DE1499547C3 - Verfahren zur selbsttätigen Betriebsfähigkeits-Uberprüfung einer Zustand süberwachungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur selbsttätigen Betriebsfähigkeits-Überprüfung einer Zustandsüberwachungsanordnung mit einer Spannungsquelle, einem Fühler und einem Relais.

Bekannt ist eine Schaltungsanordnung zur Übertragung von Meldungen über für Gleichstrom abgeriegelte, ruhestromüberwachte, sternförmig ausgelegte Leitungen (DT-AS 1 090 555), bei der an jeder an eine Leitung angeschlossenen Meldestelle eine Ruhestromquelle zur Erzeugung eines in seiner Frequenz der jeweiligen Meldestelle zugeordneten Wechselstromes und eine Arbeitsstromquelle zur Erzeugung eines Wechselstromes mit allen Meldestellen gemeinsamer Frequenz vorgesehen sind. In der Meldeempfangsstelle vorgesehene, bekannte frequenzselektive Empfangsmittel sollen beim Ausfall einer der Ruhestromquellen ohne gleichzeitigen Eingang eines Arbeitsstromes eine selektive Anzeige des betreffenden Störungsfalles herbeiführen, während bei gleichzeitigem Empfang eines Arbeitsstromes das Einlaufen einer Meldung seitens der die Ruhestromquelle abschaltenden Stellen signalisiert werden soll.

Die bekannte, frequenzmoduliert arbeitende Anordnung hat die Eigenart, daß zwei unterschiedliche Energiequellen notwendig sind, um die beabsichtigte Ruhestromüberwachung bei sternförmig ausgelegten Leitungen· zu erzielen. Weiter wirkt sich aus, daß teure frequenzselektive Empfangseinrichtungen erforderlich sind.

Außerdem sind bereits zahlreiche Prüfverfahren und Prüfvorrichtungen zur Anzeige bestimmter Zustände, beispielsweise des Wasserstandes, von Feuer usw., bekannt, wie sie beispielsweise in den US-PS 2 807 008, 2 798 213 und 2 798 214 beschrieben sind. In diesen Patentschriften ist beschrieben, daß die charakteristische Schwankung des durch einen Fühler festzustellenden Ereignisses zu Selbstprüfzwecken verwendet werden kann, wenn die entsprechende

ίο Schwankung so umgewandelt wird, daß sie von einem Verstärker nicht integriert wird. Weiter wird gezeigt, daß beim Anlegen der Hauptsignale an den Fühler am Ausgang der Einrichtung eine Rückkopplung auftritt, die auf den Eingang des Systems, vorzugsweise in Form eines Regelsystems, rückgekoppelt wird. Diese Patentschriften lehren ferner, daß, sobald das Fühlerelement selbst in einer nicht störungsfreien Lage versagen oder aussetzen sollte, die Selbstprüfung durch periodisches Abschalten des Hauptsignals vor seinem Erreichen des Fühlers, beispielsweise mit Hilfe einer Blendenanordnung, erfolgen kann. Diese vorstehend beschriebenen bekannten Systeme haben zwar bei der Schaffung einer Selbstprüfung von Systemen zu weitgehenden Verbesserungen geführt, jedoch gehen diese Verbesserungen auf Grund der anfänglichen Anzahl der zum Erreichen dieser Ziele erforderlichen Bauteile leider auf Kosten der Zuverlässigkeit. Ferner sind die erhöhten Kosten auf Grund dieser zusätzlichen Bauteile von Bedeutung, wobei die vermehrte Aufwendung der Schaltung weitere Probleme aufwirft.

Es ist ferner eine gegen Steuerungsdefekte einer Schaltungsanrodnung geschützte digital-binäre Steuerung mit mindestens einem logischen Element mit einer Halbleiteranordnung bekannt, (DT-AS 1 125 069), bei der die Halbleiteranordnung mit einer Wechselspannung oder mit einer impulsförmigen Spannung als digital-binäres Steuersignal gespeist wird, das im störungsfreien Zustand der Halbleiteranordnung von dieser übertragen wird und das über ein nur für dieses Steuersignal durchlässiges Koppelglied entweder ein nachgeschaltetes logisches Element oder ein Stellglied steuert. Eine derartige Steuerung dient dazu, die Auslösung eines Vorgangs zu verhindern, wenn in der Anlage eine Störung auftritt. Diese Steuerung soll sich zwar selbst überwachen, aber für die Überwachung auf Steuerungsdefekte muß ein spezifisches digital-binäres Steuersignal vorgesehen werden. Darüber hinaus besitzt diese Anordnung eine Anzahl aufwendiger elektrischer und elektronischer Bauelemente, z. B. Transistoren und Gatter die aus Kostengründen relativ aufwendig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur selbsttätigen Betriebsfähigkeits-Überprüfung einer Zustandsüberwachungsanordnung anzugeben, mit dem auf einfache Weise und mit geringstem Aufwand an Bauteilen sowohl ein Zustand sicher überwacht und gleichzeitig jegliche Störung und jegliches Versagen irgendeines Bauteiles der Anordnung festgestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anordnung durch die Spannungsquelle mit einem in Stromstärke und/oder Spannung pulsierenden Prüfsignal gespeist wird, daß dem Prüfsignal durch den Fühler eine asymmetrische Spannung überlagert wird, daß durch das Relais, das mit der asymmetrischen Spannung überlagerte pulsierende Prüfsignal als Betriebsfähigkeits-Signal erkannt und eine Ände-

