DE1616020A1

DE1616020A1 - Feuermeldevorrichtung

Info

Publication number: DE1616020A1
Application number: DE19681616020
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: VIGIFEU SA
Current assignee: VIGIFEU SA
Priority date: 1967-02-09
Filing date: 1968-02-09
Publication date: 1971-03-04
Also published as: AT292510B; FR1540305A; BE710468A; GB1144624A; NL6801899A; DE1616020B2; NL161280C; NL161280B; ES350324A1; US3582646A

Description

.Firnia Vi^;i

Aubervilliers (Frankreich)

l'eueraieldovox*rich t; ung

Hi a Erfindung betx'ifft eine Jj'euermeldevor richtung zmn Aiinchluii an eine Alarmanlage mit mindesteiiß einem üetektoi-, der eine geechloasone Ionisationskammer und eine dazu in iiex'le geßchaltete offene Ionisationskainmer, die büide eine radioaktive Ütrahlungaquellen enthalten, aul"-woiat. Die blcher bekannten Vorrichtung en dleoer Ai*b benötigen zum Nachweis des durch einen Brand entstehenden

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Rauches und der damit verbundenen Änderung in der Zusammensetzung der Luft starke radioaktive Strahlungsquellen zur Erzeugung ausreichender Ionisation und an den Elektroden der Ionisationskammern hohe elektrische Spannungen, um den Ionisationsstrom genügend zu verstärken. So beträgt im allgemeinen die Intensität einer hierfür benutzten radioaktiven Strahlungsquelle mehr als 10 Mikrocurie und die angelegten elektrischen Spannungen betragen etwa 2.000 Volt.

Um diese Nachteile zu vermeiden, weist das Gehäuse des Detektors an einer Seite ein gasdurchlässiges Gitter auf, wobei dio offene Seite der offenen Ionisationskammer diesem Gitter zugekehrt ist und ihre dem Gitter abgewandte Seite Locher aufweist, in deren Nähe das Gehäuse mit Ausnehmungen versehen ist sowie mit einer für beide Ionisationskammern gemeinsamen Elektrode und mit einer im Gehäuse angeordneten Platte einer gedruckten Schaltung, die eine Steuerschaltung der Alarmanlage darstellt. Durch die Löcher in der dem Gitter abgewandten Seite der offenen Ionisationskammer und die Ausnehmungen im Gehäuse des Detektors kann die Luft zirkulieren, so daß die Konzentration der fiauchpartikel in der Ionisationskammer viel größer ist, als

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wenn die Luft in dieser Ionisationskammer stehen würde. Bei stellender Luft können die Rauchgase lediglich auf dem Veg der Diffusion in die offene Ionisationskammer gelangen und dort erst nach sehr langer Zeit die gleiche Konzentration erreichen, welche durch die zirkulierende Luft erzielt wird. Die höhere Konzentration der Rauchgase ermöglicht aber, eine radioaktive Strahlungsquelle geringer Intensität zu benutzen und niedrigere, elektrische Spannungen an den Elektroden anzulegen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wirkt die Steuerschaltung über einen Verstärker und die Steuerelektrode eines mit dem Speisestromkreis der Alarmvorrichtung verbundenen Auslöseumschalters mit der gemeinsamen Elektrode der beiden Ionisationskammern zusammen. Vorzugsweise besteht der Verstärker aus einem tEransistor, dessen Basis mit der gemeinsamen Elektrode verbunden ist, und der Auslöseumschalte,r ist ein Thyristor. Diese Halbleiterbauelemente sind unempfindlich, billig und benötigen zum Einbau nur wenig Platz.

Zweckmäßig ist im Gehäuse eine Signallampe angeordnet, so

♦ daß durch eine optisGh· Anzeige mitgeteilt wird, welcher , Detektor die Alarmanlage ausgelöst hat.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der in di<j offene Ionisationskammer ragende Teil dei· gemeinsamen Elektrode eine, den Feldlinienverlauf den elektrischen feldes beeinflussende Scheibe auf, um einen i:.öglichst großen Ionenstrom zu erzielen. Es ist vorteilhaft, daß das halbkugelförmig geformte Gitter auf ürdpotential gehalten ist. Dadurch wird ein zusätzliches Schutzgitter uri den Detektor unnötig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die an der offenen Ionisationskammer anliegende elektrische Spannung durch eine Spannungsteilerschaltung verändern, um sie an verschiedene Umgebungsbedingungen anpassen zu können.

