DE2946507C2

DE2946507C2 - Detektor, insbesondere Feuerdetektor

Info

Publication number: DE2946507C2
Application number: DE2946507A
Authority: DE
Inventors: Bernardus Johannes Walkerville Transvaal Bout; Timothy John Greenside Johannesburg Transvaal Newington; Nicolaas Tjaart van der Meredale Transvaal Walt
Original assignee: Anglo American Corp of South Africa Pty Ltd
Current assignee: Anglo American Corp of South Africa Pty Ltd
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1979-11-17
Publication date: 1986-04-10
Also published as: GB2041534A; ZA786519B; JPS5572294A; GB2041534B; CA1148278A; CH647879A5; NL7908429A; IT7927341A0; AU534265B2; FR2441892B1; DK490879A; LU81912A1; DK156785C; NO793696L; NL182989B; PH21359A; SE444240B; DE2946507A1; FR2441892A1; DK156785B

Description

Die Erfindung betrifft einen dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechenden Detektor, insbesondere Feuerdetektor.

Bei einem bekannten Detektor dieser Art (DE-OS 27 03 233) ist die ivleßkammer mit einer weiteren, als Referenzkammer dienenden Meßkammer in Serie geschaltet und werden 'onisierungsstromänderungen mit Hilfe eines Feldeffekttransistors als Änderungen der Referenzkammer-Potantialdifferenz gemessen. Eine solche Ausbildung ist aufgrund de? Einsatzes von zwei Meßkammern aufwendig und dennoch verhältnismäßig störungsempfindlich.

Bei einem anderen bekannten Feuerdetektor (DE-OS 27 1 ί 457). dessen Auswerteschaltung nicht erläutert ist, ist die Referenzkammer gleichsam durch einen Vergleichswiderstand ersetzt, so daß nur eine einzige Meßkammer bzw. Strahlungsquelle erforderlich ist. Darüber hinaus kennt man schon Strommeßschaltungen mit Operationsverstärker (U. Tietze, Ch. Schenk »Halbleiter-Schaltungstechnik«, 2. Auflage. Springer-Verlag Berlin— Heidelberg— New York 1971. Seite 243). Das hat jedoch die Probleme um die Detektoren der eingangs genannten Art einer Lösung bisher nicht näher gebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Detektor der eingangs genannten Art baulich zu vereinfachen. dennoch aber funktionssicherer zu machen.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruches.

Der erfindungsgemäße Detektor zeichnet sich durch einen einfacheren Aufbau, stabileres Verhalten und leichtere Eichbarkeit aus.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beiliegenden Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Die Figur zeigt einen Detektor mit einem Gehäuse 10. welches eine Meßkammer 12 bildet. Innerhalb dieser Kammer 12 ist eine Ionisierüngsquelle 14, wie beispielsweise Krypton 85, und ferner eine Elektrode 16 aus einem leitenden Material auf einem Isolator 18 angeordnet. Mit der Elektrode 16 ist ein Operationsverstärker 20 verbunden, welcher seinerseits mit einem Stromtreiber 21 verbunden ist, mit dessen Ausgang parallel zueinander ein Schreibgerät 22 und eine Triggereinrichtung verbunden sind. Das Gehäuse 10 weist mehrere öffnungen 26 auf, durch weiche Luft ungehindert durch die Kammer 12 strömen kann. Das Gehäuse 10 wird an einer geeigneten Stelle im zu überwachenden Bereich eingebaut. Das kann in einer gewissen Entfernung von einer Zentraren Kontrollstelle sein, an welcher das Schreibgerät 22 und die Triggereinrichtung 24 aufgebaut sind.

Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 20 ist direkt mit der Elektrode 16 verbunden und der andere Eingang liegt an einer Bezugsspannung V. Der Operationsverstärker 20 ist mittels einer Widerstandskette mit einem Potentiometer R als rückgekoppelter Verstärker ausgebildet, wobei der Rückkopplung«: ;trom mit dem Ionisierungsstrom, der von der Elektrode 16 abfließt, verglichen wird und auf gleicher; Höhe gehalten wird. Zusätzlich wird die Spannung des invertierenden Eingangs, welche der Kammer 12 aufgedrückt wird, durch die Rückkopplungsarbeit des Verstärkers konstant gehalten. Der Rückkopplungsstrom, u. h. der ionisierungsstrorn, wird durch den Stromtreiber 21 verstärkt und dem Schreibgerät 22 sowie der Triggereinrichtung 24 zugeleitet.

Das Schreibgerät 22 zeichnet daher den Ionisierungsstrom in Abhängigkeit von der Zeit auf. Wenn Verbrcnnungspartikel mit Luft in die Kammer 12 gelangen, wird der Ionisierungsstrom herabgesetzt, was durch das Schreibgerät 22 aufgezeichnet wird. In gleicher Weise wird jegliche Veränderung des Ionisierungsstromes aus irgendeinem anderen Grunde durch das Schreibgerät 22 aufgezeichnet Wenn beispielsweise das Gehäuse 10 unter Tage in einem Bergwerk eingebaut ist, wo es den Sprengprodukten ausgesetzt ist, wird der lonisierungsstrom dadurch entsprechend beeinflußt und die Stromveränderung aufgezeichnet. Der Detektor kann daher eingesetzt werden, um automatisch jeweils den Zeitpunkt aufzuzeichnen, zu welchem eine Sprengung stattgefunden hat.

