EP0092859A2 - Détecteur ionique - Google Patents

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EP0092859A2
EP0092859A2 EP83200472A EP83200472A EP0092859A2 EP 0092859 A2 EP0092859 A2 EP 0092859A2 EP 83200472 A EP83200472 A EP 83200472A EP 83200472 A EP83200472 A EP 83200472A EP 0092859 A2 EP0092859 A2 EP 0092859A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
chamber
guard ring
electronic circuit
chambers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83200472A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0092859A3 (fr
Inventor
Jacques Depoitier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut National des Radioelements IRE
Original Assignee
Institut National des Radioelements IRE
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/11—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas
    • G08B17/113—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to an ion detector with two ionization chambers called measurement or analysis chamber which is partially perforated and reference chamber which is sealed, electrically connected in series and arranged on either side of a circuit mounted, on a support which is a good conductor of electricity and to which the electrodes of the ionization chambers, a voltage source and a warning device are connected, the elements constituting this circuit being embedded in a mass of resin with very high resistivity, each of the abovementioned chambers comprising at least one wall which is a good conductor of electricity constituting a first electrode, a second electrode and a radioactive source housed in the chamber, the second electrodes of the two chambers being electrically connected through the mass of the above resin.
  • said known detectors can have the disadvantage of having their sensitivity which gradually decreases until they become inoperative because, when they are placed under the influence of corrosive atmospheres, the surface resistance of the mass of resin exposed in the measurement chamber decreases and the impedance between the aforementioned support and the electrical connection of the second electrodes of the measurement chamber and the reference chamber is no longer sufficient so that a reduction in ion current due to the combustion gases is analyzed.
  • the object of the invention is to remedy this drawback and to provide a detector which goes into permanent alarm when it is no longer able to analyze correctly a decrease in the ion current, which is exchanged between the two electrodes of the measurement chamber, due to the presence of combustion gases, which constitutes an essential safety element of a detection circuit.
  • the electronic circuit comprises a guard ring having a loop arranged, outside the resin mass, in the measurement chamber, this guard ring being brought to the potential opposite to that of the aforementioned support of the electronic circuit.
  • the loop of the aforementioned guard ring is disposed between the second electrode of the measurement chamber and the surface of the resin mass, embedding the components of the electronic circuit, facing this second electrode.
  • the second electrode of the measurement chamber has a rim directed towards the above-mentioned surface of the resin mass in order to delimit an enclosure, comprised between this surface, the face of the second electrode and the internal face of the rim turned towards said surface, ( h ns which is the above-mentioned loop of the guard ring so that the disturbing electric field of the latter is shielded by the second electrode of the measurement chamber, this enclosure communicating with the measurement chamber through a peripheral space formed between the free edge of the rim and the aforementioned surface of the mass of resin.
  • the drawing is a view in elevation and in section of the ion detector according to the invention.
  • the ion detector according to the invention and shown in the drawing is a detector of the type described in Belgian patent N ° 874,157 and includes two ionization chambers, a chamber 1 called measurement or analysis, and a chamber 2, called reference, arranged in a housing 3 on either side of a plate 4 mounted on a support 5 good conductor of electricity and supporting an electronic circuit 6 to which the electrodes of the chambers 1 and 2 as well as the voltage source and a warning device are connected, the elements constituting this circuit being embedded in a mass of resin 7 with very high resistivity.
  • the measurement chamber 1 comprises a wall 8 which is a good conductor of electricity which constitutes a first electrode and which has openings 9 to allow the entry of combustion gases into said chamber, a second electrode 10 and a radioactive source a 11, for example a source of americium 241, associated with the electrode 10.
  • the reference chamber 2 comprises a wall 12 good conductor of electricity constituting the first electrode, a second electrode 13 and a source a 14, the chamber 2 being protected by a sealed cover 15 and the electrodes 10 and 13 of the chambers and 2 being electrically connected, at 16, through the mass of resin 7.
  • the mass of resin 7 which shelters the elements constituting the above-mentioned circuit from aggressive atmospheres can, under the influence of corrosive atmospheres, have its surface resistance which decreases and then the impedance between the support 5 and the electrical connection 16 of the electrodes 10 and 13 of the chambers 1 and 2 becomes insufficient for a reduction in the ion current due to the combustion gases to be analyzed. As the surface resistance decreases, the detector has a decreasing sensitivity and finally becomes inoperative, without being noticed.
  • the detector according to the invention is provided with a guard ring 17 having a loop 18 disposed in the chamber 1, outside the resin mass 7, intended to trigger the warning device when the detector becomes too insensitive to effectively fulfill its role.
  • the guard ring is brought to the potential opposite to that of the support 5 and is connected to the wall 12 of the reference chamber 2 via a resistor 19, this wall also being at the reverse potential of said support 5.
  • This guard ring which advantageously has its loop 18 disposed between the electrode 10 of the chamber 1 and the surface 20 of the resin mass 7, will cause, in the event of a decrease in the impe above-mentioned surface dance, the same effect as combustion gases entering chamber 1 so that the detector will become more sensitive and finally go into permanent alarm.
  • the particular profile of the electrode 10 of the measurement chamber which has a flange 21 directed towards the surface 20 makes it possible to delimit an enclosure 22 comprised between the latter, the face of the electrode 10 and the internal face of the flange 21 turned towards said surface 20, this enclosure 22, in which the loop 18 of the guard ring is disposed, being open at the periphery of the rim 21 so as to communicate with the chamber 1.
  • This particular arrangement of the loop 18 of the guard ring and electrodes 10 and 8 of chamber 1 allows the presence of the guard ring in the detector because the electric field created by this ring is shielded by electrode 10 and cannot therefore disturb the main field prevailing between the electrodes 8 and 10.

