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Alarineinrichtung mit einem durch rasche Zustandsänderungen des zu
überwachenden Raumes -über eine aus einem RC-Glied bestehende Differenzierschaltung
steuerbaren Alarmschalter Die Erfindung bezieht sich auf eine Alarmeinrichtung mit
einem zweiten nach einem Differenzierkondensator angeordneten Ruhewechselspannungsgenerator
zur Betätigung des den Alarmgeber schaltenden Alarmschalters, der über eine aus
einem RC-Glied bestehende Differenzierschaltung durch rasche Zustandsänderungen
des zu überwachenden Raumes, vorzugsweise rasche Kapazitätsänderungen zwischen Meßelektroden,
in Verbindung mit Richtleitern steuerbar ist. Derartige Alarmeinrichtungen bestehen
meistens aus einer Meßbrücke mit kapazitiven Meßelektroden, deren Kapazitäten sich
bei Eindringen eines Störers in den zu schützenden Raum stark ändern und damit die
Meßbrücke so weit verstimmen, daß diese über einen Alarmschalter den Alanngeber
betätigt.
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In F i g. 1 ist eine solche bekannte Alarmeinrichtung mit einer
Röhre R als leistungslos steuerbarer Schalter dargestellt. Zum Einschalten der Anlage
sind die beiden Schaltstrecken sll, sl, für den Wechselspannungsgenerator
G und die Gleichspannungsquelle E des handbetätigten Betriebsschalters
zu schließen. Gleichzeitig ist der Kurzschluß für den Alannschalter X durch Drücken
der Taste s 2 aufzuheben, so daß der Alarmschalter X über die im Ruhezustand
durchgesteuerte Röhre R ansprechen kann. über die Speisediagonale a,
b wird also die Meßbrücke M vom Wechselspannungsgenerator G
gespeist,
und weil sie bereits im Ruhezustand etwas verstimmt ist, steht an ihrer Meßdiagonale
e, d ständig eine Wechselspannung an. Diese lädt den Speicherkondensator
K 1 über den Verstärker V und den Richtleiter D 1 auf die ihr entsprechende
Gleichspannung mit der in der Zeichnung dargestellten Polarität auf. Jede Änderung
der Brückenverstimmung hat dann natürlich auch eine Änderung der Gleichspannung
des Speicherkondensators Kl zur Folge, und nur diese Spannungsänderungen gelangen
über das Differenzierglied K2, W 1 an die Röhre R und sperren sie,
weil der Gleichrichter D 2 in Graetzschaltung unabhängig von der Ladungsänderung
des Speicherkondensators K 1 immer die gleiche in Klammein dargestellte Polarität
am Widerstand Wl bewirkt. Dadurch fällt der Alannschalter X ab, und sein Ruhekontakt
x2 gibt mit Hilfe des Alarmgebers Y Alarm. Da auch nach Abklingen der Differenzierspannung
weiterhin Alarm gegeben werden soll, schließt der Alarmschalter X sich selbst mit
seinem Ruhekontakt x l kurz; er kann demnach erst nach Drükken der Ruhetaste s2
wieder anziehen. Die Widerstände W2, W3 dienen schließlich zur Schaffung der erforderlichen
Potentialverhältnisse für die Röhre R. Da die Röhre störanfällig ist und Leistung
verbraucht, wird sie jetzt im allgemeinen durch einen Transistor ersetzt, doch muß
dann zwischen dem leistungsverbrauchenden Schalter und dem Differenzierglied eine
durch Gleichstrom steuerbare Diode vorgesehen werden, da sonst wegen des niederen
Eingangswiderstandes des Transistors schlecht eine ausreichend lange Differenzierzeit
mit einem Differenzierglied normaler Größe darstellbar ist. Dazu ist es bereits
bekannt, als ohmschen Widerstand des Zeitkreises eine Diodenbrücke zu verwenden,
die zwischen der Mitte der einen Wicklung eines Brückenübertragers und die Verbindung
der Dioden über die Wicklung eines übertragers in den Zeitkreis gelegt ist und in
die mit dem übertrager von einem zweiten Ruhewechselspannungsgenerator eine Hilfsschwingung
eingespeist wird, die durch den Signalgleichstrom im Zeitkreis moduliert über den
Übertrager den Alarmschalter steuert. Dies ist insbesondere auch deshalb notwendig,
da wegen des nicht zu vermeidenden Basisreststromes und der thermischen Instabilität
eines jeden Transistors sein Basiswiderstand nicht zu groß gewählt werden darf,
weil sonst der durch den Basisreststrom an ihm entstehende Spannungsabfall den Transistor
zumindest bei höheren Temperaturen leitend machen würde. Für eine mit einem Differenzierglied
arbeitende Alarmeinrichtung muß aber der Differenzierwiderstand ausreichend groß
gemacht werden - wie bereits erwähnt wurde - um noch Zustandsänderungen
in
einem Zeitraum von etwa 5 Minuten zu erfassen und so auch
ein sehr langsames Eindringen zu melden.
