CS261982B1

CS261982B1 - Connection for thermal fire detector

Info

Publication number: CS261982B1
Application number: CS87247A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Amcha; Miroslav Ing Kosicek; Josef Pavlik
Original assignee: Vladimir Amcha; Miroslav Ing Kosicek; Josef Pavlik
Priority date: 1987-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS24787A1

Abstract

Předmětem je zapojení tepelného hlásiče požáru, kde se řeší zapojení obvodu diferenciální a maximální části pouze s jedním teplotně závislým prvkem, zpravidla termistorem. Toho je dosaženo· měrným obvodem, snímacím tranzistorem řízeným elektrickým polem, paměťovým kondenzátorem, předpětovým děličem a klopným obvodem. Zapojení umožňuje aktivaci tepelného· hlásiče při náhlých změnách teploty nebo při dosažení určité, zvolené teploty, způsobené požárem.The subject is the connection of a heat detector fire where the differential circuit is solved and maximum with only one temperature-dependent element, usually a thermistor. This is achieved by a measuring circuit electrically controlled transistor field, memory capacitor, bias divider and flip-flop. The wiring allows activation of the heat detector at sudden changes in temperature or at reaching a certain, selected temperature, caused fire.

Description

Předmětem vynálezu je zapojení tepelného hlásiče požáru, který slouží k včasnému vyhlášení poplachu při zvýšení teploty vlivem požáru.It is an object of the present invention to provide a thermal fire detector, which serves to provide an early warning of a temperature increase due to fire.

Spolehlivost tepelných hlásičů se zabezpečuje kombinovaným obvodem s diferenciální a maximální částí a se dvěma termistory. Princip činnosti spočívá v tom, že jeden termistor se vlivem zvýšení teploty způsobené požárem rychle ohřívá, druhý reativně pomalu. Tento rozdíl reakce obou termistorů na zvýšení teploty požárem vyhodnocuje diferenciální část hlásiče. Maximální část hlásiče reaguje na překročení předem stanovené teploty prostředí, ve kterém je hlásič umístěn. Nevýhodou doposud známých zapojení je, že dvojici termistorů je třeba vybírat na elektrické a fyzikální parametry a tím se značně zvyšuje cena.The reliability of the heat detectors is ensured by a combined circuit with a differential and maximum part and with two thermistors. The principle of operation is that one thermistor heats up rapidly due to the temperature increase caused by fire, the other reats slowly. This difference of reaction of both thermistors to temperature increase by fire evaluates the differential part of the detector. The maximum part of the detector responds to exceeding the predetermined temperature of the environment in which the detector is located. The disadvantage of the hitherto known wiring is that the pair of thermistors has to be selected for electrical and physical parameters and thus greatly increases the cost.

Uvedenou nevýhodu nemá zapojení tepelného hlásiče podle vynálezu, kde k první a druhé napájecí svorce je paralelně připojen klopný obvod, předpěfový dělič, tvořený prvním a diruhým rezistorem a měrný obvod tvořený sériovou kombinací prvního linearizačního rezistoru, teplotně závislého prvku, předpětového rezistoru a druhého linearizačního rezistoru, přičemž snímací tranzistor je emitorem spojen se společným bodem A teplotně závislého prvku a předpěťového irezistoru, kolektor snímacího tranzistoru je jednak kolektorovým rezistorem spojen s druhou napájecí svorkou a jednak se vstupem klopného obvodu, jehož výstup je spojen s výstupní svorkou a řídicí elektroda snímacího tranzistoru je spojena jednak paralelní kombinací paměťového kondenzátoru a druhé diody se společným bodem C předpěťového děliče a jednak paralelní kombinací vybíjecího rezistoru a první diody se společným bodem předpěťového rezistoru a druhého linearizačního rezistoru, přičemž obě diody jsou ik řídicí elektrodě připojeny svými anodami.The disadvantage of this invention is not the connection of the heat detector according to the invention, in which the flip-flop, the pre-voltage divider consisting of the first and the dirty resistor and the measurement circuit consisting of a serial combination of the first linearization resistor, temperature dependent element, bias resistor and second linearization resistor are connected in parallel. wherein the sensing transistor is connected by the emitter to a common point A of the temperature-dependent element and the bias resistor, the sensing transistor collector is connected to the second supply terminal and the flip-flop input, the output of which is connected to the output terminal and the sensing transistor control electrode connected by a parallel combination of a memory capacitor and a second diode with a common point C of the bias voltage divider and a parallel combination of a discharge resistor and a first diode with a common bias point and a second linearization resistor, both of which are connected to the control electrode by their anodes.

