DE1598798B2 - Verfahren und vorrichtung zur anzeige des vorhandenseins brennbarer gase - Google Patents

Description

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F i g. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung und von der Batterie bzw. über eine Kontrollampe 24 von

Fig. 2 und 3 Schaltbilder zweier Ausführungsbei- dem +4-Volt-Ausgang des Umformers 17 gespeist

spiele der Vorrichtung der F i g. 1. wird.

F i g. 1 zeigt eine Gaskammer in der Form eines Der Anschluß 59 ist über ein Potentiometer 91

Durchflußrohrs 10 für eine Luftprobe, die einen un- 5 und einen Widerstand 92 geerdet. Ein Widerstand 85

bekannten Prozentsatz brennbaren Gases wie Me- ist mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers 86

than enthalten kann. An jedem Ende des Rohrs 10 verbunden, das mit den Anschlüssen 58 und 59 ver-

ist ein Flammenrückschlagfilter 14 zur Verhinderung bunden ist. Ein Ausgangsanschluß 61 ist über einen

des Eindringens von Schmutzteilen u. dgl. vorgesehen. Reihenwiderstand 81 in einer Leitung 32 mit dem

In dem Rohr 10 ist eine elektrische Pumpe 12 an- io Magnetverstärker 19 verbunden. Der Widerstand 81

geordnet, die die Luftprobe durch das Rohr 10 wird zum Eichen und Prüfen besonderer Kontrollsi-

pumpt. Außerdem sind in dem Rohr 10 zwei Drähte tuationen durch Anschluß eines Voltmeters 37 an

angeordnet, die in an sich bekannter Weise nor- den Widerstand 81 verwendet, wenn ein Schalter 38

malerweise in bezug auf Methan katalytisch aktiv geschlossen ist.

sind. Beide Drähte befinden sich im Luftstrom, je- 15 Der Aufbau des Magnetverstärkers 19 ist bekannt doch ist der eine Draht 16 in bezug auf Methan kata- und wird daher nicht näher erläutert. Mittels einer lytisch entaktiviert, ist aber trotzdem temperaturemp- Rückkopplungsschleife, bestehend aus Widerständen findlich. Der Draht 18 dagegen ist katalytisch aktiv 27, 29 und 30 und einem Kondensator 28, wird ein und wird im folgenden als Detektordraht bezeichnet. pulsierendes Ausgangssignal am Ausgang 26 bei Der Draht 16 wird als Vergleichsdraht bezeichnet. 20 Überschreiten einer ersten Gaskonzentration erzeugt, Gegebenenfalls kann der Vergleichsdraht 16 eben- während bei Überschreiten einer zweiten Gasfalls katalytisch aktiv sein. Er ist dann aber in einer konzentration ein konstantes Ausgangssignal erzeugt isolierenden Hülle oder außerhalb des Rohrs 10 an- wird.

geordnet. Die Drähte 16 und 18 bilden benachbarte Der Detektorkreis 20 weist auch einen Regel-Zweige einer elektrischen Heizdrahtbrücke (nicht ge- 25 widerstand 87 auf, der an Anschlüsse 60 und 61 der zeigt), die einen Teil eines Detektorkreises 20 bildet. Brückenschaltung zur Einstellung von deren Emp-Ein luftstromempfindlicher Schalter 25 ist an den findlichkeit angeschlossen ist. Ferner ist ein Wider-Detektor- und Alarmkreis 20 angeschlossen, um ein stand 88 in Reihe mit einem Druckschalter 90 zwi-Ausbleiben oder Absinken des Luftstroms in dem sehen die Anschlüsse 58 und 61 geschaltet. Der Rohr 10 festzustellen. Eine Gleichspannungsquelle 30 Schalter 90 dient dazu, die Tätigkeit des Detektor-13 ist an die Pumpe 12 und den Detektorkreis 20 an- kreises zu überprüfen, indem eine Verstimmung der geschlossen. Brückenschaltung hervorgerufen wird.

