DE10021976A1

DE10021976A1 - Wärmedetektor mit einer Alarmtemperaturschwelle mit verbesserter Genauigkeit und verbesserten Prüffähigkeiten bei niedrigen Temperaturen

Info

Publication number: DE10021976A1
Application number: DE10021976A
Authority: DE
Inventors: William P Tanguay; Keith Corsello
Original assignee: Ranco Inc of Delaware
Current assignee: Ranco Inc of Delaware
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2000-11-16
Also published as: US6288638B1; CA2307268A1; AU763346B2; GB2352296A; CA2307268C; AU3252500A; GB0010992D0; GB2352296B

Abstract

Ein Wärmedetektor, der eine Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung (54) umfaßt, die einen Temperaturerfassungsbereich mit verbesserter Genauigkeit und eine Push-to-Test-Schaltung, die bei niedrigen Umgebungstemperaturen betriebsfähig ist, bereitgestellt. Der Wärmedetektor umfaßt eine Erfassungsschaltung, die aus einem Versorgungswiderstand (62) und einem Thermistor (56) gebildeten Spannungsteiler besteht. Der Thermistor (56) wird direkt zwischen einem Detektorspannungseingang (55) einer Steuereinheitz (52) und Erde geschaltet. Die Push-to-Test-Schaltung umfaßt eine parallele Schaltung eines Prüfwiderstands (72) und eines Transistors (70), die jeweils zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und einer Spannungsquelle (16) geschaltet sind. Während normaler Betriebsbedingungen wird ein Basisstrom an den Transistor (70) geliefert, so daß der Transistor (70) als eine Kurzschlußverbindung zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) fungiert. Durch Drücken einer Taste (76) wird die Basis des Transistors (70) mit dem Emitter verbunden, so daß der Transistor (70) als ein offener Stromkreis wirkt. Wenn die Taste (76) gedrückt ist, ist ein Prüfwiderstand (72) mit dem Versorgungswiderstand (62) in Reihe geschaltet, um eine Erhöhung in der Umgebungstemperatur des Wäremdetektors zu simulieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Wärmealarme. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf einen Wärmealarm mit einer verbesserten Genauigkeit der Temperaturschwelle und einem verbesserten Push-to-Test- oder Alarmbestätigungsmerkmal, das ein zweckmäßiges und sinnvolles Prüfen des Wärmealarms bei niedrigen Temperaturen ermöglicht.

Wärmedetektoren wurden viele Jahre unter Verwendung eines mechanischen Temperaturerfassungselements aufgebaut, das mit einem geeigneten Schalter verbünden wurde. Eine Technik, die verwendet wurde, um einen solchen Wärmedetektor zu implementieren, verwendet eine Schwingspule unter Federspannung, die bei normalen Zimmertemperaturen durch eine anwendereigene Mischung von Zinn, Blei und geeigneten weiteren Elementen festgehalten wird. Dieses Material, das Lötmittel ähnlich ist, schmilzt bei einer vorbestimmten Temperatur und erlaubt es der Feder, in ihren entspannten Zustand zurückzukehren, der seinerseits einen Schalter zum Schließen veranlaßt und ein entferntes Alarmpult oder Alarmsystem betreibt. Obgleich diese Art von Temperaturerfassungselement beim Erzeugen eines Alarmsignals bei der gewünschten Temperatur gut arbeitet, weist es eine Nutzungsdauer von nur einer Betätigung auf und muß daher nach einer solchen Betätigung ersetzt werden.

Eine zweite Art von gebräuchlichen Wärmedetektoren wird unter Verwendung eines Bimetall-Schalters aufgebaut. Diese Geräte, oft als "Thermostaten mit Schnappwirkung" bezeichnet, bieten während ihrer Lebensdauer mehrfache Betätigungen. In diesem Gerät veranlassen veränderliche Umgebungstemperaturen, daß ein Bimetall-Element zwischen zwei bistabilen Positionen hin und her schnappt, die dann bewirken, daß ein Schalter als eine Funktion des Bimetall-Elements geöffnet oder geschlossen wird.

Eine dritte Art von Wärmedetektor, der sich gegenwärtig im Gebrauch befindet, umfaßt sowohl einen festen Temperatursensor als auch einen Anstiegsratenwärmesensor. In dieser Art von System wirkt das tatsächliche physische Gehäuse des Wärmedetektors pneumatisch auf den Schalter zusätzlich zu dem Schaltungsbetätiger unter Federspannung Wenn eine relativ schnelle Temperaturänderung auftritt, veranlaßt daher die Expansion der Luft innerhalb des Gehäuses, daß ein integraler Balg expandiert und den gleichen Schalter betätigt, der für feste Temperaturanwendungen verwendet wird. Langsame Temperatur- oder Druckänderungen, die gewöhnlich in sich ändernden Umgebungsbedingungen auftreten, werden im wesentlichen durch die Verwendung eines kleinen Entlüftungslochs ignoriert, das es ermöglicht, daß sich der Luftdruck innerhalb des Gehäuses langsam ausgleicht und Gleichgewicht mit dem Außenluftdruck erreicht. Diese Art von Gerät kann mehrfach betätigt werden, wenn die Anstiegsratenfunktion aktiviert wird, kann jedoch nur einmal aktiviert werden, wenn das feste Temperaturmerkmal aktiviert ist.

Eine vierte Art von gegenwärtig verfügbaren Wärmedetektoren umfaßt einen Thermistor, um die Umgebungstemperatur zu erfassen. Der Widerstand des Thermistors ändert sich, wenn sich die Umgebungstemperatur erhöht oder verringert. Der veränderliche Thermistor wird in einer Spannungsteilungsschaltung als Teil eines klassischen Wheatstone-Brückennetzwerks verwendet, um die an einen Stift einer integrierten Schaltung angelegte Spannung zu steuern. Gegenwärtig wird diese Art von Alarm in einem Modell mit fester Temperatur angeboten, das einen Alarm erzeugt, wenn die Umgebungstemperatur eine vorbestimmte obere Temperaturgrenze überschreitet, typischerweise bei etwa 57°C (135°F). Das System umfaßt eine Push-to-Test-Taste, die gedrückt werden kann, um den Alarm elektronisch zu prüfen. Die Push-to-Test-Taste ist nicht einfach eine Taste, die einen Alarm aktiviert, sondern prüft anstelle dessen den Betrieb der Schaltung durch Einfügen einer Komponente, um eine erhöhte Temperatur elektronisch zu simulieren, während sie in Zusammenarbeit mit dem Thermistor arbeitet.

Ein Problem bei dem oben beschriebenen Push-to-Test-System besteht darin, daß das Push-to-Test-System nicht wirksam sein kann, wenn die Umgebungstemperatur unterhalb von etwa -7°C (+20°F) ist. Unterhalb von -7°C (20°F) muß der Anwender eine externe Wärmequelle, wie beispielsweise einen Haartrockner, verwenden, um die Umgebungstemperatur nahe des Sensors für den Wärmealarm zu erhöhen. Dies wird den Wärmealarm veranlassen, ein "Alarm"-Signal zu emittieren, wenn der Sensor oberhalb der normalen Alarmschwelle aufgewärmt wird und das Alarmgerät richtig funktioniert.