Falls die Öffnungen 26 im Gehäuse au. irgendeinem Grunde blockiert, d. h. verstopft sein sollten, so ändert sich der Ionisierungsstrom überhaupt nicht und dieser durchaus unübliche Zustand wird wiederum im Schreibgerät 22 festgehalten. Falls der Detektor aus irgendeinem Grunde falsch funktioniert, wodurch der lonisicrungsstrom anomal ansteigt oder abfällt oder sich nicht ändert, so zeigt eine Überprüfung des vom Schreibgerät 22 angefertigten Meßstreifens an, daß ein Fehler oder eine Störung vorliegt, so daß geeignete Maßnahmen ergriffen werden können.

Die Triggereinrichtung 24 ist ein Komparator, in welchem der verstärkte Ionisierungsstrom mit einem Bezugsw^rt verglichen wird und verwendet wird, um ein Alarmsignal auszulösen, wenn der lonisierungsstrom einen Bezugs- oder Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert kann fest eingestellt oder auch veränderbar sein, so daß die Umweltbedingungen, in denen iler Detektor arbeitet, berücksichtigt werden können. Da der lonisierungsstrom unter dem Einfluß von Faktoren, wie Temperatur und Feuchiigkeitsschwankungen, auswandert, ist es durchaus möglich, daß der Schwellwert selbst dann überschritten wird, wenn kein Brand, Rauch oder andere Partikelchen den lonisierungsstrom beeinflussen. Aus diesem Grunde ist es bei bestimmten Einsätzen vorteilhaft, wenn die Triggereinrichtung nur dann betätigt wird, wenn eins Ausmaß der Schwankungen des Ionisierungsstromcs ein gegebenes Maß überschreitet. Hierfür kann irgendeine geeignete Meßvorrichtung für das Ausmaß der Schwankung verwendet

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ä» werden, um einen Alarm auszulösen.

.J] Bei dem Detektor wird ein analoges Signal erhalten

B und aufgezeichnet. Das Schreibgerät arbeitet parallel

I? mil der Triggerein rieh tu ng 24. Infolgedessen kann der

a erfindungsgemäße Detektor die Rolle eines Feuerde-

;* tektors erfüllen und außerdem ein gegebenes Gebiet

:"' auf bestimmte Vorfälle hin überwachen, wobei außerdem zusammen mit dem Aufzeichnungsgerät und der j~ Meßeinrichtung für den Triggerwert der Detektor stän-

5 dig bezüglich seiner einwandfreien Funktion überwacht

ja wird.

I Eine analoge Wiedergabe oder Aufzeichnung des Io-

% nisierungsstromes ermöglicht es einem fachlich geschul-

t ten Beobachter, durch Überwachung des Schreibgerä-

j^; tes Stromschwankungen verschiedenen Gründen zuzu- is

Ϋ- ordnen.So verursachen Sprengarbeiten in einem Berg-

', werk Schwankungen des Ionisierungsstromes. Ein

Alarm, welcher durch Sprengungen ausgelöst wird, kann infolgedessen durch Oberprüfung des Meßstrei-• fens als Fehlalarm bezüglich eines Feuera-isbruches

identifiziert werden. So ist auch ein Defekt oder eine - Störung des Detektors, durch welche ein Alarmzustand

ausgelöst wird, im allgemeinen mit einer Stromänderung verbunden, welche nicht einem tatsächlichen Feueralarmzustand zugeordnet werden kann.

Hin weiterer Vorteil der Erzeugung eines brauchbaren Analogsignals seitens des Detektors ergibt sich dadurch, daß es möglich ist, einfach durch Messung der Amplitude des lonisierungsstromes mittels eines Am-' pcremeters zu bestimmen, ob die Betriebshöhe des

» Stromes über zulässige Grenzen hinweg, beispielsweise

infolge der Ansammlung von Staub oder Feuchtigkeit, ausgewandert ist. Die Stromamplitude kann dann mit- I tels des Potentiometers R eingestellt werden, um wieder

in die zulässigen Grenzen zu gelangen und somit einem falschen Alarmsignal zuvorzukommen.

ι, Da der lonisierungsstrom direkt überwacht wird,

I wird die dur~h Veränderung des Stromes erzeugte Aufzeichnung genau nur mit atmosphärischen Bedingungen ' oder mit Störungen im Detektor in Beziehung gebracht.

■ Die Verwendung des Operationsverstärkers 20 in der

ι wiedergegebenen Weise ergibt den Vorteil, daß der lo-

nisicrungsstrom nur in äußerst geringem Maße während der Verstärkung gestört wird. Ein gleiches Resultat I wird durch Verwendung des Operationsverstärkers

' zwecks Einhaltung des konstanten Potentials in der

[ Kummer zwischen der Elektrode 16 und der Ionisie-

J rungsquelle 14 erhalten. Diese beiden Faktoren helfen

ί mit. sicherzustellen, daß Schwankungen in dem aufge-

i zciehneten verstärkten Icnisierungsstrom nur durch

I nachprüfbare atmosphärische oder Feueralarm-Bedin-

_;i gungen veranlaßt werden und nicht durch die Verstär-

5 kungseinrichtung beeinflußt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Detektor, insbesondere Feuerdetektor, mit einer Meßkammer, die von einem Gehäuse mit mehreren, ein Durchströmen von Luft ermöglichenden Öffnungen gebildet ist und in der eine auf einem Isolationsträger montierte, gegenüber dem Gehäuse auf einer konstanten Potentialdifferenz gehaltene Elektrode einerseits, eine einen von der Elektrode aufgefangenen Ionisierungsstrom erzeugende Strahlungsquelle andererseits angeordnet ist, und mit einer elektrischen Auswerteschaltung sowie einer daran angeschlossenen Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Ionisierungsstromes, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung aus einem Operationsverstärker (20) in Strommeßschaltung besteht, dessen invertierender Eingang (-) unmittelbar mit der Elektrode (16) der einzigen Meßkammer (12) verbunden ist.