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rung des pulsierenden Prüfsignals als Störsignal an- Verwendung nachstehend aufgeführter spezifischer

gezeigt wird. Bauteile hergestellt. Die Liste der spezifischen Bau-

Der wesentliche technische Fortschritt der Erfin- teile, wie sie für das Modell verwendet wurden, ist dung beruht in erster Linie auf der Tatsache, daß jedoch nicht als eine Beschränkung der Erfindung, weniger und nicht so aufwendige und geringer stör- 5 sondern lediglich als Beispiel für die Art der veranfällige Elemente in einer sehr einfachen und prak- wendbaren Bauteile zu verstehen:
tischen Schaltung zur Durchführung des Verfahrens

nach der Erfindung verwendet werden können. Da- Transformator 12 .. Primär 117 V Wechselstrom,

durch werden Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit Sekundär 24 V;

bei einem Minimum an erforderlicher Instandhaltung io Relais 13 26 bis 24 V Wechselstrom,

und Wartung erreicht. 70 Ohm, Spule, zweipoliger

Die Ergebnisse der Erfindung werden durch eine Wechselkontaktschalter;

Prüftechnik erreicht, nach der eine Erregerspannung Widerstand 15 100 Ohm, 1 Watt;

in der Überwachungseinrichtung aufeinanderfolgende Fühler 14 Kadmiumsulfid-Photozelle.

Größenwerte haben muß oder mit ihnen versehen 15

werden muß. Beispielsweise bestehen bei Verwen- Gewünschtenfalls läßt sich die Ansprechempfind-

dung einer Wechselspamnungsquelle naturgemäß lichkeit den in F i g. 1 dargestellten Einrichtung durch

mindestens zwei Spannungshöhen, die zur Schaffung Wahl des Impedanzwertes des Widerstandes 15 so-

des notwendigen Prüfsignals entsprechend benutzt wie der Ansprechempfindlichkeit des Relais 13 ver-

werden. Bei Gleichspannungseinrichtungen ist die ao ändern. Bei der hier gezeigten besonderen Ausfüh-

einzige zur Schaffung des Prüfsignals erforderliche rungsform können, obwohl als Umformvorrichtung

Änderung eine Modulation oder das sonstige Vorse- ein Transformator dargestellt ist, auch andere Vor-

hen von Einrichtungen, durch die die Gleichspan- richtungen, wie beispielsweise Gleichrichter, Fre-

nung periodisch aus einem Gleichspannungswert in quenzwandler, Vorwiderstände u. dgl., verwendet

einen bzw. eine andere verändert wird. Die Abwei- 25 werden.

chung zwischen den beiden Werten der Erregerspan- Die Arbeitsweise der an Hand von Fig. 1 be-

nung liefert folglich das Prüfsignal. schriebenen Vorrichtung ist bei den vorstehend auf-

Die Energie für die Einrichtung wird also nicht geführten Bauteilen wie folgt: Eine nicht dargestellte nur durch die Speisespannung geliefert, sondern auch Beleuchtungs- oder Lichtquelle, beispielsweise eine die Speisespannung selbst kann dazu verwendet wer- 30 60 W-Glühlampe, wird etwa 45 cm von dem Fühler den, das Prüfsignal zum Überwachen der einwand- 14 entfernt angebracht. Beim Aufleuchten der Lichtfreien Beschaffenheit der Einrichtung zu liefern» bzw. Strahlungsquelle läßt die auf den Fühler 14 auf-Dem Fachmann sind zahlreiche Verfahren geläufig, treffende Strahlungsenergie einen Strom durch den mittels derer sich solche Spannungsveränderungen die Sekundärwicklung 17, den Widerstand 15 und leicht erzeugen lassen. 35 die Spule umfassenden Stromkreis fließen, der be-

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- wirkt, daß das Relais 13 pulsiert oder schwingt und

nung näher erläutert. Es zeigt somit ein laut hörbares Summen oder Schnarren er-

F i g. 1 ein schematisches Schaltbild der Erfindung zeugt. Wenn die Photozelle beispielsweise durch eine

zur Erzeugung eines auffälligen Erkennungssignals nicht dargestellte Blende gegen das Licht völlig abge-

beim Vorliegen eines vorbestimmten Zustandes oder 40 schirmt wird oder, wenn das Licht aussetzt oder

bei einer Störung bzw. einem Aussetzen eines der wenn irgendein Bauteil oder die Verbindung zu ihm

Bauteile der Anordnung, unterbrochen wird, fällt der Stromfluß durch das Re-

F ig. 2, 3 und 4 Varianten der Erfindung und lais und folglich die Spannung an dem Relais auf

F i g. 5 eine weitere Variante der Erfindung. Null ab, so daß das Relais stromlos wird und als

Im nachstehenden ist an Hand von F i g. 1 eine 45 Folge das hörbare Signal aufhört und also angezeigt

Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei der wird, daß ein vorbestimmter Zustand festgestellt

eine Energiequelle 11 verwendet wird, die über eine worden ist. Gewünschtenfalls kann einer der Schalter

Umformvorrichtung 12 mit einer mit einem Wider- 19 oder 20 zur Anzeige dieser Entwicklung verwen-

stand 15 und einer entfernt angeordneten Detektor- det werden, indem an dem gewählten Schalter ein

Vorrichtung oder einem Fühler 14 in Reihe geschal- 50 nachstehend in Zusammenhang mit F i g. 5 noch nä-

teten Überwachungseinrichtung 13 gekoppelt ist. her zu beschreibender Alannkreis vorgesehen wird,

Im einzelnen ist die Energiequelle 11 eine Wech- der sich nur beim Stromloswerdeni oder Enterregen

selspannungsquelle, die Umformvorrichtung 12 ein des Relais 13 schließt.

