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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Feuermeldeanlage,
welche eine oder mehrere Fühlereinheiten hat, die je mit einem strah--lungsempfindlichen
Widerstandselement, das mit einem Eichwiderstand in Reihe geschaltet ist, zur Erzeugung
eines elektrischen Signals, das über eine Meldeleitung zu einer Meldezentrale geführt
wird, eingerichtet ist.
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Elektrische Feuermeldeanlagen der obengenannten Art sind bekannt,
aber sie sind in ihrem Aufbau recht kompliziert, indem sie gewöhnlich darauf basieren,
daß ein einen niederfrequenten Wechselstrom mit etwa 400 Hz erzeugender Tongenerator
über ein temperatur- oder strahlenempfindliches Widerstandselement derart an einen
elektronischen Umschalter angeschlossen ist, daß, wenn das Widerstandselement einem
festgelegten Temperatur- oder Strahleneinfluß ausgesetzt wird und dabei einen ausreichend
niedrigen Widerstand annimmt, der Umschalter von Normalzustand in Alarmzustand umschaltet.
Alternativ kann eine Wechselstrombrücke verwendet werden, in deren einem Zweig ein
temperatur- oder strahlenempfindliches Widerstandselement eingesetzt ist, wobei
die im Normalzustand im Gleichgewicht sich befindende Brücke in einen umabgeglichenen
Zustand gebracht wird, sobald das Widerstandselement einen vom Normalwert abweichenden
Widerstandswert annimmt, wonach die an der Brücke entstehende Spannung ein elektrisches
Signal erzeugt, das über eine Meldeleitung zur Meldezentrale geführt wird.
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Die bekannten Anlagen haben jedoch den Nachteil, daß sie gegen induzierte
nieder- und tonfrequente Geräuschspannungen ziemlich empfindlich sind, so daß bisweilen
Störungen mit falschen Alarmen auftreten können. Ferner weisen sie den Nachteil
auf, daß Schwierigkeiten bei der Verbindung von mehreren Fühlereinheiten in einer
Signalanlage auftreten, wobei im allgemeinen keine Möglichkeit der Feststellung
besteht, ob die vorhandenen Alarmmeldeleitungen noch intakt sind und einwandfrei
arbeiten.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine elek-4rische Feuermeldeanlage
zu schaffen, die diese obengenannten Nachteile nicht aufweist und die bei einem
relativ einfachen Schaltungsaufbau es ermöglicht, mehrere Fühlereinheiten an eine
zentrale Signalanlage anzuschließen, wobei durch induzierte niederfrequente Geräuschspannungen
bedingte Fehlalarme nicht auftreten können und eine automatische Meldung bei der
Unterbrechung einer Alarmmeldeleitung gewährleistet ist.
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Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der Verbindungspunkt
zwischen dem Widerstandselement und dem Eichwiderstand an einen von einer Spannungsquelle
in der Meldezentrale gespeisten elektrischen Stromkreis angeschlossen ist, welcher
einen Doppelbasistransistor enthält und dazu eingerichtet ist, bei einer festgelegten
Temperatur Tu
oder Strahlungseinwirkung Alarmsignalimpulse mit einer gewissen
Frequenz und mit einer festgelegten Amplitude an die Meldezentrale zu erzeugen,
wobei ein aus einem zur Erzeugung von Kontrollsignalimpulsen mit einer anderen,
von der ersterwähnten Amplitude abweichenden Amplitude eingerichteten Doppelbasistransistor-Oszillator
bestehender Über- i wachungsgenerator an die Meldeleitung in deren am weitesten
von der Meldezentrale liegendem Punkt angeschlossen ist, und die Meldezentrale mit
Organen zur Anzeige von Signalimpulsen mit sowohl der ersten als auch der zweiten
Amplitude versehen ist.
