Einrichtung zur Anzeige von Veränderungen eines Gases oder Gasgemisches. Die erfindungsgemässe Einrichtung dient dazu, derartige Änderungen eines Gases oder Gasgemisches anzuzeigen, die die elektrische Leitfähigkeit einer mit dem Gas erfüllten Ionisationskammer ändern. Sie ist speziell zur Feuer- und Rauchmeldung geeignet.
Es ist bekannt, Änderungen der elektri schen Verhältnisse in einer Ionisationskam- mer, die infolge einer Veränderung ihrer Gas füllung eintreten, dadurch festzustellen, dass man eine zweite Ionisationskammer, die nicht vom zu prüfenden Gase durchströmt wird, zu der Ionisationskammer, durch welche das zu prüfende Gas strömt, in Serie schaltet und die Änderung der Spannungsverteilung an diesen beiden Kammern misst oder zur Auslösung eines Alarmes verwendet.
In Fig. 1 ist die Schaltung einer der artigen bekannten Anordnung prinzipiell ge zeichnet.
2 bedeutet die Ionisationskammer, durch welche das zu kontrollierende Gas strömt. Sie ist in Serie mit der nicht vom zu prüfenden Gase durchströmten Kammer 1 geschaltet. Die Ionisation in den beiden Kammern ge schieht zum Beispiel durch die beiden Ra diumpräparate 3 und 4.
Die Spannungsquelle 5 erzeugt eine Potentialdifferenz an beiden Ionisationskammern. Das elektrostatisch ar beitende System 6 zeigt Änderungen der Spannungsverteilung an, indem zum Beispiel die Elektroden 7 durch die elektrostatischen Kräfte bewegt werden. Änderungen der elek trischen Verhältnisse der Ionisationskammer 2 werden also von der Vorrichtung 6 ange zeigt.
Das Instrument kann bei geeigneter Aus bildung einen Kontakt 8 schliessen. Dadurch wird der Stromkreis der Alarmeinrichtung 9 und der Stromquelle 10 geschlossen.
Das elektrostatische Instrument 6 kann durch andere Einrichtungen, die Spannungs änderungen anzeigen, ersetzt werden. Hier für kommen zum Beispiel Elektronenröhren, Elektrometerröhren, gasgefüllte Elektronen röhren oder Glimmlampen in Frage. Bei der praktischen Ausführung dieses bekannten Verfahrens treten folgende Schwierigkeiten auf Die Isolation muss ausserordentlich grossen Ansprüchen dauernd genügen. Die Ober flächenisolation macht spezielle Schwierig keiten, da sie durch die Feuchtigkeit und andere Bestandteile der Luft vermindert wird. Glas oder glasartige Stoffe sind des halb zur Isolation nicht ohne weiteres ver wendbar.
Während es möglich ist, alle in herme tisch abgeschlossenen Räumen liegenden Iso lationsstellen dauernd genügend gut herzu stellen, bereiten die an der Aussenluft lie genden Isolationsstellen der Anzeigevorrich tung 6 bis 8 und die beiden Durchführungs isolationen der Ionisationskammern 1 und 2, das heisst fünf Oberflächenisolationsstellen Schwierigkeiten. Diese .Isolationsstellen müs sen mit sehr grossen Kriechwegen aus spe ziellem lblaterial gebaut werden. Dadurch wird der ganze Apparat gross, kompliziert und kostspielig.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben.
Nach der Erfindung ist die Ionisations- kammer, die nicht vom zu prüfenden Gase durchströmt wird, hermetisch abgeschlossen und unmittelbar mit der ebenfalls hermetisch abgeschlossenen Anzeigevorrichtung so zu sammengebaut, dass eine gemeinsame Trenn wand besteht, durch welche die Verbindungs leitung führt, die das Potential der mitein ander verbundenen Elektroden der beiden Ionisationskammern der Anzeigevorrichtung zuführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 schematisch gezeigt. Das Sy stem 6 bis 8, das zum Anzeigen der Span nungsverteilung zwischen den beiden Ioni- sationskammern dient, ist auf dem Quetsch fuss 11 montiert in den Glasballon 12 einge schmolzen. Unmittelbar mit diesem Glas ballon ist der Glasballon 13 der geschlossenen Ionisationskammer 1 verschmolzen. Sie ist innen mit einer elektrisch leitenden Schicht 14 überzogen, auf oder unter der die radio aktive Schicht 3 aufgebracht ist.
Die Ioni- sationskammer 1 kann durch einen Pump stutzen mit einem geeigneten Gase, zum Bei spiel Stickstoff, gefüllt werden und wird dann zugeschmolzen.
Vorteilhafterweise wird das Gehäuse 13 der Ionisationskammer 1 zugleich als die eine Elektrode der offenen Ionisationskammer 2 ausgebildet. Bei dieser Anordnung können keine Störungen durch die Volumenleitfähig keit des Glases der Kammer 13 entstehen.
Das Glasgehäuse 13 ist zu diesem Zweck mit einem metallischen Überzug 15 versehen und darauf ist das radioaktive Präparat 4 aufgebracht und durch die Schutzschicht 16 abgedeckt. Auch wäre es eventuell möglich, das Gehäuse 13 direkt aus Metall herzu stellen.
Zur Ermöglichung der billigen Massen herstellung wird der ganze Aufbau des Elek- trodensystems der Anzeigevorrichtung samt der geschlossenen Ionisationskammer auf einem Quetschfuss montiert. Hernach wird der Glasballon 12 mit einem Quetschfuss einer seits und der Ionisationskammer 13 ander seits verschmolzen.