Wärmealarme werden oft in Dachgeschossen, ungeheizten Garagen oder Kriechräumen von Häusern angetroffen. Im nördlichen Klima fällt während des Winters die Temperatur oft unter -7°C (20°F) und ein tatsächliches "Push-to-Test-Ereignis" an einem solchen Wärmealarm kann keine gültige elektrische Antwort verursachen. Diese Unbetreibbarkeit bei niedriger Temperatur kann in dem Anwenderhandbuch für das Produkt klar angegeben sein, jedoch wird oft das Anwenderhandbuch nicht konsultiert oder ist für den tatsächlichen Anwender nicht sofort verfügbar. Diese Unbetreibbarkeit kann den Anwender veranlassen, daraus zu schließen, daß der Wärmealarm nicht richtig arbeitet, obgleich das Alarmgerät tatsächlich richtig funktioniert, und das Fehlen einer gültigen Push-to-Test- Antwort ist anstelle dessen auf das Fehlen einer Funktionalität der Push-to-Test-Schaltung bei niedrigen Temperaturen zurückzuführen. Der Anwender muß dann die Prüfprozedur mit einer externen Wärmequelle erweitern, um den Wärmedetektor zu prüfen. Diese Situation wird ferner dadurch verschlimmert, daß einige dieser entfernten Stellen typischerweise keine zweckmäßigen Anschlüsse aufweisen, die für 120 V Wechselstrom verdrahtet sind, und ein Verwenden herkömmlicher tragbarer externer Wärmequellen, wie beispielsweise elektrische Haartrockner, oft schwierig ist.

Deshalb besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Wärmealarm bereitzustellen, der eine verbesserte Prüfschaltung aufweist, die es ermöglicht, daß der Wärmealarm bei erheblich niedrigeren Umgebungstemperaturen sinnvoll geprüft werden kann. Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Wärmedetektor bereitzustellen, der eine Alarmtemperaturschwelle mit verbesserter Genauigkeit aufweist, die der Einheit nachfolgend erlaubt, auf eine Mehrzahl von spezifischen Temperaturanstiegsratenparametern zu antworten, die von bestimmten Zulassungsbehörden gefordert werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges Verfahren vorzusehen, um den Anwender im Falle eines unbeabsichtigten Kontakts mit der Thermistortemperaturerfassungskomponente des Wärmealarmgeräts vor elektrischen Schlägen (shock hazards) zu schützen, ohne den rechtzeitigen und genauen Betrieb der Alarmvorrichtung zu schmälern.

Die oben genannten Aufgaben werden durch einen Wärmedetektor nach Anspruch 1, 17 und einer Prüfvorrichtung nach Anspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen weiter vorteilhafte Aspekte der Erfindung. Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmealarm, der eine Alarmtemperaturschwelle mit verbesserter Genauigkeit aufweist und es dem Anwender gleichzeitig ermöglicht, den Alarm bei niedrigen Temperaturen zu prüfen. Die Temperaturerfassungsschaltung der Erfindung umfaßt einen Spannungsteiler, der allgemein aus einem Versorgungswiderstand in dem oberen Zweig des Spannungsteilers und einem Thermistor, dessen Widerstand sich in Reaktion auf Temperaturänderungen ändert, in dem unteren Zweig des Spannungsteilers besteht. Wenn sich der Wert des Thermistors ändert, wird eine Detektorspannung zwischen den oberen und unteren Zweigen des Spannungsteilers in eine Steuereinheit eingegeben, die die Detektorspannung mit einer Bezugsspannung vergleicht. Wenn die Detektorspannung unter die Bezugsspannung fällt, erzeugt der Wärmedetektor einen Alarm.

Gemäß der Erfindung wird nur der Thermistor in dem unteren Zweig des Spannungsteilers aufgenommen und direkt zwischen dem Spannungsdetektoreingang der Steuereinheit und Erde geschaltet. Indem der Thermistor nur in dem unteren Zweig des Spannungsteilers verwendet wird, wird die Genauigkeit der Alarmtemperaturschwelle verglichen mit vorbekannten Schaltungen erhöht, die einen linearisierenden Widerstand in Reihe mit dem Thermistor aufweisen.

Aufgrund der Eliminierung des linearisierenden Widerstand in Reihe mit dem Thermistor umfaßt die Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung eine verbesserte Push-to-Test-Schaltung zum elektronischen Testen des Betriebs des Wärmedetektors. Die Push-to-Test-Schaltung umfaßt eine parallele Kombination eines Transistors und eine Prüfwiderstands in dem oberen Zweig des Spannungsteilers. Genauer gesagt ist die parallele Kombination des Transistors und des Prüfwiderstands zwischen einer Spannungsquelle und einem Versorgungswiderstand in dem oberen Zweig des Spannungsteilers positioniert.

Während des normalen Betriebs wird die Basis des Transistors mit Basisstrom durch einen Bias-Widerstand, der mit der Basis des Transistors und Erde verbunden ist, versorgt. Die Versorgung mit Basisstrom ermöglicht es dem Transistor, angeschaltet und gesättigt zu sein, so daß der Transistor im allgemeinen als ein Kurzschluß zwischen dem Versorgungswiderstand und der Spannungsversorgung wirkt.

Die Prüfvorrichtung oder Push-to-Test-Schaltung umfaßt eine Taste, die, wenn sie gedrückt wird, die Basis des Transistors direkt mit dem Emitter verbindet. Die direkte Verbindung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors sperrt den Basis-Emitterstrom (wenn der Schalter geschlossen ist) und verursacht eine extrem hohe Impedanz zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors, so daß der Transistor im allgemeinen als ein offener Stromkreis wirkt. Wenn der Transistor als ein offener Stromkreis wirkt, wird der parallel zu dem Transistor positionierte Prüfwiderstand in den oberen Zweig des Spannungsteilers in Reihe zwischen der Spannungsquelle und dem Versorgungswiderstand eingefügt. Die Einführung des Prüfwiderstands in den oberen Zweig des Spannungsteilers verringert im wesentlichen die in die Steuereinheit eingegebene Detektorspannung, um den Betrieb des Wärmedetektors zu prüfen. Der Wert des Prüfwiderstands wird so ausgewählt, daß die Reihenschaltung des Prüfwiderstands und des Versorgungswiderstands es ermöglicht, daß der Wärmedetektor bis zu einer sehr niedrigen Umgebungstemperatur geprüft werden kann. Die Topologie der Schaltungsauslegung gewährleistet, daß im Fall, in dem ein Thermistor kurzgeschlossen wurde, die Push-to-Test-Schaltung nicht imstande sein wird, zu veranlassen, daß der Alarm richtig geprüft wird, und der Anwender wird angemessen benachrichtigt werden, daß der Wärmealarm nicht richtig funktioniert.

Der Thermistor der Erfindung wird innerhalb eines Kynar^TM- Schrumpfschlauchs eingekapselt, um unbeabsichtigten elektrischen Schock bei Anwenderkontakt mit dem Thermistor zu verhindern, insbesondere wenn eine Fehlbedingung oder falsche Verdrahtung des Netzanschlusses mit dem Wärmealarm vorliegt. Der Schrumpfschlauch isoliert den Thermistor elektrisch, wobei die erforderliche Empfindlichkeit des Thermistors auf Temperaturänderungen ermöglicht wird.