Transformator, und zwar ein Transformator, der die Sofern jedoch im irgendeinem der Bauteile der Ein-Spannung herabsetzt, dessen Primärwicklung 16 an 55 richtung ein Kurzschluß entsteht, steigt der Strom in die Energiequelle 11 angeschlossen ist und dessen der Schleife an und nimmt die Spannung an dem ReSekundärwicklung 17 über einen Strombegren- lais 13 zu, was bewirkt, daß das Relais in einer festen zungswiderstand 15 in Reihe an den Fühler 14 und Lage gehalten wird, in der das hörbare Signal ebenan die Überwachungsvorrichtung 13 angeschlossen falls aufhört und in der einer der Schalter 19 oder 20 ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der 60 betätigt wird zur Auslösung eines Alarms, so daß Fühler 14 mittels geeigneter Verdrahtung von der diese Art des Aussetzens oder Versagens eines Bauübrigen Schaltung entfernt angeordnete Photozelle, teiles der Einrichtung angezeigt wird. Gewünschtenwährend die Überwachungsvorrichtung ein Relais falls kann eine einzige Alarmeinrichtung verwendet mit einer Spule 18 ist. Das Relais 18 ist so eingerich- werden. In diesem Falle muß die Einrichtung so ge- tet, daß es zwei zweipolige Ein-Aus-Wechselkontakt- 65 baut bzw. geschaltet werden, daß sie auf jede Art schalter 19 und 20 betätigen kann. von Störung, Versagen oder Aussetzen anspricht.

Es wurde ein spezifisches Modell der in F i g. 1 Zum Erzeugen des hörbaren Signals, das anzeigt,

dargestellten Schaltung nach der Erfindung unter daß der Stromkreis innerhalb der gewünschten Gren-

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zen arbeitet, ist ein Relais 13 erforderlich, das auf Anlegen von 16 V an die Spule 18 und es betätigte

die durch die Stromquelle 11 angelegte Schwankung einen der Schalter 19 oder 20. Wenn die Spannung

oder Wechselspannung anspricht. Das vorstehend an der Spule 18 in dem, Bereich von 10 bis 14 V lag,

erörterte Relais ist ein im Handel leicht erhältliches wurde ein durch das Relais bewirktes lautes oder

Wechselstromrelais, das im wesentlichen jedesmal, 5 hörbares Schnarren erzielt, während beim Abfallen

wenn sich die an die Spule 18 angelegte Spannung der Spannung an der Spule 18 unter 7 V das Relais

auf Null zu bewegt, abzufallen sucht. Diese Wirkung abfiel und unwirksam wurde.

wird bei für Wechselstrom eingerichteten Relais im Im einzelnen floß bei der in F i g. 1 dargestellten wesentlichen durch Verwendung einer besonderen Schaltung bei Verwendung der aufgezählten Bau-Bauweise des Relaiskerns beseitigt, die üblicherweise io teile, wenn das Licht etwa 45 cm von dem Fühler darin besteht, daß der Kern an der dem Anker ge- entfernt gehalten wurde, ein Strom von 66 mA durch genüberliegenden Stelle gespalten ist und mindestens die Spule 18 und es wurde eine Spannung von 12 V einen der Schenkel mit einem D-förmigen Kupferring an sie angelegt. Dies würde, wie gezeigt, ein lautes umgibt. Diesen Ring bezeichnet man mitunter als auffallendes Schnarren bewirken. Wenn jedoch die »Abschirmspule«. Bei einigen Relais können zwei 15 Photozelle gegen das Licht abgeschirmt wurde oder, solcher Ringe mit der Flachseite gegeneinander oder wenn das Licht aussetzte oder irgendein Bauteil der aufeinander angebracht werden. Dieser Ring erzeugt Schaltung unterbrochen wurde, fiel der durch die die Phasenverschiebung in einem Teil des durch die Spule 18 fließende Strom und die an ihr vorhandene Magnetspule des Relais fließenden magnetischen Spannung auf Null ab, so daß die Schaltung unwirk-Flusses, so daß er die auf den Anker ausgeübte An- ao sam wurde. Beim Entstehen eines Kurzschlusses in Ziehung, durch die der Anker abzufallen sucht, ver- einem der Bauteile der Einrichtung, beispielsweise in mindert. Außerdem sei hier bemerkt, daß, obwohl der Photozelle 14, stieg der Strom in der Spule 18 einige Gleichstromrelais auf Wechselstrom anspre- auf etwa 92 mA, und die Spannung an der Spule verdien, der Anker eine starke Neigung zum Klappern mehrt sich auf einen Höchstwert von 20 V, der be- oder Schnarren mit der zweifachen Frequenz der an- 25 wirkte, daß das Relais in einer festen Lage gehalten gelegten Spannung besitzt, da das Relais nämlich je- wurde.

desmal, wenn der Strom durch Null geht, loszulassen Nach der vorstehenden Beschreibung ist klar, daß

beginnt. Jedoch lassen sich Kupfermäntel, -ringe, die Erfindung eine neuartige, einfache, störungssi-