Die Quelle 13 liefert elektrische Energie zum Be- Wenn mittels des Detektorfadens 18 z. B. Methan trieb der Pumpe 12 und einen Teil des Detektorkrei- aufgespürt wird, so wird er aufgeheizt, vergrößert ses 20. Die Spannung, die der Umformer 17 von der 35 seinen Widerstand und verursacht eine Verstimmung Quelle 13 erhält, wird zur Erregung eines Magnet- der Brückenschaltung. Diese Verstimmung wirkt sich Verstärkers 19 und eines Teils des Detektorkreises 20 als elektrisches Signal über die Leitung 32 auf den herauftransformiert. Der Magnetverstärker 19 erhält Magnetverstärker 19 aus. Wenn das Gas eine bevom Detektorkreis 20 ein Signal, das für die Ver- stimmte Konzentration überschreitet, erzeugt der Stimmung der Brückenschaltung, verursacht durch 40 Magnetverstärker 19 ein pulsierendes Signal am Ausdie Feststellung des Vorhandenseins eines brennba- gang 26, das zwischen 0 Volt und in etwa der Spanren Gases, kennzeichnend ist. Der Detektorkreis kann nung auf einer Leitung 36 schwankt. Bei Überschreibei Überschreiten einer bestimmten Gaskonzentra- ten einer zweiten Gaskonzentration wird ein konstantion eine zu überwachende Einrichtung 21 abschal- tes Ausgangssignal von etwa 0 Volt erzeugt,
ten. 45 Die Kontrollampe 24 bleibt eingeschaltet, solange

Der Aufbau der erwähnten Baugruppen wird sie von Gleichstrom durchflossen ist.
nachstehend an Hand der F i g. 2 näher erläutert. Es Der Detektorkreis besteht aus einem Warnblinkist eine Gleichspannungsquelle 13 in Form einer auf- lichtkreis und einem Alarmkreis und enthält einen ladbaren Batterie vorgesehen, an die ein Schalter 15 Transistor 41, ein Blinklicht 23, einen siliziumgeangeschlossen ist, der außerdem an den Umformer 50 steuerten Gleichrichter 50, ein Relais 53 und Transi-17 unter Zwischenschaltung einer Sicherung 21 über stören 42 und 43, die als Doppelbasistransistoren eine Leitung 34 angeschlossen ist. Der negative An- ausgebildet sind. Die Basis des Transistors 41 ist mit Schluß der Batterie 13 ist mit einer geerdeten Leitung der Ausgangsleitung 26 des Magnetverstärkers 19 35 verbunden. An die Leitungen 34 und 35 ist ein über die Diode 64 und einen Widerstand 82 verbun-Pumpenmotor 11 zum Betrieb der Pumpe 12 ange- 55 den. Der Emitter des Transistors 41 ist über die Blinkschlossen. Durch Schließen des Schalters 15 gelangt lichtlampe 23 mit den Kathoden der Dioden 62 und die Batteriespannung über ein Relais 22 an die zu 63 verbunden. Die Anode der Diode 63 ist über die überwachende Einrichtung 21, so daß diese betrieben Schalterkontakte 57 an den Umformer 17 angewird. schlossen. Der Emitter E des Transistors 42 ist mit

Der Gleichspannungsumformer 17 ist in an sich 60 dem Verbindungspunkt eines Widerstandes 74 und

bekannter Weise aufgebaut und wird daher nicht nä- eines Kondensators 72 verbunden. Der Kondensator

her erläutert. Die Batteriespannung auf der Leitung 72 ist über eine Diode 65 mit dem Ausgang 26 ver-

34 wird von dem Umformer 17 so transformiert, daß bunden.

an seinen Ausgängen +4VoIt, +14VoIt und OVoIt Die Basis B 2 des Transistors 42 ist mit der Lei-

auftreten. 65 tung 36 über Relaiskontakte 56 und einen Wider-

Der Detektordraht 18 und der Vergleichsdraht 16 stand 75 verbunden. Der Widerstand 74 ist ebenfalls

bilden zusammen mit Widerständen 83 und 84 eine über die Relaiskontakte 56 an die Leitung 36 ange-