Verschiedene weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen offensichtlich.

Die Zeichnungen veranschaulichen eine Ausführungsart der Erfindung.

In den Figuren zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Push-to-Test- Schaltung und der Temperaturerfassungskomponente, die in einem vorbekannten Wärmedetektor verwendet werden;

Fig. 2 eine grafische Darstellung, die die Betriebsmerkmale des in Fig. 1 dargestellten vorbekannten Wärmedetektors veranschaulicht;

Fig. 3 ein Schaltbild, das den Wärmedetektor der Erfindung veranschaulicht, der die neuartige elektrische Push-to-Test- Schaltung und Temperaturerfassungskomponente beinhaltet;

Fig. 4 eine grafische Darstellung, die die Antwortmerkmale der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei die Antwort als ein Ergebnis der Eliminierung eines mit dem Temperaturerfassungs-Thermistor verbundenen Reihenwiderstandes gezeigt wird; und

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Reaktion der Wärmeerfassungsschaltung von Fig. 3, die die Wirkung der verbesserten Push-to-Test-Schaltung auf die minimale Prüftemperatur veranschaulicht.

Zuerst wird mit Bezug auf Fig. 1 die Temperaturerfassungs- und Testschaltung 10 gezeigt, die in einem vorbekannten Thermistor-basierten Wärmedetektor verwendet wird. In Fig. 1 wird nur ein Teil der gesamten Wärmedetektorschaltung dargestellt, um auf die spezifischen Merkmale der Erfindung genauer hinzuweisen, da die mit der Steuereinheit 12 verbundenen verbleibenden Komponenten üblich sind und ohne weiteres dem Fachmann zugänglich sind.

In der in Fig. 1 gezeigten Schaltung bildet ein Thermistor 14 einen Teil des unteren Zweigs eines Spannungsteilers, während der obere Zweig des Spannungsteilers eine mit einer Spannungsquelle 16 verbundenen Versorgungswiderstand 18 aufweist. Bei der vorbekannten Schaltung von Fig. 1 wird der Thermistor 14 mit Erde durch einen Reihenwiderstand 20 verbunden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, bildet der Thermistor 14 einen Teil einer Wheatstone- Brückenkonfiguration, bei der der untere Zweig der Brücke die Reihenschaltung des Thermistors 14 und des Reihenwiderstands 20 umfaßt, um eine temperaturabhängige Detektorspannung am Knoten 22 zu erzeugen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik ist der Thermistor 14 eine Vorrichtung mit negativen Temperaturkoeffizienten (NTC). Somit verringert sich der Wert des Widerstands des Thermistors, wenn sich die Umgebungstemperatur erhöht. Wenn sich der Widerstand des Thermistors 14 verringert, verringert sich ebenfalls die Detektorspannung am Knoten 22.

Die Detektorspannung am Knoten 22 wird an den Detektoreingangsstift 24 der Steuereinheit 12 angelegt. Ein Bezugsstift 26 der Steuereinheit 12 ist mit einer internen Spannungsbezugsschaltung verbunden, die selbst die Spannungsquelle abhängig von den Toleranzen der Steuereinheit 12 um die Hälfte teilt. Bei der vorbekannten Schaltung ist jedoch ein zusätzliches Widerstandsnetzwerk, wie beispielsweise ein Kalibrierungswiderstand 27 in Fig. 1, mit dem Bezugsstift 26 verbunden, um die Spannung an diesem Knoten geringfügig von der Nennspannung von 50% weg einzustellen. Somit beträgt die am Bezugsstift 26 gesehene Spannung etwa 48% der Spannungsquelle 16. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Spannungsquelle 16 eine 9 V-Versorgung.

Während des Betriebs des durch die vorbekannte Ausführungsform von Fig. 1 dargestellten Wärmedetektors aktiviert die Steuereinheit 12 einen Alarm, wenn die Detektorspannung am Detektoreingangsstift 24 unter die Bezugsspannung am Stift 26 fällt. Da sowohl die Detektorspannung am Stift 24 als auch die Bezugsspannung am Stift 26 auf der Spannungsquelle 16 basieren, kompensiert die Wheatstone-Brückenkonfiguration inhärent Änderungen in der Spannungsquelle 16, wie beispielsweise, wenn die Spannungsquelle 16 eine Batterie mit einer abnehmenden Leistung ist.

Der Knoten 22 wird mit dem Detektoreingangsstift 24 durch einen Widerstand 30 und einem Kondensator 32 verbunden, die wirksam sind, um unbeabsichtigtes Rauschen und den Einfluß des Einschwingens auf die Steuereinheit 12 zu minimieren. Bei der Ausführungsform gemäß der dargestellten Erfindung ist der Widerstand 30 ein 10 MΩ-Widerstand und der Kondensator 32 ein 0,01 µF-Kondensator, so daß der Widerstand 30 und der Kondensator 32 wenig oder keine Wirkung auf den Wert der an den Detektoreingangsstift 24 angelegten Detektorspannung aufweisen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik weist der Thermistor 14 die folgenden beispielhaften Widerstandsmerkmale über den Temperaturbereich von -30°C bis +80°C auf, wie in Tabelle 1 aufgelistet ist.

Tabelle 1

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, durchläuft der Wert des Thermistors 14 mindestens zwei Größenordnungen von Widerstandsänderungen über die ungefähre Temperaturänderung von 100°C. Um die gesamte Widerstandsänderung des Thermistors 14 zu begrenzen, wird der Reihenwiderstand 20 zwischen dem Thermistors 14 und Erde angeordnet, was inhärent dazu dient, die Übertragungsfunktion des Thermistors 14 zu linearisieren. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik weist der Reihenwiderstand 20 einen Wert von etwa 1,0 MΩ auf.

Mit Bezug auf Tabelle 1 beträgt der Widerstandswert des Thermistors 14 bei der Auslegungstemperatur von 57,2°C (135°F) etwa 307 kΩ. Somit wird der Wert des Versorgungswiderstands 18 so ausgewählt, daß die Detektorspannung am Knoten 22 unter die Bezugsspannung an dem Bezugsstift 22 fällt, wenn die Temperatur 57,2°C (135°F) erreicht.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird die Nennspannung für den Bezugsstift 26 an der Steuereinheit 12 durch eine Linie 33 dargestellt. Die Linie 33 wird bei etwa 48% gezeigt, und es sei angenommen, daß die interne Schaltungsanordnung innerhalb der Steuereinheit 12 in Zusammenarbeit mit dem externen Kalibrierungswiderstand 27 die Spannungsquelle 16 auf diesen Wert teilt. Bei der tatsächlichen Praxis fällt die Bezugsspannung am Stift 26 zwischen einer unteren Grenze 34 und einer oberen Grenze 36 infolge von Herstellertoleranzen . der Steuereinheit. Beispielsweise beträgt in der grafischen Darstellung von Fig. 2 die untere Grenze etwa 45%, während die obere Grenze 36 etwa 51% der Versorgungsspannung beträgt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, veranschaulicht eine Linie 38 das Spannungsverhältnis am Knoten 22, wenn sich der Wert des Thermistors 14 als Ergebnis des Temperaturanstiegs ändert. Das Spannungsverhältnis 38 wird durch den Spannungsteiler einschließlich dem Versorgungswiderstand 18 in dem oberen Zweig und der Reihenschaltung des Thermistors 14 und des Reihenwiderstands 20 in dem unteren Zweig bestimmt. Das Spannungsverhältnis 38 kreuzt die obere Grenze 36 der Bezugsspannung am Stift 26 bei etwa 44,4°C (112°F) und kreuzt die untere Grenze 34 bei etwa 65°C (148°F). Bei idealen Verhältnissen schneidet das Spannungsverhältnis 38 die Nennspannung 32 bei einem theoretischen Wert von 52,3°C (126°F). Somit hängt die Temperatur, bei der der Wärmedetektor den hörbaren Alarm signalisieren wird, stark von den Toleranzen der Steuereinheit 12 ab, und diese Toleranzempfindlichkeit wird infolge der relativen flachen Neigung der Thermistor- und Widerstandsübertragungsfunktionsverhältnis 38 übertrieben, was hauptsächlich auf den Reihenwiderstand 20 zurückzuführen ist.

