Wie funktionieren Rauchmelder?

Es gibt zwei Haupttypen von Rauchmeldern: Ionisationsmelder und Lichtschranken. Ein Rauchmelder verwendet eine oder beide Methoden, manchmal auch einen Wärmemelder, um vor einem Brand zu warnen. Die Geräte können mit einer 9-Volt-Batterie, einer Lithium-Batterie oder einer 120-Volt-Hausverkabelung betrieben werden.

Ionisationsdetektoren

Ionisationsdetektoren weisen eine Ionisationskammer und eine Quelle ionisierender Strahlung auf. Die Quelle ionisierender Strahlung ist eine winzige Menge von Americium-241 (vielleicht 1/5000 g), das eine Quelle von Alpha-Teilchen (Heliumkernen) ist. Die Ionisationskammer besteht aus zwei Platten, die etwa einen Zentimeter voneinander entfernt sind. Die Batterie legt eine Spannung an die Platten an und lädt eine positive und die andere negative Platte auf. Durch das Americium ständig freigesetzte Alpha-Teilchen stoßen Elektronen von den Atomen in der Luft ab und ionisieren die Sauerstoff- und Stickstoffatome in der Kammer. Die positiv geladenen Sauerstoff- und Stickstoffatome werden von der negativen Platte angezogen, und die Elektronen werden von der positiven Platte angezogen, wodurch ein kleiner, kontinuierlicher elektrischer Strom erzeugt wird. Wenn Rauch in die Ionisationskammer eintritt, lagern sich die Rauchpartikel an die Ionen an und neutralisieren sie, sodass sie die Platte nicht erreichen. Der Stromabfall zwischen den Platten löst den Alarm aus.

Photoelektrische Detektoren

Bei einer Art von fotoelektrischer Vorrichtung kann Rauch einen Lichtstrahl blockieren. In diesem Fall löst die Reduzierung des Lichts, das eine Fotozelle erreicht, den Alarm aus. Bei der gebräuchlichsten Art von fotoelektrischen Einheiten wird Licht jedoch durch Rauchpartikel auf eine Fotozelle gestreut, wodurch ein Alarm ausgelöst wird. Bei diesem Detektortyp gibt es eine T-förmige Kammer mit einer Leuchtdiode (LED), die einen Lichtstrahl über den horizontalen Balken des T schießt. Eine Fotozelle, die sich am Boden der vertikalen Basis des T befindet. erzeugt einen Strom, wenn es Licht ausgesetzt ist. Unter rauchfreien Bedingungen kreuzt der Lichtstrahl die Oberseite des T in einer ununterbrochenen geraden Linie und trifft nicht auf die Fotozelle, die im rechten Winkel unter dem Strahl positioniert ist. Wenn Rauch vorhanden ist, wird das Licht von Rauchpartikeln gestreut, und ein Teil des Lichts wird auf den vertikalen Teil des T gerichtet, um auf die Fotozelle zu treffen. Wenn ausreichend Licht auf die Zelle trifft, löst der Strom den Alarm aus.

Welche Methode ist besser?

Sowohl Ionisationsmelder als auch Lichtschranken sind wirksame Rauchsensoren. Beide Arten von Rauchmeldern müssen denselben Test bestehen, um als UL-Rauchmelder zertifiziert zu werden. Ionisationsdetektoren reagieren schneller auf Flammenbrände mit kleineren Verbrennungspartikeln. Lichtschranken reagieren schneller auf Schwelbrände. Bei beiden Detektortypen kann Dampf oder hohe Luftfeuchtigkeit zu Kondenswasser auf der Leiterplatte und dem Sensor führen und den Alarm auslösen. Ionisationsdetektoren sind billiger als photoelektrische Detektoren, aber einige Benutzer deaktivieren sie absichtlich, da sie aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber winzigen Rauchpartikeln wahrscheinlicher einen Alarm beim normalen Kochen auslösen. Ionisationsdetektoren weisen jedoch einen Sicherheitsgrad auf, der photoelektrischen Detektoren nicht eigen ist. Wenn die Batterie in einem Ionisationsdetektor zu versagen beginnt, sinkt der Ionenstrom und der Alarm ertönt. Es ist an der Zeit, die Batterie zu wechseln, bevor der Detektor unwirksam wird. Pufferbatterien können für Lichtschranken verwendet werden.