DK143922B - Ioniseringsroegmelder med temperaturkompensation - Google Patents

Description

143922 i o

Opfindelsen angår en ioniseringsrøgmelder med et måleioniseringskammer i serie med et referenceioniseringskammer således som nærmere angivet i krav l's indledning.

Opbygningen af sådanne røgmeldere er eksempelvis be-5 skrevet i de schweiziske patentskrifter nr. 486.082, 508.251 og 551.057.

Det er kendt at gøre en ioniseringsrøgmelder i nogen grad uafhængig af driftsspændingen ved, at der som modstandselement anvendes et mættet referenceioniseringskammer. Her-10 ved forbliver måleioniseringskammerets udgangsspænding kon stant ved ændring af driftsspændingen, men denne brandmelder har imidlertid den ulempe, at den udviser en kraftig temperaturafhængighed for måleioniseringskammerets udgangsspænding, og der optræder tilmed en tilnærmelsesvis lineær forskydning 15 af alarmtærsklen med temperaturen.

Som det fremgår af krav l's indledning, er det kendt som første elektroniske element i udnyttelseskredsløbet at anvende en felteffekttransistor, hvis styreelektrode er forbundet med forbindelsespunktet mellem måleioniseringskammeret og 20 referenceioniseringskammeret. Denne transistor drives normalt i spærret tilstand, og til dette formål lægges kildepotentialet således, at det ligger over spærrespændingen. Tidligere kendte ioniseringsrøgmeldere af denne art har imidlertid den ulempe, at deres alarmtærskel ændrer sig med omgivelsernes 2 5 temperatur.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en ioniseringsrøgmelder, hvori alarmtærsklen er‘uafhængig af omgivelsestemperaturen.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af 30 den i krav l's kendetegnende del angivne udformning. Ved hjælp af kompensationskredsen opnås en udbalancering af temperaturens indvirkning på måleioniseringskammeret, så at alarmtærsklen ikke længere påvirkes af variationer i omgivelsernes temperatur. Denne virkning opnås under bibe-35 holdelse af den strømbesparende og økonomiske udformning og den uafhængighed af spændingsvariationer, som tidligere er opnået ved kendte beslægtede røgmeldere.

143922

O

2

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, der viser et koblingsdiagram for en udførelsesform for en røgmelder ifølge opfindelsen.

Ved den i figuren viste ioniseringsrøgmelder er et 5 lufttilgængeligt, umættet måleioniseringskammer MK, hvis ionstrøm altså er afhængig af røgtætheden i luften, forbundet i serie med et yderligere, mættet referenceioniseringskammer RK. Forbindelsespunktet mellem de to ioniseringskamre er forbundet med styreelektroden på en FET, f.eks. en MOS-FET. I 10 denne felteffekttransistor FET's kildestrækning er der anbragt en kompensationskreds S bestående af en transistor T^'s kollektor-emitterstrækning og en parallelt med denne forbundet af to modstande R^ og R2 bestående spændingsdeler, idet transistoren T^'s basis er forbundet med forbindelsespunktet 15 mellem de to modstande R^ og R2·

Denne kompensationskreds S bestående af transistoren T^ og modstandene R-j^ og R2 bestemmer felteffekttransistoren FET's kildespænding U . Denne spænding U vælges nu således, S s at summen af U og tærskelværdispændingen for felteffekt-20 transistoren FET er større end spændingsfaldet over måleioniseringskammeret MK under normale forhold, dvs. i fravær af røg eller brandaerosol i luften. Såsnart røg eller brandaerosol trænger ind i måleioniseringskammeret MK, stiger dettes modstand, og så snart spændingsfaldet overskrider 25 summen af kildespænding og tærskelspænding, bliver felteffekttransistoren FET ledende, og der løber en alarmstrøm over ledningen til en ikke vist central.

I FET's drænledning kan der være anbragt en yderligere modstand, ved hvis spændingsfald et koblingsorgan styres 30 på kendt måde.

Fortrinsvis anvendes der til spændingsdelerens temperaturuafhængige modstande R2, R^, der er således valgt, at de i forhold til temperaturkoefficienten α for transistoren T^'s basis-emitterspænding og temperaturkoefficienten β for 35 måleioniseringskammeret MK i det mindste tilnærmelsesvis opfylder betingelsen ~ β/α “1*

O

143922 3

Ved et praktisk udførelseseksempel på en ioniseringsrøgmelder med et kammer ifølge fig. 1 i det schweiziske patentskrift nr. 551.057 udviser ioniseringskammerets udgangsspænding i temperaturområdet mellem -10° og +50°C et næsten 5 lineært forløb af formen: = ϋ'^+βΔΤ, med en temperatur koefficient på β = -25 mV/K (mV/grad). Ved anvendelse af en siliciumtransistor med et temperaturforløb for basis--emitterspændingen UØE = υ'βΕ + a&T, hvor temperaturkoefficienten α = -1,5 mV/K (mV/grad), bliver dennes kollektor-10 -emitterspaending og dermed feltef fekttransistoren FET's kildespænding: _ (% + v ... <υ·ΒΕ + ωτ>.

S »i 15

Af betingelsen (Uk - Ug) = konstant for alarmtærsklens temperaturuafhængighed følger modstandsforholdet: Κ2^Κ1 = Med de nævnte talværdier fås altså et mod standsforhold ^2^1 = 15,6, ved hvilket røgmelderen bliver 20 temperaturuafhængig. I et praktisk eksempel benyttedes derfor ved anvendelse af en almindelig i handelen værende transistor af typen BC 320 en modstand = 10 kO-, og R2 = 150 KO-. Med en FET af typen MEM 520 fra General Instruments med en tærskelspænding på ca. 3,5 V lod sig med 25 en tilslutningsspænding på 20V ved ledningerne og U2 fremstille en ioniseringsrøgmelder, der drives med en kammerspænding O'^ på ca. 8 V, og som i et bredt temperaturområde arbejder med forbedret og ensartet følsomhed, og som desuden i vid udstrækning er uafhængig af driftsspændingen. Endvidere 30 har den allerede de andre fordele, nemlig,at den har en meget lille hvilestrøm og er økonomisk at fremstille.

En enkel kontrolmulighed kan nu opnås ved, at måleioniseringskammeret MK kobles i serie med en yderligere modstand R3, hvorhos der for forbindelsespunktet mellem måle-35 kammeret MK og modstanden R3 føres en yderligere ledning til en prøvetilslutning U3· R3 kan vælges til ca. 20 kil.

4

O

143922

Sammenlignet med de kendte ioniseringsrøgmeldere frem-byder ioniseringsrøgmelderen ifølge opfindelsen den betydelige fordel, at den i stor udstrækning er uafhængig af temperaturen i et bestemt område i nærheden af sædvanlig stue-5 temperatur. Dersom ioniseringsrøgmelderen skal anvendes ved ekstreme temperaturforhold, kan den let tilpasses efter det forventede omgivelsestemperaturområde ved passende valg af modstandene R^ og R2 i spændingsdelen.

I givet fald kan også modstandene R^ og R2 til under-10 støtning af virkningen gøres temperaturafhasngige, forudsat at de nævnte betingelser forbliver opfyldt, dvs. at (U, - U ) forbliver uafhængig af temperaturen i det mindste inden, for et bestemt temperaturområde i nærheden af rumtemperaturen.

Til tilpasning til forskellige driftsbetingelser 15 kan fortrinsvis mindst den ene af modstandene eller R2 være indstillelig.