Mit Bezug auf Fig. 1 umfaßt die elektronische Prüfschaltung für den Thermistor 14 und die Steuereinheit 12 eine Taste 40, die mit einem Prüfwiderstand 42 verbunden ist, der seinerseits mit Erde verbunden ist. Das elektronische Verfahren, um durch die Taste 40 und den Prüfwiderstand 42 verkörperte Wärme zu simulieren, simuliert tatsächlich eine Temperaturerhöhung und keinen Gesamtfunktionstest, wobei ein Schalter bewirkt, daß das Alarmsignal ertönt. Die Testschaltung von Fig. 1 simuliert eine Temperaturerhöhung, die bedeutend genug ist, um den Alarm zu aktivieren.

Wenn die Taste 40 geschlossen wird, wird insbesondere der Prüfwiderstand 42 parallel zu der Reihenschaltung des Thermistors 14 und des Reihenwiderstands 22 geschaltet. Somit ist der in dem unteren Zweig des Spannungsteilers zwischen dem Knoten 22 und Erde gefundene kombinierte Widerstand die vorstehend dargestellte Parallel-Schaltung. Nachstehend listet Tabelle 2 die Parallel-Schaltung der Widerstände und des Detektorspannungswerts am Knoten 22 für verschiedene Umgebungstemperaturen auf, die in der vorbekannten Einheit gefunden wurden.

Tabelle 2

Wie aus den Spannungswerten von Tabelle 2 und der Beobachtung der Linie 44 von Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Spannung am Knoten 22 nur bis etwa -19°C (-3°F) gleich der Bezugsnennspannung am Knoten 26. Eine Analyse der Schnittstelle der hohen Toleranzgrenze 36 zeigt jedoch, daß die Push-to-Test-Funktion im allgemeinen bei einer sehr niedrigen Temperatur arbeiten wird. Die niedrige Toleranzgrenze 34 zeigt, daß die Push-to-Test-Funktion nur bis -2°C (+29°F) arbeiten wird. Der tatsächliche Grad der Funktionsfähigkeit der vorbekannten Push-to-Test-Funktion ist infolge der relativen flachen Neigung der Push-to-Test- Transferfunktion 44 bei diesen niedrigen Temperaturen ziemlich variabel.

Obgleich der Wert für den Prüfwiderstand 42 modifiziert werden könnte, um bessere Niedrigtemperaturmerkmalen bereitzustellen, muß der Prüfwiderstand 42 groß genug sein, so daß die Spannung am Knoten 22 die maximal erwartete Spannung am Bezugsstift 26 überschreitet, wenn der Thermistor 14 zusammenbricht. Der Anwender sollte keine gültige Push-to- Test-Alarmbedingung erhalten, wenn der Thermistor nicht funktionsfähig ist. Wie in der äußersten rechten Spalte von Tabelle 2 und Linie 45 in Fig. 2 dargestellt ist, wird die 9 V-Versorgungs-Nennspannung 16 in dem vorbekannten Wärmealarm halbiert (effektiv 50%), wenn der Thermistor 14 zusammenbricht, da der Wert des Prüfwiderstands 42 ausgewählt wird, um etwa gleich dem Wert des Versorgungswiderstands 18 zu sein. Wenn der Thermistor 14 beschädigt ist, wird auf diese Art und Weise der vorbekannte Wärmedetektor kein Alarmsignal erzeugen, wenn die Taste 40 gedrückt ist.

Wenn der Reihenwiderstand 20 von der Spannungserfassungs- und Prüfschaltung 10 entfernt wäre, könnte der Wert des Versorgungswiderstands 18 immer noch so ausgewählt werden, daß der Wärmedetektor einen Alarm anzeigen würde, wenn die Umgebungstemperatur die vorbestimmte Maximaltemperatur überschreiten würde. Bei dieser Art von Schaltung würde der Wärmedetektor immer noch auf die Widerstandsänderung des Thermistors 14 antworten, da die Taste 40 nicht veranlassen würde, daß die Ausgabe des Knotens 22 gleich der Spannung an dem Bezugsstift 26 werden würde, bis die Taste 40 aktiviert wird. Die Eliminierung des Reihenwiderstands 20 würde jedoch die Push-to-Test-Schaltung bei niedrigen Temperaturen infolge der drastischen Änderung in dem Thermistorwiderstand bei diesen niedrigen Temperaturen vollständig unwirksam machen, wie in Tabelle 1 dargestellt ist. Insbesondere würde die drastische Änderung in dem Thermistorwiderstand bei niedrigen Temperatur die parallele Kombination des Thermistors 14 und des Testwiderstands 42 schnell zu hoch machen, um zu bewirken, daß die Spannung am Knoten 22 unterhalb der erforderlichen Auslösespannung, die an dem Bezugsstift 26 vorhanden ist, verringert wird.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, leidet der vorbekannte Wärmedetektor mit dem Thermistor unter verschiedenen Nachteilen, die die relativ breite Temperaturvariationen in dem Auslösepunkt primär infolge des Reihenwiderstands 20 und weniger bedeutsam infolge der integrierten Schaltungstoleranzen umfassen, sowie auch einen zweiten Nachteil, der in der Ungewißheit des Wärmedetektors besteht, einen "Push-to-Test" bei niedrigen Temperaturen, im allgemeinen unter dem Gefrierpunkt, durchzuführen.

Bei der vorbekannten Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 10 wurden zwei bedeutsame Auslegungsprobleme identifiziert. Das erste Problem ist der relativ niedrige numerische Wert der Neigung des Widerstandsverhältnisses 38 infolge einer Reihenschaltung zwischen dem Thermistor 14 und dem Reihenwiderstand 20, die bewirkt, daß der Temperaturauslösepunkt der Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 10 eine potentiell breite Variation aufweisen kann. Das zweite Identifizierungsproblem besteht in der relativen Ungewißheit, ob die Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 10 bei niedrigen Temperaturen funktioniert, wie beispielsweise dem Bereich, der bei -2°C (+29°F) beginnt und sich unterhalb dieser Temperatur erstreckt.