Zum hermetischen Abschluss des Anzeige- systems und der Ionisationskammer 1 wird vorteilhaft Glas verwendet. Es entsteht dabei ein einziger an der Luft liegender, über Glas verlaufender Kriechweg, und zwar vom Überzug 1.45 über die Glasballone 13 und 12. Da das Glas im Wasser quillt und sich Glas bestandteile darin auflösen, bildet sich auf dem Glas in feuchter Umgebung eine Was serhaut, die nicht genügend isoliert. Diese Schwierigkeit tritt nicht auf, wenn man an Stelle von Glas beispielsweise geeignete Kunstharze verwendet.
Bei Elektrometerröhren ist es bekannt, diese störende Oberflächenleitung von Glas durch hochisolierende Durchführungen, zum Beispiel aus Bernstein, und durch gleich zeitige Trockenhaltung der Luft in der Kam mer (mittels eines Trockenmittels) unschäd lich zu machen. Die ganze Einrichtung ist nicht leicht herstellbar, benötigt viel Platz und das Trockenmittel muss immer wieder er neuert werden. Diese Umstände werden vermieden, wenn man das Glas nach Entfernen der Wasser haut mit einer wasserdichten, im Wasser nicht quellenden oder sich auflösenden Schutzschicht mit sehr grosser Oberflächen isolation überzieht.
Als solche Schutzschicht kann zum Beispiel eine Schicht aus Ceresin, Kolophonium, Trolitul oder Schwefel dienen. Dabei ist es nicht notwendig, die ganze Glas oberfläche mit der Schutzschicht zu über ziehen, sondern es genügt, die Schutzschicht in Form eines Ringes 17 anzubringen.
Für manche Zwecke, und speziell wenn die Vorrichtung zur selbsttätigen Feuer- und Rauchmeldung dienen soll, ist es notwen dig, die an der Luft liegende Isolationsstelle so anzuordnen, dass bei ihrem Defektwerden die Empfindlichkeit steigt und ein Alarm ausgelöst wird.
Wird Flammengas oder Rauch in die offene Ionisationskammer 2 gebracht, so wird ihr innerer Widerstand infolge der kleineren Beweglichkeit der Rauchteilchen oder Mole külkomplexe vergrössert und die Spannung an der offenen Ionisationskammer steigt. Die Isolation muss so angebracht werden, dass bei ihrem Defektwerden die Spannung über der offenen Ionisationskammer ebenfalls steigt.
Bei der bekannten Schaltung nach Fix. 1 ist dies nicht der Fall, wohl aber bei Fig. 2, indem der elektrisch leitende Ring 18 zum Beispiel mit dem Pol der Spannungs quelle 5 verbunden wird, der mit der Ioni- sationskammer 1 verbunden ist.
Durch den Zusammenbau der abgeschlos senen Ionisationskammer mit dem Anzeige system 6 bis 8 und durch die Schutzschicht 1.7 werden die Isolationsschwierigkeiten praktisch behoben; dagegen entstehen neue, erhebliche Schwierigkeiten, die im folgenden erläutert werden: Die Spannungsverteilung muss unabhän gig von den im Gebrauch auftretenden Druck- und Temperaturschwankungen sein.
In der offenen Ionisationskammer ändert die Anzahl der Gasmoleküle im Kubikzentimeter und damit im allgemeinen auch die Ionisation mit dem Luftdruck und der Temperatur. in. der hermetisch abgeschlossenen Ionisations- kammer bleibt die Anzahl Moleküle und die Ionisation gleich. Es ist deshalb notwendig, dass die Ionisationsstärke der offenen Ioni- sationskammer auch unabhängig von Druck und Temperatur wird.
Dies ist möglich bei Verwendung von ionisierenden Präparaten, bei denen vor allem die a-Teilchen ionisierend wirken, zum Bei spiel Radiumpräparaten, und wenn man die ganze Reichweite der a-Teilchen ausnützt, da ein a-Teilchen längs seines Weges bis zum Stillstand immer die gleiche Anzahl Ionen bildet. Da die Reichweite 2,5 bis 7 cm be trägt, werden die Ionisationskammern relativ gross.
Damit die Spannungsverteilung unabhän gig von der Zeit wird, muss die zeitliche Zu- oder Abnahme der Ionisation der beiden Kammern gleichartig vor sich gehen. Mit der radioaktiven Umwandlung entstehen häufig radioaktive Edelgase.
Diese werden in der geschlossenen Ionisationskammer zurückge halten und ionisieren ihrerseits. In der offenen Ionisationskammer wird ein von der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Zeit abhängiger Teil davon okkludiert. Die Span nungsverteilung zwischen den beiden Ioni- sationskammern ändert sich deshalb mit der Zeit, der Temperatur und der Feuchtigkeit.
Eine Vermeidung der durch die Abgabe radioaktiver Edelgase entstehenden Ioni- sationsschwankungen mit der Zeit, dem Druck und der Temperatur ist möglich, wenn die Radiumpräparate mit einer gasdichten Schutzschicht überzogen werden.
Durch diese Schutzschicht werden nicht nur durch den hermetischen Abschluss der einen Ionisations- kammer entstehende Schwierigkeiten über wunden, sondern man erhält auch noch den Vorteil, dass die Ionisationsquelle in der offenen Kammer durch Abwischen von Staub ablagerungen gereinigt werden kann, ohne dass ein Teil des radioaktiven Präparates mit ent fernt wird.
Wird als Schutzschicht eine feine Metallschicht verwendet, so können sich zu dem keine unkontrollierbaren Oberflächen ladungen auf den gut isolierenden Radium- präparaten ausbilden. Durch eine relativ homogene Schutzschicht wird ausserdem die Reichweite der a-Teilchen verkürzt, und es ist deshalb möglich, die offene Ionisations- kammer kleiner zu bauen.