DE3904979C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines
Ionisationsrauchmelders nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
wie es aus der DE-OS 30 50 185 bekannt ist.
Es ist bekannt, mit Hilfe einer offenen Ionisationskammer den an
steigenden Aerosolgehalt (Rauch) in der Luft zu detektieren. Ein
radioaktives Element erzeugt in der Ionisationskammer einen Ionen
strom, der durch den sogenannten Kleinionenanlagerungseffekt bei
Vorhandensein von Rauchaerosolen verringert wird. Herkömmliche
Ionisationsrauchmelder lösen bei Über- bzw. Unterschreiten eines
vorbestimmten Schwellenwertes für den Ionenstrom bzw. eines dadurch
hervorgerufenen Potentials (an der Meßelektrode) über die Melde
linie Alarm aus. Neuerdings werden zunehmend sogenannte Analog
melder verwendet (DE-AS 22 57 931, DE-OS 29 46 507, EP
00 70 449). Bei diesen wird in Abhängigkeit von dem Analog
wert des jeweiligen Meßkammerstroms ein entsprechendes
Signal für die Auswerteeinrichtung erzeugt.
Normalerweise besteht eine Brandmeldeanlage aus einer Viel
zahl von Brandmeldern, die über Stromversorgungs- und
Signalleitungen gruppenweise mit einer Brandmeldezentrale
verbunden sind. Das Auswerten der Analogsignale erfordert
für jeden Melder sowie seinen jeweiligen Meßwert ein zuge
ordnetes eindeutiges Kennungssignal. Um einen Brand mög
lichst unmittelbar zu erkennen, ist eine Abgabe von Analog
signalen in kurzen Zeitintervallen erforderlich. Da eine
größere Anzahl von Brandmeldern üblicherweise an ein ge
meinsames Kabel angeschlossen ist, kommt es zu einer großen
Signalanhäufung. Ein sehr hochwertiges, aus jeweils einer
Signalfolge bestehendes Melderkennungswort und ein den
zugehörigen Analogwert enthaltendes Kennungsdatenwort sind
ebenso wie ein hochwertiges Kabelnetz für eine sichere
Übertragung zu der von den Meldern oft weit entfernten
Zentrale zwingend erforderlich (EP 01 21 048 oder auch EP
0 70 449). In der Zentrale selbst ist ebenfalls ein rela
tiv hoher Aufwand für die datentechnische Verarbeitung der
vielen Signalfolgen erforderlich (EP 00 67 339).
Dieser Aufwand wird getrieben, um möglichst frühzeitig
nicht auf einen Brand zurückführende Veränderungen des Meß
kammerstroms zu erkennen und Fehlalarme zu vermeiden (DE-
AS 22 57 931 oder DE-OS 29 46 507).
Abgesehen von klimatischen Einflüssen wie Temperatur,
Druck usw. sowie von Alterungerscheinungen, insbesondere
des radioaktiven Elements, wird der ordnungsgemäße Betrieb
derartiger Rauchmelder durch Verschmutzungen beeinträch
tigt, die naturgemäß stark variieren, je nachdem welcher
Atmosphäre der Melder ausgesetzt ist. Es werden im wesent
lichen zwei auf unterschiedlicher Verschmutzung beruhende
schädliche Auswirkungen unterschieden. Überwiegt die Ver
schmutzung an der Isolation des die Meßelektrode tragenden
Bauteils, so kommt es aufgrund von Leckströmen zu einer
Verminderung der Ansprechempfindlichkeit oder gar zu einem
Nichtansprechen. Um diesen Zustand rechtzeitig zu erfassen,
sind bereits Lösungen vorgeschlagen worden (DE-PS 20 29 794,
EP 00 33 888 = DE-OS 30 04 753 oder DE-PS 20 04 584).
Überwiegt hingegen eine Verschmutzung des radioaktiven
Elements, zum Beispiel aufgrund von Staubablagerungen,
kommt es zu einer Verringerung des Meßkammerstroms auf
grund einer Verringerung der Bewegungsenergie bzw. der
Ionisierungsfähigkeit der radioaktiven Strahlung; der
Ionisationsrauchmelder wird auf Rauch empfindlicher. Bei
unbemerkt fortschreitender Verschmutzung des radioaktiven
Elements kommt es zu einem Fehlalarm, wenn nicht entspre
chende Vorkehrungen getroffen werden.
Um diesen höchst kritischen Zustand eines Melders früh
zeitig zu erkennen, sind bereits verschiedene Lösungen vor
geschlagen worden. Bei herkömmlich arbeitenden Schwellwert
meldern werden zum Beispiel eine oder mehrere zusätzliche
Vorwarnschwellen vorgesehen, die bereits bei relativ ge
ringer Kammerstromabnahme eine Auslösung bewirken (CH-PS
6 29 905 oder CH-PS 5 74 532). Um die Funktion der Ionisa
tionsrauchmelder von der Zentrale aus überprüfen zu können
bzw. die tatsächliche Ansprechempfindlichkeit oder prä
ziser gesagt, die für eine Alarmauslösung an der Meßelek
trode zu überwindende Spannungsdifferenz zu ermitteln,
wurde auch bereits vorgeschlagen, die Spannung an der
Meßelektrode der Meßkammer kontinuierlich oder schritt
weise zu erhöhen (DE-AS 20 19 791, DE-PS 20 27 064 oder DE-
PS 20 50 719). In der DE-OS 21 21 382 wird auch bereits
vorgeschlagen, nur sich über längere Zeiträume erstreckende
Veränderungen des Meßkammerstromes für eine Unterscheidung,
ob Rauch oder zum Beispiel Schmutz die Ursache für eine
Kammerstromänderung ist, auszuwerten. Äußerst langsame
Veränderungen des Stroms werden dabei auf Schmutzeinwir
kung zurückgeführt. Des weiteren wird in der letztgenannten
Schrift auch der Einbau eines Strahlungsdetektors vorge
schlagen, mit dem die Radioaktivität direkt gemessen wird,
um Veränderungen der Ionisierungsleistung unmittelbar
feststellen zu können. In der gleichen Schrift wird auch
der Einbau von Hilfselektroden beschrieben, um eine Er
höhung des Isolationsleckstroms eindeutiger erkennen bzw.
kompensieren zu können.
Aus der DE-OS 30 50 185 ist bekanntgeworden, durch Umschaltung
der Betriebsspannung eine andere Feldstärke an die Elektroden
einer Ionisiationsmeßkammer zu legen. Der sich dabei einstellende
Potentialwert wird mit dem gleichen Schwellwert der Auswerteschaltung
in Beziehung gesetzt wie das bei Betriebsspannung sich
einstellende Potential, wobei jedoch der Schwellwert so gewählt
ist, daß die aufgrund der Umschaltung auf die höhere Gleichspannung
einer Steuerstrecke eines Feldeffekttransistors auftretende
Spannung nur dann die Schwellspannung überschreitet, wenn die
Meßkammer aufgrund der Verschmutzung der sie ionisierenden Strahlungsquelle
ein gegenüber dem insoweit ungestörten Ruhezustand
erhöhten Innenwiderstand aufweist. Da der Schwellwert der Auswerteschaltung
für den Rauchalarmfall ausgelegt ist, kann mit
Hilfe der bekannten Maßnahme nur ein betimmter Verschmutzungsgrad
ermittelt werden ohne Rücksicht auf seine tatsächliche Relevanz.
