DE1499548B2 - Selbstprüfende Zustandsüberwachungsanordnung - Google Patents

Description

Gründen notwendig ist, die Flamme des Brenners festzustellen bzw. ihr Vorhandensein anzuzeigen.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine Gleichstromquelle, beispielsweise ein Batterie 11, mit ihrer Minusklemme an ein Ende der Spule 12 eines Relais 13 und mit ihrer Plusklemme an den Emitter

14 eines P-N-P-Phototransistors 15 angeschlossen. Der Kollektor 16 des Phototransistors 15 ist an das andere Ende der Spule 12 angeschlossen. An die Plusklemme der Batterie 11 ist außerdem ein einen Teil des Relais 13 bildender und der Spule 12 zugeordneter Kontakt 17 angeschlossen. Die Basis 18 des Transistors 15 ist an einen dem Kontakt 17 zugeordneten Kontakt 19 angeschlossen. An Stelle des vorerwähnten P-N-P-Phototransistors kann auch ein N-P-N-Phototransistor verwendet werden. Dem Kontakt 17 ist außerdem ein zweiter Kontakt 20 zugeordnet. Der zweite Kontakt 20 kann an die Primärwicklung 25 eines Aufwärtstransformators 26 angeschlossen sein, dessen Sekundärwicklung 27 an eine Spule 28 ernes verzögert abfallenden Relais 29 angeschlossen ist, dem ein Kontakt 30 Kontakte 31 und 32 sowie Anschlüsse 33, 34 und 35 zugeordnet sind. Eine Alarmeinrichtung kann an die Anschlüsse 33, 34 und 35 in geeigneter Weise so angeschlossen sein, daß sie eine Anzeige einer irgendwo in der Anordnung auftretenden Störung liefert.

Die vorbeschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Wenn der Phototransistor 15 so angebracht ist, daß Strahlungsenergie in Form von Licht aus einer Flamme 21 auf den Phototransistor auftrifft, entsteht eine Stromverstärkung in dem Kollektor-Emitterkreis des Transistors 15. Sofern die Beleuchtung aus der Flamme 21 eine ausreichende Intensität besitzt, nimmt der Ohmsche Widerstand zwischen dem Emitter 14 und dem Kollektor 16 des Transistors 15 ab, so daß folglich Strom aus der Batterie 11 durch die Spule 12 fließt. Sofern der Stromfluß durch die Spule 12 einen vorbestimmten Wert hat, wird das Relais 13 betätigt, so daß sich der normalerweise mit dem Kontakt 20 in Berührung stehende Kontakthebel 17 von dem Kontakt 20 löst und sich gegen den Kontakt 19 anlegt. Beim Anlegen des Kontaktes 17 gegen den Kontakt 19 wird die Basis 18 des Phototransistors

15 an die Plusklemme der Batterie 12 unmittelbar angeschlossen. Durch das (unmittelbare) Anschließen der Batterie 11 an die Basis 18 wird ein Strom an den Phototransistor 15 so angelegt, daß der Phototransistor 15 sofort von seinem leitenden Zustand in den nichtleitenden Zustand übergeht. Dabei wird die Relaisspule 12 abgeschaltet, so daß das Relais ausfällt und bewirkt, daß sich der Kontakt 17 von dem Kontakt 19 löst und sich gegen den Kontakt 20 anlegt. Dieser Zyklus wiederholt sich fortlaufend, solange die vorerwähnte Strahlungsenergie auf den Fühler auftrifft, und hält so lange an, bis ein Bauteil ausfällt, d. h. eine Störung aufweist, oder, bis die Strahlungsenergie aussetzt.

Die vorbeschriebene Schwingung tritt bei einer sowohl durch die Frequenz-Ansprechdaten des Relais als auch durch die Frequenz-Ansprechdaten des photoelektrischen Fühlers 15 bestimmten Frequenz auf.

