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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Frühwarnfeuermelder mit einem
Durchlaß zur Führung eines Strömungsmittels, welohes vor Ausbruch eines Feuers entstehende
Teilchen enthält, und mit Mitteln zur aerodynamischen Ablenkung und Sammlung eines
Teils des Strömungsmittels aus dem Durchlaß, wobei diese Mittel ungefilterte Teilchen
von weniger als durchlassen und im wesentlichen alle größeren Teilchen zurtlckweisen.
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Die bisher erhältlichen Feuermeldesysteme und -geräte erfordern das
Vorhandensein einer Flamme, die Erreichung eines bestimmten Temperatur-Niveaus oder
dergleichen oder sie gehen aus von der Feststellung von Flugasche oder "Rauch".
Ein solches Gerät, welches Rauch und andere Verbrennungaprodukte feststellt, benutzt
einen Detektor für ionisierte Teilchen mit zwei Ionisationskammern. Eine erste oder
Meßkammer wird der Atmosphäre ausgesetzt, während eine zweite oder Bezugskammer
isoliert von Jeglichem durch Feuer erzeugten atmosphärischen Rauch oder anderen
Verbrennungaprodukten angeordnet ist. Die Bezugskammer wird dazu verwendet, um die
Wirkungen der normalen Änderungen der Umgebung in Temperatur, Feuchtigkeit und Druck
auf das Arbeiten der Meßkammer möglichst klein zu halten.
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Beide Ionisationskammern verwenden eine kleine radioaktive Strahlungsquelle
von IonMationsstrom. Wenn die Diohte von Massenteilchen in der Atmosphäre aufgrund
eines Feuers zunimmt, dann verhindern diese den Durchtritt der ionisierten Luftmolekeule
in der Meßkammer von der Quelle zu einer davon entfernten Elektrode. Die sich dann
ergebende Änderung im Ionisationsstrom der Meßkammer im Vergleich zu dem Strom in
der Bezugskammer kann dann benutzt werden zur Anzeige von Rauch oder anderen Verbrennungsprodukten.
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In der Praxis sind die Änderungen des Ionisationsstrom-Niveaus
aufgrund
von Rauch und anderen Verbrennungsprodukten äußerst gering. Folglioh werden hochempfindliche
Sohaltkreise benötigt, um diese Änderungen zuverlässig festzustellen. Um diese Zuverlässigkeit
zu verbessern sind die Neß- und Bezugeionisationskammern naoh dem Stand der Technik
häufig in Serie und parallel zu einer Gleichstromspannungsquelle gesohaltet.
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Zusätzlich ist die Bezugskammer in ihrer Größe reduziert und so konstruiert,
daß sie gerade unterhalb ihres physikalischen und elektrischen Sättigungapunktes
arbeitet. Daraus folgt, da bei kleinen Änderungen der atmosphärischen Temperatur,
des Druckes und der Feuchtigkeit annähernd die gleichen Wirkungen auf beide Kammern
erzielt werden, daß ein erhöhter Widerstand in der Meßkammer aufgrund des Vorhandenseins
von Teilchen, die von einem Feuer erzeugt worden sind, einen verstärkten Effekt
auf die Gesamtspannungsverteilung über die beiden Kammern aufweist, wobei dieser
Effekt als Anzeige fUr ein bestehendes Feuer leichter festgestellt werden kann.
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Dennoch sind selbst diesen verbesserten Teilohen-lonisationsdetektoren
Grenzen gesetzt, welche ihre Zuverlässigkeit und ihre Brauchbarkeit ernstlich beeinträchtigen.
Die Benutzung von unterschiedlich bemessenen oder unausgegliohenen Ionisationskammern
führt zu einer Sättigung der begrenzten Bezugskammer, wenn die beiden Kammern extremen
atmosphärischen Temperatur-, Druok- oder Feuchtigkeitsänderungen unterworfen werden,
wie diese dann zu erwarten sind, wenn die Detektoren in Flugzeugen, Raumfahrzeugen
oder dergleichen eingesetzt werden.
