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- Die Erfindung betrifft eine Feuermeldeanlage mit einer zentralen Meldeeinheit, die durch ein
Lichtleitkabel-Übertragungssystem mit Feuermeldern verbunden ist und eine Lichtquelle zum Aussen- den von Speiselicht an jeden Feuermelder, einen Lichtempfänger für von den Feuermeldern ausge- sandtes Signallicht, sowie zur Umsetzung desselben in ein elektrisches Signal und eine an den
Ausgang des Lichtempfängers angeschlossene, auf das Signal ansprechende Alarmeinrichtung auf- weist, wobei jeder Feuermelder einen Stromversorgungsteil mit wenigstens einer photovoltaischen
Einrichtung zur Umsetzung des Speiselichtes in elektrischen Strom, einen vom Stromversorgungsteil gespeisten Fühler zur Abgabe eines Feuermeldesignals und einen vom Stromversorgungsteil ge- speisten sowie vom Fühler gesteuerten Signallichtsender zur Umsetzung des Feuermeldesignals in das Signallicht aufweist,
und wobei das Lichtleitkabel-Übertragungssystem zur Übertragung sowohl des Speiselichtes als auch des Signallichtes ausgebildet ist.
Eine derartige Feuermeldeanlage ist z. B. aus der US-PS Nr. 4, 161, 651 bekannt. Sie ist zum gleichzeitigen Abtasten und Erfassen von Daten ausgebildet, die von mehreren Feuermeldern über wenigstens ein Lichtleitkabel an eine Meldeeinheit übertragen werden, wobei in Abhängigkeit von einem von der Meldeeinheit abgegebenen Synchronisiersignal die Messgrössen an den Feuermeldern abgetastet werden und eine Zuordnung der einzelnen Feuermelder zu jeweils einem Zeitintervall erfolgt, während dem die gemessenen Daten der Meldeeinheit durch das Lichtleitkabel zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist in jedem Feuermelder ein Photodetektor vorgesehen, der über eine
Schnittstelle mit dem Feuermelder verbunden ist ; die Stromversorgung des Feuermelders erfolgt durch einen Transformator.
Das Lichtleitkabel hat den Vorteil, dass es eine Signalübertragung ermöglicht, die durch elektrische Einflüsse nicht gestört werden kann, die bisher zu Schwierigkeiten geführt haben. Bei Verwendung eines Lichtleitkabels kann ein elektrischer Einfluss, beispielsweise eines starken elektri- schen Feldes, eines Blitzes usw., nicht zu Störungen führen. Ein weiterer Vorteil des Lichtleitkabels besteht darin, dass es hitze- und korrosionsbeständiger ist als die üblichen Signalleitungen.
Bei der bekannten Feuermeldeanlage wird das Lichtleitkabel jedoch nur zur Übertragung des Feuermeldesignals von einem Feuermelder zur zentralen Meldeeinheit verwendet.
Nun muss aber ein Ionisations-Rauchmelder von der Meldeeinheit mit Strom versorgt werden, wobei im allgemeinen die Stromversorgungsleitung auch als Signalleitung verwendet wird. Wenn dagegen als Signalleitung ein Lichtleitkabel verwendet wird, muss jeder Feuermelder entweder eine eingebaute Stromquelle besitzen oder an eine eigene Stromversorgungsleitung angeschlossen sein. Dies bedeutet, dass durch die Verwendung des Lichtleitkabels die ganze Anlage komplizierter und aufwendiger wird, wie dies auch bei der aus der US-PS bekannten Anlage der Fall ist.
Eingebaute Batterien haben den Nachteil, dass Unsicherheiten hinsichtlich ihrer Lebensdauer bestehen, so dass aus Sicherheitsgründen meist noch funktionsfähige Batterien vorzeitig ausgetauscht werden. Ferner führen verbrauchte Batterien zu Entsorgungsproblemen und Umweltschädigungen.
Aber auch die Stromversorgung mit Photoelementen oder Solarzellen ist nicht zielführend, weil diese eine zu geringe Spannung abgeben, um z. B. einen Rauchmelder mit in einer Ionisationskammer angeordneten Elektroden zu betreiben.
Wenn eine wiederaufladbare Batterie, beispielsweise eine Nickel-Kadmium-Batterie, zum Wiederaufladen an eine Stromversorgungsleitung angeschlossen ist, können im Feuermelder Rauschsignale von der Stromversorgungsleitung induziert werden und einen Fehlalarm des Feuermelders auslösen. Ferner hat die Batterie eine viel kürzere Lebensdauer als andere Bestandteile des Feuermelders, so dass die Batterie häufig ausgetauscht werden muss. Ausserdem nimmt die Spannung einer in einen Feuermelder als Stromquelle eingebauten Batterie im Lauf der Zeit ab, so dass die Batterie auch aus diesem Grund ausgetauscht werden muss.
Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Feuermeldeanlage, bei der die Übertragung sowohl von Energie als auch der Signale zwischen einer zentralen Meldeeinheit und einzelnen Feuermeldern über ein Lichtleitkabel-Übertragungssystem erfolgt und daher zum Un-
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einzelnen Feuermelder keine eigene Leitung erforderlich sein, so dass die Anlage einfacher und weniger aufwendig aufgebaut werden kann als bekannte Feuermeldeanlagen mit Lichtleitkabeln.
Ferner sollen die vorstehend erwähnten Probleme vermieden werden, die bei solchen Feuermeldean- lagen auftreten, bei denen jeder Feuermelder mit einer eingebauten Stromquelle versehen ist.
Die gestellten Aufgaben werden bei einer Feuermeldeanlage der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss jeder Feuermelder eine Spannungserhöhungsschaltung zur
Spannungserhöhung der Ausgangsspannung der photovoltaischen Einrichtung des Stromversorgungs- teiles aufweist, welche mit einem ausgangsseitigen mit dem Signallichtsender verbundenen Oszillator versehen ist, wobei der vom Oszillator gesteuerte Signallichtsender gepulstes Signallicht abgibt.
Mit Hilfe der Spannungserhöhungsschaltung wird nicht nur die zum einwandfreien Betrieb des jeweiligen Feuermelders nötige Spannung gewährleistet, sondern auch eine Verminderung des
Leistungsbedarfes des Feuermelders erzielt, wobei z. B. Solarzellen auf Siliziumbasis als photovol- taische Einrichtungen verwendet werden können. Infolge des Oszillators, der sowohl zur Spannungs- erhöhung als auch zur Signalübertragung dient, wird der Schaltungsaufbau vereinfacht und die
Grösse des Feuermelders verringert. Ein weiterer Vorteil der Spannungserhöhungsschaltung liegt darin, dass Transformatoren entbehrlich sind. Da der Signallichtsender intermittierend betrieben wird, lässt sich ausserdem elektrische Energie einsparen.
Zusätzlich können die von den einzelnen
Feuermeldern abgegebenen Lichtsignale kodiert werden, so dass bei Übertragung mehrerer Signale über ein einziges Lichtleitkabel an der zentralen Meldeeinheit unterschieden werden kann, von welchem Feuermelder das jeweilige Signallicht stammt.
In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Stromversorgungsteil eine an die photovoltaische Einrichtung angeschlossene Pufferbatterie aufweisen. Mit dieser Massnahme wird verhindert, dass die Ausgangsspannung der Spannungserhöhungsschaltung zu stark absinkt, wenn bei der Erfassung eines Feuers zu viel Energie zum Betrieb des Signallichtsenders verbraucht werden sollte.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand vorteilhafter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind ; es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Feuermeldeanlage, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Feuermeldeanlage, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Feuermeldeanlage und Fig. 4 ein Blockschaltbild einer vorteilhaften Weiterbildung der Feuermeldeanlage.
Die in Fig. 1 dargestellte Feuermeldeanlage besitzt eine zentrale Meldeeinheit-l-und mehrere gleiche Feuermelder --5-- (von denen bloss einer dargestellt ist), die mit der zentralen Meldeeinheit-l-durch ein Lichtleitkabel --6A-- zur Energieübertragung und durch ein Lichtleitkabel - zur Signalübertraung verbunden sind.
Die Meldeeinheit --1-- besitzt eine Lichtquelle --2--, die die den Feuermelder --5-- zuzuführende Energie in Form von Speiselicht abgibt, ferner einen Lichtempfänger --3-- zum Empfang von ein Feuer anzeigendem Signallicht von einem oder mehreren der Feuermelder --5-- und zum Umsetzen des Signallichts in elektrische Signale, und eine Alarmeinrichtung --4--, die auf Grund des Ausgangssignals des Lichtempfängers --3-- einen Summer, eine Anzeigelampe usw. zur Abgabe eines Alarmsignals betätigt. Die Lichtquelle --2-- ist vorzugsweise eine Laserlicht aussendende Einrichtung, doch kann man auch eine Lampe verwenden, wenn eine genügend hohe Leuchtdichte erzielt werden kann.