Aus der DE-OS 32 00 620 ist bekanntgeworden, eine in der Meßkammer
angeordnete Hilfselektrode im Testfall an eine andere Spannung zu
legen, so daß bei Abwesenheit von Rauch eine stärkere Kammerstromverringerung
bewirkt wird. Mit dieser Maßnahme soll die Funktionsfähigkeit
des Rauchmelders bei Auftreten von Rauch simuliert werden.
Aus der EP 01 21 048 ist auch bekannt, jeden Ionisations
rauchmelder mit sogenannten Störpegeln auszurüsten. Hierbei
werden zusätzliche Schwellen unterhalb der Alarmschwelle
gebildet und zusätzlich ein überlagertes langzeitiges
Driften berücksichtigt. Ein vergleichbares Verfahren ist
auch bei Analogmeldern bekanntgeworden (EP 00 70 449).
Es ist ferner aus der EP 00 67 339 bekanntgeworden, durch
schwankende Umgebungsbedingungen verursachte Veränderungen
des Meßkammerruhestroms als Kriterium dafür heranzuziehen,
ob sich der Melder überhaupt im ordnungsgemäßen Betriebs
zustand befindet.
Alle bisher bekanntgewordenen Verfahren weisen keinen Weg,
der hinreichend sicher eine Unterscheidung zuläßt, ob
Schmutzablagerungen auf dem radioaktiven Element oder
schwebende Rauchaerosole die Ursache für eine Verringerung
des Meßkammerstroms sind. Das Ansprechen eines Melders bei
sogenannten Vorwarnschwellen erfordert eine unmittelbar
durch eine Person durchzuführende Überprüfung, ob ein
Schadensfeuer im Entstehen ist, d.h. es wird bei einem
verantwortungsbewußten Betreiber eine umfangreiche Alarm
organisation ausgelöst. Zwar ist in der Vielzahl der Fälle
eine Verschmutzung die Ursache für die Auslösung der Vor
warnschwelle, es besteht jedoch die Gefahr, daß dadurch
die Aufmerksamkeit herabgesetzt oder zumindest eine große
Verunsicherung heraufbeschworen wird. Brandmelder, die
einen Alarm bei einer relativ langsamen Änderung des Meß
kammerstroms unterdrücken, bergen in sich die Gefahr, daß
sie langsam schwelende Brände sehr spät oder gar nicht
erfassen. Eine sehr starke kurzzeitig auftretende Ver
schmutzung oder zum Beispiel eine Betauung der radioaktiven
Strahler sind mit Hilfe dieser Verfahren von einer durch
einen raschen Rauchanstieg bewirkten Stromänderung in der
Meßkammer nicht zu unterscheiden.
Diese aufgezeigten Mängel weisen prinzipiell auch die be
kannten Analogsysteme auf. Es können hierbei auch mit ver
gleichsweise hohem technischen Aufwand nur wenige der
tatsächlich auftretenden Fehler, die durch Verschmutzung
vorgetäuscht werden, erkannt werden. Bei den meisten Ana
logmelder betreffenden bekannten Lösungen wird entweder
bei einer sehr langsamen Veränderung der Meßkammerstrom
werte eine Verschmutzung oder Alterung unterstellt oder
eine wenig aussagekräftige Auswertung der im Normalbetrieb
vorkommenden Schwankungen des Meßkammerstroms vorgenommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Betrieb eines Ionisationsrauchmelders anzugeben, mit
dem sicher erkannt werden kann, ob die Änderung des Meß
kammerstroms einerseits durch den Eintritt von Rauchaero
solen oder andererseits durch Verschmutzung oder sonstige
Beeinträchtigung der radioaktiven Quelle verursacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk
male des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von der Erkenntnis
Gebrauch gemacht, daß der Meßkammerstrom bei einer Änderung
der Feldstärke unterschiedliche Werte annimmt, abhängig
davon, ob eine Stromverringerung zum Beispiel durch eine
Verschmutzung und damit Teilabdeckung des radioaktiven
Elements oder den Eintritt von Rauchaerosolen bedingt ist.
Unabhängig vom Verschmutzungsgrad wird sich eine Meßkammer
bei Änderung des Spannungsabfalls durch die Erhöhung oder
die Erniedrigung der anliegenden Speisespannung anders
verhalten als wenn sich in der Meßkammer schwebende Rauch
aerosole befinden. Nach dem Anlagerungsgesetz von
Schweitler (DE-AS 59 227) hängt nämlich die
relative Änderung der Ionenkonzentration von der Verweil
zeit der Ionen in einem betrachteten Volumenelement ab.
Die Ionenverweilzeit hängt jedoch ihrerseits von der elek
trischen Feldstärke ab. Mit anderen Worten, mit zunehmen
der Feldstärke in der Ionisationskammer ist die relative
Änderung des Meßkammerstroms bei gleicher Rauchdichte immer
geringer. Bei gleicher Rauchdichte kommt es bei geringeren
Feldstärken (z.B. von einigen V/cm) zu einer prozentual
größeren Verminderung des Kammerstroms verglichen mit der
Verminderung bei höheren Feldstärken. Ursache ist die An
lagerungsfähigkeit der Ionen an Aerosole, die mit zunehmen
der Feldstärke kleiner wird.
Aufgrund der oben beschriebenen Erkenntnis ist eine Viel
zahl von Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
möglich. Es kann sowohl bei einem aus einer oder zwei Ioni
sationskammern bestehenden Anordnung als auch bei einem
mit Schwellenwerten oder Analogwerten arbeitenden System
angewendet werden. Eine relativ einfache Ausgestaltung der
Erfindung kann wie folgt arbeiten.
Bei einer ungesättigten Ionisationskammer, die in einem
für den Anlagerungsvorgang von Ionen an Rauchaerosolen
günstigen Feldstärkenbereich von einigen Volt/cm arbeitet,
wird bei Erreichen einer vorgegebenen Änderung des Meß
kammerstroms eine definierte Änderung der Feldstärke vor
genommen. Sind Rauchaerosole Ursache für die Auslösung der
Feldstärkenveränderung, so wird sich der dem Anlagerungs
gesetz entsprechende neue (veränderte) Kammerstrom ein
stellen. Ist zum Beispiel die Feldstärke deutlich erhöht
worden, so ist sie für die Ionenanlagerung nicht mehr
optimal, und es wird sich ein entsprechend geringerer Wert
für den Kammerstrom einstellen. Ist hingegen eine Schmutz
ablagerung oder ein Feuchtigkeitsfilm auf dem radioaktiven
Präparat die Ursache für die Kammerstromänderung, so wird
sich bei sonst gleichen Voraussetzungen im Falle einer
Feldstärkenerhöhung eine wesentlich stärkere Veränderung
des Ionisationsstroms ergeben. Aufgrund der Auswertung der
bei den verschiedenen Feldstärken auftretenden Kammerstrom
werte ist eine Entscheidung möglich, ob ein Feueralarm
auszulösen oder ob zum Beispiel bei dem betreffenden
Brandmelder lediglich eine Reinigung erforderlich ist.