-hülsen oder -ringscheiben sowohl für Gleichstrom- chere Art der Überprüfung einer Überwachungsein-

als auch für Wechselstromrelais finden, die ein lang- 30 richtung darstellt. Es sei bemerkt, daß ihre Einfach-

sames Ansprechen des Relais bewirken. Dadurch heit und Vielseitigkeit groß ist. Die Schaltung nach

kann je nachdem, auf welchem Ende des Relaiskerns F i g. 1 ist ferner nicht auf die vorstehend beschriebe-

die Kupferhülse angebracht ist, entweder auf das nen Ein-Aus-Schaltungen beschränkt, sondern sie

Anziehen oder das Abfallen des Ankers eine Verzö- kann auch zum Anzeigen des Intensitätsniveaus von

gerung einwirken'. Sofern die Hülse nahe der Wick- 35 auf den Fühler 14 auftreffender Strahlung verwendet

lung liegt, erzeugt in die Hülse induzierter Strom werden.

einen Magnetfluß, der sich dem Arbeitsfluß entge- Eine solche Detektoreinrichtung läßt sich wie folgt

genstellt. Wenn dagegen der Stromkreis zu der Wick- beschreiben. Wenn beispielsweise angenommen wird,

lung oder Spule geöffnet wird, erzeugen induzierte daß der Fühler 14 durch Strahlung aus der Beleuch-

Ströme in dem Kern einen Fluß in einer zum Halten 40 tungs- oder Lichtquelle aktiviert wird, so wird, falls

des Relais bestrebten Richtung. Nach dem Erreichen die Strahlung bis unterhalb eines vorbestimmten

des stetigen Gleichstrombetriebszustandes des Relais Mindestwertes liegt, die Spule 18 nicht erregt. Wenn

hat die Kupferhülse auf das Relais keine Wirkung. dagegen die die Photozelle 14 anregende Strahlungs-

Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, intensität innerhalb eines vorbestimmten Bereichs daß das Wechselstromrelais gemäß F i g. 1 innerhalb 45 liegt, so pulsiert und schnarrt das Lastrelais 13, woeines vorbestimmten Spannungsbereichs effektiv pul- bei es, sofern die Strahlungsintensität den vorbesieren kann. Das an Hand von F i g. 1 beschriebene stimmten Wert übersteigt, die Spule in einem solchen spezifische Relais ist ohne irgendeine erforderliche Maße erregt, daß das Relais 13 gehalten wird. In je-Änderung zum Verringern dieser Abschirmspulen- dem der vorerwähnten beiden Fälle können an die wirkung geeignet. Andere Bauarten von stärker ab- 50 Schalter 19 und 20 angeschlossene geeignete Stromgeschirmten Relais können eine bestimmte Abände- kreise zum Anzeigen dieses Zustandes verwendet rung der Spule erforderlich machen zwecks Verringe- werden.

rung der Abschirmung, damit der Anker den Wech- Die Vorrichtung nach F i g. 1 kann auch zum Anselstromimpulsen über einen größeren Spannungsbe- zeigen des die Photozelle 14 von der Strahlungsreich folgen kann. Diese Abänderung läßt sich durch 55 quelle trennenden physikalischen Abstandes verwen-Verringerung der physikalischen Größe des D-förmi- det werden, indem man die durch die Photozelle 14 gen Ringes durch Feilen, Fräsen oder Bohren leicht abgeleitete Intensität der Strahlung mittels Verwenvornehmen. Sofern das Relais zwei Kupferringe be- dung eines geeigneten Zeigers in geeigneter Weise gesitzt, ist im allgemeinen das Entfernen eines der genseitig in Beziehung bringt. Selbstverständlich kön-Ringe und die Maßverringerung des anderen recht 60 nen, sofern es erwünscht ist, die Art des verfügbaren wirkungsvoll. Stroms zu verändern, Umformer oder Wechselrichter

An Hand der vorstehend beschriebenen Beispiele verwendet werden. Demzufolge ist die Erfindung auf

leuchtet ein, daß sich das Relais 13 einstellen läßt keine besondere Frequenz- oder Spannungskennlinie

und daß die Impedanz der Einrichtung so gewählt der Speisespannung begrenzt. Sofern beispielsweise

werden kann, daß das Relais beim Eintreten eines 65 an Stelle von Wechselstrom Gleichstrom zum Betrieb

vorbestimmten Zustandes entweder abfällt, hält oder der Überwachungseinrichtung gewählt wird, läßt sich

abwechselnd hält und abfällt. die zum Erzeugen von zwei Spannungswerten not-

Im vorliegenden Beispiel hielt das Relais 13 beim wendige Modulation der Energiequelle mittels Ver-

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Wendung eines der dem Fachmann bekannten einzel- Strombegrenzungswiderstand oder der mit 22 b be-

nenVerfahrenleichterreichen. zeichnete Zweig des Spannungsteilers kurzgeschlos-

Beispielsweise kann ein Widerstand mit der Ener- sen wird, steigt die Relaisspannung an, so daß sie das giequelle 11 in Reihe geschaltet und mit Hilfe me- Halten des Relais 13 bei erneuter Abgabe eines gechanischer oder sonstiger elektrischer Mittel durch 5 eigneten Alarmsignals bewirkt. Bei Kurzschluß in Kurzschluß periodisch ausgeschaltet werden. Dies dem Zweig 22 α des Spannungsteilers 22 fällt die Rewürde zu dem notwendigen zyklischen Ansteigen laisspannung auf Null ab, was das Abfallen des Re- und Abfallen der Spannung führen und somit das lais bewirkt. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß notwendige Prüfsignal nach der Erfindung entstehen die Detektorschaltung nach Fig.2 vielseitig, stölassen. Das Lastrelais würde so auf die Normalimpe- io rungssicher und selbstprüfend ist. Ferner läßt sich danz der Einrichtung so eingestellt werden, daß es die Vorrichtung zum Feststellen oder Ermitteln irbeim Ansteigen der Spannung normalerweise anzie- gendeines vorbestimmten Temperaturbereichs verhen und beim Absinken der Spannung abfallen wenden, wobei bei richtiger Verwendung von Stromwürde, kreisen über die Schalter 19 und 20 geeignete Anzei-