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Ferner werden diese bekannten Detektoren nachteilig beeinflußt durch
unkontrollierte Veränderungen im Luftstrom, welohe die Diohte der Teilchen innerhalb
der Meßkammer erhöhen oder aber das Strahlungsfeld abtragen können, bevor ea die
Luftmolekille ionisieren kann, eo daß in beiden Fällen ein Absinken des Ionisationestromes
und daher ein falscher Alarm die Folge ist.
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Solohe unkontrollierten Änderungen des Luftstromes werden beispielsweise
verursacht durch das Arbeiten einer Klimaanlage oder durch eine Bewegung nahe dem
Detektor. Folglich sind regelmäßig
Diffusionsschirme angeordnet,
um die messenden Ionisationskammern von den Wirkungen unkontrollierter Luftstromänderungen
zu sohEtzen. Diese Diffusionssohirme erlauben es, daß atmosphärische Teilchen nur
durch Konvektion zu der Meßkammer hinzutreten können. Da die Reaktionszeit des Detektors
teilweise abhängig ist von dem Luftaustausch in der Meßkammer, ist die Anwendbarkeit
der Diffusionsschirme benutzenden Detektoren herabgesetzt proportional zu den Begrenzungen
der Konvektion, welche Rauch und andere Verbrennungaprodukte in die Meß-Ionisationskammer
eintreten und aus dieser wieder austreten läßt.
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Sogar bei Verwendung eines Diffusionesohildes ist die Empfindliohkeit
der Meß-Ionisationskammer weiter beeinträohtigt durch das Vorhandensein von Staub
in der umgebenden Atmosphäre. Staubteilohen sammeln sioh sowohl auf der Strahlungsquelle
als auch auf der Elektrode der Meßkammer und fUhren zu einem deutlichen vorzeitigen
Abfall des Ionisationsstromes. Ferner wirkt in der Kammer schwebender Staub selbst
in der Weise, daß er einen Ionenfluß hemmt, was ebenfalls zu einem Absinken des
lonisationsstromes führt.
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Sohirme und Filter schaffen hier nur eine begrenzte Abhilfe, ergeben
eine zusätzliche Belaetung daduroh, daß sie sauber gehalten werden müssen. Die Konstruktion
der Strahlungsquelle gemäß der US-Patentschrift 3 353 170 gibt hier nur eine teilweise
Lösung.
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Ein Frilhwarnfeuermeldersystem ist ferner bereits aus der Deutschen
Offenlegungsschrift 2 415 889 bekannt, welohes an Stelle der Erfassung von Rauch
und anderen Verbrennungsprodukten auf der Erfasspund von Teilchen in der Größe von
einigen A beruht, von denen man weiß, daß sie dann in die Luft abgegeben werden,
wenn brennbare Materialien sich einer Entzilndung nähern, eine solohe Entzündung
und damit ein Feuer aber nooh nioht vorliegt. Dabei ist es bekannt, einen Teilohenkollektor
zu verwenden, der es ermöglioht, nur ausgewählte fUr den Zustand nur einer Entzilndung
typische
Teilchen derart auszusondern und auf einen Kristalldetektor
auftreffen zu lassen, um damit diese Teilchen zu erfassen und das Vorliegen einer
feuergefährliohen Situation anzuzeigen.
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Die vorliegende Erfindung geht von dem Frilhwarnfeuermelder gemäß
der genannten Offenlegungsschrift aus und hat sioh zur Aufgabe gesetzt, dessen Naohteile
zu vermeiden und insbesondere eine hohe Zuverlässigkeit, Ansprechempfindlichkeit
und Einsatzfähigkeit zu erreiohen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Durch fluß-Ionisationsdetektor
mit Einrichtungen zur FUhrung des abgelenkten Teilstromes aus dem Durchlaß heraus
durch den Detektor und dann in den Durchlaß zurWok, Einriohtungen zur Erzeugung
eines gesteuerten Strömungsmitteldurohaatzes durch den Durohfluß-Ionisationsdetektor
und einen Ausgang dieses Detektors, der die Verarb3itung der von dem Detektor ermittelten
Zahl der Teilchen in dem abgelenkten Teilstrom als Anzeige für eine feuergefährliche
Situation ermöglicht. Vorzugsweise haben die aerodynamioohen Kollektoreinrichtungen
eine Außenfläche, welohe in dem der Zuströmung zugewandten Abschnitt geschlossen
ist. Sie weisen ferner in der der Zuströmung entgegengeriohteten Seite eine Öffnung
auf. Die Kollektoreinrichtung ist dabei so bemessen, daß sie durch ihre Öffnung
Teilchen aufnimmt, welohe eine Größe von weniger als 5 P haben und daß sie im wesentliohen
alle Teilchen abweist, deren Größe Uber liegt.