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Abstract

Déteteur ionique à deux chambres d'ionisation 1 et 2, dites de mesure et de référence, raccordées électriquement en série et disposées de part et d'autre d'un circuit électronique 6 monté sur un support 5 bon conducteur de l'électricité et auquel les électrodes des chambres, une source de tension et un dispositif avertisseur sont connectés, les éléments de ce circuit étant noyés dans une résine à très haute résistivité et comprenant un anneau de garde 17 dont une boucle 18 est disposée, à l'extérieur de la masse de résine 7, dans la chambre de mesure 1 et qui est porté au potentiel inverse de celui du support 5.

Description

  • La présente invention a pour objet un détecteur ionique à deux chambres d'ionisation dites chambre de mesure ou d'analyse qui est partiellement ajourée et chambre de référence qui est fermée de manière étanche,raccordées électriquement en série et disposées de part et d'autre d'un circuit monté, sur un support bon conducteur de l'électricité et auquel les électrodes des chambres d'ionisation, une source de tension et un dispositif avertisseur sont connectés, les éléments constituant ce circuit étant noyés dans une masse de résine à très haute résistivité, chacune des chambres susdites comprenant au moins une paroi bonne conductrice de l'électricité constituant une première électrode, une seconde électrode et une source radio-active a logées dans la chambre, les secondes électrodes des deux chambres étant reliées électriquement à travers la masse de résine susdite.
  • Dans les détecteurs ioniques connus du type précité, qui sont notamment utilisés dans les avertisseurs d'incendie, l'entrée des gaz de combustion dans la chambre de mesure ou d'analyse, qui est ouverte, diminue la mobilité des ions générés par la source radioactive. Le courant ionique qui s'échange entre les deux électrodes de cette chambre de mesure diminue, ce qui provoque une modification dans l'équilibre électrique régnant entre les chambres de mesure et de référence raccordées en série, un circuit électronique provoquant l'alarme dès que le déséquilibre a atteint un certain niveau.
  • Comme les courants à analyser sont de l'or- dre de 10-11 A, on a pensé, pour protéger les détecteurs connus des ambiances agressives et les rendre fiables, à noyer les composants du circuit électronique placés sur le support précité dans une masse de résine à très haute résistivité de sorte que ces composants sont protégés par cette masse dans la chambre de mesure ouverte, cette masse étant à son tour protégée des ambiances agressives, en ce qui concerne sa surface dirigée vers la chambre de référence, du fait que cette chambre est rendue étanche.
  • Toutefois, malgré ces précautions, lesdits détecteurs connus peuvent présenter l'inconvénient d'avoir leur sensibilité qui diminue progressivement jusqu'à ce qu'ils deviennent inopérants du fait que, lorsqu'ils sont placés sous l'influence d'atmosphères corrosives, la résistance de surface de la masse de résine exposée dans la chambre de mesure diminue et que l'impédance entre le support précité et la liaison électrique des secondes électrodes de la chambre de mesure et de la chambre de référence n'est plus suffisante pour qu'une diminution de courant ionique due aux gaz de combustion soit analysable. On en arrive alors à disposer d'un circuit de détection dont les détecteurs sont hors d'usage sans que l'on soit averti de leur mauvais état.
  • L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de procurer un détecteur qui se met en alarme permanente lorsqu 'il n'est plus apte à analyser correctement une diminution du courant ionique, qui s'échange entre les deux électrodes de la chambre de mesure, due à la présence de gaz de combustion, ce qui constitue un élément de sécurité essentiel d'un circuit de détection.
  • A cet effet, suivant l'invention, le circuit électronique comprend un anneau de garde présentant une boucle disposée, à l'extérieur de la masse de résine, dans la chambre de mesure, cet anneau de garde étant porté au potentiel inverse de celui du support précité du circuit électronique.
  • Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la boucle de l'anneau de garde précitée est disposée entre la seconde électrode de la chambre de mesure et la surface de la masse de résine, noyant les composants du circuit électronique, tournée vers cette seconde électrode.
  • Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la seconde électrode de la chambre de mesure présente un rebord dirigé vers la surface susdite de la masse de résine afin de délimiter une enceinte, comprise entre cette surface, la face de la seconde électrode et la face interne du rebord tournées vers ladite surface, (hns laquelle est disposée la boucle précitée de l'anneau de garde de manière à ce que le champ électrique perturbateur de ce dernier soit blindé par la seconde électrode de la chambre de mesure, cette enceinte communiquant avec la chambre de mesure par un espace périphérique ménagé entre le bord libre du rebord et la surface précitée de la masse de résine.
  • D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description du dessin annexé au présent mémoire et qui représente, à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation particulière du détecteur suivant l'invention.
  • Le dessin est une vue en élévation et en coupe du détecteur ionique suivant l'invention.
  • Le détecteur ionique suivant l'invention et représenté au dessin est un détecteur du type décrit dans le brevet belge N° 874.157 et comprend deux chambres d'ionisation, une chambre 1 dite de mesure ou d'analyse, et une chambre 2, dite de référence, agencées dans un boîtier 3 de part et d'autre d'une plaque 4 montée sur un support 5 bon conducteur de l'électricité et supportant un circuit électronique 6 auquel les électrodes des chambres 1 et 2 ainsi que la source de tension et un dispositif avertisseur sont connectés, les éléments constituant ce circuit étant noyés dans une masse de résine 7 à très haute résistivité. La chambre de mesure 1 comprend une paroi 8 bonne conductrice de l'électricité qui constitue une première électrode et qui présente des ouvertures 9 pour permettre l'entrée des gaz de combustion dans ladite chambre, une seconde électrode 10 et une source radioactive a 11, par exemple une source d'américium 241, associée à l'électrode 10. La chambre de référence 2 comprend une paroi 12 bonne conductrice de l'électricité constituant la première électrode, une seconde électrode 13 et une source a 14, la chambre 2 étant protégée par un couvercle étanche 15 et les électrodes 10 et 13 des chambres et 2 étant reliées électriquement, en 16, à travers la masse de résine 7. Lorsque des gaz de combustion pénètrent dans la chambre 1, le courant ionique qui s'échange entre les deux électrodes 8 et 11 diminue, ce qui provoque une modification dans l'équilibre électrique régnant entre les chambres 1 et 2 raccordées en série. Lorsque le déséquilibre atteint un niveau prédéterminé, le dispositif avertisseur est déclenché. La masse de résine 7 qui met à l'abri les éléments constituant le circuit susdit des ambiances agressives peut, sous l'influence des atmosphères corrosives, avoir sa résistance de surface qui diminue et alors l'impédance entre le support 5 et la liaison électrique 16 des électrodes 10 et 13 des chambres 1 et 2 devient insuffisante pour qu'une diminution du courant ionique due aux gaz de combustion soit analysable. Au fur et à mesure de l'abaissement de cette résistance de surface, le détecteur à une sensibilité décroissante pour devenir finalement inopérant et ce, sans que l'on s'en aperçoive . Pour palier à ce défaut de sécurité, le détecteur suivant l'invention est pourvu d'un anneau de garde 17 présentant une boucle 18 disposée dans la chambre 1, à l'extérieur de la masse de résine 7, destiné à déclencher le dispositif avertisseur lorsque le détecteur devient trop peu sensible pour assurer efficacement son rôle. L'anneau de garde est porté au potentiel inverse de celui du support 5 et est connecté à la paroi 12 de la chambre de référence 2 par l'intermédiaire d'une résistance 19,cette paroi étant également au potentiel inverse dudit support 5. Cet anneau de garde, qui a avantageusement sa boucle 18 disposée entre l'électrode 10 de la chambre 1 et la surface 20 de la masse de résine 7, provoquera, en cas de diminution de l'impédance de surface précitée, le même effet que des gaz de combustion s'introduisant dans la chambre 1 de sorte que le détecteur deviendra plus sensible et finalement se mettra en alarme permanente. Le profil particulier de l'électrode 10 de la chambre de mesure, qui présente un rebord 21 dirigé vers la surface 20 permet de délimiter une enceinte 22 comprise entre cette dernière, la face de l'électrode 10 et la face interne du rebord 21 tournées vers ladite surface 20, cette enceinte 22, dans laquelle est disposée la boucle 18 de l'anneau de garde , étant ouverte à la périphérie du rebord 21 de manière à communiquer avec la chambre 1. Cette disposition particulière de la boucle 18 de l'anneau de garde et des électrodes 10 et 8 de la chambre 1 permet la présence de l'anneau de garde dans le détecteur du fait que le champ électrique créé par cet anneau est blindé par l'électrode 10 et ne peut donc perturber le champ principal régnant entre les électrodes 8 et 10.
  • Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent être apportées à cette dernière sans sortir du cadre du présent brevet.

