DE1791101A1

DE1791101A1 - Battery-operated arrangement for flashing a critical temperature

Info

Publication number: DE1791101A1
Application number: DE19681791101
Authority: DE
Inventors: Helmut Beigel; Franz Magnien; Carl-Heinz Dr-Ing Sturm; Willi Weber
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1968-09-11
Filing date: 1968-09-11
Publication date: 1971-10-28
Also published as: NL6913537A; FR2017848A1; BE738690A

Description

Batteriebetriebene Anordnung zur Blinkanzeige einer kritischen TemperaturBattery-operated arrangement for flashing a critical temperature

Die Erfindung betrifft eine batteriebetriebene Anordnung zur . •Blinkanzeige einer kritischen Temperatur, bestehend aus einer Sonde, einem Schmitt-Trigger, einem Impulsgenerator und einem Signalgeber.The invention relates to a battery-operated arrangement for. • Flashing display of a critical temperature, consisting of a Probe, a Schmitt trigger, a pulse generator and a signal transmitter.

Bei Kühl- und Gefriergeräten, aber auch bei Brutkästen, Heizöfen, Teiriperaturwächtern in Elektromotoren, Getreidesilos und Gewächshäusern ist es erwünscht, das Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Temperaturwertes durch optische oder akustische Signale anzuzeigen. Um auch bei Ausfall der Netzspannung eine sichere Anzeige zu gewährleisten, werden derartige Anordnungen in der Regel netzunabhängig ausgeführt.For refrigerators and freezers, but also for incubators, heating ovens, For low-temperature monitors in electric motors, grain silos and greenhouses, it is desirable to exceed or fall below the limit a specified temperature value through optical or acoustic Display signals. Such arrangements are used to ensure a reliable display even in the event of a mains voltage failure usually run off-grid.

Es ist bereits eine Warnanlage zum Schütze von maschinellen Anlagen, Geräten, Behältern od.dgl. gegen Übertemperatur bekanni bei der ein dünnes, biegsames, druckführendes Röhrchen aus Kunststoff vorgesehen ist, das bei der festgelegten Ansprechtemperatur schmilzt oder erweicht, so äaß durch die damit verbundene Druckabsenkung im Röhrchen ein Warnsiganl auslösbar iet (DAS 1 163 198). Der Nachteil dieser Anlage liegt darin, daß das Röhrchen nur für eine Ansprechtemperatur ausgelegt werden kann und nach dem Ansprechen nicht wieder zu verwenden iet»It is already a warning system to protect machines Systems, devices, containers or the like. against overtemperature bekanni in which a thin, flexible, pressure-carrying tube made of plastic is provided, which at the specified response temperature melts or softens, as a result of the associated Lowering of the pressure in the tube triggers a warning signal (DAS 1 163 198). The disadvantage of this system is that the tube can only be designed for one response temperature and cannot be used again after the response »

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vei meiden und Zustandeänderungen mit einfachen elektrischen Mittel! zur Anzeige zu bringen. ., .The invention is based on the object of overcoming these disadvantages avoid and change of state with simple electrical means! to bring to the display. .,.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der von der Sonde angesteuerte Schmitt-Trigger dem nachgeschalteten, auaThis object is achieved according to the invention in that the of Schmitt trigger controlled by the probe to the downstream, aua

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komplementären Transistoren bestehenden Impulsgenerator in der Weise angekoppelt ist, daß der Kollektor des Trigger-Ausgangstransistors mit dem Emitter des Eingangetransiators des Impulsgenerators und die Basis des Trigger-Ausgangstransistors über ein die Blinkfrequenz bestimmendes EC-Glied mit dem Kollektor des Ausgangstransistors des Impulsgenerators und mit dem Signal geber verbunden ist.complementary transistors existing pulse generator in the Way is coupled that the collector of the trigger output transistor with the emitter of the input transistor of the pulse generator and the base of the trigger output transistor via an EC element, which determines the flashing frequency, with the collector the output transistor of the pulse generator and is connected to the signal transmitter.