Brückenschaltung, die über Anschlüsse 58 und 59 schlossen. Die Basis B1 ist mit einer Relaiswicklung

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54 verbunden, deren entgegengesetztes Ende an den sen und der Widerstand 97 kurzgeschlossen, so daß Kondensator 72 angeschlossen ist. Der mit dem sich an der Steuerelektrode des Gleichrichters 48 Transistor 43 verbundene Stromkreis ist ähnlich auf- keine Spannung aufbaut, öffnet sich der Schalter 57 gebaut. Sein Emitter £ ist mit einem Widerstand 77 infolge einer Störung des Luftstroms, dann baut sich und einem Kondensator 73 verbunden. Der Konden- 5 an der Steuerelektrode des Gleichrichters 48 über die sator 73 ist mit der Anode des siliziumgesteuerten Widerstände 96, 97 eine Spannung auf, und der Gleichrichters 50 verbunden, dessen Kathode geerdet Gleichrichter leitet. Dadurch wird ein Alarmzustand ist. Die Basis B1 des Transistors 43 ist an die andere simuliert und über den Transistor 41 die Lampe 23 Relaiswicklung 55 des Relais 53 angeschlossen, de- betätigt. Sollte die Störung länger dauern, dann ren entgegengesetztes Ende mit dem Kondensator 73 io wird infolge der i?C-Zeitkonstante des Widerstandes und dem Gleichrichter 50 verbunden ist. Der Wider- 74 und des Kondensators 72 der Transistor 42 stand 76 ist zwischen die Basis B 2 des Transistors geöffnet und das Relais 53 betätigt. Dadurch wird 43 und den offenen Kontakt der Relaiskontakte 56 die über die Diode 65 an den Gleichrichter 48 anverbunden. Der Widerstand 77 ist an den gleichen gelegte Spannung beseitigt, und der Gleichrichter Kontakt angeschlossen. Ein Widerstand 98 ist an die 15 sperrt. Die Lampe 23 geht dann aus, und der Steuerelektrode des Gleichrichters 50 und an Erde zuvor beschriebene Wiedereinschaltzyklus beginnt, angeschlossen, während ein Widerstand 99 zwischen Bei ständigem Luftströmungsausfall wiederholt sich den Emitter des Transistors 41 und diese Steuerelek- der Ein- und Ausschaltzyklus periodisch. Ein trode geschaltet ist. normaler Gasalarm überlagert sich jedoch diesem

Der Warnblinklichtkreis arbeitet wie folgt: Bei 20 Vorgang.

Überschreiten einer ersten Gaskonzentration erzeugt Die Überwachung des Detektor- und des Ver-

der Magnetverstärker 19 ein pulsierendes Ausgangs- gleichfadens erfolgt mittels des Transistors 49. Die , ~

signal. Hierdurch wird der die folgenden Elemente Anode eines Gleichrichters 47 ist mit dem Ausgang * II

umfassende Warnblinklichtkreis periodisch geschlos- 26 verbunden, und seine Kathode ist geerdet. Die

sen: 26, 64, 82, 41,23, 63, 57,17. 25 Steuerelektrode des Gleichrichters ist über einen

Bei diesem Vorgang wird auch der Kondensator Widerstand 94 geerdet und über einen Widerstand 95

72 über den +14-Volt-Ausgang des Umformers 17, und die Relaiskontakte 57 mit dem Umformer 17

die Leitung 36, die geschlossenen Relaiskontakte 56, verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 49

den Widerstand 74 und die Diode 65 geladen. Wenn ist direkt mit der Steuerelektrode des Gleichrichters 47

die Alarmsituation bei Überschreiten einer zweiten, 30 verbunden. Der Emitter des Transistors 49 ist geerdet,

höheren Gaskonzentration eine vorbestimmte Zeit und seine Basis ist mit dem Schieber eines Potentio-

andauert, die durch die i?C-Zeitkonstante des Wider- meters 91 über den Widerstand 93 verbunden. Das