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Dadurch wird erreicht, daß beim Betrieb der Anlage der Überwachungsgenerator
ständig von dem fernsten Punkt der Meldeleitung Kontrollsignalimpulse zur Meldezentrale
sendet und damit angibt, daß die Meldeleitung intakt ist, während jede Fühlereinheit
erst dann in Funktion tritt, wenn ihr Widerstandselement einem Temperatur- oder
Strahleneinfluß ausgesetzt ist, der gleich oder höher als ein festgelegter Auslöseschwellwert
ist, wodurch der Alarmsignalgenerator der betreffenden Fühlereinheit zu arbeiten
beginnt und Alarmsignalimpulse mit wesentlich größerer Amplitude als die Kontrollsignalimpulse
zur Meldezentrale sendet und dadurch anzeigt, daß mindestens eine Fühlereinheit
den festgelegten Auslöseschwellwert überschritten hat.
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Eine vorteilhafte erste Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß der elektrische Stromkreis der Fühlereinheit so eingerichtet ist, daß die Spannung
über der Reihenschaltung zwischen dem Widerstandselement und dem Eichwiderstand
bei einer Änderung der Klemmenspannung der Spannungsquelle geändert wird, ohne daß
sich die Spannung über dem Doppelbasistransistor in der Fühlereinheit ändert.
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Eine vorteilhafte zweite Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß der elektrische Stromkreis so eingerichtet ist, daß die Spannung über der Reihenschaltung
zwischen dem Widerstandselement und dem Eichwiderstand konstant bleibt, während
sich die Spannung über dem Doppelbasistransistor bei einer Änderung der Klemmenspannung
der Spannungsquelle ändert.
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Bei diesen beiden Ausführungsformen wird durch das Vorsehen eines
Widerstandselementes mit einer linearen, logarithmischen oder exponentiellen Kennlinie
erreicht, daß der Auslöseschwellwert für eine einzelne oder für mehrere parallelgeschaltete
Fühlereinheiten von der Meldezentrale aus geregelt werden kann.
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Gemäß der Erfindung können die Organe in der Meldezentrale, die zur
Anzeige von Alarmsignalimpulsen mit einer gewissen Frequenz und mit einer festgelegten
Amplitude eingerichtet sind, aus einem integrierenden Stromkreis bestehen, in welchem
ein Kondensator von den Alarmsignalimpulsen aufgeladen und durch einen in der Meldezentrale
angebrachten Doppelbasistransistor entladen wird.
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Dadurch wird erreicht, daß ein einzelner, von außen her induzierter
Impuls keine Einwirkung auf die ein Alarmsignal auslösenden Organe hat, auch wenn
derartige Impulse in regelmäßigen Zeitabständen auftreten sollten, solange der Abstand
zwischen diesen Impulsen nur größer als der Abstand zwischen den Alarmsignalimpulsen
ist.
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In vorteilhafter Weise ist der Doppelbasistransistor in seinem Ausgangskreis
einem öffnungsstromkreis eines gesteuerten Gleichrichters angeschlossen, an welchem
alarmgebende Organe, wie Signallampen, Alarmglocken oder Alarmrelais angeschlossen
sind.
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Dadurch wird erreicht, daß nach dem Aufladen des Kondensators auf
einen festgelegten Spannungswert der Doppelbasistransistor einen Impuls an den Öffnungsstromkreis
des steuerbaren Gleichrichters aussendet, welcher dadurch aus seinem nichtleitenden
in seinen leitenden Zustand gelangt, wodurch die alarmgebenden Organe unter Strom
gesetzt werden
und Alarmsignale abgeben. Die erzeugten Alarmsignale
dauern so lange an, bis der öffnungsstromkreis zurückgestellt wird, wodurch der
in dem steuerbaren Gleichrichter fließende Strom kurzdauernd unterbrochen wird,
so daß derselbe wieder in seinen nichtleitenden Zustand gelangt.
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Gemäß der Erfindung bestehen die Organe in der Meldezentrale, die
zur Anzeige der Kontrollsignalimpulse eingerichtet sind, vorzugsweise aus einem
integrierenden Transistorstromkreis mit einem Aufladekondensator, der mit einem
Emitterfolger verbunden ist, in dessen Emitterkreis ein Fehlerrelais eingeschaltet
ist, dessen Schließ- und Öffnungskontakte an eine Kontrollsignallampe bzw. an eine
Alarmsignallampe sowie eine in Reihe geschaltete Spannungsquelle verbunden sind.