Ein Aueführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Parallel zu der Gleichspannungsquelle 1, die für eine Betriebedauer von 200 Stunden beispielsweise aus zwei Babyzellen bestehen kann, liegen über einen Schalter 2 der dynamischen Alarm lautsprecher 3 und ein mit diesem in Reihe geschalteter Transistor 4, wobei der dynamische Alarmlautspreoher 3 an den negativen und der Transistor 4 mit seinem Emitter an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle 1 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 4 ist über einen Widerstand 5 und einen Kon densator 6 mit der Basis eines Transistors 7 verbunden, die Über einen Widerstand 8 an den positiven Pol der Gleichspannung quelle 1 liegt. Der Emitter des Transistors 7 ist dem Kollektoi eines Trigger-Ausgange-Transistors 9 zugeführt, dessen Emitter über den Widerstand 10 an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle 1 angeschlossen ist. Die Basis des Trigger-Ausgangs-Transistors 9 ist sowohl über den Elektrolytkondensator 11 und den Widerstand 12 mit der Verbindungaleitung zwischen Alarmlautsprecher 3 und Transistor 4, als auch über einen Widerstand 13 mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle 1 verbunden. An die Verbindungsleitung zwischen dem Elektrolytkondensator 11 und der Basis¹ des Trigger-Ausgangs-Transistore 9 ist ein Wideretand 14 angeschlossen, der direkt an den Kollektor eines Trigger-Eingangstransistors 15 als auch über einen Widerstand 16 an den Emitter dieses Transistors führt. Der Emitter des Triggc Eingangetranaistors 15 ist außerdem noch mit dem, Emitter des Trigger-Auegangetraneistore 9 verbunden, während sein KollektorIn parallel to the DC voltage source 1, which can consist of two baby cells for an operating time of 200 hours, for example, the dynamic alarm loudspeaker 3 and a transistor 4 connected in series with this are located via a switch 2, the dynamic alarm loudspeaker 3 being connected to the negative and the The emitter of the transistor 4 is connected to the positive pole of the DC voltage source 1. The collector of the transistor 4 is connected via a resistor 5 and a capacitor 6 to the base of a transistor 7, which is connected to the positive pole of the DC voltage source 1 via a resistor 8. The emitter of the transistor 7 is fed to the collector of a trigger output transistor 9, the emitter of which is connected to the negative pole of the DC voltage source 1 via the resistor 10. The base of the trigger output transistor 9 is connected both via the electrolytic capacitor 11 and the resistor 12 to the connection line between the alarm loudspeaker 3 and transistor 4, and via a resistor 13 to the negative pole of the DC voltage source 1. A resistor 14 is connected to the connection line between the electrolytic capacitor 11 and the base ^{1 of} the trigger output transistor 9 and leads directly to the collector of a trigger input transistor 15 and via a resistor 16 to the emitter of this transistor. The emitter of the Triggc input transistor 15 is also connected to the emitter of the trigger output transistor 9, while its collector

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über einen Widerstand 1? an dem positiven Pol der Gleichspannungequelle 1 liegt. Die Basis des Trigger-Auegangstraneistore 15 ist zum einen über die parallel geschalteten Widerstände 18 und 19 an den positiven.Pol der Gleichspannungsquelle 1 angeschlossen und zum anderen über die Parallelschaltung von Widerstand 20 und NTC-Widerstand 2t an den negativen Pol der. Gleichspannungequelle 1 gelegt, wobei zwischen dem Widerstand 20 und dem positiven Pol eine Prüftaste 22 liegt,through a resistor 1? at the positive pole of the DC voltage source 1 lies. The basis of the Trigger-Auegangstraneistore 15 is on the one hand via the resistors 18 connected in parallel and 19 connected to the positive pole of the DC voltage source 1 and on the other hand via the parallel connection of resistor 20 and NTC resistor 2t to the negative pole of the. DC voltage source 1 placed, with a test button 22 between the resistor 20 and the positive pole,

