DE2724510A1 - Fruehwarnfeuermelder - Google Patents

Fruehwarnfeuermelder

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DE2724510A1
DE2724510A1 DE19772724510 DE2724510A DE2724510A1 DE 2724510 A1 DE2724510 A1 DE 2724510A1 DE 19772724510 DE19772724510 DE 19772724510 DE 2724510 A DE2724510 A DE 2724510A DE 2724510 A1 DE2724510 A1 DE 2724510A1
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    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/11Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas

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Description

  • Beschreibung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Es wird nun im einzelnen Bezug genommen auf die derzeit bevorzugte Ausfilhrungsform der Erfindung, von der ein Beispiel in den beigefilgten Zeichnungen dargestellt ist.
  • 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.
  • Alternativ kann bei massiv ausgebildetem Gehäuse 12 der Hauptdurohlaß 18 durch Herstellung einer in geeigneter Weise bemessenen Bohrung im Gehäuse gebildet sein.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die aufgenommenen Teilchen von den Kollektoreinrichtungen mit einem gesteuerten Durchsatz durch den Ionisations-Teilchendetektor 29 hindurchzufilhren.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (5)

  1. Frühwarnfeuermelder ================ Ansprüche 1. Frühwarnfeuermelder mit einem Durchlaß zur Führung eines Strömungsmittels, wolohes vor ausbruch eines Feuers entstehende Teilchen enthält, und mit Mitteln zur aerodynamischen Ablenkung und Sammlung eines Teils des StrömungBmittels aus dem Durchlaß, wobei diese Mittel ungefilterte Teilchen von weniger als 5 µ durchlassen und im wesentlioheD alle größeren Teilchen zurückweisen, g e k e n n z e i c h n e t d u r o h einen Durohfluß-Ionisationsdetektor (30) mit Einrichtungen (24, 56) zur Führung des abgelenkten Teilstrooes aus dem Durchlaß (18) heraus durch den Detektor (30) und dann in den Durchlaß zurück, Einriohtungen (20) zur Erzeugung eines gesteuerten Stramungsmitteldurchsatzes durch den Durohfluß-Ionisatlonsdetektor (30) und einen Ausgang dieses Detektore, der die Verarbeitung der von dem Detektor ermittelten Zahl der Teilchen in dem abgelenkten Teilstrom als Anzeige für eine feuergefährliche Situation ermöglicht.
  2. 2. Prühwarnfeuermelder naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß der Durohfluß-Ionisationsdetektor eine Meß-Ionisationskammer (30) von bestimmter geometrischer Ausbildung und ferner eine abgeschirmte Bezugs-Ionisationskammer (40) aufweist, deren Ausbildung identisch ist mit derjenigen der Meß-Ionisationskammer.
  3. 3. Frühwarnfeuermelder naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bezugs-Ionisationskammer (40) und dem Durchlaß (18) ein Beokpaß (44) vorgesehen ist, der einen lemperatur-, Druok- und Feuohtigkeitsauagleioh zwischen innerhalb und außerhalb der 3ezugs-Ionisation.kammer zuläßt, aber das Eintreten von Teilchen in diese rammer verhindert.
  4. 4. FrEhwarnfeuermelder naoh Anspruch 2 oder 3, daduroh gekennzeichnet, daß die beiden Ionisationskammern (30, 40) aneinanderliegend auagebildet sind.
  5. 5. Frühwarnfeuermelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Strömung duroh den Durchlaß (18) und durch die Meß-Ionisationskammer (30) ein Gebläse (20) vorgesehen ist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1089193B (de) * 1957-10-24 1960-09-15 Francais Detection Eletr Gasanalyse- und Gaswarngeraet und Ionisationskammer fuer dieses Geraet
US3154773A (en) * 1960-02-26 1964-10-27 Cerberus Ag Fire alarm with an aerosol indicator for detecting combustion products suspended in the air
DE2415889A1 (de) * 1973-04-11 1974-10-24 Celesco Industries Inc Fruehwarnfeuermelder

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