; SU587884A3; FR2244218B1; SE392979B

Description

Die Erfindung betrifft einen Ionisationsfeuermelder mit zwei hintereinandergeschalteten Ionisationskammern, welcher mit einer Beta-Strahlungsquelle arbeitet und in Brandwarnanlagen eingesetzt werden kann.

Es ist bekannt, Ionisationsfeuermelder, die mit einer Beta-Strahlungsquelle arbeiten, herzustellen. Die Anwendung von Beta-Strahlungsquellen hatte bisher den Nachteil, daß sie gegenüber Ionisationsfeuermeldern, die mit Alpha-Strahlungsquellen arbeiten, durch die Notwendigkeit der effektiven Nutzung der Strahlungsenergie und der Abschirmung der Strahlung für einige Anwendungsfälle, z. B. für den Einbau in Geräte, zu große Abmessungen aufwiesen.

Die Verwendung einer Beta-Strahlungsquelle, die in beide Kammern hineinragt und an der Wand zwischen den beiden Kammern angebracht ist, ist unzweckmäßig, da z. B. bei Verstaubung oder bei Betauung und Bereifung des Strahlungsquellenteiles, welcher in die Meßkammer hineinragt, Alarm ausgelöst wird. Weiterhin ist ein Ionisationsfeuermelder beschrieben, welcher mit zwei Beta-Strahlungsquellen arbeitet und ein umfassendes Schutzringsystem besitzt Mit der dort dargelegten Konzeption wird bei Betauung, Bereifung, Verstaubung und Verschmutzung der Isolation kein Alarm ausgelöst Diese Zustände können jedoch noch nicht an die Zentrale gemeldet werden. Eine Lösung für die Selbstüberwachung aller physikalischen Funktionen ist ebenfalls bekannt. Diese Lösung setzt die Verwendung eines umfassenden Schutzringsystems voraus und arbeitet nur mit einer Kr^-Beta-Strahlungsquelle. In dieser technischen Anleitung wird jedoch noch kein Hinweis dafür gegeben, wie die zu durchstrahlende Steuerelektrode gestaltet werden muß, damit die Herstellungstoleranzen der einzusetzenden Strahlungsquellen ausgeglichen, die äußeren Abmessungen trotz Verwendung von Beta-Strahlung reduziert und dabei die Forderungen des Strahlenschutzes eingehalten werden können. Die aus weiteren Veröffentlichungen bekannten Anordnungen für die Eintrittsöffnungen des Rauches sind für die Lösung des zuletzt genannten Problems unzureichend. Die meßkammerseitigen Eintrittsöffnungen befinden sich nicht im Strahlenschatten der Direktstrahlung der Beta-Strahlungsquelle und die Abschirmung gegen die aus dem Meßkammervolumen und von den Kammerwänden gestreuten Betateilchen reicht nicht aus.

Die Empfindlichkeitseinstellung durch eine membranartig ausgebildete Referenzkammerelektrode für Ionisationsfeuermelder mit Alpha-Strahlungsquelle ist zur Lösung der Einstellprobleme mit nur einer Beta-Strahlungsquelle, die sowohl in der Meß- als auch in der Referenzkammer wirksam wird, nicht ausreichend, da die erforderlichen Volumenveränderungen damit nicht realisiert werden können (DE-OS 20 23 954).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Anwendung von Beta-Strahlungsquellen im Ionisationsfeuermelder optimal zu nutzen, z. B. durch eine anpaßbare Empfindlichkeit des lonisationsfeuermelders, ohne den Nachteil großer Abmessungen in Kauf zu nehmen. Weiterhin ist die Sicherheit der Brandmeldung mit lonisationsfeuermeldern weiter zu erhöhen, der Wartungsaufwand zu senken, ihr Einsatz-

bereich durch Reduzierung der äußeren Abmessungen zu erweitern und der Fertigungsaufwand herabzusetzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei voneinander unabhängige, mechanische Empfindlichkeitseinstellungen vorhanden sind, zu deren Realisierung die rauchundurchlässige, leittähige oder mit leitfähigen Oberflächen versehene Steuerelektrode eine Flächenmasse von < 50 mg/cm² besitzt und eine der Beta-Strahlungsquelle gegenüberliegende Wölbung aufweist, welche in die Kammer hineinragt, in der sich ι ο keine Beta-Strahlungsquelle befindet. Die Beta-Strahlungsquelle kann durch eine Einstellvorrichtung in ihrem Abstand von der Kammer, in der sich keine Beta-Strahlungsquelle befindet, verändert werden, bleibt jedoch dabei mit ihrer Aktivität völlig in der Kammer, in welcher sie sich befindet, so daß sich ihre Wirkung in dieser Kammer nicht verringert, sich jedoch die Ladungsträgerdichte in der Strahlungsquellenfreien Kammer verändert Zur Anpassung an die Umgebungsbedingungen (Wind, Aerosoluntergrund, hoher Staub- gehalt. Überdruck in Traglufthallen, tiefe Temperaturen in Kühlhäusern usw.) erfolgt eine Anpassung der Empfindlichkeit durch Veränderung des Volumens der Kammer, in der sich keine Strahlungsquelle befindet. Dazu wird die Elektrode dieser Kammer in ihrem Abstand zur Steuerelektrode verändert.