Mit Bezug auf Fig. 3 ist ein Schaltbild für einen erfindungsgemäßen verbesserten Wärmedetektor 50 gezeigt. Der Wärmedetektor 50 ist um eine Steuereinheit 52 zentriert. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit 52 ein integrierter Schaltungschip, der von Allegro hergestellt und unter der Teilenummer A5368CA erhältlich ist, wobei die Stiftnummern nur für veranschaulichende Zwecke enthalten sind. In dem Schaltbild von Fig. 3 wird die gesamte elektrische Schaltungsanordnung gezeigt, obgleich die Erfindung primär auf die bestimmte Konfiguration für die Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 beschränkt ist. Die verbleibenden Teile des Schaltbildes des Wärmedetektors 50 sind herkömmlich und Fachleuten ohne weiteres verständlich. Somit wird eine ausführliche Erläuterung der verbleibenden Teile der Wärmedetektorschaltung mit Ausnahme der Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 weggelassen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 mit einem Detektoreingangsanschluß 55 der Steuereinheit 52 des Wärmedetektors 50 verbunden. Wie bei dem in Fig. 1 und 2 beschriebenen vorbekannten Wärmedetektor umfaßt die Steuereinheit 52 ebenfalls einen Bezugsanschluß 53, der im allgemeinen bei etwa 50% der Spannungsquelle 16 (Vdd) über interne Strukturen innerhalb der Steuereinheit 52 gehalten wird.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfaßt die Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 einen zwischen dem Knoten 58 und Erde geschalteten Thermistor 56. Der Knoten 58 seinerseits ist mit dem Detektoreingangsanschluß 55 für die Steuereinheit 52 durch einen Widerstand 60 verbunden. Der Widerstand 60 weist einen Nennwert von 10 MΩ auf, so daß der Widerstand 60 wenig oder keine Auswirkung auf den Wert der an den Eingangsanschluß 55 angelegten Detektorspannung aufweist. Wie die in Fig. 1 dargestellte vorbekannte Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 10 ist ein Versorgungswiderstand 62 mit einem Knoten 58 verbunden, so daß der Versorgungswiderstand 62 Teil des oberen Zweigs eines Spannungsteilers bildet, und der Thermistor 56 den unteren Zweig des Spannungsteilers bildet. Der Thermistor 56 ist eine NTC-Vorrichtung, die im allgemeinen die gleichen Betriebseigenschaften wie der vorbekannte Thermistor 14 aufweist, dessen temperaturabhängigen Widerstandswerte in Tabelle 1 dargestellt sind. Wenn sich die Temperatur erhöht, verringert sich somit der Widerstandswert des Thermistors 56, so daß sich die Detektorspannung am Knoten 58 ebenfalls verringert. Wenn die Detektorspannung am Knoten 58 einmal unter die Bezugsspannung am Bezugsanschluß 52 gefallen ist, erzeugt die Steuereinheit 52 ein Wärmealarmsignal. Somit ist die allgemeine Betriebsfunktion der Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 ähnlich der in Fig. 1 dargestellten und vorher beschriebenen vorbekannten Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 10.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wurde der Reihenwiderstand 20, der in der vorbekannten Schaltung von Fig. 1 vorhanden ist, eliminiert, so daß der Thermistor 56 nun direkt zwischen dem Spannungseingangsknoten 58 und Erde verbunden ist. Die Eliminierung des Reihenwiderstands 20 erhöht die Neigung der Thermistorverhältnislinie 64 in Fig. 4 erheblich. Die Neigung der Verhältnislinie 64 wird stark erhöht, da der Widerstand des unteren Zweigs des Spannungsteilers direkt nur von dem Widerstand des Thermistors 56 abhängt und keinen Reihenwiderstand umfaßt. Wie in Fig. 4 ersichtlich ist, kreuzt die Thermistorverhältnislinie 64 die obere Grenze 66 der Steuereinheit bei etwa 55°C (131°F) und kreuzt die untere Grenze 68 der Steuereinheit bei etwa 57,8°C (136°F), wobei das Kreuzen der Nenngrenze 70 der Steuereinheit bei der ausgelegten Temperatur von 57,3°C (135°F) verbleibt. Wie ohne weiteres in Fig. 4 gezeigt werden kann, erhöht die Eliminierung des Reihenwiderstands 20 und die direkte Verbindung des Thermistors 56 mit Erde die Nenngenauigkeit des Wärmedetektors für einen gegebenen Bereich von Toleranzen, die in der Steuereinheit 52 vorliegen.

Wie vorstehend erläutert wurde, unterzieht die Eliminierung des Reihenwiderstands 20 die gesamte Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 den mehreren Größenordnungen der Änderung in dem Wert des Thermistors 56 über den in Tabelle 1 dargestellten Temperaturbereich. Die mehreren Größenordnungen der Änderung in dem Thermistor 56 führten zu einer Prüfschaltung, die nicht unterhalb einer relativ moderaten Temperatur verwendet werden konnte. In Fig. 1 führt die Eliminierung des Reihenwiderstands 20 in der vorbekannten Testschaltung von Fig. 1, wenn die Widerstände 18 und 42 für eine geeignete Temperaturerfassungs- und Push-to-Test- Funktionalität eingestellt wurden, zu einem parallelen Verhältnis des Thermistors 56 und des Prüfwiderstandes 42, wie durch die Linie 71 dargestellt wird. Das durch die Linie 51 dargestellte parallele Verhältnis kreuzt die untere Grenze 68 für die Steuereinheit 52 bei etwa 12°C (+53°F) und kreuzt die Nenngrenze 70 bei etwa -1°C (+30°F). Somit konnte durch ein einfaches Eliminieren des in Fig. 1 gezeigten Reihenwiderstandes 20 der Wärmedetektor bei Umgebungstemperaturen unter 12°C (+53°F) nicht zuverlässig geprüft werden. Da diese relativ hohe Temperatur nicht annehmbar war, fügten vorbekannte Systeme den Reihenwiderstand 20 ein, um zu ermöglichen, daß der Wärmedetektor ausreichend geprüft wurde.

Mit Bezug auf Fig. 3 umfaßt die Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 der Erfindung eine Parallel-Schaltung eines Transistors 70 und eines Prüfwiderstands 72, der zwischen dem Versorgungswiderstand 62 und der Spannungsquelle 16 geschaltet ist. Insbesondere ist der Emitter des Transistors 70 mit der Spannungsquelle 16 verbunden, während der Kollektor des Transistors 70 mit dem Versorgungswiderstand 62 verbunden ist. Die Basis des Transistors 70 ist mit Erde durch einen Bias-Widerstand 74 verbunden. Eine Taste, ein normalerweise offener Schalter 76, wird positioniert, um die Basis des Transistors 70 mit dem Emitter des Transistors zu verbinden, wenn die Taste 76 durch den Anwender gedrückt (elektronisch geschlossen) ist, wenn beispielsweise der Anwender wünscht, das Push-to-Test-Merkmal des Wärmealarms freizugeben.