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Dadurch wird erreicht, daß, wenn der Kondensator beim Empfang von
Kontrollsignalimpulsen auf eine im voraus festgelegte Spannung aufgeladen ist, das
Relais anspricht und die Kontrollsignallampe eingeschaltet wird, welche durch ihr
Aufleuchten anzeigt, daß die Meldeleitung intakt ist, während das Relais, wenn die
Kontrollimpulse aufhören, abfällt und die Alarmsignallampe eingeschaltet wird.
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Erfindungsgemäß ist der Öffnungskontakt an dem Relais an einen Stromkreis
angeschlossen, welcher dazu eingerichtet ist, die Spannungsquelle der Meldeleitung
für die Fühlereinheiten und für den Überwachungsgenerator zu unterbrechen, wenn
die Meldezentrale keine Kontrollsignalimpulse empfängt, wodurch erreicht wird, daß
die Meldeleitung bei einem eventuellen Kurzschluß in derselben nicht die Spannungsquelle
ständig belasten wird.
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Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert
und erklärt werden. Es zeigt F i g. 1 das Blockdiagramm der Feuermeldeanlage gemäß
der Erfindung, F i g. 2 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform der in F i g.
1 gezeigten Fühlereinheit, F i g. 3 das Schaltbild des in F i g. 1 gezeigten Überwachungsgenerators,
F i g. 4 das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der in F i g. 1. gezeigten
Fühlereinheit, F i g. 5 das Schaltbild einer dritten Ausführungsform der in F i
g. 1 gezeigten Fühlereinheit und F i g. 6 das Schaltbild der in F i g. 1 gezeigten
Meldezentrale in einer Anlage gemäß der Erfindung. In F i g. 1. der Zeichnung ist
schematisch eine Meldezentrale 1 in einer automatischen Feuermeldeanlage mit einer
Anzahl Fühlereinheiten 2 gezeigt, die über eine drei Leitern 4, 5 und 6 aufweisende
Meldeleitung 3 angeschlossen sind. An die Meldeleitung 3 ist in dem am weitesten
von der Meldezentrale 1 liegenden Punkt ein überwachungsgenerator 7 angeschlossen.
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Der Überwachungsgenerator 7 ist an den drei Leitern 4, 5 und 6 der
Meldeleitung 3 angeschlossen, von denen die zwei ersten in der Meldezentrale 1 an
den positiven bzw. negativen Pol einer Spannungsquelle gelegt sind, während der
Leiter 6 die Signalleitung der Anlage bildet. Ein Filterstromkreis (F i g. 3), der
aus einem Kondensator C 2 und einem in Reihe geschalteten Widerstand R 5 besteht,
sichert gegen Einfluß von Geräuschimpulsen auf den Leitern 4 und 5. Der Generator
enthält einen Kondensator C 1, der über einen Widerstand R 1 aufgeladen wird. Sobald
die Spannung des Kondensators C 1 einen gewissen Wert erreicht hat, der von einem
an den Verbindungspunkten E zwischen dem Kondensator C 1 und dem Widerstand R 1
gelegten ersten Doppelbasistransistor T 1 bestimmt ist, wird der Kondensator durch
einen Widerstand R 4 entladen, wodurch über diesen Widerstand R 4 ein sehr kurzdauernder,
positiver Impuls entsteht. Dieser Impuls öffnet kurzzeitig einen an den ersten Doppelbasistransistor
T 1 gekoppelten Verstärkertransistor T 2. Der Kollektor des letzteren ist über einen
Widerstand R 6, eine Zenerdiode Ze 1, einen Widerstand R 3 und eine Diode D 2 mit
dem Leiter 4 verbunden. Am gemeinsamen Punkt G zwischen dem Widerstand R 3 und der
Zenerdiode Ze 1 ist eine zweite Diode D 1 angeschlossen, die mit der