Nach einem weiteren Iierkmal der Erfindung ist der Durchmesser der offenen IonisationskaauLer kleiner ale die Reichweite der von der radioaktiven Strahlungsquelle ausgehenden ionisierenden Teilchen. Diese Reichweiten betragen beispielsweise für Alpha-Teilchen in Luft nur wenige Zentimeter, so daß die Ionisationskarrjr.er klein und dadurch aucJi die angelegte Spannung niedrig gehalten werden kann.

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in einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der .Erfindung weist die gemeinsame Elektrode eine Scheibe auf, die mit dem Gitter eine Ionisationskammer bildet, wobei an der Scheibe eine gegen das Gitter strahlende radioaktive Strahlungsquelle angeordnet- ist. Diese Ausführungsform erfordert weniger Aufwand zu ihrer Herstellung. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der !Transistor einen Eingangswiderstand mit negativem Temperaturkoeffizient auf. Dadurch erreicht man, daß der Transistor bereits bei. Temperaturerhöhung von sich aus leitend wird und die Alarmanlage auslöst.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Detektoren in Parallelschaltung an einem dreiadrigen Kabel angeschlossen, dessen erste Ader auf positivem Potential, dessen zweite Ader auf Erdpotential und dessen dritte Ader auf negativem Potential gehalten ist, mit einer ersten Alarmanlage, die auf das Betätigen des Auslös eumsohalter B in einem der Detektoren ane_\rieht ur.2 mit einer zweiten Alarmanlage, die auf eine Stromunterbreohung im Kabel anspricht. Es ist zweckmäßig, daß in jedem Detektor eine Zenerdiode zur Signallampe zwischen dem Auslöseumschalter und dem Kabel parallel geschaltet ist, so daß auch bei Ausfallen der Signallampe der Stromkreis nicht unterbrochen ist.

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7orteiUiafterwei3e sind die, die Alarmanlagen auslösenden Heiaiskontakte zur gleichzeitigen Betätigung über einen Steg aus isolierendem Material verbunden, so daß durch Betätigen eines Helaiskont iktes der andere ebenfalls betätigt wird und so stets beide Al armen Js^en ausgelöst werden.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsiormen der Erfindung. Es stellen dar»

Figur 1 den Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Detektors,

Figur 2 das Schaltschema einer Feuermeldevorrichtung mit Alarmanlage,

Figur 3 eine andere vereinfachte Ausführungsfora eines Detektors im Schnitt.

Die Figur i stellt einen Detektor D dar, der in ein zylindrisches Gehäuse 1 eingebaut ist und an einem Ende ein Gitter 2 aus einem Drahtnetz oder aus Plast immaterial in der Form einer Halbkugel aufweist. Xm Gehäuse 1 ist eine Ionisationskammer 3 eingebaut, deren zylindrische

Wand Ja ale vom uöhäuee 1 durch einen Ioollerring 4 getrennte Elekt ιό de aoegebildet let. Dae eine SoAe fb dieser lonisationskainiaar ißt gegen das Gitter 2 of fin; Bas andere Ende 3c der IonisationekainBer 5 besteht aus einem niit Lochen: 5a versehenen Wandt eil. Diese Locher 3d bewirken, daß zusammen uit den Ausnehmungen Ί.& im Gehäuse i eine Luftzirkulation, durch die lonieationskammer 3 «nt-Steht* J)ie Ionisationskaniffier 3 enthält an der Seitenwand eine radioaktive Strahlungsquelle 5i deren Strahliines— Intensität einig«; Kikrocurie betrügt.