Zum Erzeugen des Prüfsignals könnte auch jede 15 gen, Signale oder Steuerwirkungen eingeleitet werden

beliebige geeignete Vorrichtung zum periodischen können.

Verändern der Impedanz der Einrichtung verwendet Zu den vorstehend beschriebenen Beispielen der werden. Ferner könnte offensichtlich das gewählte Schaltungen nach F i g. 1 und 2 sei bemerkt, daß geüberlagerte Prüfsignal eine andere Frequenz haben maß F i g. 1 ein Lastrelais erforderlich ist, das staals die Netzgrundfrequenz. ao tisch oder passiv bleibt, bis sich der normale Zustand

F i g. 2 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der feststellen läßt, und das beim Eintreten des Ereignisan Stelle des photoelektrischen Fühlers 14 ein tempe- ses dynamisch wird und abwechselnd anzuziehen und raturempfindlicher Fühler 21 und an der Sekundär- abzufallen beginnt. Bei Fig.2 ist das Umgekehrte wicklung 17 des Transformators 12 ein Spannungs- der Fall. Das heißt, das Lastrelais ist normalerweise teiler 22 verwendet werden. Die bei dieser Ausfüh- as dynamisch und pulsiert, bis das festzustellende Ereigrungsform verwendeten Bauteile können andere nis eintritt, worauf es entweder enterregt oder ange-Werte haben als die an Hand von Fig. 1 beschriebe- halten wird. Zum Umkehren der Arbeitsweise der nen und sie lassen sich durch einen Fachmann ein- Schaltung nach F i g. 1 bzw. 2 lassen sich die Schalrichten bzw. zusammenstellen. Ferner kann an Stelle tungen in geeigneter Weise so einrichten, daß der des Spannungsteilers 22 ein Regelwiderstand verwen- 30 Fühler dem Lastrelais 13, wie nachstehend in Zudetwerden. sammenhang mit Fig.4 noch näher beschrieben

Der Temperaturfühler 21 ist vorzugsweise ein wird, statt mit ihm in Reihe geschaltet zu sein, ne-Therniistor, der beim Durchfluß eines Stromes einen ben- bzw. parallel geschaltet ist. Außerdem sei benegativen Temperaturkoeffizienten zeigt. Das heißt, merkt, daß beide Schaltungen absolut störungssicher daß sein innerer ohmischer Widerstand auf Grund 35 sind, da jede Art von Störung, Ausfall, Unterbreeiner Selbsterhitzungswirkung abnimmt, bis er einen chung oder Kurzschluß sofort feststellbar ist.
im wesentlichen durch den Strombegrenzungswider- F i g. 3 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, stand 15 gesteuerten vorbestimmten Wert erreicht. bei der die das Prüfsignal nach der Erfindung erzeu-

Wenn nun angenommen wird, daß die Vorrichtung genden Speisespannungsschwankungen oder -verännach Fig.2 als Flüssigkeitsstand-Anzeiger verwen- 40 derungen durch periodisches Verändern der Impedet wird, so fließt mit dem Betreiben der Schaltung danz der Einrichtung von einem vorbestimmten Wert Strom durch den Thermistor 21, der das Absinken in einen anderen erzielt werden. Bei dieser Ausfühseiner Impedanz bewirkt. Sobald die Impedanz des rungsform ist die Art des verwendeten Lastrelais 13 Thermistors 21 einen vorbestimmten Wert erreicht, offensichtlich davon abhängig, ob die verfügbare beginnt das Relais 13 zu pulsieren, so daß es ein hör- 45 Speisespannungsquelle 11 Wechsel- oder Gleichbares Schnarren aussendet. In dieser Einrichtung ist strom ist. Sofern der Fühler 24 eine photoelektrische natürlich auf Grund der für die Selbsterhitzungswir- Zelle ist und er mittels einer vorbestimmten Strahkung des Thermistors zum Verringern seiner Impe- lungsmenge aktiviert wird, verringert sich die Impedanz und zum Ermöglichen des Ansteigens des Stro- danz der Einrichtung, was zu einem zusätzlichen mes in der Einrichtung bis auf dasjenige Niveau, auf 50 Stromzufluß durch das Relais 13 führt, der sein Anwelchen das Relais zu pulsieren beginnt, erforder- ziehen bewirkt. Wenn das Relais 13 anzieht, öffnet liehe Zeit eine kurze Verzögerung notwendig. Wenn sich der ihm zugeordnete Schalter 20, so daß der Neder Flüssigkeitsspiegel so ansteigt, daß er mit dem benschlußwiderstand 23 in· den Stromkreis einge-Thermistor 21 in Berührung tritt, wird der Thermi- schaltet wird. Dieser Widerstand 23 vermehrt die Imstor rasch abgekühlt, was bewirkt, daß seine Impe- 55 pedanz der Einrichtung bis auf einen Wert, bei dem danz rasch zunimmt. Diese Impedanzzunahme des das Lastrelais abfällt, worauf sich der Zyklus wiederThermistors 21 bewirkt das Abfallen der Spannung an holt. Dieses Einschalten (des Nebenschlußwiderstander Spule 18, so daß das Relais 13 stromlos wird. In- des 23 in den Relaisstromkreis) wird fortgesetzt, bis dem entweder an dem Schalter oder an dem Schalter entweder die Schaltung aussetzt oder die auf den 20 geeignete Stromkreise vorgesehen werden, läßt 60 Fühler 24 auftreffende Strahlung ausfällt,
sich dieser Zustand leicht bestimmen. In der Einrichtung an beliebiger Stelle auftretende