Claims (4)

1. Détecteur ionique à deux chambres d'ionisation (1, 2), dites chambre de mesure ou d'analyse qui est partiellement ajourée et chambre de référence qui est fermée de manière étanche, raccordées électriquement en série et disposées de part et d'autre d'un circuit électronique (6) monté sur un support (5) bon conducteur de l'électricité et auquel les électrodes des chambres d'ionisation (1, 2), une source de tension et un dispositif avertisseur sont connectés, les éléments constituant ce circuit étant noyés dans une masse de résine (7) à très haute résistivité, chacune des chambres (1, 2) comprenant au moins une paroi bonne conductrice de l'électricité constituant une première électrode, une seconde électrode et une source radio- active a logée dans la chambre, les secondes électrodes des deux chambres étant reliées électriquement à travers la masse de résine susdite, ledit détecteur étant caractérisé en ce que le circuit électronique (6) comprend un anneau de garde (17) présentant une boucle (18) disposée, à l'extérieur de la masse de résine (7), dans la chambre de mesure (1), cet anneau de garde (17) étant porté au potentiel inverse de celui du support (5) du circuit électronique (6).
2. Détecteur ionique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de garde (17) est connecté à la paroi (12) bonne conductrice de l'électricité de la chambre de référence (2) du détecteur par l'intermédiaire d'une résistance (19), cette paroi (12) étant au potentiel inverse de celui du support (5) du circuit électronique.
3. Détecteur ionique suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la boucle (18) de l'anneau de garde (17) est disposée entre la seconde électrode (10) de la chambre de mesure (1) et la surface (20) de la masse de résine (7), noyant les composants du circuit électronique, tournée vers cette seconde électrode.
4. Détecteur ionique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde électrode (10) de la chambre de mesure (1) présente un rebord (21) dirigé vers la surface (20) de la masse de résine (7) afin de délimiter une enceinte (22), comprise entre cette surface (20), la face de la seconde électrode (10) et la face interne du rebord (21) tournées vers ladite surface (20), dans laquelle est disposée la boucle (18) de l'anneau de garde (17) de manière à ce que le champ électrique perturbateur de ce dernier soit blindé par la seconde électrode (10) de la chambre de mesure (1), cette enceinte (22) communiquant avec la chambre de mesure (1) par un espace périphérique ménagé entre le bord libre du rebord (21) et la surface (20) de la masse de résine (7).
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GB2014782B (en) * 1978-01-05 1982-06-23 Sound Diffusion Ltd Ionization smoke detectors
BE892985A (fr) * 1982-04-27 1982-08-16 Inst Nat Radio Elements Detecteur ionique

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