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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Mikrophon, insbesondere für
Sprechstellen von Alarmierungseinrichtungen, mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
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Bei Mikrophonen können Defekte im elektrischen
und mechanischen Teil auftreten. Es ist in vielen Fällen erforderlich,
beispielsweise bei Mikrophonen, die Teile von Alarmierungseinrichtungen
bilden, eine permanente Funktion des Mikrophons sicherzustellen
und entsprechende Ausfälle
oder Defekte anzuzeigen. Beispielsweise wird gefordert, daß akustische
Alarmierungseinrichtungen mit Überwachungseinrichtungen
versehen sind, die entsprechende Defekte anzeigen, um diese Alarmierungseinrichtungen permanent
funktionsfähig
zu halten. Solche Überwachungseinrichtungen
schließen
auch die Mikrophone von Sprechstellen von derartigen Alarmierungseinrichtungen
ein.
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Akustische Alarmierungseinrichtungen
finden in Gebäuden
Verwendung, um beispielsweise im Gefahrenfalle (Brand ect.)von einer
Sprechstelle aus die im Gebäude
befindlichen Personen zum sofortigen Verlassen des Gebäudes auffordern
oder andere Informationen im Gefahrenfalle verbreiten zu können. Hierbei
können
von einer sogenannten Sprechstelle aus, die mit einem Mikrophon
versehen ist, über
eine Zentraleinheit entsprechende Lautsprecherlinien angesteuert
werden, so dass gezielt akustische Informationen für entsprechende
Gebäudebereiche
(einzelne Räume
ect.)verbreitet werden können.
Wie erwähnt,
sind hierbei Zentraleinheit, Leitungen und Sprechstelle mit selbstüberwachenden
Einrichtungen versehen, die einen Ausfall oder Defekte der einzelnen
Teile anzeigen, so dass beispielsweise sofort auf eine Ersatzanlage
umgeschaltet werden kann ect. Diese Überwachungseinrichtungen umfassen
auch die Mikrophone der Sprechstellen.
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Diese Überwachungseinrichtungen überwachen
jedoch nur den elektrischen Teils des Mikrophons. Die Überwachung
des mechanischen Teils desselben (Mikrophonkapsel ect.) wird nicht
vorgenommen. Man nimmt daher das Risiko in Kauf, dass beispielsweise
durch eine Beschädigung
der Mikrophonmembran akustische Informationen nur verzerrt bzw.
im negativsten Fall vollständig
unverständlich verbreitet
werden können,
was natürlich
vom Sicherheitsstandpunkt her unerwünscht ist. Erwünscht wäre daher
auch für
diesen Anwendungsfall die Durchführung
einer mechanischen Kontrolle des jeweiligen Mikrophons, um sicher
zu stellen, dass eine einwandfreie Verbreitung von akustischen Signalen möglich ist.
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Aus der
DE 36 36 720 A1 ist ein
Mikrophon mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 bekannt. Diese Veröffentlichung
betrifft ein Verfahren zu Prüfung
eines Mikrophons auf Funktionsfähigkeit,
wobei mindestens ein Lautsprecher in fester Zuordnung zum Mikrophon
angeordnet und mit einem Prüfsignal
belegt wird, dessen Signalfrequenz im Arbeitsfrequenzbereich des
Mikrophons liegt. Es wird die Phasendifferenz zwischen dem Mikrophonausgangssignal
und dem Prüfsignal
gemessen und diese mit einem Sollwert verglichen. Liegt die Phasendifferenz
innerhalb eines Toleranzbereiches des Sollwertes, so wird die Funktionsfähigkeit
des Mikrophons bejaht, im anderen Fall verneint.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, ein Mikrophon zu schaffen, das eine besonders
hohe Sicherheit gegen Defekte bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße bei einem
Mikrophon der angegebenen Art durch die kennzeichnen den Merkmale
von Patentanspruch 1 gelöst.
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Tritt in der Mikrophonmechanik ein
Defekt auf, gibt die Überwachungseinrichtung
des Mikrophons eine Fehlermeldung ab, beispielsweise ein akustisches
oder optisches Signal, die von entsprechendem Bedienungspersonal
erfasst wird, welches dann sofort entsprechende Maßnahmen
zum Austausch oder der Reparatur des Mikrophons durchführen kann.
Die Fehlermeldung kann aber auch generell direkt in Form eines Steuersignales
entsprechende Einrichtungen ansteuern, die beispielsweise ein automatisches
Umschalten auf ein Ersatzmikrophon bewirken. Mit dem Begriff „Fehlermeldung"
sollen daher generell sowohl reine Anzeigesignale als auch Steuersignale
ect. abgedeckt werden.