Die vorstehend näher bezeichneten Bauteile der Anordnung ergaben eine Frequenz des Prüfsignals von etwa 100 Hz. Diese Frequenz läßt sich natürlich erhöhen oder verringern durch geeignete Wahl der Relais oder sonstiger Schaltmittel, wie beispielsweise eines Festkörper-Schaltelements. Die Wahl sowohl der vorstehend aufgeführten Bauteile als auch die der übrigen Bauteile, wie beispielsweise des Relais 29 und des Transformators 26, wird natürlich durch die Erfordernisse der spezifischen Anwendung beeinflußt und kann von einem einschlägigen Fachmann leicht vorgenommen werden.

Das durch die vorstehend beschriebene Anordnung gelieferte normale Signal hat die Form eines ausgeprägten hörbaren Schnarrens, das durch das

ίο schnelle Ein- und Ausschalten des Relais 13 erzeugt wird. Dieses durch die Schwingung erzeugte Prüfsignal läßt sich auf mehrere Arten, beispielsweise durch Kopplung der Primärwicklung 25 des Transformators 26 über die Batterie 11 und den Kontakt 20 mit seiner über eine Spule 28 des Relais 29 gekoppelten Sekundärwicklung 27, überwachen.

Das rasche Anlegen und Lösen des Kontaktes 17 gegen die bzw. von den Kontakten 19 und 20 des Relais 13 führt zum Erregen der Primärwicklung 25

ao des Aufwärtstransformators 26. Dadurch wird in der Sekundärwicklung 27 eine herauf transformierte Spannung erzeugt, die wiederum der Spule 28 des verzögert abfallenden Relais 29 zugeführt wird. Solange diese pulsierende aufwärts transformierte Spannung an die Spule 28 angelegt wird, bleibt das Relais 29 erregt, so daß es den Kontakt 30 mit dem Kontakt 32 in Berührung hält. An die Anschlüsse 33, 34 und 35 kann ein geeignetes Signal-, Anzeige-, Detektor- oder Alarmgerät angeschlossen sein, das eine Anzeige über eine Störung in der Anordnung liefert.

Wenn beispielsweise die Leitungen 22 und 23, die zwischen dem Kollektor 16 und einem Ende der Spule 12 bzw. zwischen dem Emitter 14 und der Plusklemme der Batterie 11 angeschlossen sind, kurzgeschlossen werden oder wenn in dem Phototransistor 15 selbst ein Kurzschluß auftritt, löst sich der Kontakt 17 des Relais 13 von dem Kontakt 20 und legt er sich gegen den Kontakt 19. Da die an die Basis 18 angelegte korrigierende Vorspannung auf den Phototransistor 15 keine Auswirkung hat, hält die Relaisspule 12 den Kontakt 17 weiterhin mit dem Kontakt 19 in Berührung. Auf diese Weise bleibt das Prüfsignal aus, was seinerseits bewirkt, daß das hörbare Schnarren aufhört.

Feststoff-Schaltungselemente, wie beispielsweise photoelektrische Licht- bzw. Strahlungsfühler, zu denen Photodioden, mittels lichtaktivierten Siliziums gesteuerte Gleichrichter, licht- bzw. strahlungsbetätigte P-N-P-N-Schalter, strahlungsempfindliche FeIdeffekttransistoren, P-N-P- und N-P-N-Phototransistoren usw. gehören, eignen sich ebenfalls zur Verwendung bei der Erfindung: Auch Feststoffschalter an Stelle des beschriebenen mechanischen Relais, wie beispielsweise gesteuerte Gleichrichter, gattergesteuerte Schalter, Zener-Regulatorschalter, Silizium-Diodenschalter, Leistungstransistoren usw., sind nur wenige Beispiele der großen Zahl der zur Verfügung stehenden unterschiedlichen Halbleiter- oder Feststoff-Schaltvorrichtungen, die sich verwenden lassen und deren spezielle Bauart frei wählbar ist.