Eine Fehlalarmierung aufgrund verschmutzter oder betauter
radioaktiver Strahler kann durch die Erfindung vermieden
werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ferner, eine Feld
stärkenveränderung in bestimmten Zeitintervallen, um be
reits eine geringe Verschmutzung feststellen zu können und
ggf. eine entsprechende Korrektur der Ansprechempfindlich
keit auf Rauch zu veranlassen. Hierbei ist die Anwendung
des Verfahrens sowohl in analog arbeitenden Ionisations
rauchmeldern als auch in solchen möglich, die als Schwell
wertmelder arbeiten. So kann die Feldstärkenumschaltung
und die Auswertung auch erst nach Erreichen einer oder
mehrerer unterschiedlich starker Veränderungen des Kammer
stroms ausgelöst werden. Je nach Stärke der festgestellten
Verschmutzung kann dann entweder eine Korrektur der Alarm
schwelle bei geringer Verschmutzung oder ab einem bestimm
ten Verschmutzungsgrad eine Wartungsanforderung ausgelöst
bzw. bei starker Verschmutzung auch der Ausfall des Brand
melders signalisiert werden. Mit Hilfe des erfindungsge
mäßen Verfahrens können auch unterschiedlich starke Rauch
dichten erkannt werden, um entsprechende Vorwarnungs- und
Alarmmeldungen auszulösen. Das Erkennen unterschiedlich
starker Rauchdichten ist jedoch auch im Stand der Technik
bekannt.
Geht man von einer für die Rauchanlagerung günstigen Feld
stärke aus, wird sich bei einer Erhöhung der Feldstärke
bei Anwesenheit von Rauch, wie beschrieben, eine verhält
nismäßig kleinere Veränderung des Ionenkammerstroms ein
stellen als wenn Schmutzablagerungen auf dem radioaktiven
Element die Ursache für das Erreichen der ursprünglichen
Kammerstromänderung sind. Führt man jedoch unter gleichen
Ausgangsbedingungen eine Herabsetzung der Feldstärke durch,
so führt Rauch zu einer stärkeren Kammerstromänderung als
eine Schmutzablagerung auf dem Meßkammerstrahler.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
erforderlich, daß die Kennlinie in der Meßkammer (Kammer
strom im Verhältnis zur Kammerspannung) zumindest punkt
weise bekannt ist (sind). Um die Änderung des Potentials
bei mindestens einer weiteren Feldstärke zu bestimmen,
kann zum Beispiel auf einen Potentialwert Bezug genommen
werden, den die Meßkammer im Neuzustand hat. Die Bezugs
werte können zum Beispiel durch Messung der neuen Ionisa
tionskammer bzw. aus deren Daten unmittelbar abgeleitet
werden.
Bei entsprechend günstigem Verlauf der Kennlinie reicht
unter Umständen die Messung des Potentials bei nur einer
zweiten Feldstärke aus, um eine Aussage zu machen, ob die
gemessene Potentialänderung auf das Vorhandensein von
Rauchaerosolen oder durch Schmutzablagerungen des radio
aktiven Strahlers bedingt ist. Vorzugsweise erfolgt eine
Messung der Potentiale an der Meßelektrode für mindestens
eine Feldstärke oberhalb und mindestens eine Feldstärke
unterhalb der ersten Feldstärke (Betriebsfeldstärke), um
eine sichere Auswertung vornehmen zu können. Wie bereits
erwähnt, kann die Prüfung eines Ionisationsrauchmelders
auf Verschmutzung zum Beispiel dann eingeleitet werden,
wenn eine Kammerstromabnahme und damit Potentialerhöhung
stattgefunden hat. Alternativ kann die Prüfung nach einem
festen Zeitprogramm erfolgen, was vor allem dann von Vor
teil ist, wenn, wie in analog arbeitenden Systemen, die
Auswertung der Daten nicht in den einzelnen Rauchmeldern,
sondern in einer Zentrale durchgeführt wird.
Eine Möglichkeit, eine Messung bei einer anderen Feld
stärke vorzunehmen, besteht erfindungsgemäß darin, der
Prüfschaltung eine Umschaltvorrichtung zuzuordnen, die
durch Anlegen unterschiedlicher Speisespannungen die Feld
stärke in der Meßkammer ändert. Alternativ dazu kann vor
gesehen werden, daß durch einen spezifischen Aufbau der
Meßkammer in dieser ständig mindestens zwei unterschied
liche Feldstärkenbereiche gebildet werden. Hierfür sieht
eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Meßkammer
mindestens zwei Elektrodenpaare enthält, die an unter
schiedliche Spannungen angeschlossen und die Meßelektroden
beider Elektrodenpaare an die Prüfschaltungen angeschlos
sen sind. Alternativ kann die Meßkammer mindestens zwei
getrennte, mit der Prüfschaltung verbundene Meßelektroden
aufweisen sowie eine gemeinsame Gegenelektrode. Die Gegen
elektrode weist zwei den Meßelektroden zugeordnete Elek
trodenabschnitte auf, deren Abstände von den zugeordneten
Meßelektroden unterschiedlich sind. Bei Erreichen einer
vorgegebenen Spannungsdifferenz gegenüber dem Normalzu
stand bei dem im kleineren Feldstärkenbereich arbeitenden
Kammerbereich bzw. der ihm zugeordneten Meßelektrode ist
bei Einwirkung durch Rauchaerosole auch in dem mit der
höheren Spannung arbeitenden Bereich eine der Feldstärke
entsprechende Spannungsdifferenz festzustellen. Ist hin
gegen eine Schmutzablagerung auf dem radioaktiven Element
die Ursache für die Potentialänderung in dem einen Kammer
bereich, so wird sich in dem anderen Bereich eine Spannungs
änderung entsprechend deutlich einstellen. Eventuelle Ab
weichungen hängen bei der zuletzt genannten Konstruktion
in erster Linie von der Ausgestaltung der Übergangsbereiche
der Meßkammer, insbesondere der dort jeweils wirkenden
Feldstärke ab.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher
beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Strom-Spannungs-Diagramm eines Ionisations
rauchmelders für verschiedene Bedingungen.
Fig. 2 zeigt ein ähnliches Diagramm wie Fig. 1 mit zusätz
lichen Kennlinien.
