176353. lajstromszámú szabadalom • Izotópos füstérzékelő
5 176353 6 jelzőlámpa) üzemi paramétereihez illesztett kétállapotú jel, a kapcsolójel. A 3. ábrán látható, hogy kiviteli példánknál az impedanciaváltást a mérőegység A bemenetét alkotó 301 ellenállásra csatlakozó félvezető 302 erősítő és arra csatlakozó integrált áramkörös 304 erősítő alkotja. A félvezető 302 erősítő célszerűen kiürítéses üzemmódú, MOS típusú térvezérlésű tranzisztor, melynek 303 munkaellenállása már jóval kisebb, mint a bemeneti 301 ellenállás, de még mindig olyan nagy értékű, hogy további impedanciatranszformációra van szükség. Ezért a félvezető 302 erősítő kimenő jelét az integrált áramkörös 304 erősítő egyenes (+) bemenetére csatoljuk, míg annak inverz (—) bemenetére visszacsatoljuk annak kimenetét. Ez a kimenet alkotja az impedanciaváltó 202 fokozat B kimenetét. Erre a B kimenetre csatlakozik a jelátalakító 203 fokozat soros 401 kondenzátora (lásd a 4. ábrát), mely a 402 és 403 ellenállások alkotta, a tápfeszültség (+0) sarkai közé kapcsolt feszültségosztónak a tápfeszültség közös potenciálú pontjára, vagyis a (0) sarokra kötött 403 ellenállással felüláteresztő szűrőt, illetve differenciáló tagot alkot. A tápforrás pozitív (+) sarkára kötött 402 ellenállás arra szolgál, hogy a továbbhaladó jel szintjét a komparáláshoz szükséges értékre lehessen beállítani. A feszültségosztó leágazására — feszültségkövetőként kapcsolt — 405 erősítő bemenete csatlakozik, mely példánknál ugyancsak MOS típusú térvezérlésű tranzisztor, a közös potenciálú pontra kötött 406 ellenállás a munkaellenállás, míg a pozitív (+) sarokra kötött 404 ellenállás ismét a munkapont beállítására szolgál. A tranzisztor bemeneti diódáján át az RC-tag kimenő jele vezérli a feszültségkövetőt. A munkaellenáliás alkotja a differenciáló 203 fokozat C kimenetét. A komparátor 204 fokozat további integrált áramkörös 503 erősítőt tartalmaz (lásd az 5. ábrát). Ennek inverz (—) bemenetére csatlakozik a jelátalakító 203 fokozat C kimenete, míg az egyenes (+) bemenetre referenciajelforrás csatlakozik. A referenciajelforrás példánknál a tápforrás (+,0) sarkai közé iktatott áramköri ág, melyben 501 tranzisztor vezérlőelektródája a készülék közös potenciálú pontjára van kötve és az 501 tranzisztor 502 munkaellenállása csatlakozik a további integrált áramkörös 503 erősítő egyenes (+) bemenetére. A további integrált áramkörös 503 erősítő kimenete sorosan beiktatott feszültségstabilizáló elemen, célszerűen — és példánknál is — 504 Zener-diódán át csatlakozik a kapcsoló 205 fokozat aktív elemét alkotó vezérelt félvezető dióda vezérlőelektródájára. Ezt a kapcsoló 205 fokozatot, az arra csatlakozó optikai jeladó 206 eszközzel mutatja a 6. ábra. A kapcsoló 205 fokozat aktív eleme példánknál 601 tirisztor, mellyel lumineszcens 603 dióda, ún. LED van sorbakötve. A 601 tirisztor vezérlőelektródája alkotja a kapcsoló 205 fokozat D bemenetét. Az 504 Zener-dióda soros 505 ellenálláson át csatlakozik a D bemenetre és a vezérlő elektróda levezető 506 ellenállásán át a készülék közös potenciálú pontjára. A lumineszcens 603 dióda és a 601 tirisztor anódja közé sorosan 602 ellenállás van beiktatva, az egyenáramú tápforrás kapcsait áthidaló 