Jeder Feuermelder --5-- besitzt einen Stromversorgungsteil --A-- zum Umsetzen des Speiselichts in elektrische Energie zur Stromversorgung des Feuermelders --5--, ferner einen rauchempfindlichen Fühler --C-- und einen Signallichtsender --B-- zum Umsetzen des Ausgangssignals des Fühlers --C-- in Signallicht und zur Abgabe desselben an die zentrale Meldeeinheit --1--.
Der Stromversorgungsteil --A-- enthält eine photovoltaische Einrichtung --7--, beispielsweise eine Solarbatterie, zum Umsetzen des über das Lichtleitkabel --6A-- übertragenen Speiselichts in elektrische Energie, und eine Spannungserhöhungsschaltung --8--, beispielsweise einen Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler, zum Erhöhen der Spannung des Ausgangssignals der photovoltaischen Einrichtung --7--. Das Lichtleitkabel --6A-- ist mit der photovoltaischen Einrichtung - durch eine bekannte, nicht gezeigte, lichtleitende Kupplung verbunden.
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Die Spannungserhöhungsschaltung --8-- erhöht die Ausgangsspannung der photovoltaischen
Einrichtung --7-- auf den für den Betrieb des Fühlers-C-und des Signallichtsenders --B-- erforderlichen Betrag. Wenn beispielsweise der Messkreis --9-- des Fühlers --C-- einen Ionisations- - Rauchmelder enthält, muss die Spannung an der in der Ionisationskammer angeordneten Elektrodenstrecke etwa 9 bis 15 V betragen, damit der Rauchmelder eine durch eintretenden Rauch verursachte Veränderung des Ionenstrom anzeigen kann. Anderseits beträgt die Ausgangsspannung einer derzeit im Handel erhältlichen photovoltaischen Einrichtung --7-- (Solarbatterie) nur etwa 1 V, so dass deren Ausgangssignal von der Spannungserhöhungsschaltung --8-- auf etwa 9 bis 15 V erhöht werden muss.
Bei normalem Überwachungsbetrieb, wenn kein Rauch in die Messkammer des Rauchmelders eintritt, fliesst in dieser Messkammer ein Strom von weniger als 100 pA, so dass selbst eine niedrige Spannung von 1 V mit einer einfachen Spannungserhöhungsschaltung --8-- auf eine genügend hohe Spannung gebracht werden kann.
Der Fühler-C-besteht aus dem Messkreis --9-- und einem Haltekreis --10--. Der Messkreis - enthält einen Detektor, beispielsweise einen Ionisations-Rauchmelder oder einen photoelektrischen Rauchmelder, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, und erfasst eine durch ein Feuer verursachte physische Änderung, beispielsweise Rauch usw. Der Haltekreis --10-- dient zum Halten eines von dem Messkreis --9-- erzeugten Feueranzeigesignals.
Der Signallichtsender --B-- dient zur Abgabe des von dem Fühler --C-- abgegebenen Feueranzeigesignals an die zentrale Meldeeinheit-l-und umfasst einen Frequenzteiler --11--, eine Torschaltung --12-- und eine Signallichtquelle --13--. Für den intermittierenden Betrieb der Signallichtquelle --13-- wird das Feueranzeigesignal mittels der Torschaltung --12-- gepulst. Zu diesem Zweck werden an die Torschaltung --12-- Impulse mit einer bestimmten Periodendauer angelegt, die durch Frequenzteilung des Ausgangssignals eines in der Spannungserhöhungsschaltung --8-- vorgesehenen Oszillators bestimmt wird. Die Signallichtquelle --13-- kann eine Leuchtdiode sein.
Zur Stromversorgung des Haltekreises --10-- kann das Ausgangssignal der photovoltaschen Einrichtung --7-- direkt verwendet werden. Das Ausgangssignal, dessen Spannung bis zum Dreifachen der Ausgangsspannung der Einrichtung --7-- betragen kann, der Spannungserhö-
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rend betrieben wird, verbraucht sie nur wenig Energie. Das ein Feuer anzeigende Signallicht wird über das Lichtleitkabel --6B-- an die zentrale Meldeeinheit-l-in Form eines gepulsten Lichtsignals abgegeben, das kurzzeitig die für das Signallicht erforderliche Leuchtdichte erreicht. Man kann die Signallichtquelle --13-- aber natürlich auch kontinuierlich betreiben.
Wenn bei einer andern Ausführungsform der Erfindung erwünscht ist, eine hohe Ausgangsleistung der photovoltaischen Einrichtung --7-- zu erzielen, kann man mehrere parallelgeschaltete photovoltaische Einrichtungen --7-- zusammen mit einem mehradrigen Lichtleitkabel verwenden, das genügend Speiselicht von der Lichtquelle --2-- überträgt.