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Weitere Merkmale der Erfindung, die Gegenstand der UnteransprE-ohe
sind, ergeben eioh aus dem naohfolgenden Teil der Besohreibung, in dem die Erfindung
beispielsweise anhand von Zeiohnungen erläutert ist. Es zeigt: Fig. 1: eine schematische
Ansicht einer bevorzugten Ausftihrungsform des erfindungsgemäßen FrEhwarnfeuermelders,
Fig.
2: eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines Teilchenkollektors, welche bei dem FrUhwarnfeuermelder naoh Fig. 1 benutzt
wird, Fig. 3: eine Schnittansicht naoh der Linie 3-3 in Fig. 2 durch den Durchlaß
des DUsenblooks entgegen der Strömungsrichtung betrachtet und Fig. 4: eine Schnittansicht
nach der Linie 4-4 in Fig. 3 gesehen in Richtung der Längsachse des Kollektorrohres.
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Es wird nun im einzelnen Bezug genommen auf die derzeit bevorzugte
Ausfilhrungsform der Erfindung, von der ein Beispiel in den beigefilgten Zeichnungen
dargestellt ist.
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In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Frilhwarnfeuermelder 10 dargestellt.
Er weist ein äußeres Gehäuse 12 mit einem Einlaß 14, einem Auslaß 16 und einem Hauptdurchlaß
18 auf. Bei dieser Ausflihrungsform ist der Hauptdurchlaß 18 im Gehäuse 12 gebildet
und steht in Strömungsverbindung mit dem Einlaß 14, um eine Strömungsmittelprobe
durch den Frilhwarnfeuermelder 10 hindurchzufUhren. Der Hauptdurchlaß 18 kann als
Innenraum eines Rohres ausgebildet sein, welches in das Gehäuse 12 eingesetzt ist.
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Alternativ kann bei massiv ausgebildetem Gehäuse 12 der Hauptdurohlaß
18 durch Herstellung einer in geeigneter Weise bemessenen Bohrung im Gehäuse gebildet
sein.
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Ee sind Einrichtungen vorgesehen, um aerodynamisch aus einem Strömungsmittel
Teilchen aufzunehmen oder auszusondern, die eine Größe von weniger als 5 t haben,
und im wesentlichen alle Teilchen abzuweisen, deren Größe Uber 5 t /CH2 liegt. Diese
Einrichtungen weisen einen aerodynamisoh wirksamen Teilohenkollektor 24 auf. Bei
diesem Kollektor 24 handelt es sioh vorzugsweise um einen solchen, wie er in der
vorgenannten Deutschen Offenlegungssohrift
2 415 889 besohrieben
ist. Gemäß der Lehre dieser Offenlegungsschrift ist der Kollektor 24 mit einer Außenfläohe
versehen, welohe an dem der Zuströmung zum Kollektor zugewandten Abschnitt gesohlossen
ist. Die Öffnung zur Aufnahme der Teilchen aus dem Strömungsmittel ist in dem Abschnitt
der Außenfläche des Kollektors untergebraoht, der der Zuströmung entgegengesetzt
ist.