Der Betrieb des Testteils der Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 wird nun beschrieben. Während normaler Standby-Bedingungen, wenn die Taste 76 geöffnet ist, ist der Transistor 70 angeschaltet und gesättigt, da ein Basisstrom an die Basis des Transistors 76 durch den Bias-Widerstand 74 geliefert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bias-Widerstand 74 ein 1,5 MΩ-Widerstand. Wenn der Transistor 70 gesättigt und angeschaltet ist, ist die Spannung am Kollektor einige Zehntel Millivolt kleiner als am Emitter, so daß der Transistor im wesentlichen eine direkte Verbindung von dem Versorgungswiderstand 62 zu der Spannungsquelle 16 liefert. Daher ist bei normalen Betriebsbedingungen der Versorgungswiderstand 62 im wesentlichen direkt mit der Spannungsquelle 16 verbunden und bildet den oberen Zweig der Spannungsteilerschaltung, während der Thermistor 56 den unteren Zweig des Spannungsteilers bildet. Wie mit Bezug auf Fig. 4 erläutert wurde, liefert der Spannungsteiler, der nur den Versorgungswiderstand 62 und den Thermistor 56 umfaßt, die höchst mögliche Änderungsrate der Detektorspannung am Knoten 58 mit einem Thermistor 56, der veränderlichen Temperaturen ausgesetzt ist, und erreicht somit die höchst mögliche Genauigkeit für das Gerät.

Wenn die Taste 76 gedrückt ist, ist die Basis des Transistors 70 direkt mit dem Emitter verbunden, wodurch die Wirkung des Bias-Widerstands 74 umgangen wird. Wenn der Bias-Widerstand 74 umgangen wird, erhält der Transistor 70 keinen Basisstrom und liefert nun eine extrem hohe Impedanz zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors. Folglich erscheint der Prüfwiderstand 72 in dem oberen Zweig des Spannungsteilers und wird zwischen dem Versorgungswiderstand 62 und der Spannungsquelle 16 in Reihe geschaltet. Die Einfügung des Prüfwiderstands 72 in den oberen Zweig des Spannungsteilers liefert ein wirksames Prüfmittel für die Wärmealarmschaltungsanordnung und wird durch die Push-to- Test-Spannungsverhältnislinie 78 in Fig. 5 dargestellt. Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, kreuzt die Push-to-Test- Spannungsverhältnislinie 78 die IC-Nenngrenze 70 bei etwa -22 °C (-30°C) mit einer ziemlich kleinen Variation infolge der Toleranz der Steuereinheit, was eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem gleichen Kreuzen der Push-to-Test- Spannungslinie 71 in Fig. 4 darstellt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung vergleicht die Steuereinheit 72 die Detektorspannung am Knoten 58 mit der Bezugsspannung und erzeugt einen Alarm, wenn die Detektorspannung unter die Bezugsspannung fällt. Es von den Erfinder erwogen, daß die oberen und unteren Zweige des Spannungsteilers invertiert werden könnten, und die Steuereinheit 52 konfiguriert werden könnte, um einen Alarm zu erzeugen, wenn die Detektorspannung die Bezugsspannung überschreitet. Beispielsweise könnte der obere Zweig des Spannungsteilers konfiguriert werden, um den zwischen dem Knoten 58 und der Spannungsquelle 16 geschalteten Thermistor 56 zu umfassen, während der Transistor 70 und der Prüfwiderstand 72 zwischen dem Knoten 58 und Erde geschaltet werden würde. Die oben beschriebene alternative Ausführungsform ist ohne Zweifel nur ein Gegenstand einer Wahl der Auslegung und beeinflußt nicht den gesamten Betrieb des Systems der Erfindung.

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform wird durch die Erfinder beabsichtigt, daß ein normalerweise geschlossener Schalter den Transistor 70 und den Bias- Widerstand 74 in der Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 ersetzen könnte. Der normalerweise geschlossene Schalter könnte mit dem Prüfwiderstand 72 zwischen dem Versorgungswiderstand 62 und der Spannungsquelle 16 parallel verbunden werden. Wenn der normalerweise geschlossene Schalter geschlossen ist, würde die Versorgungsspannung 72 mit der Spannungsquelle 16 auf die oben beschriebene Art und Weise direkt verbunden werden, wenn der Transistor 70 angeschaltet und gesättigt ist. Wenn der normalerweise geschlossene Schalter geöffnet werden würde (beispielsweise wenn der Anwender wünscht, das Push-to-Test-Merkmal des Wärmealarms freizugeben), würde der Schalter ein offenen Stromkreis zwischen der Spannungsquelle 16 und dem Versorgungswiderstand 62 erzeugen. Wie es der Fall war, wenn der Transistor 70 abgeschaltet ist, würde dann der Prüfwiderstand 72 in dem oberen Zweig des Spannungsteilers erscheinen und zwischen dem Versorgungswiderstand 62 und der Spannungsquelle 16 in Reihe geschaltet werden. Die Aufnahme eines normalerweise geschlossenen Schalters, um den Transistor zu ersetzen, liegt in der Wahl des Auslegung und beeinflußt nicht den gesamten Betrieb des Systems gemäß der Erfindung.

Die Parallel-Schaltung des Prüfwiderstands 72 und des Transistors 70 funktioniert ebenfalls gut, wenn der Thermistor 56 beschädigt wurde und als ein offener Stromkreis fungiert. Wenn der Thermistor 56 ausfällt und als ein offener Stromkreis fungiert, wird die an den Eingangsknoten 58 gelieferte Spannung etwa gleich der Spannungsquelle 16 sein, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Wenn der Thermistor 56 ein offener Stromkreis ist, wird somit die Spannung am Detektoreingangsanschluß 55 die Spannung am Bezugsanschluß 53 stark überschreiten und somit verhindern, daß der Wärmedetektor einen Alarm auslöst. In Fig. 5 ist das Push-to- Test-Verhältnis des offenen Thermistors außerhalb der Skala der grafischen Darstellung und ist somit nicht gezeigt. Wenn der Anwender die Taste 76 drückt, wird somit der Wärmedetektor keinen Alarm erzeugen, wenn der Thermistor 56 beschädigt wurde, was dem Anwender angeben wird, daß ein Problem im Wärmedetektor 52 vorliegt.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, weist die Eliminierung des Widerstands in Reihe mit dem Thermistor 56 ferner den zusätzlichen Vorteil einer erheblichen Erhöhung der Neigung der Push-to-Test-Spannungsverhältnislinie 76 auf. Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, liegt der Betriebsbereich für die Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 infolge der Toleranz der Steuereinheit 52 zwischen etwa -31°C (-24°F) bis -28°C (-19°F). Dies ist eine erhebliche Verbesserung gegenüber der in Fig. 2 gezeigten vorbekannten Schaltung und eine noch dramatischere Verbesserung gegenüber der grafischen Darstellung von Fig. 4, bei der der Prüfwiderstand parallel mit dem Thermistor geschaltet war (oder eine Kombination eines Thermistors und eines Reihenwiderstands), wie gemäß dem Stand der Technik gelehrt wird.