Dalšími význaky vynálezu je, že snímací tranzistor je tranzistor řízený elektrickým polem a teplotně závislý prvek je termistor.Further features of the invention are that the sensing transistor is an electric field controlled transistor and the temperature-dependent element is a thermistor.

Zapojení tepelného· hlásiče podle vynálezu využívá k reakci hlásiče na zvýšení teploty vlivem požáru pro· diferenciální i maximální část, jen jeden teplotně závislý prvek, který není třeba speciálně vybírat.The heat detector wiring of the invention uses only one temperature-dependent element for the response of the detector to the temperature increase due to fire for both the differential and the maximum part, which need not be specially selected.

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněno zapojení tepelného hlásiče požáru podle vynálezu.The attached drawing shows schematically the connection of a heat detector according to the invention.

Některé prvky jsou společné pro' obě funkční části, které budou popsány samostatně. Zapojení diferenciální části má měrný obvod, tvořený sériovou kombinací prvního linearizačního rezistoru· 4, teplotně závislého prvku 5, předpěťového rezistoru a druhého linearizačního rezistoru 7. Měrný obvod je paralelně připojen k napájecím svorkám 1 a 2. Emitor snímacího tranzistoru 10 .je připojen ke společnému bodu A teplotně závislého prvku 5 a předpěťového odporu 6. Kolektor je spojen jednak kolektorovým rezistorem 9 s druhou napájecí svorkou 2 a jednak se vstupem klopného obvodu 16. Řídicí elektroda snímacího tranzistoru 10 je spojena jednak paměťovým kondenzátorem 13 a přes první rezistor 14 předpěťového děliče s první napájecí svorkou 1 a jednak první diodou 11, ke které je paralelně připojen vybíjecí rezistor 8 se společným bodem předpěťového rezistoru 6 a druhého linearizačního rezistoru 7. Klopný obvod 16 je připojen k napájecím svorkám 1 a 2 a opatřen výstupem 3.Some elements are common to both functional parts, which will be described separately. The wiring of the differential part has a measurement circuit consisting of a series combination of a first linearization resistor 4, a temperature-dependent element 5, a bias resistor and a second linearization resistor 7. The measurement circuit is connected in parallel to the power terminals 1 and 2. The collector is connected both by the collector resistor 9 to the second power terminal 2 and the input of the flip-flop circuit 16. The control electrode of the transistor 10 is connected both by the memory capacitor 13 and via the first resistor 14 of the bias divider. a first power terminal 1 and a first diode 11, to which a discharge resistor 8 with a common point of the bias resistor 6 and a second linearization resistor 7 are connected in parallel. The flip-flop 16 is connected to the power terminals 1 and 2 and has an output 3.

Zapojení maximální části je tvořeno již popsaným zapojením měrného obvodu, snímacího tranzistoru 10 s kolektorovým rezistorem 9 a klopným obvodem 16. Řídicí elektroda snímacího tranzistoru 10 je spojena paralelní kombinací druhé diody 12 a paměťového kondensátoru 13 se společným bodem G předpěťového· děliče, tvořeného prvním rezistorem 14 a druhým rezistorem 15.The connection of the maximum part consists of the circuit described above, the sensing transistor 10 with the collector resistor 9 and the flip-flop circuit 16. The control electrode of the sensing transistor 10 is connected by a parallel combination of the second diode 12 and the memory capacitor 13 with the common point G of the bias divider formed by the first resistor. 14 and the second resistor 15.