Zur weiteren Reduzierung der Abmessungen des Melders befindet sich der Schutzring um die Steuerelektrode als Leiterbahn auf der Leiterplatte, auf welcher der Schwellwertschalter aufgebaut ist. Auf der Leiterplatte ist zugleich die Elektrode der Vergleichskammer montiert, die auch einen Kontakt zu einer Leiterbahn der Leiterplatte herstellt. Die Vergleichskammerelektrode ist durch eine, auf der Leiterplatte in einem Mutterstück gelagerte Gewindespindel mechanisch verstellbar. Eine Druckfeder befindet sich zum Ausgleich des toten Ganges zwischen Vergleichskammerelektrode und Leiterplatte. Die Leiterplatte ist mit diesem Aufbau zugleich Abschlußelement der Vergleichskammer und trägt die Vergleichskammerelektrode. Die Steuerelektrode kann aus einer dünnen Kunststoffolie mit beiderseitig angeordneten dünnen Graphit- oder Metallbelägen bestehen. In einer Abwandlung der dargestellten Konzeption kann auf der Leiterplatte auch die Beta-Strahlungsquelle mit ihrer Halterung und Einstellvorrichtung, montiert werden.

Die Probleme des Strahlenschutzes werden gelöst durch in drei Ebenen angeordnete Öffnungen, die gegeneinander versetzt sind, wobei das Öffnungsverhältnis jeder Ebene = 60% ist und die öffnungen eine solche Gestalt und Lage erhalten, daß sie im Strahlenschatten der Direktstrahlung der Beta-Strahlungsquelle liegen. Als Beta-Strahlungsquelle, die auch in Havariefällen keinen Aufwand verursacht, findet Kr⁸⁵ Verwendung. Diese Lösung sichert, daß neben der direkten Beta-Strahlung aus der Strahlungsquelle auch die im effektiven Volumen und den Kammerwänden gestreuten Elektroden genügend abgeschirmt werden. Sie sichert weiter, daß der Rauch eine bestimmte Zeit am Melder vorhanden sein muß, ehe er den Melder zum bo Ansprechen bringt. Dies ist eine Maßnahme, welche verhindert, daß der Melder bereits bei kurzen Rauchimpulsen Alarm auslöst. Gleichzeitig wird damit die Windabhängigkeit reduziert.

Die Vorteile der Erfindung kommen darin zum faj Ausdruck, daß ein Ionisationsfeuermelder nach der dargestellten Konzeption mit zwei Empfindlichkeitseinstellungen an alle Fertigungs und Anwendungsbedingungen anpaßbar ist und bei entsprechender Auswerteschaltung die Selbstüberwachung aller seiner physikalischen Funktionen ermöglicht, mit geringen äußeren Abmessungen hergestellt werden kann und durch die Verwendung einer Beta-Strahlungsquelle einen außerordentlich geringen Wartungs- und Kontrollaufwand erfordert.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung ist die Steuerelektrode 1 als dünnwandige, leitfähige bzw. mit leitfähigen Oberflächen versehene rauchundurchlässige Folie über den zwischen Steuerelektrode 1 und Schutzring 2 befindlichen Isolierkörper 3 gespannt, dargestellt. Sie enthält im Mittelpunkt eine in die Vergleichskammer hineinragende Wölbung 4. Die in der Meßkammer befindliche Beta-Strahlungsquelle 5 ist in ihrem Abstand von der Vergleichskammer veränderbar, ohne daß dabei ihre Wirkung in der Meßkammer geringer wird. Damit wird die Ladungsträgerdichte in der Vergleichskammer verändert. Die in einem dünnwandigen Glasgefäß befindliche gasförmige Kr⁸⁵ Beta-Strahlungsquelle 5 ist in ihrer Wirkung nach außen auch bei gleicher Füllaktivität auf Grund von Dickenunterschieden, die bei einer rationellen Herstellung der Glasgefäße nicht zu vermeiden ist, von Quelle zu Quelle verschieden. Die Wölbung 4 sichert zusammen mit der in ihrer Lage verstellbaren Beta-Strahiungsquelle 5 den Ausgleich aller Herstellungstoleranzen der Beta-Strahlungsquelle 5 und damit die Herstellung von Ionisationsfeuermeldern mit gleicher Empfindlichkeit. Die Vergleichskammerelektrode 6 ist auf der Leiterplatte 7 angeordnet und in ihrem Abstand zur Steuerelektrode 1 mit der Gewindespindel 8 verstellbar und ändert damit das effektive Volumen der Vergleichskammer. Die Druckfeder 9 gleicht den toten Gang der Verstelleinrichtung aus und gewährleistet den elektrischen Kontakt zwischen der Vergleichskammerelektrode 6 und einer entsprechend angeordneten Leiterbahn 10 auf der Leiterplatte 7. Mit dieser, von der oben beschriebenen Empfindlichkeitseinstellung unabhängigen Einstellmöglichkeit, wird die Anpassung des Ionisationsfeuermelders an äußere Umgebungsbedingungen durchgeführt. Die Einstellung ist z. B. mit einem Schraubenzieher kontinuierlich oder in Stufen möglich. Diese beiden voneinander unabhängigen mechanischen Empfindüchkeitseinstellungen gewährleisten weiterhin eine geringe Betriebsspannung des Ionisationsfeuermelders, da bei einer elektronischen Empfindlichkeitseinstellung über die Erhöhung der Ansprechschwelle höhere untere Betriebsspannungen gefordert werden müssen. Diese Maßnahme ermöglicht die Einsparung von Transvertern in der Schaltzentrale. Die Leiterplatte 7 trag als kreisförmige Leiterbahn den Schutzring 2 für die Steuerelektrode 1 gegenüber den Meßkammer- und Vergleichskammer-Elektrodenpotentialen. Die untere Raucheintrittsstelle mit ihren drei Ebenen weist gegeneinander versetzte und im Abstand angeordnete Öffnungen 11; 12; 13 auf. Die öffnungen sind so gestaltet, daß sie im Strahlenschatten der Strahlungsquelle 5 liegen. Die öffnungen 11 sind zugleich Teil des Gehäuses des Ionisationsfeuermelders und die öffnungen 13 sind zugleich Bestandteil der Meßkammerelektrode.