In der in Fig. 2 dargegestellten zweiten Ausführungsform des Feuermelders enthält der Stromversorgungsteil-A-- eine zwischen der photovoltaischen Einrichtung --7-- und der Spannungserhöhungsschaltung --8-- angeordnete Pufferbatterie --19-- zur Speicherung der von der photovoltaischen Einrichtung --7-- abgegebenen Energie. Im übrigen ähnelt der Feuermelder --5-- in seinem Aufbau der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform.
Als Pufferbatterie --19-- kann eine wiederaufladbare Batterie verwendet werden. Durch die Verwendung der Pufferbatterie --19-- wird verhindert, dass die Ausgangsspannung der Spannungs-
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nauer Betrieb gewährleistet ist, selbst wenn das Leistungsvermögen des Stromversorgungsteils --A-für die Signallichtquelle --13-- nur klein ist.
Bei der in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsform des Feuermelders enthält der Fühler --C-- in seinem Messkreis einen auf Streulicht ansprechende photoelektrischen Rauchmelder --20--, der mit Licht beaufschlagt wird, das von der Lichtquelle der zentralen Meldeeinheit --1-- durch das Lichtleitkabel --6C-- übertragen wird. Auf diese Weise wird im Feuermelder --5-- weniger elektrische Energie verbraucht.
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Das Lichtleitkabel --6C-- ist mit dem Rauchmelder --20-- verbunden, in dem ein Licht- empfänger --21-- vorgesehen ist, der dazu dient, durch eintretenden Rauch gestreutes Licht in ein elektrisches Signal umzusetzen. Ferner ist ein Schaltkreis --22-- vorgesehen, der entsprechend dem Ausgangssginal des Lichtempfängers --21-- den Betrieb der Signallichtquelle --13-- steuert.
In dem photoelektrischen Feuermelder gemäss Fig. 3 wird im Unterschied zu einem Ionisations- - Frequenzmelder für den Fühler --C-- keine elektrische Energie benötigt. Bei Verwendung von C-MOS-Schaltungen genügt es daher, wenn die Ausgangsspannung der Spannungserhöhungsschaltung - etwa 5 V beträgt.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist zur Übertragung des Speiselichts und des Signallichts die zentrale Meldeeinheit-l-mit den Feuermeldern --5a, 5b, 5c....-durch ein Lichtleitkabel --6-- verbunden, wobei die Feuermelder-5a, 5b, 5c....-mit dieser gemeinsamen optischen Übertragungseinrichtung über je eine lichtleitende Verzweigungseinrichtung --23-- verbunden sind.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden das Speiselicht und das Signallicht durch je ein Lichtleitkabel übertragen. Man kann aber auch ein einziges Lichtleitkabel zur Übertragung von Lichtenergie in beiden Richtungen verwenden. In diesem Fall kann man auf Grund der unterschiedlichen Wellenlänge der Signale diese ohne weiteres voneinander trennen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuermeldeanlage mit einer zentralen Meldeeinheit, die durch ein Lichtleitkabel-Übertragungssystem mit Feuermeldern verbunden ist und eine Lichtquelle zum Aussenden von Speiselicht an jeden Feuermelder, einen Lichtempfänger für von den Feuermeldern ausgesandtes Signallicht, sowie zur Umsetzung desselben in ein elektrisches Signal und eine an den Ausgang des Lichtempfängers angeschlossene, auf das Signal ansprechende Alarmeinrichtung aufweist, wobei jeder Feuermelder einen Stromversorgungsteil mit wenigstens einer photovoltaischen Einrichtung zur Umsetzung des Speiselichtes in elektrischen Strom,
einen vom Stromversorgungsteil gespeisten Fühler zur Abgabe eines Feuermeldesignals und einen vom Stromversorgungsteil gespeisten sowie vom Fühler gesteuerten Signallichtsender zur Umsetzung des Feuermeldesignals in das Signallicht aufweist, und wobei das Lichtleitkabel-Übertragungssystem zur Übertragung sowohl des Speiselichtes als auch des Signallichtes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Feuermelder (5) eine Spannungserhöhungsschaltung (8) zur Spannungserhöhung der Ausgangsspannung der photovoltaischen Einrichtung (7) des Stromversorgungsteils (A) aufweist, welche mit einem ausgangsseitigen mit dem Signallichtsender (B) verbundenen Oszillator versehen ist, wobei der vom Oszillator gesteuerte Signallichtsender (B) gepulstes Signallicht abgibt.