Signalleitung 6 in Verbindung steht. An diesem gemeinsamen Punkt liegt normalerweise
eine Spannung, die der Klemmenspannung der Spannungsquelle, von beispielsweise +
12 Volt, annähernd gleich ist. Wenn der Transistor T 2 öffnet, fällt die Spannung
im Punkt G auf etwa + 9 Volt, indem ein kurzdauernder negativer Impuls auf der Signalleitung
6 entsteht. Die Zenerdiode Ze 1 begrenzt die Amplitude des Impulses auf etwa 3 Volt
unter der Voraussetzung, daß die Spannungsquelle + 12 Volt hat. Wenn der Kondensator
C 1 entladen ist, nimmt der Transistor T 1 wieder seinen normalen gesperrten
Zustand an, und der Kondensator C 1 wird danach wieder durch den Widerstand R 1
aufgeladen, bis die Auslösespannung erreicht ist, worauf der Transistor T 1 wieder
einen Impuls zum Öffnen des Verstärkertransistors T 2 abgibt. Der Überwachungsgenerator
7 gibt somit eine Reihe von Kontrollsignalimpulsen mit einer festgelegten Frequenz,
z. B. 2 kHz, und einer Amplitude von etwa 3 Volt an die Signalleitung 6 ab. Falls
eine der Leitungen 4, 5 und 6 unterbrochen ist oder zwei von diesen Leitungen kurzgeschlossen
sind, wird die Abgabe der Kontrollsignalimpulse unterbrochen.
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Die in F i g. 2 gezeigte Fühlereinheit 2 ist grundsätzlich wie der
oben beschriebene Überwachungsgenerator aufgebaut, wobei jedoch die Fühlereinheit
2 nur Impulse aussendet, wenn die Spannung über einem variablen Widerstandselement
T von einer solchen Größe ist, daß ein Doppelbasistransistor T 1 öffnet und einen
Kondensator C 1 entlädt. Diese Durchlaßgrenze ist sehr gut definiert, so daß man
durch Wahl eines Widerstandes R 1 einen genauen Auslöseschwellwert für die Aussendung
von Alarmsignalimpulsen erreichen kann. Die Kollektorelektrode eines Verstärkertransistors
T 2 liegt normalerweise auf der Spannung von beispielsweise + 12 Volt. Sobald der
Auslöseschwellwert überschritten wird, werden Impulse erzeugt, die kurzzeitig von
0 bis + 12 Volt schwanken, weil der Kollektor durch den Transistor T 2 an die Leitung
5 kurzgeschlossen wird. Je kräftiger die Einwirkung ist, der das variable Widerstandselement
T ausgesetzt wird, um so höher wird die Alarmsignalimpulsfrequenz. Die erzeugten
12-Volt-Impulse werden auf die Signalleitung 6 übertragen.
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In F i g. 4 ist eine zweite Ausführungsform der Fühlereinheit 2 gezeigt,
bei der die Möglichkeit von Änderungen des Auslöseschwellwertes besteht, in dem
die Spannung an der Leitung 4 mit Hilfe von einem Potentiometer 21 (F i g. 6) von
der Meldezentrale 1 aus variiert werden kann. Die Spannung an dem Transistor T 1
wird von der Zenerdiode Ze 1 konstant gehalten. Wenn die Spannung geändert wird;
ändert sich ebenso der Auslöseschwellwert, bei welchem der Impulsgenerator aktiviert
wird. Man kann
somit erreichen, daß alle parallelgeschalteten Fühlereinheizen
2 ihren Auslöseschwellwert gleichzeitig ändern, selbst wenn die Fühlereinheit 2
auf unterschiedliche Auslöseschwellwerte geeicht ist.
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In F i g. 5 wird eine dritte Ausführungsform der Fühlereinheit 2 gezeigt.
Die Wirkung ist dieselbe wie bei der Fühlereinheit in F i g. 4, nur wird hier die
Spannung über dem Doppelbasistransistor geändert. Die Leitung 6 wird sowohl als
Plusleitung für R 1, T und T 2 als auch als Impulsübertragungsleitung verwendet.