Die obere Raucheintrittsöffnung wird gebildet durch Ausbrüche 14 in der Leiterplatte 7 und eine ringförmige öffnung 15 unterhalb der schematisch angedeuteten Anschlußplatte 16.

Das Ausführungsbeispiel kann dadurch abgewandelt

werden, daß die Beta-Strahlungsquelle 5 in der Vergleichskammer untergebracht ist und sich in ihrem Abstand von der Meßkammer verändern läßt, die Wölbung 4 in die Meßkammer hineinragt und die Meßkammerelektrode oder die Vergleichskammerelektrode in ihrem Abstand zur Steuerelektrode veränderbarist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Ionisationsfeuermelder mit zwei hintereinandergeschalteten Ionisationskammern, einem geschlossenen Schutzringsystem um die Steuerelektrode und die Eingangsbauelemente und mit einer, in einer der beiden Kammern befindlichen, aber in beiden Kammern wirksamen Beta-Strahlungsquelle sowie einer einstellbaren Referenzkammerelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander unabhängige, mechanische Empfindlichkeitseinstellungen vorhanden sind, zu deren Realisierung eine zwischen den beiden Kammern befindliche, leitfähige oder mit leilfähigen Oberflächen versehene Steuerelektrode (1) eine Flächenmasse von < 50 mg/cm² besitzt, rauchundurchlässig ist und eine, einer Beta-Strahlungsquelle (5) gegenüberliegenden, in die strahlungsfreie Kammer hineinragende Wölbung (4) aufweist.

2. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Veränderung des Volumens der Strahlungsquellenfreien Kammer eine Veränderung ihres Elektrodenabstandes vorgesehen ist

3. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beta-Strahlungsquelle (5) in ihrem Abstand zur strahlungsquelienfreien Kammer so veränderbar ist, daß ihr aktives Volumen bzw. ihre aktive Oberfläche voll in der Kammer verbleibt, in der sie sich befindet.

4. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzring (2) um die Steuerelektrode (1) als Leiterbahn (10) auf einer Leiterplatte (7) des Schwellwertschalters angeordnet ist.

5. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichskammerelektrode (6) auf der Leiterplatte (7) montiert und kontaktiert ist.

6. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichskammerelektrode (6) durch eine auf der Leiterplatte

(7) in einem Mutterstück gelagerte Gewindespindel

(8) mechanisch verstellbar ist und daß eine Druckfeder (9) zwischen Vergleichskammerelektrode (6) und Leiterplatte (7) angeordnet ist.

7. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (7) Abschlußelement für die Vergleichskammer ist.

8. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (1) aus einer dünnen Kunststoffolie mit beiderseitig angeordneten dünnen Graphit- oder Metallbelägen besteht.

9. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beta-Strahlungsquelle (5) mit ihrer Halterung und Einstellvorrichtung auf der Leiterplatte (7) montiert ist.

10. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in drei Ebenen &o liegende Offnungen (11; 12; 13) gegeneinander versetzt sind und das Öffnungsverhältnis jeder Ebene = 60% ist.

11. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle Öffnungen (11; 12; b' 13; 14; 15) im Strahlenschatten der Direktstrahlung der Beta-Strahlungsquelle (5) liegen.

12. Ionisationsfeuermelder nach Anspruch 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Beta-Strahlungsquelle (5) eine Kr^-Strahlungsquelle ist