Da die meisten Transistoren und Halbleiter im allgemeinen ziemlich temperaturempfindlich sind, lassen sie sich durch Verwendung der ausfallsicheren selbstprüfenden Art nach der Erfindung leicht der Verwendung als Fühler zum Ermitteln vorbestimmter Temperaturabweichungen oder -bedingungen anpassen. Die Ermittlung einer vorbestimmten Temperatur oder einer vorbestimmten Geschwindigkeit der Übertra-

gung von Wärme auf den Fühler oder aus dem Fühler würde also das Aussetzen des Prüfsignals oder eine Veränderung seiner Frequenz bewirken.

Zusammenfassend kann nach den Lehren der Erfindung die Schwingung, die durch Thermistordetektoren oder durch Fühler erzeugt wird, zum Erzeugen eines Prüfsignals zwecks Überprüfung der Betriebsfähigkeit der Anordnung verwendet werden. Demzufolge würde das Ausbleiben des überwachten Prüfsignals eine Störung in der Anordnung melden oder anzeigen, daß der zu überwachende Zustand eingetreten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

täuschung des anzuzeigenden Zustandes aufwendige

_ . Hilfseinrichtungen, insbesondere solche mechanischer

Patentanspruch: ^ _erforderlicl

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Selbstprüfende Zustandsüberwachungsanord- 5 selbstprüfende Überwachungsanordnung zu schaffen, nung mit einem Fühlglied für die zu überwa- bei der zur Erzeugung des pulsierenden Prüfsignals chende physikalische Größe, dadurch ge- eine Veränderung der physikalischen Verhältnisse in kennzeichnet, daß als Fühlglied ein über der Umgebung des Fühlgliedes nicht erforderlich ist. einen besonderen Anschluß (18) steuerbares EIe- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfin-

ment (15) — z. B. ein Phototransistor — vorge- io dungsgemäß als Fühlglied ein über einen besonderen sehen ist, in dessen Arbeitskreis die Spule (12) Anschluß steuerbares Element — z. B. ein Photoeines Relais (13) geschaltet ist, welches über einen transistor — vorgesehen ist, in dessen Arbeitskreis Kontakt (19) periodisch Spannung an den Steuer- die Spule eines Relais geschaltet ist, welches über eingang (18) des Fühlglieds (15) anlegt und da- einen Kontakt periodisch Spannung an den Steuereinmit das Fühlglied (15) sperrt, und daß durch einen 15 gang des Fühlglieds anlegt und damit das Fühlglied Kontakt (20) des Relais (13) die Unterspannungs- sperrt, und daß durch einen Kontakt des Relais die wicklung (25) eines Transformators (26) peri- Unterspannungswicklung eines Transformators periodisch an eine Gleichspannungsquelle (11) schalt- odisch an eine Gleichspannungsquelle schaltbar ist und bar ist und die Sekundärwicklung (27) des Trans- die Sekundärwicklung des Transformators ein Verformators (26) ein Verzögerungsrelais (28) speist, 20 zögerungsrelais speist, bei dessen Abfallen das Ausbei dessen Abfallen das Ausgangssignal der Über- gangssignal der Überwachungsanordnung auslöswachungsanordnung auslösbar ist. bar ist.

Als Fühlglied kann nach der Erfindung ein über

einen besonderen Anschluß steuerbares Element

25 — z. B. ein Phototransistor — verwendet werden, in

dessen Arbeitskreis die Spule eines Relais geschaltet

ist, welches über einen Kontakt periodisch Spannung

an den Steuereingang des Fühlglieds anlegt und damit das Fühlglied sperrt.

30 Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen wird also nicht die äußere Umgebung des Fühlgliedes periodisch verändert. Dadurch werden die Hilfsein-

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstprüfende richtungen zur Vortäuschung des anzuzeigenden phy-Zustandsüberwachungsanordnung mit einem Fühl- sikalischen Zustandes in der Umgebung des Fühlers glied für die zu überwachende physikalische Größe. 35 gespart.