Fig. 3 zeigt ein ähnliches Diagramm wie die Fig. 1 und
2, jedoch bei Verwendung eines Ohm′schen Widerstands
als Referenz für die Meßkammer.
Fig. 4 zeigt im Schnitt eine Ionisationskammeranordnung
nach der Erfindung mit unterschiedlichen Feldstärke
bereichen.
Fig. 5 zeigt eine andere Ionisationskammeranordnung mit un
terschiedlichen Feldstärkebereichen.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild für den Betrieb eines Ioni
sationsrauchmelders nach der Erfindung.
Fig. 7 zeigt detailliert den Funktionsablauf für die Steuer-
und Auswertelogik des Blockschaltbilds nach Fig. 6.
In Fig. 1 sind Kennlinien einer Kammernanordnung eines
Ionisationsrauchmelders dargestellt, bei der eine für die
Umgebungsluft frei zugängliche Ionisationsmeßkammer und
eine abgeschlossene Ionisationsreferenzkammer, die jeweils
ein radioaktives Element aufweisen, in Reihe geschaltet
sind. Auf der Abzisse ist die Kammerspannung UK und auf
der Ordinate der Kammerstrom IK aufgetragen. Die Kennlinien
mit durchgezogener Linie stellen den Kennlinienverlauf der
Meßkammer im Neuzustand MK (neu) und bei Vorhandensein von
Rauch MK (Rauch) von vorgegebener gleichbleibender Dichte
dar. Die strichpunktierten Kennlinien RK zeigen den Kenn
linienverlauf der Referenzkammer. Die gestrichelte Kenn
linie MK (verschmutzt) stellt einen Kenn-linienverlauf bei
einer signifikanten Verschmutzung des radioaktiven Elements
in der Meßkammer dar.
Ausgehend von einer normalen über beide Kammern anlie
genden Spannung UN stellt sich an der gemeinsamen Meß
elektrode ein Spannungspotential entsprechend Schnittpunkt
C ein. Wird während des Betriebes eine Potentialverschie
bung an der Meßelektrode festgestellt, etwa um die Span
nungsdifferenz X, so wird ein Schnittpunkt D erreicht. Er
findungsgemäß wird nun zum Aufbau einer anderen Feldstärke
die Kammerspannung geändert, zum Beispiel durch Herunter
schaltung auf den Spannungswert UP1. Im Neuzustand der Meß
kammer würde sich der Arbeitspunkt A an der Meßelektrode
einstellen. Ist jedoch Rauch die Ursache für die Potential
änderung X gewesen, so gilt die abgesenkte Kennlinie MK
(Rauch). Bei verringerter Kammernspannung wird sich mithin
das Potential B an der Meßelektrode einstellen. Die Poten
tialdifferenz zwischen A und B beträgt a1. Ist hingegen
Schmutz auf dem radioaktiven Element für die Potential
änderung X ursächlich gewesen, kommt die Meßkammerkenn
linie MK (verschmutzt) zum Zuge, und es ergibt sich nunmehr
ein Schnittpunkt K, d.h. es wird lediglich die Potential
differenz b1 erreicht.
Wird hingegen nach dem Auftreten der Spannungsdifferenz X
eine Umschaltung auf eine höhere Kammerspannung UP2 vorge
nommen, würde sich im Neuzustand das Potential L an der
Meßelektrode einstellen. Ist hingegen Rauch in der Kammer,
ergibt sich der Schnittpunkt M, d.h. die Potentialdiffe
renz a2. Diese kann nunmehr für die Raucherkennung ausge
wertet werden. Ist jedoch ein verschmutzter Strahler die
Ursache für die Potentialänderung X bei der Nennspannung
gewesen, würde sich bei der höheren Prüfspannung der
Schnittpunkt N ergeben. Diese große Potentialdifferenz b2
stände für eine sichere Verschmutzungserkennung zur Ver
fügung. Die sehr großen Potentialdifferenzen ergeben sich
dadurch, daß die Kennlinien bei der höheren Kammerspannung
weitgehend im Sättigungsbereich liegen.
Bei der Herabsetzung der Kammerspannung auf kleinere aus
wertbare Potentialdifferenzen gegenüber der Nennspannung
läßt sich jedoch sehr wohl bereits diskriminieren, ob
Rauch oder Schmutz die Ursache für die Potentialerniedri
gung bei Nennspannung gewesen sind. Bei der Erhöhung der
Kammerspannung ergeben sich unter den hier gewählten Kenn
linien- und Schnittpunktverläufen nicht nur jeweils höhere
Potentialdifferenzen, sondern auch deutliche Unterschiede
im Hinblick auf die Ursache der Kammerstromerniedrigung
bzw. Potentialänderung. Man erkennt ferner, daß bei nie
driger Kammerspannung das Verhältnis der Potentialdiffe
renzen a1 zu b1 größer als 1 ist. Demgegenüber ist bei
einer höheren Prüfspannung als der Normalspannung das Ver
hältnis der Potentialdifferenzen a2 zu b2 kleiner als 1.
Wird von einer mittleren normalen Kammerspannung ausge
gangen, so wirkt sich eine Schmutzablagerung bei kleinerer
Prüfspannung weniger stark als Rauch aus. Bei einer höhe
ren Prüfspannung hingegen wirkt sich Schmutz wesentlich
stärker als Rauch in der Meßkammer aus. Wie bereits er
wähnt, ergeben sich bei Sättigungsverhältnissen der Kammern,
insbesondere bei der gezeigten Prüfspannung UP2 große
Potentialdifferenzen, die eine genaue Auswertung der je
weils herrschenden Rauchdichte ermöglichen bzw. eine klare
Diskriminierung, ob eine Schmutzablagerung auf dem Strahler
vorliegt.
Das Diagramm nach Fig. 2 gleicht weitgehend dem nach Fig.
1, es zeigt jedoch eine detailliertere Auswertungsmöglich
keit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Vollinien
MK (neu) und MK (Rauch) sowie die gestrichelte Linie MK
(verschmutzt) entsprechen den nach Fig. 1. Eine zusätz
liche Kennlinie charakterisiert die Meßkammer bei MK (wenig
Rauch) bei vorgegebener gleicher Rauchdichte während der
Messung. Eine zusätzliche Kennlinie MK (wenig Schmutz)
charakterisiert die Meßkammer bei geringerer Schmutzab
lagerung auf dem radioaktiven Element. Der Verlauf der
Referenzkammerkennlinien ist identisch mit dem nach Fig. 1.