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All diesen bekannten Raumschutzanlagen ist aber gemeinsam,
daß das zur Aussiebung rascher Zustandsänderungen erforderliche Differenzierglied
eine für einen Ruhestrom nicht Überschreitbare Schwelle darstellt. Deshalb sind
auch alle bekannten, mit Differenziergliedern arbeitenden Alarmeinrichtungen nicht
ruhestromüberwacht, obwohl gerade Raumschutzanlagen, wie jede Einbruchssicherung,
weitgehend gegen Störangriffe und Ausfall von Bauelementen durch Ruhestroraüberwachung
abgesichert sein müßten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, -die ganze Alarmeinrichtung
mit Ausnahme weniger kaum störanfälliger Bauelemente gegenAusfall durch Ruhestrom
zu überwachen und so ihre Sicherheit wesentlich zu erhöhen. Erfindungsgemäß wird
dies bei einer Alarmeinrichtung mit einem zweiten nach dem Differenzierkondensator
angeordneten Ruhewechselspannungsgenerator zur Betätigung des den Alarmgeber schaltenden
Alarmschalters, der über eine aus einem RC-Glied bestehende Differenzierschaltung
durch rasche Zustandsänderungen des zu überwachenden Raumes in Verbindung mit Richtleitern
steuerbar ist, dadurch erreicht, daß der zwischen dem Alarmschalter und den durch
das Differenzierglied durchsteuerbaren Richtleiterii angeordnete Ruhewechselsparmungsgenerator
durch die von dem die dem Differenzierglied vorgegchalteteh Bauelemente durchfließenden
Ruhestrom abgreifbare Gleichspannung im Sinne einer Ruhestroraüberwachung der ganzen
Alarmeinrichtung einschaltbar ist und damit den Alarmschalter öffnet. Damit kann
praktisch die ganze Alarmeinrichtung 'bis auf wenige kaum störanfällige Baueleih6ilte
gegen Ausfall oder Störeingriffe überwacht und so die Sicherheit solcher Alarmeinrichtungen
wesentlich erhöht werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der den Alarmschalter
öffnende Ruhewechselspannungsgenerator durch vom Differenzierstrom des RC-Gliedes
durchsteuerbare Richtleiter bedämpfbar sein, deren Schleusenspannung die an ihnen
anliegende Generator-Ruhewechselspannung übersteigt, Außerdem ist es vorteilhaft,
wenn ein Schwingkreis, und eine darauf rückgekoppelte Vergtärkerschaltung den WechscIspannungsgenerator
bilden, dessen Schwingungen bei Bedämpfen der Rückkopplung öder des Schwingungskreises
durch die Richtleiter abreißen. Im Ruhezustand schwingt dann der Ruhewechselspannungsgenerator
völlig unbeeinflußt von der Differenzierschaltung und belastet diese praktisch nicht,
trotzdem unterbricht eine ausreichende Differenzierspannung sofort die Schwingungen
und löst so Alarm aus, wobei dann aber die daraus resultierende Belastung des Differenzierkreises
unerheblich ist, Vorteilhafterweise kann schließlich der Dämpfungsrichtleiter über
ein schweRwertabhängiges Schaltglied, z. B. eine Zenerdiode, auch unmittelbar von
der zu differenzierenden Gleichspann'ung durchsteuerbar sein, damit diese bei überschreiten
eines Sollwertes selbst Alarm zu geben vermag. Versucht also beispielsweise, der
Störer mit Hilfe eines Störsenders den der Meßbrücke nachgeschalteten Verstärker
bis in den Sättigungsbereich auszusteuern, damit er keine, Spannungsänderungen mehr
durchläßt und dann keinen Alarm mehr auslösen könnte, so zeigt dies die Alarmeinrichtung
ebenfalls an. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem in der ZeiChliung
dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt F i g. 2 die Spannungs-Strom-Kennlinie
eines zur Dämpfung des Schwingungskreises verwendeten gleichstromgesteuerteil Richtleiters,
F i g. 3 die Ankopplung einer Transistoren enthaltenden Auswerteschaltung
an das Differenzierglied gemäß F i g. 1.