Sine aweite Ionisationskaiai&er 6 ist von der ersten durch isolierende Stützen 7 getrennt. Diese lonieationskuaaer 8^ die durch eine praktisch geschlossene Wandung 6a gebildet wird, spricht auf die Veränderungen der Umgebung nicht an. Sie enthalt die beiden radioaktiven Strahlungsquellen6b und 6c. Die Ifand 6a stellt ebenso wie die Wand 3ä eine Elektrod· dar. In \md «wischen den beiden lonisationskanoftern 3 und 6 verläuft eine gemeins ame Klektrod« 6.

In dem dargesteilten Beiepier ist diese gesüinsame Blektrode 8 an der Wand dar Ionisationskaianer 6 durch «in I3olieretück 9 befestigt und weist an €·» in di« Xaiamer 3 ν

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ragenden XeIl eine Scheibe 10 auf, die zur Veränderung dee Feldlinienverlaufs des elektrischen Feldes in der Kammer 3 dient. Sine Platte 11 mit einer gedruckten Schaltung wird von Ibstandstücken 12 aus isolierendem Material gehalten, die von der Ionisationskammer 6 gegen das obere Ende des Gehäuses 1 ausgehen. Auf dieser Platte sind die verschiedenen elektrischen und elektronischen Schaltelemente der Steuerschaltung montiert, die im Teil DJ der figur 2 durch ihre Syebole dargestellt sind.

Bas dem Gitter 2 abgewandte Ende des Gehäuses 1 ist durch eine isolierende Scheibe 13 abgeschlossen, durch welche die Leitungen Ci, C2 und CJ hindurchgeführt sind. Die Kehrzahl der Schaltelemente de· Schaltkreises sind in der Figur 1 weggelassen und werden anhand der Figur 2 beschrieben.

Figur 2 zeigt das Einbauschemä vcn mehreren Detektoren Di, D2, S3« ···* die alle wie der Detektor D der Figur 1 aufgebaut sind, dessen Schaltechema D3 ebenfalls in Figur 2 dargestellt ist. In diesem ßchaltechema D3 1st die gemeinsame Elektrode 8 mit der Basis eines Transistors 14-verbuoden, dessen Kollektor auf positivem Potential ge-

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halten ist .und dessen Emitter zu einem Widerstand 15 führt, der in Serie mit der Steuerelektrode eines (Thyristors 16 liegt. Ein Filterkondensator 17 ist zwischen die Steuerelektrode des Thyristors 16 und dessen Kathode gelegt. Zwischen der Anode des Thyristors und eine auf positiven Potential gehaltene Ader L1 eines Kabels L ist eine Signallampe 18 und ihr parallel eine ' Zenerdiode 19 angeordnet.

Das Kabel L enthält drei Adern, LI auf positivem, L2 auf negativem und L3 auf Erdpotential. Über ein Potentiometer 20 ist die Wand 3& der Ionisationskammer 3 mit der Leiter L2 verbunden.

Die Kathode des Thyristors 16. urtd des Gitters 2 sind mit dem Leiter L3 verbunden, jbo. daß das Gitter geerdet ist. Jeder DetektoarPI» D2_t D5 let? durch drei Leitungen CI, C2 ,. 03 mit den Adarn l4 ^*2» £3 Teirtnaiideft- 3M.e Adern L1 und L3 sind über den Widerstaftd 22 verbajüdea. In die Ader LI ist eine Spule 23 eingesetzt, durch dl# zwei Relaiskontakte 24 und 25 betätigt werden, di# innicht dargesteliMr Weise als über einön iBöliersteg

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. denes, gemeinsam betätigtes Kontaktpaar ausgebildet sind. Biese Heiaiskontakte 24, 25 setzen jeder eine Alarmanlage 26 und 27 in Tätigkeit.

Die Wirkungsweise des Detektors und der Einrichtung ist folgende: In Ruhestellung, d. h. wenn die den Detektor umgebende Atmosphäre normal ist, befinden sich die Wände 3a und 6a der Ionisationskammern 5 und 6 auf negativem bzw. positivem Potential und die Elektrode 8 ist auf einem Potentialwrt zwischen diesen Grenzwerten, der nicht ausreicht, um die Basis der Transistors leitend zu machen.