Im normalen Betriebszustand, d.h. bei Alarmbereitschaft der Anor nung bei zulässigen Temperaturen, ist der Schalter 2 geschlossen und der NTC-Widerstand 21 hoehohmig. Der Trigger-Eingangstransistor 15 ist folglich geöffnet, während der Trigger-Ausgangstransistor 9 gesperrt ist. Außerdem befinden sich die Kondensatoren 6 und 11 im aufgeladenen Zustand. Tritt nun eine unzulässige Temperaturänderung auf, so wird der NTC-Widerstand niederohmig und der Trigger-Eingangetransistor 15 gesperrt. Hierau öffnet der Trigger Ausgangstransistor 9 und legt damit die Transistoren 4 und 7 an Spannung. Diese Spannung liegt so lange an den Transistoren 4 und ,7, bis sich der Kondensator 11 über die Basis-Emitter-Strecke, dee Transistors 9i die Widerstände 10,12 und den Alarmlautsprecher 3 entladen hat. Die Entladezeit des Kondensators 11 entspricht also der Hupäauer des Alaru.lautsprechers 3. Nach der Entladung des Kondensators 11 sperrt der Trig ger-Ausgangetransistor 9 wieder und trennt dair.it die komplementären Transistoren 4,7 eines Impulsgenerators von der Spannung. Der Trigger-Eingangstransistor 15 öffnet sich und der Kondensator 11 kann sich erneut aufladen, d.h. die Auflaäezeit entsprich¹ der Pausendauer des Alarmlautsprechers 3. Wenn die Transistoren 4,7 an Spannung gelegt werden, fließt Strom durch beide Transistoren. Die Kollektorspannung des Eingangstransistors 7 des Impulsgenerators sinkt und über den Kondensator 6 und den Wideretand 5 wird auch der Ausgangstransistor 4 des Impulsgenerators vollkommen durchgesteuert. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis der Ladestrom des Kondensators 6 zusammen mit der: Strom durch den Widerstand 8 nicht mehr ausreicht, um beiden TransietorenIn the normal operating state, ie when the Anor voltage is ready for alarm at permissible temperatures, the switch 2 is closed and the NTC resistor 21 is high. The trigger input transistor 15 is consequently open, while the trigger output transistor 9 is blocked. In addition, the capacitors 6 and 11 are in the charged state. If an impermissible change in temperature now occurs, the NTC resistor becomes low and the trigger input transistor 15 is blocked. The trigger opens output transistor 9 and thus applies voltage to transistors 4 and 7. This voltage is applied to the transistors 4 and 7 until the capacitor 11 has discharged via the base-emitter path, the transistor 9i, the resistors 10, 12 and the alarm loudspeaker 3. The discharge time of the capacitor 11 corresponds to the Hupäauer of the Alaru loudspeaker 3. After the discharge of the capacitor 11, the trigger output transistor 9 blocks again and therefore separates the complementary transistors 4.7 of a pulse generator from the voltage. The trigger input transistor 15 opens and the capacitor 11 can recharge, ie the Auflaäezeit corresponds to ^{1 of} the pause duration of the alarm loudspeaker 3. When the transistors 4.7 are connected to voltage, current flows through both transistors. The collector voltage of the input transistor 7 of the pulse generator drops and the output transistor 4 of the pulse generator is also completely controlled via the capacitor 6 and the resistor 5. This state is maintained until the charging current of the capacitor 6 together with the: Current through the resistor 8 is no longer sufficient to both transit gates

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4 und 7 durchzusteuern. Die Impulsdauer der von deit Ausgangstranaietor 4 auf den Alarmlautsprecher 3 gegebenen Impulse hängt von dem Wideretand 5 und dem Kondensator 6 ab, während die Pausen zwischen den einzelnen Impulsen vom Kondensator 6 und den Widerständen 5,8 bestimmt wird. Die Impulsfrequenz wird zweckmäßigerweise zwischen 800 und 3000 Hz gewählt, weil i diesem Bereich das menschliche Ohr sein Empfindlichkeitsmaxiroum hat. Um für die Ansteuerung des Alarmlautsprechers 3 mögliche^ wenig Energie zu benötigen, wird dessen Resonanzfrequenz ebenfalle in diesen Bereich gelegt. Dies hat den weiteren Vorteil, daß eich die Frequenz der vom Ausgangstransistor 4 auegehenden Impulse automatisch auf die Resonanzfrequenz des dynamischen Alarmlautsprechers 3 einstellt, falls die Impulsdauer kleiner als die halbe Periode der Resonanzfrequenz ist. Wird eir)teolchei Impuls von dem Ausgangstransistor 4 auf den dynamischen Alarmlauteprecher gegeben, so zieht dessen Spule an und schwingt auch dann noch in Resonanz, wenn der Impuls bereits wieder verschwunden ist. Das Schwingen der Spule im Magnetfeld des im dynamischen Alarrclautsprecher 3 befindlichen Dauermagneten induziert seinerseits eine sinusförmige Spannung in der Spule, die sich nun der von der Gleichspannungsquelle 1 ausgehenden Spannung überlagert und am Ausgangstransistor 4 ansteht. Die polaritätsmäßig mit der Gleichspannung übereinstimmende induzierte Wechselspannung bewirkt, daß sich der Kondensator 6 vorzeitig auf den Wert auflädt, welcher den Eingangstransistor 7 und damit den Ausgangstransistor 4 zum Durchsteuern bringt. Somit wird die Spule des dynamischen Alarmlautsprechers 3 immer bei der gleichen Stellung der Lautsprechermembran tr.it einem Anregungsimpuls beaufschlagt. Schmitt-Trigger haben normalerweise eine ziemlich große Hysterese, d.h., sie schalten nicht bei dem gleichen Schwellwert wieder aus, bei dem sie eingeschaltet haben Bei der erfindungsgemäßen Anordnung komtrien die Auswirkungen dieser Hye.terese jedoch dadurch nicht zur Geltung, daß nach jedem,^'e Hupsignal der Schmitt-Trigger in seine ursprüngliche Lage kippt und den Zustand am NTC-Widerstand 6 erneut abfragt.4 and 7 to be controlled. The pulse duration of the exit gate 4 pulses given to the alarm loudspeaker 3 depends on the resistor 5 and the capacitor 6, while the pauses between the individual pulses from the capacitor 6 and the resistors 5.8 is determined. The pulse frequency is expediently chosen between 800 and 3000 Hz, because in this range the human ear is at its maximum sensitivity Has. In order to require as little energy as possible to control the alarm loudspeaker 3, its resonance frequency is also used placed in this area. This has the further advantage that the frequency of the output transistor 4 is calibrated Pulses automatically to the resonance frequency of the dynamic Alarm loudspeaker 3 if the pulse duration is shorter than half the period of the resonance frequency. Becomes eir) teolchei Pulse from the output transistor 4 to the dynamic alarm loudspeaker given, its coil picks up and also oscillates in resonance when the impulse has already disappeared again is. The oscillation of the coil is induced in the magnetic field of the permanent magnet located in the dynamic alarm loudspeaker 3 in turn, a sinusoidal voltage in the coil, which is now the voltage emanating from the DC voltage source 1 superimposed and pending at the output transistor 4. The induced alternating voltage with the same polarity as the direct voltage causes the capacitor 6 to be charged prematurely to the value which the input transistor 7 and thus the Brings output transistor 4 to turn on. Thus, the coil of the dynamic alarm speaker 3 is always at the the same position of the loudspeaker membrane tr. is acted upon by an excitation pulse. Schmitt triggers usually have one fairly large hysteresis, i.e. they don't switch at that same threshold value again at which they switched on. In the arrangement according to the invention, the effects occur However, this Hye.terese does not apply to the fact that after each, ^ 'e horn signal the Schmitt trigger flips into its original position and the state interrogates the NTC resistor 6 again.

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Mit der Prüftaste 22 ist es möglich, zum NTC-Widerstand 21 einen weiteren Widerstand 20 parallel zu schalten. Der Wert des Widerstandes 20 ist so gewählt, daß er geringfügig über dem Ansprechwert des Gerätes liegt. Erst die Parallelschaltung der Widerstände 21 und 20 unterschreitet also diesen Ansprechwert, so daß bei eingeschalteter Prüftaete immer ein Alarm erfolgt. Hierdurch kann beispielsweise ein Sondenkabelbruch angezeigt werden, weil dann eine Parallelschaltung der beiden Widerstände 20 und 21 nicht möglich ist. Mit der Prüf taste 22· kann außerdem noch die Gleichspannungsquelle 1 Überprüft werden, deren Ladezustand den zeitlichen Abstand der Hupsignale bestimmWith the test button 22 it is possible to go to the NTC resistor 21 to connect another resistor 20 in parallel. The value of the resistor 20 is chosen so that it is slightly above the Response value of the device. First the parallel connection the resistors 21 and 20 fall below this response value, so that an alarm always occurs when the test buttons are switched on. In this way, for example, a broken probe cable can be indicated because the two resistors are then connected in parallel 20 and 21 is not possible. With the test button 22 · can In addition, the DC voltage source 1 is checked, the state of charge of which determines the time interval between the horn signals

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch die Verknüpfung einfacher elektronischer Bauelemente eine unkomplizierte akustische oder optische Anzeige ungewollter Änderungen einer physikalischen Größe möglich ist.The advantage achieved by the invention is in particular that by linking simple electronic components an uncomplicated acoustic or optical display of unwanted changes in a physical variable is possible.

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Claims

"T7o"T7o

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^Λ , Battery-operated arrangement for flashing a critical temperature, consisting of a sonjfe, a Schmitt trigger, a pulse generator and a signal transmitter, characterized in that the Schmitt trigger (9 »10,13,14,15» 16 ) the downstream, consisting of complementary transistors (4,7) pulse generator (4,5,6,7,8) is coupled in such a way that the collector of the trigger output transistor (9) with the emitter of the input transistor (7) of the Pulse generator (4,5,6,7,8) and the base of the trigger output transistor (9) via an "RC element (11,12) which determines the flashing frequency" with the collector of the output transistor (4) of the pulse generator (4,5 »6 , 7 »8) and is connected to the signal transmitter *

2. Network-independent arrangement according to claim 1, characterized in that that an NTC resistor (21) is provided as a sort, which is connected to a resistor (20) by a test button (22) can be connected in parallel »

3. Network-independent arrangement nacja claim 1 or 2, characterized characterized in that a dynamic alarm loudspeaker is used as a signal generator (3) is provided with a natural resonance frequency between approx. 800 and 3000 Hz.

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