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Insbesondere aus den Fig. 2, 3 und 4 ist ersichtlich, daß der Kollektor
24 eine Stirnfläche 26 hat, die der Zuströmung zugewandt und geschlossen ist. Wie
in der vorgenannten Ofienlegungsschrift offenbart und nachstehend nooh im Detail
beschieben wird, ist diese Stirnfläohe vorzugsweise als eine gewölbte Fläche ausgebildet,
um die Ablenkung der Strömung und der darin enthaltenen Teilchen um den Kollektor
herum zu unterstützen. Der Kollektor 24 ist dabei als ein Rohr 27 gestaltet, welches
in den Hauptdurchlaß 18 hineinreicht und eine Öffnung 28 hat, die durch Abschneiden
des Rohrs unter einem spitzen Winkel bezilglich seiner Längsachse gebildet ist.
Diese Öffnung 28 ist vorzugsweise von etwa elliptischer Form, wenn man das Kollektorrohr
24 so sieht, wie ee in Fig. 3 dargestellt ist. Die Öffnung 28 ist stromabwärts geriohtet
bezilglich der geplanten Strömung durch den Hauptdurchlaß 18. Die Abmessungen des
Kollektors 24 sind eo gewählt, wie dies in der genannten Offenlegungsschrift beschrieben
ist, um aerodynamisoh Teilchen in dem Hauptdurohlaß 18 aufzunehmen, die eine Größe
von weniger als 5 µ haben und im wesentlichen alle Teilchen abzuweisen, die eine
Größe von mehr als 5A aufweisen. Bezilglich einer detaillierteren Beschreibung des
Aufbaus und der Wirkungsweise des Teilchenkollektors 24 wird auf die vorgenannte
Offenlegungsschrift hingewiesen.
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Die Erfindung sieht vor, daß ein Durchfluß-Ionisationsdetektor 29
fUr Teilchen vorgesehen ist, der die aufgenommenen Teilchen iestetollt Dieser Detektor
29 weist eine erste IonisationskU-mer 30 zur Erfassung der durch die Kollektoreinrichtungen
aufgenommenen
Teilchen auf. Die Ionisatbnskammer 30 ist von einer,
bei Feuermeldern bereits bekannten Art und umfaßt eine Quelle von radioaktivem Material
32, welohes auf einer Isolierbasis 34 angeordnet ist. Die Ionisationskammer 30 weist
ferner ein äusseres Gehäuse 36 zur Aufnahme von durch das radioaktive Material 32
ionisierten Luftmolekillen auf. Das äußere Gehäuse 36 wirkt als Elektrode und erzeugt
einen Ionisationsstrom an einer Ausgangsleitung 38 des Gehäuses 36. Zusätzlich ist
das Gehäuse 36 eo gestaltet, daß es Teilchen und Luftmoleküle durch die Ionisationskammer
30 hindurohtreten läßt. Beispielsweise kann das Gehäuse 36 aus einem elektrisch
leitenden Schirm oder Gitter konstrulert sein, welohen bzw. welches die Teilchen
durohdringen können. Alternativ kann das Gehäuse 36 aus massivem Material hergestellt
sein, das mehrere Öffnungen aufweist, um einen kontinuierlichen Strom von Teilchen
und Luftmolekülen durch die Ionisationskammer 30 su bewirken.
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Der Ionisations-Teilchendetektor 29 umfaßt eine zweite Ionisationskammer
40, die als Bezug für die erste Ionisationskammer 30 dient. Auch die Bezuga-Ionisationskammer
40 ist vorzugsweise von einer auf dem Feuermeldersektor bekannten Art und umfaßt
eine Quelle von radioaktivem Material 42, welches auf der Isolierbasis 34 angeordnet
ist. Die Bezugs-Ionisationskammer 40 umfaßt ferner ein äußeres Gehäuse 46, welches
in der gleiohen Weise wie das äußere Gehäuse 36 sur Aufnahme von durch das radioaktive
Material 42 ionisierten Luftmolekillen ausgebildet ist. Durch aufnahme der ionisierten
Luftmoleküle wirkt das äussere Gehäuse 46 wie eine Elektrode und erzeugt einen Ionisationsstrom
an einer Ausgangsleitung 48 des äußeren Gehäuses 46.