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Fällt
daher der mechanische Teile des Mikrophons vollständig aus
oder tritt ein Defekt an demselben auf, der den mechanischen Teil
zwar nicht vollständig,
jedoch nur teilweise funktionsunfähig macht, wird die Fehlermeldung
abgegeben. Damit wird sichergestellt, dass ein funktionsunfähiges oder
nur teilweise funktionsfähiges
Mikrophon sofort ersetzt wird oder ersetzt werden kann, was für Alarmierungseinrichtungen
im Gefahrensfall von entscheidender Bedeutung sein kann. Die Sicherheit
dieser Einrichtungen wird daher durch die Erfindung beträchtlich erhöht; dies
trifft aber auch generell die Funktionssicherheit sämtlicher
Mikrophone zu.
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Die Überwachnungseinrichtung einen Schallgeber
auf, der das Mikrophon permanent beschallt. Dabei liegt der Erfindung
die Überlegung
zugrunde, dass in dem Fall, in dem dieser permanent abgegebene Schallpegel
vom Mikrophon nicht mehr oder nicht mehr vollständig in einen entsprechenden Spannungspegel
umgewandelt werden kann, die Fehlermeldung abgegeben wird. Das Mikrophon
wird daher erfindungsgemäß gezielt
von einer künstlich geschaffenen
Schallquelle beschallt, und zwar unabhängig vom vorherrschenden Raumschall
beispielsweise auch während
der Nacht, damit eine permanente Überwachung des Mikrophons sichergestellt ist.
Die Überlagerung
dieses künstlich
geschaffenen Schallpegels durch Raumschall ect. spielt hierbei keine
Rolle, da eine Fehlermeldung nur bei Unterschreiten des durch den
künstlich
geschaffenen Schallpegel er zeugten Spannungspegels abgegeben wird. Wird
dieser Spannungspegel durch Raumschall ect. überschritten, wird keine Fehlermeldung
abgegeben.
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Der Schallgeber beaufschlagt das
Mikrophon mit einem außerhalb
oder am Rande des menschlichen Hörbereichs
liegenden Schallpegel. Auf diese Weise wird eine unerwünschte Dauerbeschallung
im hörbaren
Bereich vermieden bzw. weitgehend reduziert.
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Der Schallgeber ist zweckmäßigerweise
ein am Mikrophon montiertes Miniaturbauteil. Dieses Miniaturbauteil
kann beispielsweise extern am Mikrophon oder der Mikrophonkapsel
angebracht sein, ohne dabei das Mikrophon in seiner Funktionsweise zu
beeinträchtigen.
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Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, als Schallgeber einen Piezosummer zu verwenden. Derartige
Bauteile sind bekannt und im Handel erhältlich. Auf diese Weise kann
ein Mikrophon mit einem relativ geringen Aufwand mit einer entsprechenden Überwachungseinrichtung
versehen werden.
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Der Schallgeber wird zweckmäßigerweise von
der Mikrophonspeisespannung gespeist, so dass eine besondere Stromquelle
entfallen kann. In diesem Fall weist der Schallgeber insbesondere
eine Miniaturschaltung auf, die die Mikrofonspeisespannung in eine
Wechselspannung wandelt, mit der der Schallgeber betrieben wird.
Die Wechselspannung erzeugt dann die gewünschten Schallsignale.
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Der vom Mikrophon in Abhängigkeit
vom Schallpegels des Schallgebers erzeugte Spannungspegel wird vorzugsweise
einer Überwachungsschaltung
zugeführt,
die den Schallpegel auswertet und die Fehlermeldung abgibt. Die
Fehlermeldung wird dann abgegeben, wenn der vom Schallgeber erzeugte
Spannungspegel ganz entfällt
oder unter einem Sollspannungspegel liegt, der dem vom Schallgeber erzeugten
Spannungspegel bei einwandfreier Funktionsweise des Mikrophons entspricht.
Wie bereits erwähnt,
kann die Fehlermeldung in der Form eines Anzeige- und/oder Steuersignales
abgegeben werden.
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Wenn das Mikrophon bereits eine Überwachungsschaltung
aufweist, die zur Überwachung
des elektrischen Teiles des Mikrophons dient, wird vorzugsweise
die Überwachungsschaltung
der Erfindung von dieser bereits vorhandenen Überwachungsschaltung gebildet.