Vlastnosti obvodů obou částí umožňují jejich realizaci v jediném zapojení. Funkce bude vysvětlena podle připojeného výkresu. Snímací tranzistor 10 je tranzistor řízený elektrickým polem, např. MOS-FET, J-FET apod. V uvedeném zapojení je použit typ P s kanálem N, první napájecí svorka 1 se bude připojovat ke kladnému pólu napájecího zdroje. Při změně polarity napájecího napětí a diod 11 a 12 je možné obvod realizovat i s opačným typem vodivosti snímacího· tranzistoru 10.The characteristics of the circuits of both parts enable their realization in one connection. The function will be explained according to the attached drawing. The sensing transistor 10 is an electric field controlled transistor, e.g., MOS-FET, J-FET, and the like. In this connection, type P is used with channel N, the first power terminal 1 will be connected to the positive pole of the power supply. By changing the polarity of the supply voltage and diodes 11 and 12, the circuit can also be realized with the opposite conductivity of the sensing transistor 10.

V klidovém: stavu, tj. při normální pokojové teplotě, je napětí v bodě B téměř stejné jako v bodě A měrného obvodu. Je určeno poměrem obou linearizačních rezistorů 4 a 7, předpětového rezistoru 6 a hodnotou odporu teplotně závislého· prvku 5. Snímací tranzistor 10 je v nevodivém stavu. Náhlé zvýšení teploty vlivem požáru izpůsobí, že teplotně závislý prvek 5, např. termistor s paralelním rezistorem, sníží hodnotu svého odporu a v bodě A dochází k rychlému vzrůstu napětí. Při dosažení takové úrovně napětí, která je větší než prahové napětí snímacího tranzistoru 10, uvede se snímací tranzistor 10 do vodivého stavu, na kolektorovém rezistoru 9 se vytvoří napětí, které způsobí sepnutí klopného obvodu 16. Tento stav obvodu vyhodnocuje neznázorněné ústředna jako požár. Aby však nedocházelo k falešným hlášením poplachu, zpravidla ústředny po prvním vyhodnocení sepnutí klopného obvodu 16 přeruší na krátkou dobu napájení aktivovaného hlásiče. Pokud sepnutí klopného obvodu 16 bylo způsobeno náhodně transponovaným napětím, při opětovném připojení napájecího napětí, nedojde již ik otevření snímacího tranzistoru 10, klopný obvod nesepne a ústředna nevyhlásí poplach. V případě, že otevření snímacího tranzistoru 10 bylo skutečně způsobeno zvý2 8 1 saním teploty a snížením hodnoty odporu teplotně závislého· prvku 5, při opětovném připojení napájecího napětí, bude opět v bodě A zvýšené napětí. Protože paměťový kondenzátor 13 udržuje po určitou dobu v bodě R původní napětí, snímací tranzistor 10 se stane vodivým, na kolektorovém rezistoru 0 vznikne napětí, klopný obvod 1S sepne, ústředna tento opakovaný stav vyhodnotí jako požár. Doba po kterou se udrží původní inapětí v bodě B, je závislá na časové konstantě určené kapacitou paměťového kondenzátu 13, odporem vybíjecího rezistoru 8 a první diody 11 zapojené v závěrném směru. Protože řídicí elektrodou neteče prakticky žádný proud, nemá snímací tranzistor 10 vliv na dobu vybíjení paměťového kondenzátoru 13. Při pomalé změně napětí v bodě A se pomalu mění i napětí v hodě B t tím si obvod zachová stále stejnou schopnost reakce na rychlou změnu napětí způsobenou požárem. To· je výhodné při pomalých změnách nebo kolísání denní teploty. Kdyby však růst teploty způsobený požárem byl pomalý, snímací tranzistor 10In the idle state, i.e. at normal room temperature, the voltage at point B is almost the same as at point A of the measurement circuit. It is determined by the ratio of the two linearization resistors 4 and 7, the bias resistor 6 and the resistance value of the temperature-dependent element 5. The transistor 10 is in a non-conducting state. A sudden increase in temperature due to fire causes the temperature-dependent element 5, such as a thermistor with a parallel resistor, to decrease its resistance value, and at point A there is a rapid increase in voltage. Upon reaching a voltage level that is greater than the threshold voltage of the transistor 10, the transistor 10 is brought into a conductive state, and a voltage is generated on the collector resistor 9 which causes the flip-flop 16 to close. However, in order to avoid false alarms, the control panels usually interrupt the power supply of the activated detector after a first evaluation of the closing of the flip-flop 16. If the closing of the flip-flop 16 was caused by a randomly transposed voltage, when the supply voltage is reconnected, the sensing transistor 10 will no longer be opened, the flip-flop will not switch and the control panel will not sound an alarm. If the opening of the sensing transistor 10 was indeed caused by an increase in temperature and a decrease in the resistance value of the temperature-dependent element 5 when the supply voltage is reconnected, the voltage at point A will again be increased. Since the memory capacitor 13 maintains the original voltage at the R point for some time, the transistor 10 becomes conductive, the collector resistor 0 generates voltage, the flip-flop 1S closes, and the panel evaluates this recurring condition as a fire. The time for which the original voltage is maintained at point B is dependent on the time constant determined by the capacity of the memory condensate 13, the resistance of the discharge resistor 8 and the first diode 11 connected in the reverse direction. Since virtually no current flows through the control electrode, the transistor 10 does not affect the discharge time of the memory capacitor 13. At a slow change in voltage at point A, the voltage at B t changes slowly, thereby maintaining the circuit's ability to react to rapid voltage change due to fire. . This is advantageous in case of slow changes or fluctuations in the daily temperature. However, if the temperature rise caused by the fire was slow, the transistor 10