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F i g. 2 zeigt die Kennlinie eines Richtleiters, dessen Widerstand
unterhalb des Schwellwertes, also im dargestellten Fall unterhalb 0,3 Volt,
sehr groß ist, während er bei einer darüberliegenden, in Durchlaßrichtung angelegten
Gleichspannung--stark- abnimmt.
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In F i g. 3 wurde der linke mit F i g. 1 identische
Teil der Schaltung bis auf den Speicherköndensator K 1 weggelassen.
Zum Einschalten der Anlage sind wiederum die Schaltstreckensll, sl, des Betriebst
schalters zu schließen und die Ruhetaste s 2 zu öffnen. Damit beginnt der den Transistor
Tl enthaltende Wechselspannungsgenerator zu schwingen, da die in den Kollektorkreis
des Transistors TI geschaltete Wicklung II des übertragers 6 auf den dem
Transistöreingang vorgeschalteten Schwingkreis aus dem Kondensator K3 und der Wicklung
I des Übertragers U rückgekoppelt ist. Diese Schwingungen steuern den Transistor
T2 über den Kopplungskondengator K 6 jeweils mit einer Halbwelle durch, so
daß dieser seinerseits den abfallverzögerteil Alarmschalter X bis auf weiteres angezogen
hält. Die noch dargestellten Widerstände W7 bis WIO schaffen die für die Transistoren
T 1, T 2 erforderlichen Spannungsverhältnisse bzw. verhindern
einen Kurzschluß, wenn der Alarmschalter X abgefallen ist, und die Kondensatoren
K4 -und Kg dienen als Kurzschluß für die Wechselspannung.
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Im Alarmfall, wenn also ein ausreichender Differenzierstrom vom Differenzierkondensator
92 über die Differenzierwiderstände W4, W5 fließt, wird einer der antiparallel
geschalteten Richtleiter D 3,
D4 vom Differenzierstrom bis über seinen
Schwellwert durchsteuert, und damit sinkt der öhmsche Widerstand des in Frage kommenden
Richtleiters D 3
bzw. D 4 stark ab. Dieser Richtleiter
D 3 bm D 4
schließt dann den Kondensator K3 des Schwingkreises
praktisch kurz und läßt die Schwingungen abreißen. Der Alarmschalter X schaltet
dann mit seinem Ruhekontakt x 2 den Alarmgeber Y ein, und der Ruhekontakt x
1 unterbindet zunächst auch nach Beendigung des Differenzierstromes das Wiederanziehen
des Alarmschalters X.
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Voraussetzung, daß der aus dem Schwingkreis K3, ü und
dem Transistor Tl gebildete Wechselspannungsgenerator schwingt, ist allerdings eine
ausreichende Spannung am Speicherkondensator Kl, denn nur dann wird über den Spannungsteiler
aus dem Widerstand W 6 und dem Richtleiter D 5 die dafür erforderliche
Vorspannung an der Basis des Transistors T 1 erzeugt. Der Spannungsteiler
W 6, D 5
überwacht also das ordnungsgemäße Funktionieren der die zu
differenzierende Gleichspannung liefernden Bauteile. Bei Defekt des Generators
G oder einer langsamen Belastung der Meßbrücke M mittels eines veränderbaren
Widerstandes durch einen Störer bzw. auch bei Ausfall des Verstärkers
Y oder des Richtleiters D 1, entsteht ja keine Ruhegleichspannung
am Kondensator Kl, und damit setzt der
Wechselspannungsgenerator
T 1, K 3, ü zu Schwingen aus und gibt Alarm.
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Werden andererseits die Empfangselektroden der Meßbrücke M durch einen
Störsender so stark beaufschlagt, daß der Verstärker V bis über den Sättigungsbereich
ausgesteuert und damit unwirksam gemacht würde, so zeigt dies die als Spannungswächter
wirkende Zenerdiode Z an, weil sie dann ebenfalls den Richtleiter D 3 durchsteuert
und damit den Wechselspannungsgenerator Tl, K3, ü so stark bedämpft, daß
der Alarmschalter X anspricht.