604 kondenzátor pedig az egyenáramú rendszerként működő mérőegységet váltakozóáramú zavarok ellen védi. Minthogy a részletesen leírt kapcsolási elrendezés működésmódja az előbbiekben leírt alapvető működési elv ismeretében szakember számára kézenfekvő, azt csak röviden ismertetjük. A nem mutatott tápforrás pl. 12 V, esetleg 24 V feszültségű. A tápforrásról érkező érpár egyfelől a tápáram bevezetésére, másfelől arra is szolgál, hogy a jelet - áramváltozásként - továbbítsa. A mért jelet, mint már említettük, itt nem alapjelként alkalmazott további ionárammal hasonlítjuk össze, hanem az összehasonlítást egy sebességi, pontosabban meredekségi referenciamennyiség teszi lehetővé, amelyet a differenciáló 203 fokozat RC tagjának időállandója reprezentál. Ennek helyes megválasztása — a leírt kapcsolás sztatikus és dinamikus paramétereire vonatkoztatva, amire a továbbiakban kitérünk — biztosítja, hogy a veszélyes állapotot jellemző küszöbérték elérésekor a differenciálhányadost (illetve a magasabb frekvenciájú komponenseket) - tehát a változás meredekségét - reprezentáló jel éppen egyenlő legyen a komparátor 204 fokozat referenciajelforrása által szolgáltatott referenciafeszültséggel. Ezt azért nem állítjuk elő egyszerűen ohmos feszültségosztóval, hanem az 501 tranzisztor alkalmazásával, mert biztosítani kívánjuk a referenciajel dinamikusan stabil értékét. Célszerűen természetesen a készülékben alkalmazott tranzisztorok típusa megegyező. A mutatott példakénti kapcsolási elrendezésben alkalmazott aktív elemek munkapontjaiból folyóan az ionizációs kamra által veszélymentes - normál — állapotban szolgáltatott ionáram hatására a komparátor 204 fokozat integrált áramkörös 503 erősítőjének inverz (—) bemenetén mintegy 7 V értékű feszültség jelenik meg és az illesztések és transzformációk olyan dinamikus viszonyokat teremtenek, hogy a füsttartalom normális ingadozásai esetén ez az érték tizedvoltnyit meghaladó mértékben nem változik. Ennél nagyobb változás csak rendellenes füstforrás fellépésekor várható, mégpedig ugrásszerűen. Az integrált áramkörös 503 erősítő egyenes (+) bemenetére kapcsolt stabilizált feszültséget ezért az 502 ellenállás értékének alkalmas megválasztásával úgy állítjuk be, hogy azt a veszélymentes üzemállapotban az inverz (-) bemenetre jutó feszültség néhány tized Volttal meghaladja. Az 503 erősítő kimenete így - az 504 Zener-dióda helyes munkaponti beállítása esetén — a közös potenciálú ponthoz közelálló potenciálon lesz, amíg rendellenesség nem lép fel, a kapcsoló 205 fokozat nem kap kivezérlést, a lumineszcens 603 dióda árammentes és nem világít. Ha számottevő füst jut az ionizációs kamrába, ez az egyensúly felbillen. Az erősítő lánc az integrált áramkörös 503 erősítő inverz (-) bemenetére időben csökkenő feszültséget szolgátat. Ha ez a feszültség csak egy pillanatra is kisebb lesz, mint a referenciafeszültség, a komparátor 204 fokozat átbillen, a kapcsoló 205 fokozat bemenetére, így gyujtófeszültség jut, a 601 tirisztor gyújt és megmarad vezető állapotában. A lumineszcens 603 dióda világít, a készülék áramfelvétele a nyugalmi állapothoz tartozó érték többszörösére nő meg. Ez az állapot 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