Eine solche Anordnung wird beispielsweise bei der Bei der Anordnung nach der Erfindung wird zur

Überwachung der Flamme einer Ölbrenneranlage unmittelbaren, mittelbaren oder gefolgerten Ermittverwendet. Das Verschwinden der Flamme muß so- lung der verschiedensten vorbestimmten Bedingungen fort angezeigt werden, damit die weitere Brennstoff- und Zustände, beispielsweise von magnetischer zufuhr unterbunden wird. Um zu gewährleisten, daß 4° Strahlung, zur Pegelstand-, Strömungs-, Flammen-, die Überwachungsanordnung anspricht, wenn die (Feuer-), Temperatur-, Licht-, Richtungs-, Abstandsphysikalische Größe nicht mehr innerhalb der Gren- anzeige u. dgl., ein geeigneter photoelektrischer oder zen des vorgeschriebenen Zustandes liegt, sind diese entsprechender Fühler oder Detektor verwendet. Eine Überwachungseinrichtungen mit einer zusätzlichen in der Anordnung selbst erzeugte Schwingung wird ff Einrichtung ausgerüstet, die ständig die Funktions- 45 zur Schaffung eines Prüfsignals verwendet, das Überbereitschaft der Überwachungsanordnung überprüft. wacht werden kann. Dieses Prüfsignal wird erzeugt, Dies erfolgt durch periodische Veränderung des vom indem Strom rückkopplungsartig intern über das Fühlglied der Anordnung erzeugten Prüfsignals, wel- eigentliche Fühlerelement wiederholt so zugeführt ches beispielsweise ein Verzögerungsrelais speist. wird, daß er das Bestehen eines Schwingungszustan-Dieses Relais fällt ab und erzeugt damit ein wahr- 50 des bei vorbestimmter Frequenz in der Anordnung nehmbares Ausgangssignal, wenn die Impulsfolge bewirkt. Dieses so erzeugte Prüfsignal wird dann in durch die Veränderung des zu überwachenden Zu- ausfallsicherer Weise überwacht, so daß das Ausbleistandes gestört wird. ben des Prüfsignals das Eintreten einer geeigneten Bei einer bekannten Anordnung dieser Art erfolgt vorbestimmten Wirkung verursacht. Die Schaffung die periodische Änderung des vom Fühlglied erzeug- 55 des Prüfsignals hat einen weiteren Vorteil insofern, ten Prüfsignals dadurch, daß die anzuzeigende Ver- als der bei den bisher bekannten Vorrichtungen und änderung der physikalischen Größe tatsächlich vorge- Systemen so störende Dunkelstrom photoelektrischer täuscht wird (deutsche Auslegeschrift 1 130 633). Fühler durch den an den Fühler angelegten Vor-Wird z. B. eine Flamme überwacht, so wird diese Spannungsstrom beseitigt wird,
durch eine Hilfseinrichtung periodisch abgedeckt. 60 Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich-Wird z. B. ein Wasserstand überwacht, so wird der nung, deren einzige Figur ein Schaltbild einer bevorals Fühlglied benutzte Schwimmer mittels einer Hilfs- zugten Ausführungsform der Erfindung darstellt, einrichtung periodisch unter die Flüssigkeitsober- näher erläutert.

fläche gedrückt. Es wird also stets durch Verände- In der Zeichnung ist die Erfindung in ihrer Anwen-

rung der äußeren Umgebung des Fühlgliedes der Zu- 65 dung als Flammendetektor oder Flammenanzeigegestand kurzfristig hergestellt, dessen Eintritt die Über- rät veranschaulicht. Eine Anwendungsmöglichkeit wachungseinrichtung anzeigen soll. Bei diesen be- einer solchen Vorrichtung ist beispielsweise bei einem kannten Überwachungseinrichtungen sind zur Vor- ölbrenner gegeben, bei welchem es aus verschiedenen