Sofern mit der einzigen Ausnahme des Spannungs- Kurzschlüsse bewirken das Absinken der Impedanz

tellers 22 α irgendein Bauteil der Einrichtung nach der Einrichtung und ihr Verbleiben unterhalb des

Fig. 2 aussetzt, indem es ein offener Stromkreis vorbestimmten Wertes, was wiederum das Halten des

wird, wird das Relais enterregt, so daß es abfällt und 65 Lastrelais 13 und das Auslösen eines Alarmsignals

eine geeignete Alarmeinrichtung betätigt wird. Sofern bewirkt.

der mit 22 α bezeichnete Zweig des Spannungsteilers Zum Vermeiden eines möglichen Kontaktschnarunterbrochen wird oder, wenn der Fühler, der rens beim Ein- und Ausschalten des Kontaktschalters

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20 ist die Verwendung eines langsam wirkenden Re- dere Vorwiderstände, wie der Widerstand 15 und der

lais erwünscht. Widerstand 31, durch die Zeitgeberkontakte 28 und

Um zu vermeiden, daß man zum Bestimmen der 29 kurzgeschlossen werden, so daß eine Spannungs-Prüffrequenz von dem Arbeiten des Lastrelais 13 ab- modulation zum Erzeugen der Prüfsignale entsteht, hängig ist, können auch andere Einrichtungen bzw. 5 Ob es wünschenswert ist oder nicht, daß das Lastre-Schaltungen verwendet werden. Beispielsweise kann lais entweder in einem Bereitschafts- oder einem Ardie Speisespannung unabhängig mit Hilfe von Schal- beitszustand pulsiert, ist hier von geringer Bedeutern, moduliert werden, die nicht der Steuerung des tung. Wesentlich ist jedoch, daß die Erfindung den Lastrelais 13 unterliegen. Diese Schalter können in weiten Bereich von Möglichkeiten und Anwendunvorbestimmten Intervallen so betätigt werden, daß io gen aufzeigt, die erforderlichenfalls genutzt werden, sie den Widerstand 23 periodisch aus dem Strom- Entsprechend ist es von geringer Bedeutung, welches kreis aus- bzw. in ihn einschalten, wobei in diesem besondere Verfahren letztlich zum Erzeugen des not-Falle der Widerstand 23 statt an den Schalter 20 an wendigen Prüfsignals aus der Speisespannung gedie Zeitgeberkontakte angeschlossen ist. Zum Modu- wählt wird. Die Technik der Erfindung ist so einfach, lieren der Speisespannung und folglich zum Schaffen 15 daß angenommen werden kann, daß derPachmann des notwendigen Prüfsignals nach der Erfindung zum völligen Verstehen der Bedeutung der Erfinkönnen viele andere mögliche Schaltungen gleichfalls dung und zur Anwendung ihrer Lehren keine weitverwendet werden, schweif igen Erläuterungen oder weitere Darstellurir

Nachstehend ist an Hand von F i g. 4 ein Verfah- gen benötigt.

reu zum Umkehren der Wirkung des Lastrelais 13 ao Es ist hier von besonderer Bedeutung, hervorzuhebeim Eintreten des festzustellenden vorbestimmten ben, daß zu keiner Zeit während der periodischen Ereignisses beschrieben. Aus Fig.4 ist ersichtlich, Prüfperioden eines beliebigen der vorstehend bedaß der als Thermistor dargestellte Fühler 25 über schriebenen Stromkreise und Schaltungen weder der einen Nebenschluß bzw. Parallelkreis an das Relais Fühler noch die Überwachungseinrichtung zum An-13 angeschlossen ist. In seinem Bereitschaftszustand 25 sprechen auf das festzustellende vorbestimmte Ereigverringert die Selbsterhitzung des Thermistors die nis ausgeschaltet wird. Beispielsweise werden bei den durch den ihn durchfließenden Strom verursacht bisher bekannten und vorstehend erörterten Selbstwird, den Widerstand des Thermistors bis auf einen prüfeinrichtungen, ihre Überwachungseinrichtungen Wert, bei dem das Lastrelais abgeschaltet wird und während zumindest eines Teiles der Prüfperiode nakein abwechselndes Anziehen und Abfallen mehr 30 turgemäß unwirksam. Dies kann bei einigen der bisauftritt, her bekannten selbstprüfender Überwachungseinrich-