3 2 by nepřešel do vodivého stavu, požár by nebyl shora popsaným způsobem ústřednou vůbec registrován. V takovém případě se ale uplatní maximální část obvodu. Aby i při pomalém růstu napětí bylo dosaženo mezi body A a B alespoň prahové úrovně napětí snímacího tranzistoru 10, nedovolí druhá dioda 1.2 v bodě B vzrůst napětí na vyšší hodnotu než je napětí v bodě C, zvýšené o úbytek napětí n,a druhé diodě 12 v propustném směru. Napětí v bodě C je určeno poměrem rezistorů 14 a 15 předpěťového děliče. Tak je zajištěno, že i při pomalém vzrůstu napětí v bodě A se při zvolené teplotě uvede snímací tranzistor 10 do vodivého stavu a již popsaným způsobem ústředna vyhodnotí stav jako požár.The fire would not be registered by the control panel as described above. In this case, however, the maximum part of the circuit applies. In order to achieve at least a threshold voltage level of the transistor 10 between points A and B at a slow voltage rise, the second diode 1.2 at point B does not allow the voltage to rise to a value higher than the voltage at point C plus voltage drop n and the second diode 12. in the forward direction. The voltage at point C is determined by the ratio of the resistors 14 and 15 of the bias divider. Thus, it is ensured that even at a slow increase in voltage at point A, at a selected temperature, the transistor 10 is brought into a conductive state and the control panel evaluates the condition as a fire as described above.

Zapojení podle vynálezu lze použít ke konstrukci tepelných hlásičů požáru, které je možno použít v· prostorách, kde je třeba hlídat vzrůst teploty vlivem požáru, např. ve skladech, úřadech, nemocnicích, výpočetních střediscích, průmyslových podnicích apod.The connection according to the invention can be used for the construction of heat detectors which can be used in areas where the temperature rise due to fire is to be monitored, for example in warehouses, offices, hospitals, data centers, industrial plants and the like.

Claims

A thermal fire detector circuit, characterized in that a flip-flop (16), a bias divider consisting of a first resistor (14) and a second resistor (15) and a measurement circuit are connected in parallel to the first power terminal (1j and the second power terminal (2)). consisting of a series combination of a first linearization resistor (4), a temperature dependent element (5), a bias resistor (6) and a second linearization resistor (7), wherein the sensing transistor (10) is connected by the emitter to a common point (A) 5) and bias resistor (6), the collector of the transistor (10) is connected both by the collector resistor (9) to the expensive power terminal (2) and by the flip-flop input (16 j),

OF THE INVENTION whose output is connected to the output terminal (3) and the control electrode of the transistor (10) is connected both by a parallel combination of the memory capacitor (13) and the second diode (12) to a common point (Cj). ) and a first diode (11) having a common point of the bias resistor (6) and the second linearization resistor (7), the diodes (11) and (12) being connected to the control electrode by their anodes.

2. Connection according to claim 1, characterized in that the temperature-dependent element is a thermistor.

3. Connection according to claim 1, characterized in that the sensing transistor (10) is an electric field controlled transistor.