Bei der in Fig. 1 dargestellten vorbekannten Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 10 wird der Thermistor 14 durch einen teilweise als Teil des plastischen Gehäuses für den Wärmedetektor ausgebildeten Käfig geschützt. Der den Thermistor umgebenden Käfig ist ausgestaltet, um mechanisch stabil zu sein, wobei jedoch genug offener Platz vorgesehen ist, um einen leichten Fluß von Luftströmungen zu erlauben, der notwendig ist, damit sich der Widerstand des Thermistors auf eine rechtzeitige Art und Weise ändern kann. Bei vorbekannten Systemen wird der Reihenwiderstand 20 mit dem Thermistor 14 in Reihe geschaltet. Zusätzlich zu der Verbindung mit dem Reihenwiderstand 20 ist der Thermistor 14 ferner mit dem Versorgungswiderstand 18 und dem Widerstand 30, der mit der Erfassungseingabe der Steuereinheit verbunden ist, verbunden. Im Falle eines Gesamtausfalls des mechanischen, plastischen Käfigs des Wärmealarms kann eine Person physisch in der Lage sein, die Anschlüsse des Thermistors zu berühren. Wenn der Wärmealarm korrekt installiert ist, würde die Handlung eines Berührens des Thermistors nicht gefährlich und belanglos sein, da es ein minimales Potential zwischen dem Thermistorelement und der Erde gibt.

Bei der Temperaturerfassungs- und Prüfschaltung 54 gemäß der Erfindung wird der Thermistor 56 direkt zwischen Erde und dem Eingangsknoten 58 verbunden. Es gibt daher den Widerstand 20 nicht mehr, um beim Isolieren der Spannung über dem Thermistor 56 zu helfen. Um den Thermistor 56 von irgendeiner unbeabsichtigten Berührung durch den Anwender proaktiv zu isolieren, wird ein isolierendes Medium verwendet, um eine dielektrische Isolierung zwischen dem Thermistor und dem Anwender bereitzustellen. Dieses Medium erfordert die Eigenschaften eines Dielektrikums hoher Qualität und Zuverlässigkeit, wobei jedoch Eigenschaften vorhanden sein müssen, die eine zuverlässige und wiederholbare Wärmeübertragung von der Umgebung zu dem Thermistor gewährleistet.

Bei der Erfindung wird der Thermistor 56 mit einem Schrumpfschlauch umgeben, wie beispielsweise einem aus Kynar^TM-Material hergestellten Schlauch, der eine dielektrische Isolierung zwischen den Thermistoranschlüssen und dem Körper liefert. Das Kynar^TM-Material wurde aufgrund seiner ausgezeichneten thermischen Leitfähigkeit ausgewählt, die es dem Wärmealarm des Thermistors erlaubt, schnell auf Änderungen in der Umgebung zu reagieren. Zweitens weist Kynar^TM die Fähigkeit auf, schnellen und häufigen Änderungen von niedrigen auf hohe Temperaturen, die bei häuslichen Anwendungen, wie beispielsweise Dachgeschossen, angetroffen werden können, ohne eine Verschlechterung des polymerischen Materials und einem nachfolgenden Verlust von dielektrischen Eigenschaften zu widerstehen. Mit dem Schrumpfschlauch ist es sogar dann unmöglich, irgendeinen freigelegten metallischen Teil des Thermistors 56 zu berühren, wenn der Käfig beschädigt oder umgangen wird.

Während des Prüfens des Wärmedetektors der Erfindung verringert die Aufnahme des Kynar^TM-Schrumpfschlauchs über dem Thermistor 56 die Temperaturempfindlichkeit der Einheit nur um einen kleinen aber meßbaren Betrag. Folglich kann der statische Temperaturauslösepunkt des Wärmedetektors modifiziert werden, um den Verlust an Empfindlichkeit des Thermistors 56 infolge von Änderungen in der Temperatur zu kompensieren.

Verschiedenen Alternativen und Ausführungsformen werden erwogen, die im Schutzumfang der folgenden Ansprüche liegen, die den Gegenstand der Erfindung besonders herausstellen und beanspruchen.

Claims

1. Wärmedetektor mit:
einer Steuereinheit (52) zum Vergleichen einer Detektorspannung mit einer Bezugsspannung und zum Erzeugen eines Alarmsignals basierend auf dem Betrag der Detektorspannung relativ zu dem Betrag der Bezugsspannung, wobei die Steuereinheit (52) einen Detektoreingangsanschluß (55) aufweist, der die Detektorspannung empfängt;
einer Temperaturerfassungskomponente (56), die mit dem Detektoreingangsanschluß (55) gekoppelt ist, wobei der Widerstand der Temperaturerfassungskomponente (56) von Änderungen der Temperatur abhängt;
einem Versorgungswiderstand (62), der mit dem Detektoreingangsanschluß (55) gekoppelt ist, um einen oberen Zweig eines Spannungsteilers zu bilden, wobei ein unterer Zweig des Spannungsteilers die Temperaturerfassungskomponente (56) umfaßt und der Spannungsteiler die Detektorspannung erzeugt; und
einer Prüfschaltung (54), die in dem oberen Zweig des Spannungsteilers zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und einer Spannungsquelle (16) positioniert ist, wobei die Prüfschaltung (54) betrieben werden kann, um eine Änderung in der Temperatur zu simulieren, um den Wärmedetektor zu prüfen.

2. Wärmedetektor gemäß Anspruch 1, wobei die Testschaltung umfaßt:
einen Transistor (70), der zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) geschaltet ist, wobei der Transistor (70) während normalen Betriebsbedingungen gesättigt ist, um im wesentlichen einen Kurzschluß zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) zu bilden;
einen Prüfwiderstand (72), der mit dem Transistor (70) zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) parallelgeschaltet ist; und
eine Taste (76), die gedrückt werden kann, um eine Temperaturänderung zu simulieren, um den Wärmedetektor zu testen, wobei, wenn die Taste (76) gedrückt ist, der Transistor (70) abgeschaltet ist und im wesentlichen einen offenen Stromkreis zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) bildet, so daß der obere Zweig des Spannungsteilers die Reihenschaltung des Prüfwiderstands (72) und dem Versorgungswiderstand (62) umfaßt.

3. Wärmedetektor gemäß Anspruch 2, ferner mit einem Bias-Widerstand (74), der zwischen dem Transistor (70) und Erde geschaltet ist, wobei der Bias-Widerstand (74) den Transistor (70) während normalen Betriebsbedingungen sättigt.

4. Wärmedetektor gemäß Anspruch 3, wobei die Taste (76) zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors (70) geschaltet ist, so daß, wenn die Taste (76) gedrückt wird, die Basis und der Emitter des Transistors (70) verbunden werden, so daß der Transistor (70) abgeschaltet wird.

5. Wärmedetektor gemäß Anspruch 1, wobei die Temperaturerfassungskomponente (56) ein Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizient ist, so daß, wenn sich die Temperatur erhöht, sich der Widerstand des Thermistors und die Detektorspannung verringern.

6. Wärmedetektor gemäß Anspruch 5, wobei der Thermistor (56) direkt mit Erde und direkt mit dem Versorgungswiderstand (62) verbunden ist.

7. Wärmedetektor gemäß Anspruch 5, wobei die Bezugsspannung etwa 50% der Spannungsquelle (16) ist.

8. Wärmedetektor gemäß Anspruch 1, wobei die Temperaturerfassungskomponente (56) ein mit einer Isolierungsschicht beschichteter Thermistor ist.