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In F i g. 6 ist ein Schaltbild für eine Meldezentrale 1 gezeigt, die
in einen Alarmkreis und einen Fehlerkreis aufgeteilt ist. Der Alarmkreis besteht
aus einem Transistor T 1 und einem Doppelbasistransistor T 2
sowie
einem gesteuerten Gleichrichter SCR, neben verschiedenen anderen Komponenten. An
dem Punkt 15 liegt normalerweise eine Spannung von +5 Volt. Dies wird mit Hilfe
eines Widerstandes R 4, einer Diode D 1 und einer Zenerdiode Ze
1 erreicht. Kontrollsignalimpulse an der Leitung 6 gelangen nicht an den
Punkt 15, weil ihre Amplitude nur +9 Volt beträgt, wodurch eine zweite Diode D 2
ständig in Sperrichtung vorgespannt gehalten wird. Treten dagegen Alarmsignalimpulse
an der Leitung 6 auf, wird die Spannung kurzzeitig am Punkt 15 auf 0 Volt reduziert,
wodurch die Diode D 1 gesperrt wird. Der Impuls wird über einen Kondensator C 1
auf den Transistor T 1 übertragen, so daß der Transistor T 1
kurzzeitig
öffnet und einen zweiten Kondensator C 2 über einen Widerstand R 5 auflädt. Der
Kondensator C 2 wird über einen Widerstand R 6 langsam entladen. Falls jedoch eine
Reihe von Alarmsignalimpulsen in genügend kurzen, im wesentlichen der Frequenz der
Fehlersignalimpulse entsprechenden Zeitabständen auftreten, so wird der Kondensator
C 2 im Laufe einer gewissen Anzahl von Impulsen, z. B. fünfzehn, auf die Auslösespannung
für den Doppelbasistransistor T 2 aufgeladen, wonach ein über einen Widerstand R
8 geführter Impuls den gesteuerten Gleichrichter SCR öffnet, welcher eine Alarmlampe,
eine Alarmglocke oder womöglich ein Alarmrelais RE 2 betätigt. Wenn die Anlage zurückgestellt
wird, wird der Strom durch den gesteuerten Gleichrichter SCR kurzzeitig unterbrochen.
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Der Fehlerkreis besteht aus Transistoren T3, T 4 und
T 5 mit zugehörigen Komponenten. Die Kontrollsignalimpulse an der Leitung 6 werden
über einen Kondensator C 3 auf den Transistor T 3 übertragen, der nach einigen wenigen
Impulsen einen anderen Kondensator C 4 auf fast + 12 Volt aufgeladen hat. Die Spannung
des Kondensators C 4 wird über einen sehr hochohmigen Emitterfolger T 4 und
T 5 auf ein Fehlerrelais übertragen. Das Fehlerrelais RE 1 wird deshalb angezogen,
solange Kontrollsignalimpulse an der Leitung 6 vorhanden sind. Hören wegen Fehler
in der Meldeleitung diese Impulse auf, so wird der Kondensator C 4 durch einen Widerstand
R 12 entladen, und das Fehlerrelais RE 1 fällt ab, wodurch eine Fehlerlampe
FL aufleuchtet und gegebenenfalls zugleich ein akustisches Signal erzeugt
wird. Wenn das Relais RE 1 abfällt, wird der Kondensator C 4 durch die Fehlerlampe
schnell auf 0-Spannung entladen. Die Spannung an den Leitungen 4 und 6 sinkt somit
auf 0 Volt ab, wonach die Anlage tot ist, so daß keine Impulse die Fehlermeldung
löschen können. Wenn der Fehler behoben worden ist und die Anlage durch Drücken
eines Druckknopfes TR zurückgestellt wird, zieht das Fehlerrelais RE 1 wieder an,
indem dem Punkt 16 eine Spannung von + 12 Volt zugeführt wird. Die Kontrollsignalimpulse
treten somit wieder auf. Das Fehlerrelais RE 1 bleibt ferner angezogen, wenn der
Druckknopf TR ausgelöst wird.