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Strahlung ermittelnde und anzeigende Einrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf Strahlung ermittelnde und anzeigende Einrichtungen mit mehreren photoelektrischen Zellen, die so angeordnet sind, dass sie sichtbare oder nahezu sichtbare Strahlung aus zugeordneten Teilen eines Flächen- oder Raumbereiches aufnehmen, der auf Strahlung zu überwachen ist, wobei jede dieser photoelektrischen Zellen über eine Stromquelle mit einer zugeordneten Anzeigevor- richtung verbunden ist und diese Anzeigevorrichtungen nebeneinander entsprechend der gegenseitigen Lage der einzelnen Teile des zu überwachenden Bereiches angeordnet sind, sodass die resultierende Anzeige den Ort der Strahlung in dem zu überwachendenBereich lokalisiert.
Einrichtungen dieser Art sind beispielsweise für die Überwachung von Räumen auf Brände verwendbar. Speziell befasst sich die Erfindung mit der Aufgabe, bei Überwachungseinrichtungen der angegebenen Art Anzeigefehler auszuschliessen, die durch ein "Übersprechen" zwischen den die photoelektrischen Zellen mit den zugeordneten Anzeigevorrichtungen verbindenden, üblicherweise zu einem Kabel zusammengefassten Leitungen verursacht werden könnten. Dabei soll aber auch der Gesamtaufbau der ÜberKachungseinrichtung einfach und betriebssicher sein.
Diese Ziele werden erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die photoelektrischen Zellen als Photowiderstände und die Anzeigevorrichtungen als elektrolumineszierende Zellen ausgebildet sind, dass als Stromquelle eine Wechselstromquelle vorgesehen ist und dass im Stromkreis zwischen den elektrolumines- zierenden Zellen und den Photowiderständen Gleichrichterelemente eingeschaltet sind, so dass die elektrolumineszierenden Zellen im Wechselstromweg liegen, wogegen in den Verbindungsleitern zu den Photowiderständen, in denen ein Übersprechen auftreten könnte, nur Gleichstrom fliesst.
Es sei erwähnt, dass sowohl Photowiderstände als auch elektrolumineszierende Zellen in optischen Überwachungssystemen verschiedentlich angewendet werden. Die erfindungsgemässe Kombination dieser beiden Schaltelemente ermöglicht es, für alle Photowiderstände und elektrolumineszierenden Zellen eine gemeinsame Wechselstromquelle zu verwenden und den Wechselstrom über jede lumineszierende Zelle in Abhängigkeit von der Belichtung des zugeordneten Photowiderstandes zu steuern, u. zw. unter Vermittlung eines durch die Gleichrichterelemente erzeugten Gleichstromes, so dass eine gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Steuerkreise vermieden wird.
Nach einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Gleichrichterelemente, die zu den je eine elektrolumineszierendeZelle und einem Photowiderstand verbindenden Stromkreis gehören, in einer Brückenschaltung angeordnet, wobei ein Leiter und das an diesen Leiter anschliessende Gleichrichterelement allen Stromkreisen gemeinsam ist. Diese Schaltung ermöglicht es, die Gleichrichterbrücken mit geringerem Aufwand auszuführen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Einrichtung und Fig. 2 stellt perspektivisch dar, wie diese Einrichtung angewendet werden kann, um einen Raum auf Flammen zu überwachen. Fig. 3 erläutert eine Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und Fig. 4 zeigt schliesslich einen Teil des elektrischen Schaltschemas für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Die Einrichtung nach Fig. l ist dazu bestimmt, einen Raum auf sichtbare Strahlung, die z. B. durch Flammen verursacht wird, zu überwachen und an einer von diesem Raum entfernt gelegenen Anzeigestelle die ungefähre Lage, Ausdehnung und Stärke von irgendwelchen im überwachten Raum auftretenden Flammen anzuzeigen. Zu diesem Zweck sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel 36 photoelektrische
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Zellen 10 in sechs Reihen von je sechs Zellen in einem gemeinsamen Gehäuse 11 angeordnet. In Fig. 1 ist nur eine Zelle jeder Reihe sichtbar. Diese Zellen 10 sind erfindungsgemäss als Photowiderstände aus- gebildet und bestehen aus z. B. Kadmiumsulfid-Kristallen ödet Bleisulfid.
An einem Ende des Gehäuses ist hinter einer Öffnung in einer Stirnplatte lla ein Weitwinkelobjektiv 12 befestigt. Das Objektiv 12 wirft i jede Strahlung, die innerhalb des durch die strichpunktierten Linien 13 angedeuteten Raumwinkels ein- fällt, auf die Ebene, in der die lichtempfindlichen Oberflächen der 36 photoelektrischen Zellen 10 lie- gen.