Standes 74 und des Kondensators 72 bestimmt wird, Potentiometer 91 ist an einer Seite geerdet und an

so wird der Kondensator 72 ausreichend aufgeladen, der anderen mit dem Anschluß 59 der Brückenschal-

und das Relais 53 wird über den Transistor 42 ge- 35 tung verbunden. Die Arbeitsweise dieser Schaltung

schlossen. Wenn dieser Alarmzustand nicht lange ge- ist die gleiche wie die der Schaltung zur Überwa-

nug andauert, wird das Relais 53 nicht betätigt, und chung einer Luftströmungsstörung,

die Lampe 23 blinkt weiter. Wenn dagegen der volle Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Er-

Alarmzustand erreicht wird, wird das Relais 53 betä- findung. Zur Stabilisierung der Brückenspannung der

tigt und schaltet über das Relais 22 die zu überwa- 40 Brückenschaltung sind an die Anschlüsse 58 und 59

chende Einrichtung 21 ab. zwei in Reihe geschaltete Dioden angeschlossen. Im

Ist die Alarmsituation beendet, so kehrt das Relais übrigen ist die Arbeitsweise dieser Ausführungsform

53 nach Ablauf einer bestimmten Verzögerung wie- gleich der der F i g. 2.

der in seinen Ausgangszustand zurück. Wenn die Die Ausführungsform der F i g. 3 weist eine Über-Alarmsituation beendet wird und der Transistor 41 45 wachungseinrichtung auf, die auch einen Relaisaussperrt, wird ein Impuls zur Steuerelektrode des fall feststellt. Hierzu sind der Doppelbasistransistor 44 Gleichrichters 50 übertragen. Diese öffnet, so daß und die Transistoren 45 und 46 vorgesehen. Ein der Kondensator 73 über den Widerstand 77 und die Thermistor 100 ist über einen Widerstand 101 mit Relaiskontakte 56 geladen wird. Nach einer be- den Relaiskontakten 57 verbunden. Der Verbinstimmten Zeit ist die Ladespannung des Kondensa- 50 dungspunkt des Thermistors 100 und des Widerstantors 73 ausreichend groß, um den Transistor 43 zu des 101 ist mit dem Emitter des Transistors 44 veröffnen und das Relais in seinen Ausgangszustand zu- bunden. Die Basis Bl des Transistors 44 ist mit der rückzubringen. Das Relais 22 kehrt dann in seine negativen Seite der Batterie über einen Widerstand Arbeitsstellung zurück. 103 verbunden. Eine Diode 67 ist über das Relais 22

Weiterhin ist ein Kontrollkreis vorgesehen, der 55 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 45 ist mit Störungen der Luftströmung und des Detektor- und der Anode der Diode 67 verbunden. Die Basis des Vergleichsdrahtes feststellt. Er weist siliziumgesteu- Transistors 45 ist mit der Basis Bl des Transistors erte Gleichrichter 47, 48, einen in dem Rohr 10 an- 44 über einen Widerstand 104 verbunden. Der Emitgeordneten Schalter 25 und einen Transistor 49 auf. ter des Transistors 45 ist mit dem Kollektor des Die Anode des Gleichrichters 48 ist mit dem Aus- 60 Transistors 46 verbunden. Der Emitter des Transigang 26 verbunden. Die Kathode des Gleichrichters stors 46 ist mit der negativen Seite der Batterie ver-48 ist geerdet. Der Schalter 25 ist mit der Steuerelek- bunden. Außerdem ist dieser Emitter über einen trode des Gleichrichters 48 verbunden, die über Widerstand 106 mit dem Anschluß 59 der Brückeneinen Widerstand 97 geerdet ist. Die Steuerelektrode schaltung verbunden. Die Basis des Transistors 46 ist ist außerdem über einen Widerstand 96 und die ge- 65 über einen Widerstand 105 ebenfalls mit dem Anschlossenen Relaiskontakte 97 mit dem Umformer Schluß 59 verbunden. Die Transistoren 45 und 46 17 verbunden. , bilden ein UND-Glied.