Hier sei daran erinnert, daß gemäß F i g. 2 das Last- tungen besonders in den Fällen ein eindeutiger Nachrelais während seiner Bereitschaft abwechselnd an- teil sein, in welchen man eine verhältnismäßig langzog und abfiel und nicht eher aufhörte, bis nicht der same Prüfgeschwindigkeit verwendet. Ein solcher Thermistorfühler abgekühlt wurde. Gemäß dem vor- 35 Nachteil tritt bei der Erfindung nicht auf.
liegenden Beispiel ist das Relais 13 jedoch so einge- Hier sei bemerkt, daß, selbst obwohl in jeder Figur richtet, daß sein abwechselndes Anziehen und Abfal- der Zeichnung bestimmte Bauteile mit gleichen überlen nicht beginnt, bevor nicht der Thermistorfühler einstimmenden Bezugsziffern versehen worden sind, abgekühlt wird. Außer der Beschreibung des Verfah- diese trotzdem Werte oder Kennlinien haben können, rens zum Umkehren der Wirkung der Einrichtung 40 die von den in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebeim Erfühlen des festzustellenden Zustandes oder benen abweichen, ohne daß man dadurch den BeEreignisses zeigt F i g. 4 ferner die Verwendung un- reich der Erfindung verläßt.

abhängiger Mittel zum Erhalten des Prüf signals. Andererseits sind gemäß F i g. 5 statt der Verwen-Diese unabhängigen Prüfmittel bestehen aus einem dung einer Änderung der Spannungsamplitude als Zeitgebermechanismus 26, der an eine Nocken- 45 Prüfsignal Mittel vorgesehen, die in einer Weise auf scheibe 27 angeschlossen ist und sie antreibt, die ih- ein eine Störung in der Einrichtung anzeigendes rerseits bewirkt, daß der Schalter 29 periodisch bei asymmetrisches Signal und in anderer Weise auf irvorbestimmter Geschwindigkeit den Kontakt 28 gendeines eine Störung in einer Einrichtung anzeischließt und öffnet, so daß der Widerstand 30 ab- genden Signals ansprechen. Im ersten Falle wird die wechselnd in den Stromkreis eingeschaltet wird. 50 Anzeigevorrichtung wiederholt durch das asymmetri-Folglich wird bei normalem Betrieb der Einrichtung sehe Signal erregt, während sie im! zweiten Falle fortdas Prüfsignal durch das durch den mit Hilfe des laufend erregt und im dritten Falle fortlaufend enter-Schalters 29 in Verbindung mit dem Kontakt 28 an regt ist.

dem Widerstand 30 periodisch behobenen Kurz- Gemäß F i g. 5 ist eine Energiequelle 11 über eine

Schluß, bewirkte Ansteigen und Absinken der an die 55 Spannungsumformvorrichtung 12 an eine mit einem

Spule 18 angelegten Spannung erzeugt. Das Relais Zustandsfühler 14 und einem Strombegrenzungs-

spricht auf das Prüfsignal synchron an. Aus dem widerstand 15 in Reihe liegende Überwachungsvor-

Vorstehenden ergibt sich, daß offene und kurzge- richtung 13 angeschlossen.

schlossene Stromkreise in irgendeinem der Bauteile Im einzelnen ist die Energiequelle 11 vorzugsweise

Veränderungen der normalen Impedanz der Einrich- 60 eine Wechselspannungsquelle und die Spannungsum-

tung bewirken, die zu einer Veränderung der der formvorrichtung 12 ein Transformator, und zwar ein

Spule 18 des Relais 13 zugeführten Impulskennlinie Abwärtstransformator, dessen Primärwicklung 16 an

führen. Diese Veränderung kann zum Einleiten eines die Stromquelle 11 angeschlossen und dessen Sekun-

geeigneten Signals oder einer Steuerwirkung entwe- därwicklung 17 über den Strombegrenzungswider-

der über den dem Relais 13 zugeordneten Schalter 65 stand 15 in Reihe an den Fühler 14 und an eine Un-

19 oder 20 verwendet werden. terscheidungsvorrichtung oder eine Überwachungs-

An dieser Schaltung können Veränderungen vor- einrichtung 13 angeschlossen ist. Bei der dargestellgenommen werden. Beispielsweise können auch an- ten Ausführungsform ist der Fühler 14 ein photo-

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elektrischer P-N-P-N-Schalter, während die Überwa- daß es einen beliebigen der vorstehend beschriebe-

chungseinrichtung 13 ein Relais mit einer Spule 18 nen Zustände anzeigt. Beispielsweise kann an den

ist. Das Relais 13 ist so eingerichtet, daß es einen Schalter 19 eine Alarmeinrichtung so angeschlossen

zweipoligen Wechselkontakt-Ein-Ausschalter 19 be- werden, daß während ihres normalen Betriebes zwei

tätigen kann. 5 Lampen blinken, während bei einer Störung infolge

Die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 5 ist der Enterregung der Spule 18 eine Lampe anhaltend

folgende: leuchtet und die andere erlischt oder beim Halten

Eine nicht dargestellte Beleuchtungsquelle, bei- des Relais 13 infolge eines an der Spule 18 auftretenspielsweise eine 60 W-Glühlampe, wird in der Nähe den Wechselspannungssignals die erste Lampe erdes Fühlers 14 so angebracht, baß beim Einschalten io lischt und die andere anhaltend leuchtet. Für eine der Beleuchtungsquelle die auf den Fühler 14 auf- solche Alarmeinrichtung könnten auch andere Antreffende Strahlungsenergie einen gleichgerichteten zeigemittel, wie beispielsweise Läutwerke, Summer Strom durch den aus der Wicklung 17, dem Wider- usw., verwendet werden. Ferner könnte die Einrichstand 15 und der Relaisspule 18 bestehenden Strom- tung so gebaut bzw. geschaltet sein, daß sie nur eine kreis fließen) läßt. Das Relais ist so gewählt, daß es 15 auftretende Störung anzeigt und daß während des auf die durch den Fühler 14 fließenden positiven Im- normalen Betriebes der Einrichtung keine Anzeige pulse anspricht, indem es abwechselnd anzieht und erfolgt.