Eine Klemme jeder photoelektrischen Zelle 10 ist mit einem für alle Zellen gemeinsamen Stecker- stift 14a verbunden, der von einer isolierenden Grundfläche lla des Gehäuses 11 vorsteht, während die andere Klemme jeder photoelektrischen Zelle 10 mit einem zugeordneten Stift von 36 Steckerstifte 14b verbunden ist, die entsprechend der Zellenanordnung von derGrundfläche lla vorstehen (in Fig. 1 sind nur
6 Stifte 14b sichtbar).
Der Anzeigeteil der erfindungsgemässen Einrichtung wird durch 36 elektrolumineszierende Zellen 15 gebildet, die analog den photoelektclscben Zellen 10 in sechs Reihen von je sechs Zellen angeordnet sind, von denen in Fig. 1 wieder nur eine Zelle jeder Reihe sichtbar ist.
Jede elektrolumineszierende Zelle 15 hat die Gestalt einer Platte mit auf gegenüberliegenden Ober- flächen angeordneten Elektroden, wobei zumindest jene Elektrode jeder Zelle 15, die der Betrachtung- seite der Anzeigetafel zugekehrt ist, durchscheinend ist.
Wenn auf die beiden Elektroden einer der Zellen 15 eine Wechselspannung genügender Amplitude wirkt, so luminesziert die Zelle und diese Lumineszenz kann durch die durchscheinende Elektrode wahr- genommen werden. Bei einer erprobten Ausführungsform besteht jede Zelle 15 aus einer dielektrischen
Platte, deren Dielektrikum ein lumineszierendes Salz ist. Jede Zelle 15 ist hinter einem durchsichtigen
Schutzfenster 16 in einer entsprechenden Vertiefung einer isolierenden Grundplatte 17 befestigt, die sich durch ein Gehäuse 18 erstreckt. Das Gehäuse ist mit einem Trichter 18a versehen, um die Zellen 15 ge- gen das Umgebungslicht abzuschirmen. Die Elektroden aller Zellen 15 sind mit Steckerstifte 19 verbun- den, die von der inneren Oberfläche der isolierenden Platte 17 vorstehen.
Die photoelektrischen Zellen bzw. Photowiderstände 10 und die elektrolumineszierenden Zellen 15 sind an eine Wechselstromquelle 20 angeschlossen, wobei die Speisung der Zellen 10, wie noch erläutert
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Fig. 4 zeigt, ist jede elektrolumineszierende Zelle 15 in Reihe mit der Wechselstromquelle 20 an eine Dia- gonale einer Gleichrichterbrücke 21 angeschaltet. An die andere Diagonale jeder Brücke 21 ist über ein Leiterpaar 22a, 22b je eine photoelektrische Zelle 10 angeschlossen. Diese Brückendiagonale wird ferner von einem Glättungskondensator 23 überbrückt.
Wenn eine photoelektrische Zelle 10 beleuchtet wird, so fliesst über diese Zelle ein Gleichstrom von der Brücke 21 her ; dadurch sinkt die Wechselstromimpedanz derBrücke ab und es entfällt auf die entspre-
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sein, woraus folgt, dass auch das Gleichrichterelement in dem entsprechenden Zweig der Gleichrichterbrücken. 21 für alle Gleichrichterbrücken 21 gemeinsam sein kann. Demnach sind zusätzlich zu dem et- w hnten gemeinsamen Gleichrichterelement nur je drei Gleichrichterelemente für jede Brücke erforderlich.
Wie Fig. 1 zeigt, können die Leiter 22a, 22b in einem vieladrigen Kabel 22 zusammengefasst sein.
Die Leiter 22a, 22b stellen die Verbindung zwischen den Gleichrichterelementen im rückwärtigen Teil des Gehäuses 18 und Buchsen 24a her, die in einer Isolierplatte 24 befestigt sind. Jede Buchse 24a ist so aus- gebildet, dass sie einen zugeordneten Steckerstift 14a aufnehmen kann. Auf dem Gehäuse 18 ist ein elektrisch betätigter optischer oder akustischer Alarmgeber 25 befestigt, der gemäss Fig. 4 im Stromweg des gemeinsamen Leiters 22b liegt, so dass der Alarmgeber 25 betätigt wird, wenn irgend, eine der Zellen 10 einer Strahlung ausgesetzt ist.