Durch die Potentiometerschaltung mit den Widerständen 20 und 21 ist es möglich, die Wand 3a auf ein gewünschtes Potential einzustellen.

Bei normalen. Bedingungen reicht der Leckstrom zwischen Kollektor und Emitter nicht aus, um den Thyristor 16 auszulösen. Falls die Luft in der Ionisationskammer 3 Bauchpartikel in ausreichender Zahl enthält, ändern sich die Ionisationsverhältnisse in dieser Kammer und das Potential der: Elektrode S erreicht einen ausreichenden

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Wert, un den Transistor 14 leitend JBU machen. Der Transistor dient hierbei als Stromverstärker, was der geringen Ströme wegen, die in den Ionisationskammern auftreten, nötig ist. Der vom Baitter des Transistors gelieferte Strom bewirkt das Auslösen des Thyristors 16 ■ und dealt den Strosdurehgeng durch die Signallampe 16 und die Zunahme des'durch die Spule 23 fließenden Stromes.

Die Signallampe 18 üe lianem des Gehäuses 1 leuchtet auf, was ein erster Alarmsignal des Detektors bedeutete. Gleichzeitig schlieat der verstärkte Stron in der Spule 23 den Kontakt 24 und bewirkt das Auslösen der Alarmanlage 26, die sich in einen Abstand von Gehäuse 1 befindet. Die 2enerdi0de 19 ermöglicht den Strosdurchgeog durch die Spule 2^, falls die Lampe 18 ausfallen Eollte.

Die Einrichtung enthält Jzwei weitere Sicherheitsvorkehrungen: IIpii benutzt als Transistor 14 einen mit Peldeffekt, dessen Eingangswiderstand mit der tür abnimmt, wobei der Leckst rom sieh bei einer Teiaperaturerhöhung um 10 etwa verdoppelt. Bei einer vorgegebenen

Temperatur von etwa 6Q^Q G reicht dieser Leckstrom aus, üs den Thyristor 16 auszulosen. Dadurch spricht der Detektor

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auch auf erhöhte- Temperatur an, falls eine Rauchentwicklung nicht festzustellen ist.

Eine weitere Sicherheitsvorrichtung ist durch das Relais 25 und die Alarmanlage 27 gebildet, die durch eine Unterbrechung des Stromes in einer der Adern L1, L2 oder L3 ausgelöst wird.

Die Figur 3 stellt eine einfachere Ausführungsform eines Detektors nach Figur 1 dar, in der die geschlossene Ionisationskammer der Ausführungsform nach Figur 1 weggelassen ist.

Anstelle der geschlossenen Ionisationskammer 6 der Figur 1 ist hier die Ionisationskammex' durch das Gitter 2 und durch eine an der gemeinsamen Elektrode 8 angeord— nete Scheibe 28 begrenzt, die mit einer radioaktiven Strahlungsquelle 29 versehen ist. Der elektrische Aufbau ist nur insofern gegenüber der Figur 2 verändert, als das Gitter 2 nun auf positivem Potential liegt. Die weiteren Ausgestaltungen, sind dieselben wie beschrieben.

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Claims

A η s ρ r ü ο Ii e

1. Feu&ririeldevorriclituiig zum Anschluß an eine Alarmanlage, jiiit mindestens einem Detektor, der eine ge^ sclilossene Ioiiisationskammer und eine dazu in Serie geschaltete offene Ionisationskammer, die beide eine radioaktive Strahlungsquelle enthalten, aufweis-fc, dadurch gekennzeichnet ^"-daß das Gehäuse (1) des Detectors (U) an einer Seite" ein gasdurchlässiges Gitt-or. (2) aufweist, wobei die offene Seite der offenen Ionisationskammer (J) diesem Gitter (2) zugekehrt ist und ihre dem Gitter (2) abgewandte Seite (^c) Löchex^v (i5d) auf weist, in deren Nähe das Gehäuse (1) mit Ausnehmungen (la) versehen ist sowie mit einer für beide Ionisationskammern (3,6) geiiieinsamen Elektrode '(8) und mit einer im Gehäuse (1) angeordneten Platte (12) einer gedruckten Schaltung, die eine BteuerBchaltung der Alarmanlage (26,27) darstellt. ·.- . ; ■