9. Wärmedetektor gemäß Anspruch 7, wobei die Isolierungsschicht ein aus Kynar^TM gebildeter Schrumpfschlauch ist.

10. Wärmedetektor gemäß Anspruch 2, wobei der Wert des Prüfwiderstands (72) so ausgewählt wird, daß, wenn die Taste (76) gedrückt wird, der obere Zweig des Spannungsteilers einschließlich der Reihenkombination des Prüfwiderstands (72) und des Versorgungswiderstands (62) größer als der Widerstand des unteren Zweigs des Spannungsteilers einschließlich der Temperaturerfassungskomponente (56) ist, wenn die Temperatur oberhalb einer vorausgewählten unteren Grenze ist.

11. Wärmedetektor gemäß Anspruch 10, wobei die vorausgewählte untere Grenze etwa -20°F (-29°C) ist.

12. Prüfvorrichtung für einen Wärmedetektor, der eine Steuereinheit (52) zum Vergleichen einer Bezugsspannung mit einer Temperaturdetektorspannung umfaßt, die durch einen Spannungsteiler erzeugt wird, der durch einen oberen Zweig mit einem Versorgungswiderstand (62) und einem unterem Zweig mit einer Temperaturerfassungskomponente (56) gebildet wird, deren Widerstand von Temperaturänderungen abhängt, wobei die Prüfvorrichtung umfaßt:
eine Prüfschaltung (54), die in dem oberen Zweig des Spannungsteilers zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und einer Spannungsquelle (16) positioniert ist, wobei die Prüfschaltung (54) betrieben werden kann, um eine Temperaturänderung zu simulieren, wobei die Prüfschaltung (54) umfaßt:
einen Transistor (70), der zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) geschaltet ist, wobei der Transistor (70) während normalen Betriebsbedingungen gesättigt ist, um im wesentlichen einen Kurzschluß zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) zu bilden;
einen Prüfwiderstand (72), der mit dem Transistor (70) zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) parallelgeschaltet ist; und
eine Taste (76), die gedrückt werden kann, um eine Änderung in der Temperatur zu simulieren, wobei, wenn die Taste (76) gedrückt ist, der Transistor (70) abgeschaltet ist und im wesentlichen einen offenen Stromkreis zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) bildet, so daß der obere Zweig des Spannungsteilers die Reihenschaltung des Prüfwiderstands (72) und des Versorgungswiderstands (62) umfaßt.

13. Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 12, ferner mit einem zwischen dem Transistor (70) und Erde geschalteten Bias- Widerstand (74), um den Transistor (70) während normalen Betriebsbedingungen zu sättigen.

14. Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Taste (76) zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors (70) geschaltet ist, so daß, wenn die Taste (76) gedrückt wird, die Basis und der Emitter des Transistors (70) verbunden werden, so daß der Transistor (70) abgeschaltet wird.

15. Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der Wert des Prüfwiderstands (72) so ausgewählt wird, daß, wenn die Taste (76) gedrückt ist, der Widerstand des oberen Zweigs des Spannungsteilers einschließlich der Reihenschaltung des Prüfwiderstands (72) und des Versorgungswiderstands (62) größer als der Widerstand des unteren Zweigs des Spannungsteilers einschließlich der Temperaturerfassungskomponente (56) ist, wenn die Temperatur oberhalb einer vorausgewählten unteren Grenze ist.

16. Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die vorausgewählte untere Grenze etwa -20°F (-29°C) ist.

17. Wärmedetektor mit:
einer Steuereinheit (52) zum Vergleichen einer Bezugsspannung mit einer Detektorspannung, die durch einen Spannungsteiler erzeugt wird, der einen oberen Zweig und einen unteren Zweig umfaßt, wobei die Steuereinheit (52) ein Alarmsignal, basierend auf dem Betrag der Bezugsspannung relativ zu dem Betrag der Detektorspannung erzeugt, wobei die Steuereinheit (52) einen Detektoreingang aufweist, der die Detektorspannung empfängt,
einem Thermistor, der mit dem Detektoreingang gekoppelt ist, um den unteren Zweig des Spannungsteilers zu bilden, wobei der Widerstand des Thermistors von Temperaturänderungen abhängt;
einem Versorgungswiderstand (62), der mit dem Detektoreingangsanschluß (55) gekoppelt ist, um einen Teil des oberen Zweigs des Spannungsteilers zu bilden;
einem Transistor (70), der zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und einer Spannungsquelle (16) geschaltet ist, wobei der Transistor (70) während normalen Betriebsbedingungen gesättigt ist, um im wesentlichen einen Kurzschluß zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) zu bilden, so daß der obere Zweig des Spannungsteilers nur den Versorgungswiderstand (62) umfaßt;
einem Prüfwiderstand (72), der mit dem Transistor (70) zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) parallelgeschaltet ist; und
einer Taste (76), die gedrückt werden kann, um eine Änderung in der Temperatur zu simulieren, wobei, wenn die Taste (76) gedrückt ist, der Transistor (70) abgeschaltet ist und im wesentlichen einen offenen Stromkreis zwischen dem Versorgungswiderstand (62) und der Spannungsquelle (16) bildet, so daß der obere Zweig des Spannungsteilers die Reihenschaltung des Prüfwiderstands (72) und des Versorgungswiderstands (62) umfaßt.

18. Wärmedetektor gemäß Anspruch 17, wobei der Thermistor eine Vorrichtung mit negativem Temperaturkoeffizient ist, so daß, wenn sich die Temperatur bei der gewünschten Stelle erhöht, sich der Widerstand des Thermistors verringert, so daß sich die Detektorspannung ebenfalls verringert.

19. Wärmedetektor gemäß Anspruch 17, wobei der Thermistor mit einer Isolierungsschicht beschichtet ist.

20. Wärmedetektor gemäß Anspruch 19, wobei die Isolierungsschicht ein aus Kynar^TM gebildeter Schrumpfschlauch ist.

21. Wärmedetektor gemäß Anspruch 17, wobei der Wert des Prüfwiderstands (72) so ausgewählt wird, daß, wenn die Taste (76) gedrückt ist, der Widerstand des oberen Zweigs des Spannungsteilers einschließlich der Reihenschaltung des Prüfwiderstands (72) und des Versorgungswiderstands (62) größer als der Widerstand des unteren Zweigs des Spannungsteilers einschließlich des Thermistors ist, wenn die Temperatur oberhalb einer vorausgewählten unteren Grenze ist.

22. Wärmedetektor gemäß Anspruch 21, wobei die vorausgewählte untere Grenze etwa -20°F (-29°C) ist.

23. Wärmedetektor gemäß Anspruch 17, ferner mit einem Bias- Widerstand (74), der zwischen der Basis des Transistors (70) und Erde verbunden ist, um den Transistor (70) während normalen Betriebsbedingungen zu sättigen.

24. Wärmedetektor gemäß Anspruch 23, wobei die Taste (76) zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors (70) geschaltet ist, so daß, wenn die Taste (76) gedrückt wird, die Basis und der Emitter des Transistors (70) verbunden werden, um den Transistor (70) abzuschalten.