Befindet sich relativ wenig Rauch in der Meßkammer, ergibt
sich an der Meßelektrode die Potentialdifferenz y. Dies
kann Anlaß sein, auf die höhere Prüfspannung UP2 umzu
schalten. Ist Rauch die Ursache für die Potentialänderung
y gewesen, so wird sich die Meßelektrodenspannung vom
Schnittpunkt O zum Schnittpunkt P verlagern, was eine Po
tentialänderung d an der Meßelektrode bewirkt. Ist hin
gegen Schmutzablagerung die Ursache gewesen, so nimmt die
Meßkammerkennlinie den geschilderten Verlauf MK (wenig
Schmutz). Ausgehend von dem nach dem Auftreten der Poten
tialdifferenz y erreichten Schnittpunkt bei UN verlagert
sich das Potential von der Meßelektrode bei der Prüfspan
nung UP2 zum Schnittpunkt R. Die Potentialdifferenz von
den Punkten L zu R erreicht nun statt der Differenz d bei
Raucheinwirkung den größeren Wert f durch Schmutzeinwir
kung. Die Potentialdifferenz d kann als eine Vorwarnung
für geringen Rauch dienen, und bei Auftreten der Potential
differenz f kann diese als Hinweis für eine notwendig
werdende Reinigung des Ionisationsmelders gewertet werden.
Nach erfolgter Auswertung kann die Kammerspannung wieder
auf ihren Nennwert UN zurückgeschaltet werden. Wird jedoch
im Laufe des Betriebs die Potentialdifferenz an der Meß
elektrode größer und erreicht zum Beispiel den Wert x, so
erfolgt wiederum eine Umschaltung auf die höhere Prüf
spannung UP2. Nunmehr wird sich, wie bereits im Zusammen
hang mit Fig. 1 beschrieben, bei Vorhandensein von Rauch
die Potentialdifferenz a2 für eine Alarmauswertung oder
die Potentialdifferenz b2 für die Schmutzablagerung ein
stellen. b2 weist auf eine starke Verschmutzung des Melders
hin und kann bei sehr großem Verschmutzungsgrad als Hinweis
auf einen nicht mehr voll funktionsfähigen Rauchmelder
gewertet werden.
Bei dem Diagramm nach Fig. 3 ist eine Kammernanordnung zu
grunde gelegt, bei der die Ionisationsreferenzkammer durch
einen Ohm'schen Widerstand ersetzt ist. Die durch den
Punkt UN gehende Widerstandsgerade schneidet die betriebs
neue Meßkammerlinie in Punkt U. Wird durch Kammerstrom
änderung eine Potentialdifferenz z erreicht, erfolgt eine
Umschaltung auf die niedrige Kammerspannung UP1. Bei Rauch
einwirkung ergibt sich nun der Schnittpunkt P mit der
Kennlinie MK (Rauch). Es wird die Potentialdifferenz m1
erreicht. Bei Schmutzeinwirkungen nimmt die Meßkammerkenn
linie den gestrichelt gezeichneten Verlauf MK (ver
schmutzt). Die Widerstandsgerade bei UP1 schneidet die
gestrichelt gezeichnete Meßkammerkennlinie im Punkt Q. Die
Potentialdifferenz nimmt nunmehr den Wert r1 an. Bei der
Umschaltung auf eine höhere Prüfspannung UP 2 ergibt sich
bei Raucheinwirkung der Schnittpunkt T und die Potential
differenz m2. Bei Schmutzeinwirkung hingegen verlagert
sich das Meßelektrodenpotential zum Schnittpunkt S, und es
wird die Potentialdifferenz r2 gemessen. Gegenüber den in
Fig. 1 erhaltenen Potentialdifferenzen sind die bei der
Anordnung nach Fig. 2 ermittelten Differenzen kleiner, je
doch ist auch hier das Verhältnis m1 zu r1 größer als 1
(Prüfspannung UP1). Das entsprechende Verhältnis m2 zu r2
ist bei der Prüfspannung UP2 kleiner als 1. Somit kann
eine eindeutige Auswertung, ob Schmutz oder Rauch die
Kammerstromveränderung bewirkt haben, vorgenommen werden.
Um eine sehr detaillierte und sichere Entscheidung über
die Rauchdichte und den Verschmutzungsgrad zu treffen,
kann es sinnvoll sein, zusätzlich auf eine Referenzkammer
umzuschalten (Kennlinie RK). Nunmehr würden sich bei glei
chen Kammerverhältnissen die Schnittpunkte L, M und N und
dementsprechend die Potentialdifferenzen a2 und b2 für
eine sehr genaue Auswertung anbieten.
Es kann auch mit Hilfe einer Widerstandskombination und
ggf. einer Referenzkammer ein gezielter Kennlinienverlauf
eingestellt werden, um Potentialdifferenzen zu erhalten,
mit denen schwerpunktmäßig entweder eine Raucheinwirkung
oder eine Schmutzeinwirkung bevorzugt ausgewertet werden.
Wie bereits erwähnt, kann die Auswertung, ob Rauch im
Melder vorhanden ist oder eine Verschmutzung vorliegt, im
Melder selbst oder an einer zentralen Stelle erfolgen. Er
folgt die Auswertung an zentraler Stelle, kann es vortei
haft sein, auch einen Wechsel der Kammerspannung für eine
Änderung der elektrischen Feldstärke von zentraler Stelle
aus durchzuführen, zum Beispiel durch linienweise Änderung
der Versorgungsspannung. Wählt man jedoch eine Ausführung,
bei der die Ionisationskammern und die Ausführung der
Schaltung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind,
so ist es zweckmäßig, den Prüfvorgang mit jedem Melder
abhängig von seinem jeweiligen Meßkammerzustand durchzu
führen. Um nur bei einem bestimmten an der gleichen Melde
linie, d.h. Spannungsversorgungslinie arbeitenden Rauch
melder eine Prüfung automatisch durchführen zu können und
die anderen Melder im Überwachungszustand zu belassen,
wird zweckmäßigerweise eine Spannungsumschaltung bzw.
Feldstärkenänderung nur in dem jeweils zu prüfenden Melder
durchgeführt. Es versteht sich, daß in der elektronischen
Schaltung des Melders die dafür erforderlichen Umschal
tungsmöglichkeiten und die erforderlichen Auswerte- und
Signalbausteine enthalten sind.
Das oben beschriebene Verfahren hat den Vorteil, daß es
mit herkömmlich gestalteten Ionisationskammern durchge
führt werden kann. Kommt es hingegen darauf an, in sehr
kurzer Zeit einen sich zum Beispiel sehr rasch entwickeln
den Brand zu melden ist der nachfolgend beschriebenen
Anordnung der Vorzug zu geben.