Die vorhandene Schaltung, die insbesondere eine Watchdog – Schaltung ist,
wird dann entsprechend modifiziert, um der zusätzlichen Überwachung des mechanischen
Teils des Mikrophons gerecht zu werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1:
ein Blockbild einer Alarmierungseinrichtung; und
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2:
ein Blockschaltbild eines Mikrophons, das bei einer Sprechstelle
der in Figur gezeigten Alarmierungseinrichtung Verwendung findet.
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Die in 1 schematisch
dargestellte Alarmierungseinrichtung umfasst eine mit einem Mikrophon 2 versehene
Sprechstelle 1 und eine Zentraleinheit 3 (Verstärkerzentrale),
die mit einer Notstrombatterie 5 versehen ist. Von der
Zentraleinheit 3 gehen einzelne Lautsprecherlinien 4 ab.
Die Alarmierungseinrichtung ist in einem geeigneten Gebäude untergebracht,
wobei sich beispielsweise die Sprechstelle 1 in einem mit
Personal besetzten Raum befindet, die Zentraleinheit 3 im
Keller des Gebäudes
angeordnet ist und die Lautsprecherlinien 4 jeweils zu den
einzelnen Räumen
des Gebäudes
führen. Über das
Mikrophon 2 der Sprechstelle 1 kann die Zentraleinheit 3 so
angesteuert werden, dass über
die jeweils gewünschte
Lautsprecherlinie 4 entsprechende akustische Informationen
abgegeben werden. Beispielsweise werden im Falle eines Gebäudebrandes über das
Mikrophon 2 und die jeweiligen Lautsprecherlinien die Insassen
der entsprechenden Räume zum
Verlassen des Gebäudes
aufgefordert.
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Sämtliche
Teile der hier dargestellten Alarmierungseinrichtung sind überwacht,
d.h. im Falle eines Ausfalls oder einer Fehlfunktion wird diese
an der Sprechstelle 1 angezeigt, so dass auf Ersatzaggregate
umgeschaltet oder eine entsprechende Reparatur bzw. ein entsprechender
Austausch vorgenommen werden kann.
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Die Überwachung erstreckt sich ebenfalls auf
den mechanischen Teil des Mikrophons 2 der Sprechstelle 1,
wobei dieses Mikrophon in größeren Einzelheiten
schematisch in 2 dargestellt
ist. Das Mikrophon ist – abgesehen
von der erfindungsgemäß vorgesehenen Überwachungseinrichtung – herkömmlich ausgebildet
und besitzt eine Überwachungsschaltung
10 (Watchdog – Schaltung),
von der eine Fehlermeldung abgegeben werden kann, wie bei 11 gezeigt.
Die in 2 von der Überwachungsschaltung 10 nach
unten abgehenden Leitungen 14 betreffen den NF – Nutzpegel.
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Das Mikrophon wird von einer Stromquelle 7 gespeist.
Ferner sind eine Mikrophonkapsel 6 und ein in dem zugehörigen Stromkreis
angeordneter FET (Feldeffekttransistor)13 schematisch dargestellt.
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Das Mikrophon weist ein geeignetes
Gehäuse
auf, das in herkömmlicher
Weise ausgebildet ist. An dem dem Sprecher zugewandten Rand des
Gehäuses
ist ein Piezosummer als Schallgeber 8 angeordnet, der die
Mikrophonkapsel 6 auf permanente Weise mit einem Summton
beaufschlagt, der am Rande des menschlichen Hörbereiches liegt. Der Schallgeber 8 wird
von der Mikrophonstromquelle 7 über Leitungen 9 mit
elektrischem Strom versorgt. Eine die Gleichspannung der Stromquelle 7 in
eine Wechselspannung für
den Schallgeber wandelnde Miniaturschaltung ist nicht dargestellt.
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Der Schallgeber 8 erzeugt
im Mikrophon einen Spannungspegel, der über Leitungen 12 der Überwachungsschaltung 10 zugeführt wird.
Die Überwachungsschaltung 10 führt eine
entsprechende Auswertung des Signales vom Schallgeber 8 durch,
indem sie den vom Schallgeber erzeugten Spannungspegel mit einem
Sollspannungspegel vergleicht. Entspricht der erzeugte Spannungspegel dem
Sollspannungspegel oder liegt er darüber, wird von der Schaltung 10 keine
Fehlermeldung abgegeben. Liegt jedoch der erzeugte Spannungspegel
unter dem Sollspannungspegel, wird über die Leitung 11 eine
Fehler meldung an eine geeignete Anzeigeeinheit (für ein optisches
und/oder akustisches Signal) abgegeben. Die Bedienungsperson der
Sprechstelle weiß dann,
dass das Mikrophon 2 in seinem mechanischen Teil defekt
ist, und schaltet die Einrichtung auf ein Ersatzmikrophon um.