Bei normalem Betrieb ist der Schalter 25 geschlos-' Die Anordnung der F i g. 3 kann auch ein Versa-

gen der Stromzufuhr oder eines Relais feststellen. Die Transistoren 45 und 46 müssen beide in ihrem leitenden Zustand sein, damit das Relais 22 funktioniert. Der erforderliche Steuerstrom für den Transistor 46 steht nur zur Verfügung, wenn die Spannung an seinem Emitter-Basis-Übergang ausreichend groß ist. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn ein ausreichender Strom über den Widerstand 106 in Reihe mit der Brückenschaltung fließt. Ein Ausfall des Brückenstroms wird dann direkt durch öffnen des Relais 22

infolge einer Unterbrechung in dem Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 46 festgestellt.

Die Luftströmung wird mittels des Thermistors 100 geprüft, der in dem Rohr 10 liegt. Fällt der Luftstrom aus, dann steigt seine Temperatur, und sein Widerstand nimmt ab. Dadurch gelangt weniger Spannung über den Widerstand 101 an den Transistor 44, so daß dieser sperrt. Demzufolge erhält der Transistor 45 weniger Steuerstrom, und das Relais 22 wird geöffnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 309525/372

Claims (5)

Patentansprüche· ^e Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anzeige des Vorhandenseins brenn-

1. Verfahren zur Anzeige des Vorhandenseins barer Gase im Zusammenhang mit einer Abschaltbrennbarer Gase im Zusammenhang mit einer vorrichtung, bei welcher mittels einer Gasde-Abschaltvorrichtung, bei welcher mittels einer 5 tektor-Brückenschaltung und einem an diese ange-Gasdetektor-Brückenschaltung und einem an schlossenen Signalwandler bei Auftreten von Gas diese angeschlossenen Signalwandler bei Auftre- mittels eines Relais ein Alarmkreis ausgelöst wird, ten von Gas mittels eines Relais ein Alarmkreis wobei bei Überschreiten einer ersten Gaskonzentraausgelöst wird, wobei bei Überschreiten einer er- tion ein pulsierendes Ausgangssignal erzeugt wird, sten Gaskonzentration ein pulsierendes Aus- io das eine Warnanlage betätigt, und das Relais nach gangssignal erzeugt wird, das eine Warnanlage Beendigung des Ausgangssignals in seine Ausgangsbetätigt, und das Relais nach Beendigung des stellung zurückgebracht wird.

Ausgangssignals in seine Ausgangsstellung zu- Aus der USA.-Patentschrift 3 147 465 ist ein der-

rückgebracht wird, dadurch gekenn- artiges Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen zeichnet, daß bei Überschreiten einer zwei- 15 Durchführung bekannt. Der hierbei auftretende ten, höheren Gaskonzentration ein konstantes Nachteil besteht darin, daß es nicht möglich ist, zwi-Ausgangssignal erzeugt und mittels dieses Signals sehen einer relativ niedrigen Gaskonzentration, die nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer das noch keine Abschaltung einer zur überwachenden Relais betätigt wird und daß das Relais nach Einrichtung erfordert, und einer langer dauernden Beendigung des konstanten Ausgangssignals ver- 20 Überschreitung einer höheren Gaskonzentration, die zögert in seinen Ausgangszustand zurückgebracht eine automatische Abschaltung der Einrichtung erwird, fordert, zu unterscheiden. *·