Falls vollständige Gleichrichterbrllcken ohne gemeinsamen Rückleiter verwendet werden sollen. kann der optische oder akustische Alarmgeber in einen gemeinsamen Teil des Wechselstromkreises eingeschaltet werden.
Die Gleichrichtung des Wechselstromes der Quelle 20 vor den photoelektrischen Zellen 10 bietet, wie schon erwähnt, den Vorteil, dass das Verbindungskabel 22 nur Gleichstrom führt und dass daher ein" Übersprechen" zwischen verschiedenen Leitern 22a vermieden wird.
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Die elektrolumineszierenden Zellen 15 sind in Übereinstimmung mit der Lage der photoelektrischen Zellen 10 angeordnet, so dass, wenn durch Betätigung des optischen oder akustischen Alarmgebers 25 die Aufmerksamkeit eines Beobachters auf die Überwachungseinrichtung gelenkt worden ist, durch Beobachtung der luminesz1erendenZelleoderZellen die ungefähre Lage, die Ausdehung und die Starke der Flammen erkannt werden können. Dies ist besser aus Fig. 2 zu erkennen, wonach das Empfangergehause 11 an einem Ende eines zu überwachenden Raumes befestigt ist und mit einem in grösserer Entfernung davon angeordneten Anzeigegehäuse 18 in Verbindung steht.
Fig. 2 verdeutlicht, wie durch Flammen, welche die angedeutete räumliche Lage und Ausdehnung haben, etwa vier der Zellen 15 zum Lumineszieren angeregt werden, u. zw. in jenem Teil der Anzeigetafel, welcher dem Raumteil entspricht, in dem sich das Feuer befindet. An der Starke der Lumineszenz der Zellen 15 kann ungefähr auch die Stärke des Feuers erkannt werden. Die Intensität der Lumineszenz schwankt beim Flackern der Flamme.
Die beschriebene Einrichtung ist nicht nur zur Überwachung von Räumen auf Brande brauchbar, sondern auch zur betriebsmässigen Überwachung von Feuerstelle, wobei angezeigt werden kann, ob die Flammen eine gewünschte Ausdehnung haben oder zu schwach bzw. zu stark sind.
Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher der die Strahlung aufnehmende Teil der Einrichtung vier getrennte Gehäuse 11'ähnlich dem Gehause 11 nach Fig. 1 aufweist, von denen Wies nur 9 photoelektrischeZel1en (inFig. 3 nicht sichtbar) in drei Reihen zu je dreizellen enthalt. Selbttverstand- lich ist die angegebene An. : anl von Zellen lediglich als Beispiel zu werten. Bei allen vier Gezin 11' ist die Objektivöffnung in eine andere Richtung orientiert. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Gehäuse 11'in bezug aufeinander so angeordnet, dass sie einen Rundblick ergeben. Bei geeigneter Wahl der Weitwinkelobjektive können die Blickfelder der verschiedenen Objektive mit geringfügiger Überlappung aneinander anschliessen.
Auf der Anzeigeseite sind vier entsprechende Sätze von elektrolumineszierenden Zellen in einem gemeinsamen Gehäuse 18'angeordnet, so dass alle Zellen gemeinsam beobachtet werden können.
An Stelle gemeinsamer Objektive für mehrere Zellen 10 können auch getrennte optische Systeme für alle Zellen verwendet werden. An Stelle von Objektiven sind auch Spiegel oder sonstige lichtführende Organe brauchbar.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Strahlung ermittelnde und anzeigende Einrichtung mit mehreren photoelektrischen Zellen, die so angeordnet sind, dass sie sichtbare oder nahezu sichtbare Strahlung aus zugeordneten Teilen eines Flächen- oder Raumbereiches aufnehmen, der auf Strahlung zu überwachen ist, wobei jede dieser photoelektrischen
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Stromquellevorrichtungen nebeneinander entsprechend der gegenseitigen Lage der einzelnen Teile des zu überwachenden Bereiches angeordnet sind, so dass die resultierende Anzeige den Ort der Strahlung in dem zu überwachenden Bereich lokalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektrischen Zellen als Photowiderstände (10) und die Anzeigevorrichtungen als elektrolumineszierende Zellen (15) ausgebildet sind, dass als Stromquelle eine Wechselstromquelle (20)
vorgesehen ist und dass im Stromkreis zwischen den elektrolu- mineszierenden Zellen (15) und denPhotowiderstlnden (10) Gleichrichterelemente (21) eingeschaI. tet sind, so dass die elektrolumineszierendenZe11. en (15) im Wecl1selsttomweg liegen, wogegen in den Vemindungsleitem (22a, 22b) zu den Photowiderständen (10) Gleichstrom fliesst.