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Ein Sohdsohirm 50 umgibt die Ionisationskammer 40 und verhindert,
daß Teilchen aus der Luft in die Kammer eintreten und dadurch das Arbeiten dieser
Ionisationskammer 40 beeinflussen. Zwischen dem Sohutzßohirm 50 und der Isolierbasis
34 ist eine Labyrinthnut oder ein Leckpaß 44 vorgesehen, der eine Verbindung zur
umgebenden Atmosphäre gestattet, so daß folglioh die Besugs-Ionisationskammer 40
auf atmosphärische Änderungen in der Temperatur, dem Druok und der Feuchtigkeit
anspricht. Der Leckpaß 44
ist jedoch ausreiohend klein bemessen,
um zu verhindern, daß aufgesammelte Teilchen, Staub oder andere atmosphärische Teilchen
in die Ionisationskammer 40 gelangen.
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In der bevorzugten Ausfilhrungsform ist die Bezugs-Ionisationskammer
40 in ihrem geometrischen Aufbau sowie in ihrer Funktionsweise identisch mit der
Ionisationskammer 30. Auf diese Weise sind die beiden Kammern ausgeglichen und alle
Änderungen in dem Ionisationsatrom, welohe durch die Änderung der Umgebungstemperatur,
Feuchtigkeit und Druck bewirkt werden, sind fEr beide Kammern gleich. Zusätzlich
stellt die Bezugs-Ionisationskammer 40 aufgrund des Schutzschirms 50, weloher diese
Ionisationskammer von Änderungen in dem Teilohenanteil in der Luft abschirmt, eine
Bezugsgröße dar, mit der die Ionisationskammer 30, die nioht isoliert ist, vergliohen
werden kann.
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Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die aufgenommenen Teilchen von
den Kollektoreinrichtungen mit einem gesteuerten Durchsatz durch den Ionisations-Teilchendetektor
29 hindurchzufilhren.
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Diese Einrichtungen umfassen den Hauptdurchlaß 18, der eine Luftprobe
12 führt. Der Ausgang des Rohres 27 führt in einen Raum 54, in dem die Ionisationskammer
30 angeordnet ist. Der Raum 54 umgibt das als äußere Elektrode wirkende Gehäuse
36 und hat einen Auslaß 56, weloher zu dem Hauptdurchlaß 18 führt. Ein Gebläse 20
wird von einem Motor 22 angetrieben und ist in dem Hauptdurchlaß 18 angeordnet,
um Strömungsmittel von der Öffnung 14 in den Hauptdurchlaß 18, am Kollektor 24 vorbei
zum Auslaß 16 zu fUhren.
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Das Gebläse 20 bewirkt eine Strömung von Luftmolekillen und von Teilchen
von weniger als 5 », die von dem Kollektor 24 auegesondert worden sind, durch das
Rohr 27 und in den Raum 54. Diese Teilströmung verläßt den Raum 54 durch den Auslaß
56 und vereinigt sioh dann wieder mit dem Hauptströmungsfluß in dem Hauptdurchlaß
18. Die erste Ionisationskammer 30 ist in dem Raum 54 unmittelbar in dem Weg dieser
Teilströmung angeordnet, wie er durch Pfeile 58 gekennzeichnet ist. Um einen gleichmäßigen
Fluß
durch die Ionisationskammer 30 sicherzustellen, ist ein Deflektor
55 in dem Raum 54 zwischen dem Kollektorrohr 27 und der Ionisationskammer 30 angeordnet.
Der Durchsatz durch die Ionisationskammer 30 wird gesteuert von der Geschwindigkeit
der Luftströmung, die an dem Kollektor 24 vorbeigeführt wird, und durch die Geometrie
des Kollektorrohres 27. Die Auswirkung auf den Durchsatz des von der Geometrie des
Kollektorrohrs 27 gesteuerten Durchsatzes ist in der eingangs genannten deutschen
Offenlegungsschrift besohrieben.
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Es sind ferner Mittel vorgesehen, um von dem Ionisations-TeSr chendetektor
29 einen Ausgang zu erhalten, der es gestattet, die Zahl der aufgenommenen, von
dem Detektor erfaßten Teilchen zu ermitteln. Dieser Ausgang ist in Fig. 1 mit den
Klemmen A und B bezeichnet. Eine Alarmvorrichtung 60 ist mit den Klemmen A und B
verbunden dargestellt. Diese Alarmvorriohtung 60 kann jede auf dem Feuermeldersektor
bekannte Schaltung umfassen, welohe in Abhängigkeit von dem Ionisationsstrom in
der Ausgangsleitung 38 der ersten Ionisationskammer 30 einen Monitor bet§-tigt,
sobald dieser Strom einen vorbestimmten Schwellenwert Uber dem Strom in der Ausgangsleitung
48 der Bezugs-Ionisationskammer 40 erreioht, da eine solche obersohreitung ein Anzeichen
fUr das Vorliegen von Gefahr bedeutet. Bei einer anderen Ausfilhrungsform können
die Ausgänge 38 und 48 der Ionisationskammern 30 und 40 in Serie geschaltet sein,
wobei nur die Differenz der Ionisationsströme der beiden Kammern gemessen wird.
Die Alarmvorrichtung 60 kann dann aus einem Strommeßgerät bestehen, dessen Ausgang
eine kontinuierliohe tberwaohung fUr das Vorliegen von feuergefährliohen Situationen
darstellt.
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Als eine andere Ausilhrungsform können die seriengeschalteten Differenzströme
der Ionisationskammern 30 und 40 in ein Signal umgewandelt werden, das sich bei
Wechseln des Stroms in seiner Frequenz ändert und einer elektronischen Verarboitungssohaltung
sugeftihrt wird, die in Fig. 6 der genannten Offenlegungsschrift beschrieben ist.
In der Zusammenfassung werden also die Ausgänge der Leitungen 38 und 48 auf die
Alarmvorrichtung 60 gegeben mit
dem Ergebnis, daß eine feuergefährliche
Situation auf ein Sichtgerät, ein Aufzelohnungsgerät, ein Steuergerät oder dergleiohen
gegeben wird. Die besondere hierher erforderliche Schaltungsanordnung ist nicht
wesentlich fUr die hier betroffene Erfindung.
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Im Betrieb wird ein kontinuierlicher Luftprobenstrom durch den Einlaß
14 und den Hauptdurchlaß 18 des Gehäuses 12 geführt. Der Kollektor 24 sondert dann
aerodynamisch aus diesem Luftprobenstrom in dem Hauptdurchlaß 18 Teilchen aus, welohe
eine Größe von weniger als 5/1 haben, und er weist im wesentlichen alle Teilchen
zurilck, deren Größe Uber liegt. Die zurilckgewiesenen Teilchen werden durch den
Hauptdurohlaß 18 weitergefUhrt und umgehen die Ionisationskammer 30. Sie werden
durch den Auslaß 16 aus dem Gehäuse 12 wieder abgegeben. Die von der Strömung abgespaltene
Teilströmung, die die ausgewählten Teilchen enthält, strömt durch das Kollektorrohr
27 und gelangt in den Raum 54, in dem die lonisationskammer 30 angeordnet ist. Diese
Teilströmung tritt in dem Bestreben, die möglichst direkte Richtung zu dem Auslaß
56 einzunehmen, durch das als Elektrode ausgebildete äußere Gehäuse 36 der Ionisationskammer
30 hinduroh, verläßt dann die Ionisationskammer 90 durch den Auslaß 56, vereinigt
sioh wieder mit der Strömung in dem Hauptdurohlaß 18 und verläßt sohließlioh das
Gehäuse 12 durch den Auslaß 16.
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Wenn sioh eine feuergofährliohe Situation ergibt, dann steigt die
Zahl der Teilchen mit einer Größe von 5/1 und weniger in der Atmosphäre stark an.
Der Kollektor 24 bearbeitet die Luftprobe in dem Hauptdurohlaß 18, um diese Teilchen
mit einer Größe von 5 µ und weniger auszusondern. Die Strömung dieser Teilchen gelangt
in den Raum 54 und durch die Ionieationskammer 30 hinduroh. Die Anwesenheit dieser
Teilchen behindert die Strömung von ionisierten Luftmolekillen von der Strahlungsquelle
32 zu der Elektrode 36 und bewirkt damit ein Abnehmen des Ionisationestroms in der
Leitung 38. Die Alarmsorriohtung 60 arbeitet, um die Änderung in dem Ionisationsstrom
der Ionisationekammer
30 zu Uberwaohen, Da die Bezugs-Ionisationskammer
40 nioht den Teilchen ausgesetzt ist, wird der Ionisationsstrom in der Leitung 48
der Ionisationskammer 40 nioht verändert durch eine feurgefährliche Situation und
kann deshalb als Bezug fUr inderungen in der Feuchtigkeit, Temperatur und im Druck
funktionieren.
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Der Durohsatz der Luftprobe in de Hauptdurohlaß 18 und die Strömung
der ausgewählten Teilchen durch die Ionisationskammer 30 in dem Raum 54 werden gesteuert
durch das Gebläse 20 in dem Hauptdurchlaß 18. Die Abmessungen des Gebläses 20 sind
so gewählt, daß eine konstante Strömung von Umgebungsluft durch den Hauptdurchlaß
18 erreioht wird. Ein Beispiel für einen geeigneten Durchsatz liegt bei 6 1 pro
Minute. Bei diesem gesteuerten Durchsatz von Umgebungsluft entnimmt der Kollektor
24, der gemäß der eingangs genannten Offenlegungsschrift zur Entnahme von Teilchen
von weniger als 5 A ausgelegt ist, eine Strömungamenge von etwa 300 com3 pro Minute
an Luft, wobei diese Menge nur Teilchen der ausgewählten Größe enthält. Da der Luftdurchsatz
des Kollektors unmittelbar abhängig ist von der Strömung der Umgebungsluft in dem
Hauptdurchlaß 18, wird der Durchsatz der abgesonderten Luftmenge in dem Raum 54
ebenfalls unmittelbar gesteuert durch das Arbeiten des Gebläses 20.
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Dieser gesteuerte Durchsatz in dem Raum 54 führt zu einer Anzahl von
bedeutsamen Vorteilen des Erfindungsgegenstandes gegenüber anderen bekannten Ionisationa-Feuermeldern.
Bei einem Typ eines üblichen Sensors schUtzt ein Diffusor die lonisations-Teilohendetektorkaimer,
wobei es möglioh ist, daß in der Atmosphäre enthaltende Teilchen in den Sensor eintreten
und aus diesem wieder herausgelangen allein durch Konvektion, was zu einem statisch
arbeitenden Sensorgerät führt. Diese Maßnahme ist notwendig, da Ionisationskammern
ihrem Wesen entepreohend äußerst empfindlich sind auf ungouteuerte Xnderungon in
dem Luftstrom, insbesondere dann, wenn große Staubteilohen vorhanden sind. Bei dem
Erfindungsgegenstand werden die meisten Staubteilohen ausgeschlossen durch den aerodynamisch
arbeitenden Kollektor 24. Somit wird die Ionisationskammer
30
lediglich den Teilchen der ausgewählten Größenordnung ausgesetzt. Dies geschieht
bei einem gesteuerten, vorgewählten Durchsatz und bei etwa viermaligem Luftaustausch
in der Ionisationskammer 30 pro Minute und fUhrt zu einem dynamisohen Sensor. Dies
kann nur dadurch gesohehen, daß die Ionisationskammer 30 nicht dem atmosphärisohen
Staub, Schmutz usw.
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ausgesetzt ist. Es wurde gefunden, daß durch den Erfindungsgegenstand
die Ansprechzeit der Ionisationskammer auf eine feuergefährliohe Situation durch
einen Faktor von größer als 25 gegenüber den bisherigen Vorsohlägen verbessert worden
ist, bei denen man sich auf die Konvektion verlassen hat. Darüber hinaus bleibt
die Strömung der ausgewählten Teilchen durch die Ionisationskammer unabhängig von
Änderungen der Außenbedingungen konstant. Beispielsweise hat der Erfindungsgegenstand
erfolgreich in Luftgeschwindigkeiten bis zu etwa 915 m/min (3000 ft./min) gearbeitet.
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Die erhöhte Anspreohempfindlichkeit der Ionisationskammer 30 aufgrund
des gesteuerten Durchsatzes von ausgewählten kleinen Teilchen ergibt einen weiteren
Vorteil gegenüber anderen Ionisations-Detektoren. Dieser Vorteil folgt aus der Tatsache,
daß die erhöhte Empfindlichkeit es ermöglioht, daß die Bezugs-Ionisationskammer
40 funktionell identisoh ausgebildet, das heißt, mit der Meß-Ionisationakammer 30
ausgegliohen ist. Die erhöhte Empfindlichkeit der Kammer, welche durch den dynamischen
Durchfluß bewirkt wird, erübrigt es, die Größe der Bezuge-lonisationskammer zu reduzieren
und diese Kammer leioht unterhalb der Sättigung zu betreiben. Unter diesen beim
Stand der Technik vorkommenden Bedingungen fUhren Änderungen in der Umgebungstemperatur,
dem Umgebungsdruck und der Feuchtigkeit in der zu erwartenden Größenordnung beim
Einsatz der Detektoren in Luftfahrzeugen, Raumfahrzeugen und dergleichen zu ungleichen
Wiikungen in den beiden Kammern, wodurch die Fähigkeit der zweiten Kammer aufgehoben
wird, als Bezug fUr die erste Kammer zu arbeiten. Beim Erfindung;egegenetand können
aufgrund der erhöhten Empfindliohkeit die beiden Kammern exakt gleich auegebildet
und daher gleiohen Einwirkungen unterworfen werden, wenn eie starken
Xnderungen
der Umgebungstemperatur, des Druckes und der Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Folglich
wird die Einsatzfähigkeit und Verwendbarkeit des Erfindungsgegenstandes gesteigert
durch seine Fähigkeit, in Luftfahrzeugen, Raumfahrzeugen und dergleichen benutzt
zu werden.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich daraus,
daß die Neß-Ionisationskammer 30 nur Teilchen von 5 P und kleiner ausgesetzt wird
und im wesentlichen gegen-Uber allen Staubteilchen von einer Größenordnung von mehr
als 5 A isoliert ist. Demzufolge ist das Problem der Staubablage auf der Elektrode
und auf der Strahlungsquelle der Xeß-Ionisationskammer und damit das Problem der
Reinigung dieser Kammer ausgeschaltet. Es wurde festgestellt, daß die kleinen Teilchen,
welche durch die Ionisationskammer 30 hindurohtreten können, sioh nioht an den Oberfläohen
des Sensors festsetzen. Duroh diese Ausschaltung von Staub wird die Empfindlichkeit
der Neß-Ionisationskammer stark verbessert und ihre Einsatzdauer beträchtlich verlängert.
Die Lebensdauer des vorliegenden Detektors ist daher nur begrenzt durch die Lebensdauer
des Motors 22.
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Ein weiterer Vorteil der dynamisohen Durohflußkammer gegenüber einem
statischen Ionisationsdetektor liegt in der Möglichkeit, das Fortschreiten einer
feuergefährlichen Situation nach Abgabe eines Alarms su verfolgen. Bei Detektoren
mit statischer Ionisationskammer benötigen Rauohteilohen, die in die IoDieationskammer
hineindiffundieren, eine lange Zeit, um wieder heraussudiffundieren, nachdem die
störende Bedingung aufgehoben worden iet, wodurch die Einsetzbarkeit solcher bekannten
Detektoren nur auf den Anfangsalarm beschränkt ist. Bei einem dynamischen Durohflußdgtektor
spricht der Sensor sogleich auf Umgebungsbedingungen an, und er ist damit in der
Lage, das Fortschreiten oder die Weiterentwicklung der beobaohteten Bedingung nach
dem Anfangsalarm su Uberwachen.