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfall- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ^ rens nach Anspruch 1 mit einer Abschaltvorrich- ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittung, bei welcher mittels einer Gasdetektor- 25 tels derer es möglich ist, zwischen zwei definierten Brückenschaltung und einem an diese ange- Gaskonzentrationszuständen zu unterscheiden und schlossenen Signalwandler bei Auftreten von Gas bei einer länger dauernden Überschreitung einer bemittels eines Relais ein Alarmkreis ausgelöst stimmten Gaskonzentration eine zu überwachende wird, wobei bei Überschreiten einer ersten Gas- Einrichtung abzuschalten.

konzentration ein pulsierendes Ausgangssignal 30 Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei Übererzeugt, mittels dieses Signals eine Warnanlage schreiten einer zweiten, höheren Gaskonzentration betätigt und das Relais nach Beendigung des ein konstantes Ausgangssignal erzeugt und mittels Ausgangssignals in den Ausgangszustand zurück- dieses Signals nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der dauer das Relais betätigt wird und daß das Relais Signalwandler als an sich bekannter Magnetver- 35 nach Beendigung des konstanten Ausgangssignals stärker (19) ausgebildet ist, der bei Überschreiten verzögert in seinen Ausgangszustand zurückgebracht der ersten Gaskonzentration das pulsierende wird.

Ausgangssignal und bei Überschreiten einer zwei- Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine

ten, höheren Gaskonzentration ein konstantes Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher mittels einer Ausgangssignal erzeugt, daß an den Ausgang (26) 40 Gasdetektor-Brückenschaltung und einem an diese des Magnetverstärkers (19) ein Warnblinklicht- angeschlossenen Signalwandler bei Auftreten von kreis (23, 41), der auf das pulsierende Ausgangs- Gas mittels eines Relais ein Alarmkreis ausgelöst signal anspricht, und ein das Relais betätigender wird, wobei bei Überschreiten einer ersten Gaskon- , und mittels eines Zeitglieds (72, 74) mit Schalter- zentration ein pulsierendes Ausgangssignal erzeugt, (Ji element (42) durch das konstante Ausgangssignal 45 mittels dieses Signals eine Warnanlage betätigt und des Magnetverstärkers ausgelöster Alarmkreis das Relais nach Beendigung des Ausgangssignals angeschlossen sind und daß das Relais (53) nach in den Ausgangszustand zurückgebracht wird, Beendigung des konstanten Ausgangssignals mit- die sich dadurch auszeichnet, daß der Signalwandler tels eines weiteren Zeitglieds (73, 77) mit Schalt- als an sich bekannter Magnetverstärker ausgebildet element (43) verzögert in den Ausgangszustand 50 ist, der bei Überschreiten der ersten Gaskonzentrazurückkehrt. tion das pulsierende Ausgangssignal und bei Über-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeich- schreiten einer zweiten, höheren Gaskonzentration net durch einen an den Warnblinklichtkreis (23, ein konstantes Ausgangssignal erzeugt, daß an den 41) angeschlossenen Kreis (25, 48) zur Überwa- Ausgang des Magnetverstärkers ein Warnblinklichtchung des Vorhandensein eines Gasstroms. 55 kreis, der auf das pulsierende Ausgangssignal an-

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, ge- spricht, und ein das Relais betätigender und mittels kennzeichnet durch einen an den Warnblinklicht- eines Zeitglieds mit Schalterelement durch das konkreis (23), 41) angeschlossenen Kreis (47, 49) zur stante Ausgangssignal des Magnetverstärkers ausge-Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Gas- löster Alarmkreis angeschlossen sind und daß das detektor-Brückenschaltung. 60 Relais nach Beendigung des konstanten Ausgangs-

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeich- signals mittels eines weiteren Zeitglieds mit Schaltelenet durch einen an den Warnblinklichtkreis (23, ment verzögert in den Ausgangszustand zurückkehrt. 41) angeschlossenen Kreis (44 bis 46, 100) zur Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnterÜberwachung des Vorhandenseins eines Gas- ansprüchen angegeben.

Stroms, der Funktionstüchtigkeit der Brücken- 65 Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier schaltung und eines Energie-bzw. Relaisausfalls. in den Fig. 1 bis 3 dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigt