DE1079351B - Einrichtung zur Feststellung von AEnderungen in der Zusammensetzung eines Gases - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Feststellung von Änderungen in der Zusammensetzung eines Gases, bei welcher der Zwischenpunkt zweier in Reihe geschalteter, mit je mindestens einem radioaktiven Präparat versehener Ionisationskammern mit der Steuerelektrode einer Relaisröhre verbunden ist. Eine Ionisationskammer ist hierbei weitgehend abgeschlossen und die andere der Außenluft zugänglich, so daß eine Änderung der Luftzusammensetzung eine Potential-Änderung der Steuerelektrode der Relaisröhre verursacht, wobei die Relaisröhre einerseits in einem Sockel gehaltert ist und andererseits eine dem elektrischen Zwischenpunkt beider Kammern entsprechende Elektrode trägt.

Einrichtungen dieser Art sind bekannt und arbeiten sehr empfindlich und zuverlässig, insbesondere auch als automatische Feuermelder. Die sehr kleinen fließenden Ströme bedingen jedoch eine äußerst gute Isolation des elektrischen Mittelpunktes zwischen den beiden Ionisationskammern. Zur Vermeidung überflüssiger Isolationsmittel ist es daher vorteilhaft, wenn die Steuerelektrode getrennt auf der einen Seite der Röhre herausgeführt wird und dieses Röhrenende zugleich für den mechanischen Aufbau der entsprechenden Teile der Ionisationskammern dient.

Bisher war jedoch die Befestigung der Elektroden der Ionisationskammern auf der Röhre noch nicht befriedigend gelöst.

Einerseits konnte kein Kitt gefunden werden, der die Metallteile mit der Röhre auf die aus konstruktiven Gründen notwendige kurze Distanz dauerhaft verbindet. Entweder hat der Kitt die Haftfestigkeit infolge Feuchtigkeitseinwirkung verloren, oder es sind infolge ungleicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien Glasrisse aufgetreten. Andererseits ist bei der bekannten Anordnung die Herstellung kompliziert und zeitraubend, da die Ionisationskammern genau zentriert werden müssen, weil sie auch als Aufhängung für die zentrale Elektrode der äußeren Kammer- bzw. Meßkammer dienen sollen, die an dem Sockel für die Glimmrelaisröhre befestigt ist. Schließlich ist die Herstellung der Glimmrelaisröhre bei den bekannten Meldern zufolge der Einfassung der Zündelektrode in den Glaskolben schwierig ·—· sie müßte auch bei Serienherstellung von Hand durchgeführt werden.

Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, insbesondere diese Nachteile zu beseitigen und eine Vereinfachung der Herstellung zu erzielen, wobei von den bisherigen Prinzipien der Röhrenherstellung abgegangen wird, um in dem vorliegenden Spezialfall der Anwendung von Glimmrelaisröhren eine Verbesserung herbeizuführen.

Die Einrichtung zur Feststellung von Änderungen Einrichtung zur Feststellung

von Änderungen in der Zusammensetzung

eines Gases

Anmelder:
Cerberus'G. m. b. H._r
Bad Rägäz (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. E. tföffmann, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 30. Oktober 195?

Dr.-Phys. Heinrich Derfler, Bad Ragaz,

Dr.-Phys. Ernst Meili,, Küsnacht, Zürich,

und Thomas LampartvBad Ragaz (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

in der Zusammensetzung, eines Gases gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Relaisröhre auf der Seite.der Ionisationskammer mit einer Metallscheibe abgeschlossen ist, von welcher die Steuerelektrode in das Röhreninnere abragt und auf welcher das als Elektrode ausgebildete Gehäuse der ersten Ionisationskammer befestigt ist, während die andere, in dem Gehäuse angeordnete, plattenförmige Elektrode durch mindestens drei Stifte gehalten wird, welche an dem Sockel befestigt und durch Bohrungen mit größerem Durchmesser als diese in das Gehäuse geführt sind, wobei an der entgegengesetzten Wand der ersten Ionisationskammer eine Elektrode für die andere Ionisationskammer angeordnet ist, welche Elektrode von einer zweiten, haubenförmigen Elektrode umgeben ist, die teilweise mit Perforationen versehen und an dem Sockel befestigt ist.

Durch die Metallscheibe, 'die sich auf dem Steuerpotential befindet, ist eine gute Befestigungsmögliehkeit für die Ionisationskammern gegeben. Durch die genannte genaue Befestigung der ersten Ionisationskammer ist es auch möglich, die Innenelektrode durch Stifte zu halten, die an dem Sockel befestigt sind und durch Bohrungen in der ersten Kammer ragen. Fernerhin ist die zentrische Lage der an der ersten Kammer befestigten Itmenelektrode der zweiten Kammer gewährleistet.

I 079 351

Die Erfindung soll anschließend an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert werden, es zeigt

..Fig. 1 ein Schaltbild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung und

Fig. 2 die konstruktive Ausgestaltung der Einrichtung; ;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Feststellung der Änderung der Zusammensetzung eines Gases, beispielsweise ein Feuermelder, 1 besteht aus zwei Ionisationskammern 3 und 4, in welchen je ein Radiumpräparat 5 bzw. 6 vorgesehen ist. Die Kammer.3 ist abgeschlossen, d. h. der Außenluft nicht direkt zugänglich, während die Kammer 4, wie gezeigt, Perforationen aufweist, so daß die Außenluft in sie eindringen kann. Beide Kammern liegen in Reihe, wobei die Endpunkte an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Der Verbindungspunkt zwischen beiden Kammern ist mit der Steuerelektrode 2 einer Kaltkathoden- bzw. Relaisröhre 7 verbunden, welche ebenfalls an die Spannungsquelle angeschlossen ist. Im Falle des Ansprechens der Kaltkathodenröhre 7 zieht ein Relais 9 an, welches in der Spannungszuführungsleitung liegt. Dieses Relais 9 betätigt seinerseits beispielsweise eine Signalanlage.

Die.Ionisationskammern3 und 4 sind so bemessen, daß bei normaler Luftzusammensetzung das Potential des Zwischenpunktes zwischen den Kammern nicht ausreicht, die Kaltkathodenröhre 7 zu zünden. Gelangen jedoch Rauchteilchen durch die Perforation in die Kammer 4, vermindert sich der durch diese Kammer fließende Strom, da die wesentlich größeren Rauchteilchen sich in dem entsprechend bemessenen elektrischen Feld bei Ionisation durch das Radiumpräparat langsamer als ionisierte Luftteilchen bewegen. Hierdurch erhöht sich das Potential am Zwischenpunkt, so daß die Kaltkathodenröhre 7 zum Zünden gebracht wird. Hierdurch spricht das Relais 9 an und löst beispielsweise Feueralarm aus.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 mit i bezeichnete Baueinheit mehr im einzelnen dargestellt. Sie besteht aus einem Sockel 10, in welchem beispielsweise zwei bis vier Kontaktstifte 11 befestigt sind. Weiterhin ragt von dem Sockel nach unten ein Metallbecher 12 ab, welcher mit einem (nicht dargestellten) Vorsprung versehen sein kann, so daß beim Einstecken in einen Gegensockel eine richtige Zuordnung der Kontakte gewährleistet ist. Der Becher 12 ist beispielsweise mittels Schrauben 13 an dem Sockel 10 befestigt.

Im Innern des Bechers 12 befindet sich eine Kaltkathodenröhre 14, deren Glaskörper 15 beispielsweise mittels einer Kittschicht 16 in ihm befestigt ist. Die Kaltkathodenröhre besitzt wie üblich eine Kathode 17, eine Anode 18 und eine Steuerelektrode 20. Der Glaskörper 15 ragt über den Rand des Bechers 12 hinaus und ist in der Darstellung oben mit einer Metallscheibe 19 abgeschlossen. Die Halterung der Röhre in einem im Sockel befestigten Metallbecher hat folgende Vorteile: Erstens gestattet sie auf einfache Art die entscheidend wichtige Isolation des herausragenden Glaskörpers zu messen, zweitens läßt sich die Röhre samt Becher leicht auswechseln und drittens kann der Becher betriebsmäßig an ein geeignetes Potential angeschlossen werden.

Die Anschlüsse für die Kathode 17 und die Anode 18 sind in der Darstellung unten aus der Röhre herausgeführt und über in dem Kitt verlaufende Leitungen mit den Anschlußklemmen 11 verbunden.

Die Schei'be.19 ist aus einer dem Glas angepaßten Speziallegierung hergestellt, so daß sie direkt auf die Glasröhre aufgeschmolzen werden kann.

. Auf der. metallischen Scheibe 19 sitzt die untere Begrenzung 23 der Ionisationskammer 24, welche der Kammer 3 des Schaltbildes der Fig. 1 entspricht. Die untere Begrenzung 23 ist beispielsweise mittels drei Nieten 25 mit der Scheibe 19 verbunden.

Die untere Abschlußplatte 23 der Ionisationskammer 24 trägt einen Stift 26, welcher in ein Schraubengewinde 27 ausläuft. Auf einer vor dem Schraubengewinde 27 vorgesehenen Schulter ruht das Gehäuse 28 der Ionisationskammer 24, welches sich an den äußeren Rand der Abschlußplatte 23 anschließt. In dieser Platte sind ferner Bohrungen 29 vorgesehen, durch welche sich Stifte 30 erstrecken (zu Fig. 2; nur ein Stift sichtbar), die bei 31 in den Sockel 10 eingekittet sind.

Die Stifte 30 tragen die zweite Elektrode 32 der Ionisationskammer 24. Vorzugsweise sind in der Elek-

'-, trode 32 Bohrungen 33 vorgesehen, welche einen größeren Durchmesser besitzen als die Stifte 30. In die nach außen gerichteten Begrenzungen der Bohrungen 33 greifen, wie dargestellt, Schlitze in den oberen

s5 Enden der Stifte 30 ein, so daß diese Stifte bei entsprechender, nach außen gerichteter mechanischer Vorspannung die Elektrode 32 halten. Das radioaktive Präparat zur Erzeugung der Ionisation in dieser Kammer ist vorzugsweise an den in der Darstellung seitliehen Wänden angeordnet, wie beispielsweise bei 40 angedeutet ist.

Das Gegenstück zu der Schraube 27 bildet ein Stift 34, welcher einerseits das Gehäuse 28 befestigt und andererseits als Elektrode für die obere Ionisationskammer 35 dient. Die Kammer 35 entspricht der Kammer 4 des in Fig. 1 dargestellten Schaltbildes. Die äußere Elektrode der Ionisationskammer 35 wird durch eine die gesamte Vorrichtung umgebende Haube 36 gebildet, welche auf dem Sockel 10 aufliegt und an ihm befestigt ist. Die Haube 36 besitzt eine Reihe von Perforationen 37, durch welche die Außenluft in die Kammer 35 eintreten kann. Das radioaktive Präparat für die Kammer 35 kann auf einer den unteren Abschluß dieser Kammer bildenden Zwischenwand 41 angeordnet sein, wie bei 38 schematisch angedeutet ist. Die Anordnung ist dabei vorzugsweise so getroffen, daß das Präparat 38 an einer Schulter 42 der Wand 41 befestigt ist, so daß, wie dargestellt, die ionisierenden Partikel in erster Linie in die äußere Peripherie der Kammer 35 gelangen.

Neben dem gezeigten Ausführüngsbeispiel ist es ferner noch möglich, die Scheibe 19 direkt als Teil der Ionisationskammer 24 auszubilden. Hierdurch fällt die Nietverbindung 25 weg, so daß eine weitere Vereinfachung des Melders erzielt ist.

Wie ohne weiteres zu ersehen ist, wird die gesamte Ionisationskammer 24 sowie die Elektrode 34 der Ionisationskammer 35 von der Röhre getragen. Durch die Befestigung dieser Anordnung auf der Röhre wird einerseits die erforderliche mechanische Festigkeit gewährleistet und andererseits die erforderliche gute Isolation. Darüber hinaus ist das Verfahren zum Befestigen der Scheibe 19 auf den Glaskörper 15 sehr leicht durchzuführen, so daß Ausschüsse bei der Herstellung praktisch nicht auftreten. Vorzugsweise ist das radioaktive Präparat 40 unterteilt und an mehreren Stellen auf der Höhe der Scheibe 32 angeordnet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die die Ionisation hervorrufenden Partikel senkrecht zu dem elektrischen Feld ausgestrahlt werden, so daß der Sät-

tigungsstrom schon bei relativ geringen Spannungen erreicht wird.

Wenn die dargestellte Einrichtung an Orten zur Anwendung gelangt, an denen sie in erhöhtem Maße Staub und Schmutz ausgesetzt ist, kann es von Vorteil sein, einen Abschluß vorzusehen, welcher das Einbringen von Staub zu den hochisolierenden Teilen der Röhre und der abgeschlossenen Ionisationskammer verhindert. Bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung —· deren übrigen Teile ebenso ausgebildet sind wie dies in Fig. 2 gezeigt ist — ist auf der abgeschlossenen Ionisationskammer 24 eine Abdeckscheibe 39 vorgesehen, welche die Zwischenwand 28 berührt und somit den Raum außerhalb der Ionisationskammer 24 abschließt. Die Abdeckscheibe 39 besteht aus hochisolierendem, wasserabstoßendem Material. Die Abdeckscheibe 39 besitzt einen ringförmigen Vorsprung 43., welcher an einem ebenfalls ringförmigen, unter der Schulter hervorspringenden Teil 44 anliegt. Die Abdeckplatte ragt ferner vorzugsweise immer bis nahe zu der Stiftelektrode 34. Durch die beschriebene Anordnung und Ausgestaltung der isolierenden Abdeckscheibe wird erreicht, daß die Isolation auch bei einseitiger Oberflächenverschmutzung der Scheibe erhalten bleibt. ■

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ferner die Haube 36 in zwei Teile aufgeteilt. Der innere Teil 36a ist mit dem Sockel 10 verbunden und schließt oben mit der Zwischenwand 28 ab, während der zweite Teil 36 b die genannte An-Ordnung umgibt und mit einem Gegenstück 45 beispielsweise nach Art eines Bajonettverschlusses lösbar verbunden ist, wobei das Gegenstück sich an der Unterseite des Sockels abstützt. Durch diese Maßnahme werden beide Kammern sowie die Röhre leichter zugänglich, so daß auch schadhafte Teile leichter ausgewechselt werden können.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Feststellung von Änderangen in der Zusammensetzung eines Gases, bei welcher der Zwischenpunkt zweier in Reihe geschalteter, mit je mindestens einem radioaktiven Präparat versehener Ionisationskammer mit der Steuerelektrode einer Ralaisröhre verbunden, ist und eine Ionisationskammer weitgehend abgeschlossen und die andere der Außenluft zugänglich ist, so daß eine Änderung der Luftzusammensetzung eine Potentialänderung der Steuerelektrode der Relaisröhre verursacht, wobei die Röhre einerseits mit einem Sockel verbunden ist und andererseits die dem elektrischen Zwischenpunkt beider Kammern, entsprechende Elektrode trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaisröhre auf der Seite der Ionisationskammer mit einer Metallscheibe abgeschlossen ist, von welcher die Steuerelektrode in das Röhreninnere abragt und auf welcher das als Elektrode ausgebildete Gehäuse der ersten Ionisationskammer befestigt ist, während die andere, in dem Gehäuse angeordnete, plattenförmige Elektrode durch mindestens drei Stifte gehalten wird, welche an dem Sockel befestigt und durch Bohrungen, mit größerem Durchmesser als diese in das Gehäuse geführt sind, wobei an der entgegengesetzten Wand der ersten Ionisationskammer eine Elektrode für die andere Ionisationskammer angeordnet ist, welche Elektrode von einer zweiten, haubenförmigen Elektrode umgeben ist, die teilweise mit Perforationen versehen und an dem Sockel befestigt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Sockel befestigten Stifte zur Halterung der inneren Elektrode der ersten Ionisationskammer eine nach außen gerichtete mechanische Vorspannung besitzen und an den oberen Enden nach außen offene Schlitze aufweisen, ferner dadurch, daß die Elektrode Bohrungen mit größerem Durchmesser als die Stifte besitzt, das ganze derart, daß die Schlitze in den Stiften die Elektrode an den nach außen liegenden Stellen der Umrandungen der Bohrungen einfassen und die Elektrode somit halten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der metallischen Scheibe befestigte untere Wand der einen Ionisationskammer einen senkrecht abragenden Stift trägt, an welchem Stift der übrige haubenförmige Teil der Ionisationskammer mittels einer Schraubenverbindung befestigt ist, wobei das Schraubengegenstück als Innenelektrode für die weitere Ionisationskammer dient.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische, den Abschluß der Röhre bildende Scheibe gleichzeitig eine Begrenzungswand der Ionisationskammer darstellt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschlossene Ionisationskammer und die Relaisröhre seitlich von einem zylindrischen Gehäuse und oben von einer Zwischenwand abgeschlossen sind, welche Zwischenwand die untere Begrenzung der offenen Ionisationskammer darstellt und eine öffnung zur Durchführung der isolierten, mit dem Zwischenpunkt verbundenen Elektrode aufweist, wobei auf der abgeschlossenen Ionisationskammer eine Abdeckplatte aus hochisolierendem Material vorgesehen ist, welche an der Zwischenwand anliegt, so daß die unter dieser Zwischenwand liegenden Teile gegen Verschmutzung geschützt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaisröhre als Kaltkathodenröhre ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ionisationskammern und die Relaisröhre runden Querschnitt aufweisen und konzentrisch zueinander angeordnet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die haubenförmige Elektrode bis zum Sockel reicht und hier lösbar befestigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 844 220; »Elektronik«, 1957, S. 205 bis 207.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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