In Fig. 4 ist eine Ionisationskammeranordnung 10 darge
stellt, welche aus einer Meßkammer 11 und einer Referenz
kammer 12 besteht. Die Referenzkammer 12 weist eine Refe
renzkammerelektrode 13 auf und die Meßkammer 11 weist
eine äußere Meßkammerelektrode 14 auf. Beiden Kammern 11,
12 ist eine äußere Meßelektrode 15 gemeinsam sowie eine
innere Meßelektrode 16, die durch eine geeignete Isolie
rung 17 voneinander getrennt sind. Auf beiden Seiten der
inneren Meßelektrode sind radioaktive Strahler angeordnet,
wobei die Pfeile in den Kammern 11 und 12 die Reichweite
der radioaktiven Strahlen andeuten sollen. Die Elektroden
13, 15 und 16 sind eben ausgebildet. Die Außenelektrode 14
hingegen ist gestuft napfförmig ausgebildet mit einem
mittleren Abschnitt 18 und einem ringförmig darum verlau
fenden Abschnitt 19, welche Abschnitte durch einen im
wesentlichen axialen ringförmigen Wandabschnitt 20 mitein
ander verbunden sind. Dadurch wirkt die mittlere Meßelektrode
16 weitgehend mit dem mittleren Abschnitt 18 der äußeren
Elektrode 14 zusammen und die äußere Meßelektrode 15 im
wesentlichen mit dem äußeren ringförmigen Abschnitt 19 der
äußeren Elektrode 14. Somit liegen in der Meßkammer 11
zwei Bereiche unterschiedlicher Feldstärken vor, die Über
gangsfeldstärkenbereiche nicht mit einbezogen. An die
äußere Elektrode 14 und die Referenzkammerelektrode 13
wird zum Beispiel eine Speisespannung von 12 Volt angelegt.
Die Feldstärke im mittleren Bereich ist, wie erläutert,
geringer als im äußeren Bereich, da die äußere Elektrode
14 bzw. der Abschnitt 19 einen geringeren Abstand hat zur
äußeren Meßelektrode 15 als der mittlere Abschnitt 18 zur
inneren Meßelektrode 16. Ist nun bei der Kammeranordnung
nach Fig. 4 die Schmutzablagerung auf dem radioaktiven
Strahler der Meßkammer 11 Ursache für eine Veränderung
an der inneren Meßelektrode 16, die im Bereich der gerin
geren Feldstärke betrieben wird, so wird sich an der im
Bereich der höheren Feldstärke arbeitenden äußeren Meßelek
trode 15 ein abweichendes Potential einstellen. Zieht man
die Fig. 1 sinngemäß zum Vergleich heran, und würde sich
an der inneren Elektrode 16 das Potential vom Arbeitspunkt
C zu D verschoben haben, so verschiebt sich dann an der
äußeren Elektrode 15 das Potential L zum Punkt N. Bei
diesem zur Verdeutlichung des Verfahrens herangezogenen
Beispiel sind die durch die Potentialdifferenz zwischen
den Meßelektroden fließenden Ausgleichsströme nicht berück
sichtigt worden. Ist hingegen Rauch für die Potentialver
ringerung ursächlich, stellen sich an den Elektroden 15 und
16 demgegenüber veränderte Werte ein, da sich die Anlage
rung von Ionen an Rauchaerosole im Bereich kleinerer Feld
stärke günstiger gestaltet als in den Bereichen größerer
Feldstärke. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ver
hältnisse lassen sich entsprechend anwenden.
Eine derartige Kammeranordnung hat den Vorteil, daß Zeit
verzögerungen nach dem Umschalten auf eine oder mehrere
unterschiedliche Feldstärken aufgrund der jeweiligen Ein
schwingvorgänge vermieden werden kann.
Die in Fig. 5 dargestellte Kammeranordnung 15 gleicht in
wesentlichen Teilen der nach Fig. 4. Eine Meßkammer 26 und
eine Referenzkammer 27 sind durch eine äußere Meßelektrode
28 und eine innere Meßelektrode 29, die durch eine Iso
lation 30 voneinander getrennt sind, radial auf Abstand
gehalten. Die innere Meßelektrode 29 weist auf beiden
Seiten jeweils einen radioaktiven Strahler auf, wobei die
gezeigten Pfeile die Reichweite der Strahlung wiedergeben.
Die Referenzkammer 27 weist eine Referenzkammerelektrode
31 auf, und die Meßkammer 26 weist eine äußere Elektrode
auf, die von einer inneren Teilelektrode 32 und einer
äußeren Teilelektrode 33 gebildet ist, die durch eine
ringförmige Isolierung 34 voneinander isoliert sind. Die
innere Teilelektrode 32 ist ebenfalls eben wie die Meßelek
troden 28, 29 und die Referenzkammerelektrode 31. Ein Teil
der äußeren Teilelektrode 33 ist ebenfalls eben, woran
sich ein zylindrischer Abschnitt, der die Kammer 26 ab
schließt, anschließt. An die innere Teilelektrode 32
wird nun eine andere Spannung angelegt als an die äußere
Teilelektrode 33, wodurch sich in der Meßkammer 26 zwei
Bereiche unterschiedlicher Feldstärke ergeben - die Über
gangsbereiche wiederum nicht mit einbezogen. Dabei ist die
mittlere Meßelektrode 29 im wesentlichen der mittleren
Teilelektrode 32 zugeordnet, während die ringförmige äußere
Meßelektrode 28 der ringförmigen Teilelektrode 33 zugeord
net ist.
Angewendet auf das Beispiel nach Fig. 1, kann die eine Speise
spannung UN und die andere UP2 betragen. Bei Erreichen
einer vorgegebenen Spannungsdifferenz gegenüber dem Normal
zustand bei dem im kleineren Feldstärkenbereich arbeitenden
Kammerbereich bzw. der ihm zugeordneten Meßelektrode ist
bei Einwirkung durch Rauchaerosole auch in dem mit der
höheren Spannung UP1 arbeitendem Bereich eine der Feld
stärke entsprechende Spannungsdifferenz festzustellen. Ist
hingegen eine Schmutzablagerung auf dem radioaktiven Ele
ment die Ursache für die Potentialänderung in dem einen
Kammerbereich, so wird sich in dem anderen Bereich eine
Spannungsänderung entsprechend deutlich einstellen.
Bei den Darstellungen der Fig. 4 und 5 wurde vorausgesetzt,
daß im Neuzustand bei der normalen Betriebsspannung sich
die inneren und äußeren Meßelektroden auf gleichem elek
trischen Potential befinden. Dieses ist erzielbar durch
eine entsprechende geometrische Dimensionierung der mit
unterschiedlichen Feldstärken betriebenen Meßkammerbe
reiche, z.B. durch Wahl aufeinander abgestimmter Meßelek
trodenflächen, Kammervolumina sowie auch durch die Anzahl
der jeweils durch die radioaktive Strahlung gebildeten
Ionenpaare in den beiden Meßkammerteilbereichen. Treten
während des Betriebes durch Rauch- oder Schmutzeinwirkung
unterschiedliche Potentiale an den beiden Meßelektroden
auf, so kommt es zu einer entsprechenden Veränderung des
elektrischen Feldbildes. Insbesondere im Bereich um die
elektrische Isolation zwischen Teil-Meßelektroden wird
dadurch das Fließen von Ausgleichsströmen begünstigt.
Diese Ausgleichsströme führen zu einer Verminderung der
Potentialdifferenzen und sind bei der Festlegung der Meß
schwellen zu berücksichtigen.
In Fig. 6 ist schematisch eine herkömmliche Ionisations
kammeranordnung 40 dargestellt, bestehend aus einer Meß
kammer 41 und einer damit in Reihe geschalteten Referenz
kammer 42, wobei die gemeinsame innere Elektrode oder Meß
elektrode 43 zu beiden Seiten einen radioaktiven Strahler
trägt. Die Kammeranordnung 40 liegt über einen Schalter 44
normalerweise an der normalen Betriebsspannung UN (Block
45) oder einer Prüfspannung UP (Block 46a). Über eine elek
tronische Schaltung 46, die vorzugsweise einen Feldeffekt
transistor enthält, ist ein Komparator 47 an die Meßelek
trode 43 angeschlossen. Im Komparator 47 sind vier Schwellen
wertstufen vorgesehen, nämlich Alarmschwellenwert 48,
Schmutzschwellenwert 49, Vorwarnschwellenwert 50 und Test
schwellenwert 51. An den Ausgang des Komparators 47 ist
eine Steuer- und Auswertelogik 52 angeschlossen, von der
ein Ausgang auf eine Vorwarnsignalstufe 53 für Rauch, einer
auf eine Verschmutzungssignalstufe 54 und einer auf eine
Alarmsignalstufe 55 geht.
Die gezeigte Schaltung arbeitet wie folgt. Während der
normalen Betriebsspannung UN sind nur geringe Feldstärken
von wenigen Volt/cm für den Ionentransport in den Kammern
41 und 42 wirksam. Das sich an der Meßelektrode 43 ein
stellende Potential wird dem Komparator 47 zugeführt. Er
reicht das Potential die Testschwelle 51, zum Beispiel
Potential O in Fig. 2, erfolgt eine entsprechende Ansteue
rung der Steuer- und Auswertelogik. Über diese wird der
Schalter 44 betätigt und schaltet auf eine höhere Prüf
spannung UP2 (46a) um. Stellt sich während der Prüfzeit bei
der höheren Spannung bzw. der höheren elektrischen Feld
stärke ein Potential R ein, spricht der Komparator mit
seinem Schmutzschwellenwert an, und über die Steuer- und
Auswertelogik wird ein Verschmutzungssignal in der Stufe
54 ausgelöst. Wird dieses Potential jedoch nicht erreicht,
sondern Potential P, so wird über Komparator 47 die Vorwarn
schwelle 50 erreicht und mit Hilfe der Steuer- und Aus
wertelogik 52 ein Vorwarnsignal über die Stufe 53 abgege
ben, das besagt, daß eine geringe Rauchdichte vorliegt.
Die Steuer- und Auswertelogik des Melders 40 wird in diesem
Zustand belassen, um bei einem weiteren Rauchanstieg nach
Erreichen der Alarmschwelle 48 unverzüglich Alarm auszu
lösen (Alarmsignalstufe 54). Wird indessen innerhalb einer
vorgegebenen Zeit die Alarmschwelle nicht erreicht oder
das Potential P wieder unterschritten (in Richtung Normal
wert L), wird der Melder wieder auf seinen normalen Über
wachungszustand mit der Speisespannung UN zurückgeschaltet.
Sollte jedoch das Testschwellenpotential O wieder erreicht
werden, wird ein neuer Testzyklus ausgelöst.
Der Funktionsablauf der Steuer- und Auswertelogik 52 ist
in Fig. 7 detaillierter dargestellt. Bei Erreichen der Test
schwelle 51 (Fig. 6) wird ein Speicher 60 gesetzt und ein
Steuersignal zum Schalter für die Spannungsumschaltung
gegeben (Leitung 61). Um erst nach den durch die Spannungs
umschaltung hervorgerufenen Einschwingvorgängen eine wei
tere Auswertung der Meßelektrodenpotentiale einzuleiten,
tritt ein Verzögerungsglied Tv1 in Aktion, das mit der
Schmutzschwelle 49 über die Leitung 62 verbunden ist. Ist
nach Ablauf der Verzögerungszeit das der Verschmutzung
entsprechende Signal (Potential R in Fig. 2) vorhanden,
liegt an dem Gatter G1 als zweite UND-Bedingung auch ein
der höheren Spannung UP2 entsprechendes Signal vom Speicher
60 an, so wird der die Verschmutzung signalisierende Aus
gang 64 angesteuert und ein Verschmutzungssignal (Stufe
54; siehe auch Fig. 6) ausgelöst. Sollte nach Ablauf der
Verzögerungszeit die Schwelle (Schmutz; Potential R in Fig.
2) nicht erreicht worden sein, so erhält ein Gatter G2 ein
negiertes Signal. Des weiteren liegt auch am Gatter G2 ein
die höhere Betriebsspannung kennzeichnendes Signal vom
Speicher 60 an. Das Gatter G2 löst ein Verzögerungsglied
Tv2 aus, dessen Zeitkonstante größer ist als die des Verzöge
rungsgliedes Tv1. Nach Ablauf der Zeit von Tv2 wird die Be
obachtungszeit durch einen Timer Tv3 gestartet. Wird inner
halb der Beobachtungszeit die Alarmschwelle bei der höheren
Prüfspannung erreicht, so sind die Bedingungen eines Gat
ters G3 erfüllt. Es erfolgt eine Ansteuerung des Alarmaus
gangs 65 und damit eine Auslösung des Alarmsignals (Stufe
55; siehe auch Fig. 6). Wird indessen während der Beobach
tungszeit die Alarmschwelle nicht erreicht, liegt aber das
auf geringe Rauchdichte zurückzuführendes Potential P an,
so sind die Bedingungen für ein Gatter G4 erfüllt, und es
wird der Vorwarnausgang 63 angesteuert und ein Vorwarnsig
nal ausgelöst (Stufe 53; siehe auch Fig. 6). Sollte dann
während der Beobachtungszeit eine weitere Potentialver
schiebung, durch Rauchanstieg verursacht, ausbleiben, so
wird von der Verzögerungsstufe Tv3 ein Signal an ein Zeit
glied Mv gegeben. Dieses Zeitglied überbrückt die Ein
schwingvorgänge, die durch das Rücksetzen in den Überwa
chungszustand bei niedriger Versorgungsspannung auftreten.
Gleichzeitig wird der Speicher 60 zurückgesetzt. Der Melder
arbeitet wieder unter normalen Bedingungen. Wird jedoch
die Testschwelle 51 wieder erreicht, so erfolgt ein neuer
Prüfzyklus. Es versteht sich, daß bei einer erweiterten
Prüfung gleichartig wirkende feiner gestufte Schwellenwerte
verwendet werden können.
Für die Durchführung des Verfahrens ist es nicht erforder
lich, daß jedem Ionisationsbrandmelder eine vollständige
wie zuvor beschriebene Steuer-, Auswerte- und Signalelek
tronik einzeln zugeordnet ist. Zumindest ein Teil der
besagten Elektronik kann sich in der Überwachungszentrale
befinden, um entweder in vorgegebener Reihenfolge oder
nach Erreichen vorgegebener Kammerstromänderungen zur ver
fahrungsgemäßen Auswertung mit dem jeweiligen zu überprü
fenden Melder über Leitungen zusammengeschaltet zur werden.
Claims (20)
1. Verfahren zum Betrieb eines Ionisationsrauchmelders, der eine
für die Umgebungsluft zugängliche, von einer radioaktiven
Quelle ionisierbare Meßkammer aufweist, die eine an Speisegleichspannung
angeschlossene erste Elektrode sowie eine Meßelektrode
besitzt, wodurch eine der Gleichspannung entsprechende,
einen Ionenstrom erzeugende erste Feldstärke mit einer
von der Beschaffenheit der radioaktiven Quelle und der Atmosphäre
in der Meßkammer abhängigen Feldstärkeverteilung
herrscht, wobei das Potential der Meßelektrode bzw. des Stroms
zwischen den Elektroden sich bei Raucheintritt in die Meßkammer
in Abhängigkeit von der Rauchdichte ändert und gemessen
wird zwecks Erzeugung eines Rauchalarmsignals, wenn es einen
ersten vorgegebenen Wert erreicht und wobei in der Meßkammer
wenigstens eine weitere Feldstärke zu Prüfzwecken
erzeugt wird, wobei der bei der weiteren Feldstärke gemessene
Potentialwert Aufschluß über eine Verschmutzung
in der Meßkammer gibt, gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte:
- a) die weitere Feldstärke wird so gewählt, daß sich bei Rauch einerseits und bei Verschmutzung der radioaktiven Quelle andererseits eine deutlich unterschiedliche Feldstärkeverteilung oder ein deutlich unterschiedlicher Ionenstrom einstellt und es wird wenigstens eine weitere Messung des Meßelektrodenpotentials oder des Ionenstroms durchgeführt,
- b) der bei der weiteren Messung ermittelte Potential- oder Stromwert (Potential beim Punkt M oder N; B oder K; P oder R; Q oder P; S oder T) wird mit bekannten Meßwerten der ungestörten Meßkammer (MK neu, Potential bei den Punkten A, C, L; Q, L, R; U) verglichen,
- c) aus der Differenz oder dem Verhältnis der weiteren und der bekannten Meßwerte (a1, b1; a2, b2; x, y; d, f; m1, r1, m2, r2) wird auf das Vorhandensein von Rauch in der Meßkammer oder eine Verschmutzung der radioaktiven Quelle geschlossen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer erhöhten Feldstärke und einer verhältnismäßig
großen Potential- bzw. Stromänderung (b2; f; r2) von
einer Verschmutzung, bei einer verhältnismäßig kleinen
Potential- bzw. Stromänderung (a2; d; m2) von Rauch in
der Meßkammer ausgegangen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer verringerten Feldstärke und einer
verhältnismäßig großen Potential- bzw. Stromänderung
(a1; m1) Rauch, bei einer verhältnismßig kleinen Potential-
bzw. Stromänderung (b1; r1) Schmutz in der
Meßkammer angenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Änderungen des Potentials bei der zweiten Feldstärke
bestimmt werden bezogen auf einen Potentialwert
der Meßkammer im Neuzustand.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Änderung des Potentials für die
zweite Feldstärke bestimmt wird bezogen auf einen zuvor
gemessenen bzw. rechnerisch ermittelten aktuellen Potentialwert
im rauchlosen oder annähernd rauchlosen Zustand.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmung des Potentials bzw.
der Potentialänderung für die zweite Feldstärke erfolgt,
wenn das Potential für die erste Feldstärke einen vorgegebenen
Wert erreicht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmung des Potentials bzw.
der Potentialänderung für die zweite Feldstärke nach
einem vorgegebenen Zeitprogramm erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Messung des Potentials an der
Meßelektrode bei mindestens einer zweiten Feldstärke
spätestens dann eingeleitet wird, wenn das Meßpotential
bei der ersten Feldstärke einen Alarmschwellenwert
erreicht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Potentiale an der Meßelektrode
für mindestens eine Feldstärke oberhalb und mindestens
eine Feldstärke unterhalb der ersten Feldstärke (Betriebsfeldstärke)
gemessen werden.
10. Ionisationsrauchmelder zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Prüfschaltung vorgesehen ist zur Messung der
Potentiale oder Potentialänderungen an der Meßelektrode
für mindestens die erste und zweite Feldstärke und
die Prüfschaltung eine Auswertestufe aufweist, in der
die vorgegebenen Potentialschwellenwerte für die erste
und zweite Feldstärke gespeichert und mit dem
gemessenen Potential bzw. der Potentialänderung verglichen
werden.
11. Melder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Verschmutzungs-, Vorwarn- und Alarmschwellenwert
gespeichert werden.
12. Melder nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Prüfschaltung bei Erreichen des Vorwarnschwellenwerts
eine vorgegebene Zeit aktiviert bleibt, jedoch
inaktiviert wird, wenn nach der vorgegebenen Zeit
der Alarmschwellenwert nicht erreicht wird oder das
gemeinsame Potential bei der zweiten Feldstärke unter
einen weiteren niedrigen vorgegebenen Potentialwert
fällt.
13. Melder nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Prüfschaltung im Ionisationsrauchmelder
angeordnet ist.
14. Melder nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet
durch eine mit einzelnen Ionisationsrauchmeldern
verbundene von diesen getrennte zentrale Prüfschaltung.
15. Melder nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Prüfschaltung eine Umschaltvorrichtung
(44) enthält, die durch Anlegen unterschiedlicher
Speisespannungen (UN, UP) die Feldstärke in der
Meßkammer (41) ändert.
16. Melder nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Prüfschaltung kontinuierlich
oder intermittierend betrieben wird.
17. Melder nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Prüfschaltung zur Veränderung
der Ansprechempfindlichkeit den vorgegebenen Alarmschwellenwert
nach Maßgabe der Abweichungen der von
der Prüfschaltung bestimmten Meßpotentiale von vorgegebenen
Ausgangswerten ändert.
18. Melder nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ionisationsrauchmelder unwirksam
gemacht wird, wenn der bei Verschmutzung bestimmte
Potentialwert sich dem Alarmschwellenwert annähert.
19. Melder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßkammer (11, 26) mindestens zwei Elektrodenpaare
(32, 29; 33, 28) enthält, die an unterschiedliche
Spannungen angeschlossen sind und die Meßelektroden
beider Elektrodenpaare (28, 29) an die Prüfschaltung
angeschlossen sind.
20. Melder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßkammer (11) mindestens zwei getrennte, mit der Prüfschaltung
verbundene Meßelektroden (15, 16) aufweist
und eine gemeinsame Gegenelektrode (14), die zwei den
Meßelektroden (15, 16) zugeordnete Elektrodenabschnitte
(18, 19) aufweist, deren Abstände von den zugeordneten
Meßelektroden (15, 16) unterschiedlich sind.
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