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2. Feuermeldevorrichtung nach Atispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung über einen Verstärker (14-) und die Steuerelektrode eines mit dem Speisestromkreis der Alarmvorrichtung (26,27) verbundenen Auslöseumschalters (16) mit der gemeinsamen Elektrode (8) der beiden Ionisationskammern (3*6) zusammenwirkt.

3« Feuermeldevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker, aus einem Transistor (14) besteht, dessen Basis mit der gemeinsamen Elektrode (8) verbunden ist.

4·. Feuermeldevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseumschalter (16) ein Thyristor ist.

5. Feuermeldevorrichtung nach einem der vorhergehend©» Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) eine Signallampe (18) angeordnet ist.

6. ]?euermeidevorrichtutig nach eineü dVr ■ vorher g^hdnen Ansprüche | dadurch gekennzeichnet, daß der' in die offene Ionisationskammer " ( 3 ) tragende !Teil;: der ■ gemeinsamen Elektrode X 8) eine' _y den !Peldlinienirei?- lauf des· elekiJrisOhen ^eTdes Tie einflussende Scheibe (10)' aufweist. ■ ' ' ' ■ '

7· !"eueraieldeTorrichiniag nach einem der "Vorhergehenden Ansprüche, dadurch- gekennzeichnet, daß das halbkugelförmig geformte Gitter (2) auf Erdpötential gehalten ist.· *- ; , - .

8* Feuermeldevorriöhtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch'gekennzeichnet, daß sich die an der offenen Ionisätidnskaiömer^ (J) anliegende elektrische Spannung durch" eine. Spannungsteilerschaltung (20,21) verändern läßt. : _t ^.

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9. Feuerinoldevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß.der Durchmesser der offenen Ionisationskammer (3) kleiner als die Reichweite der von der radioaktiven Strahlungsquelle (5) ausgehenden ionisierenden Teilchen ict.

10. Feuermeldevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ge~ neineaiLe Elektrode (8) eine Scheibe (28) aufweist, die zAt des Gitter (2) eine Ionisationskammer bildet, wobei an der Scheibe (28) eine gegen das Gitter (2) strahlende radioaktive Strahlungsquelle (29) angeordnet ist.

H.F-eueraeldevorrichtung. nach Anspruch 3» dadurch, gekennzeichnet, daß der Transistor (14) einen XLngengswiderstand mit negativem Temperaturkoeffizient aufweist.

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12* 3?euermeidevorrichtung nach einem der vorhergehenden .Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Detektoren (DI₁ D2 j D3) .in· Parallelschaltung an einemdreiadrigen Kabel (L) angeschlossen sind, dessen erste Ader (L1) auf .positiver Potential, dessen zweite Ader (IjJ) auf Erdpotential gehalten ist, mit einer ersten Alarmanlage, die auf das Betätigen des Auslöseiimschalters (16) in einem der Detektoren (D1, D2* D3) ansprioht und mit einer zweiten Alarmanlage (27), die auf eine Stromunterbrechung im Eabel (Ii) anspricht»

13* Feuermeldevorrichtung naeh Än&r^"jnh 1?5 dnclurch ge- -■. kennzeichnet, daß in jedem Detektor (DI _s D2, D3) eine Zenerdiode (19) zur Signallampe (18) zwischen dem Auslöseumschalter (16) und deiö Kabel (L) pairallel geschaiteli ist.

14. feuermeldevorxiciibung nach einem der vorhergehenden

Ansprüclie, äadürch gekennzeichnet, daß die, die Alarn-' anlagen (26,27) auslösenden Belaiskontakte (24-, 2j?) zuy 0leißhz0itigeii Betätigung über einen Steg versind. * ?

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