abfällt und den ihm zugeordneten Kontakt betätigt. Nach dem Vorstehenden ist klar, daß die Erfin-Diese Schwingbewegung des Relais 13 erzeugt ein dung zu einer einfachen, neuartigen, völlig störungsauffälliges hörbares Schnarrsignal, durch das der ao sicheren und automatisch selbstprüfenden Art von normale Betrieb der Einrichtung angezeigt wird. Ge- Zustandsüberwachungseinrichtung führt,
wünschtenfalls kann an dem Schalter 19 eine weitere Selbstverständlich können auch andere Formen Anzeige- und Steuervorrichtung angebracht werden. von Fühlerelementen, wie beispielsweise Emissions-Solche hier verwendbaren Steuer- oder Anzeigege- photozellen, Phototransistoren, strahlungsempfindräte sind nach dem heutigen Stande der Technik all- 25 liehe Halbleiter, zu denen auch strahlungsaktivierte gemein bekannt. Schalter mit oder ohne Gatterschaltungen gehören,

Wenn die vorbestimmte Strahlungsernergiemenge Thyratronen, Entladungsröhren usw., verwendet nicht mehr auf den Fühler auftrifft, hört die Gleich- werden. Auch ist klar, daß bei Verwendung der Errichtwirkung auf, und das Relais wird stromlos. Auch findung in Zusammenhang mit Entladungsröhren, beim Auftreten irgendeines offenen Stromkreises in 30 Photodioden u. dgl. bei Verwendung von Gleichder Einrichtung oder in einem beliebigen besonderen stronv-Speisespannung bestimmte Probleme entstehen Bauteil der Einrichtung wird das Relais ebenfalls werden bzw. zu erwarten sind. In solchen Fällen liestromlos. In jedem dieser beiden Fälle hört das fert der Fühler selbst nach dem Abschirmen der auf durch das abwechselnd anziehende und abfallende ihn auftreffenden Strahlungsenergie weiterhin Strom. Relais 13 erzeugte hörbare Signal auf, wodurch ent- 35 Man hat festgestellt, daß zum Unterbinden dieser weder eine Störung der Einrichtung oder eines ihrer Wirkung bei eregtem Relais 13 es sich in der Schal-Bauteile oder die Aufhebung des vorbestimmten Zu- tung der Einrichtung leicht so einrichten läßt, daß Standes bzw. Ereignisses angezeigt wird. Außerdem entweder die Spannung bis auf einen Wert verringert geht bei Kurzschluß der Relaismagnetspule 18 oder wird, bei dem ein Leiten des Fühlers unterbunden beim Aussetzen des mechanischen Schwingens des 40 wird, oder, sofern der Fühler eine Torschaltung beAnkers das normale Signal ebenfalls verloren. Wenn sitzt, die Vorspannung zum Unterbinden des Leitens jedoch der Fühler oder seine Zuleitung kurzgeschlos- ausreichend verändert oder die Polarität des Fühlers sen wird, ändert sich der normale Gleichstrom in umgekehrt oder der Fühler zum Unterbinden des einen symmetrischen Wechselstrom, der folglich das Leitens vorübergehend geöffnet oder kurzgeschlossen Relais erregt hält und somit das Schwingen sowie das 45 wird. Dem Fachmann stehen viele bekannte Wege Aussenden des eine Störung in der Einrichtung an- offen, um das Leiten des Fühlers nach Bedarf zu zeigenden hörbaren Schnarrens oder Summens been- steuern, um so den zur Anwendung der Technik det. nach der Erfindung in der vorstehend beschriebenen

Ferner kann das dem Schalter 19 zugeordnete An- Weise notwendigen kontinuierlich zyklischen oder

zeigegerät gewünschtenfalls so eingerichtet werden, 50 pulsierenden Strom zu erzeugen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur selbsttätigen Betriebsfähigkeits-Überprüfung einer Zustandsüberwachungsanordnung mit einer Spannungsquelle, einem Fühler und einem Relais, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung durch die Spannungsquelle (11, 12) mit einem in Stromstärke und/oder Spannung pulsierenden Prüfsignal gespeist wird, daß dem Prüfsignal durch den Fühler (14, 21, 24, 25) eine asymmetrische Spannung überlagert wird, daß durch das Relais (13) das mit der asymmetrischen Spannung überlagerte pulsierende Prüfsignal als Betriebsfähigkeits-Signal erkannt und eine Änderung des pulsierenden Prüfsignals als Störsignal angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Spannungsquelle (11, 12) erzeugte symmetrisch pulsierende Strom als Prüfsignal von einem zustandsabhängigen Gleichrichter (14) bei Vorhandensein eines bestimmten Zustandes in einen asymmetrisch pulsierenden Strom· umgewandelt wird und dem· Relais (13) zugeführt wird, das den asymmetrisch pulsierenden Strom als Betriebsfähigkeits-Signal anzeigt, während der symmetrisch pulsierende Strom sowie ein Stromausfall als Störsignale angezeigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zustandsabhängige Gleichrichter (14) ein durch Strahlung wirksam werdender Gleichrichter ist.