DE1907587B2

DE1907587B2 - Verfahren und einrichtung zum erzeugen von alarm

Info

Publication number: DE1907587B2
Application number: DE19691907587
Authority: DE
Inventors: Theo Nicolas Flushing Queens County; Pearson Howard New York; N.Y. Vassil (V.StA.)
Original assignee: American District Telegraph Co., New York, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-02-14
Publication date: 1972-02-17
Also published as: BE726514A; US3634839A; CA926493A; DE1907587A1; NL6902159A; FR1600293A; GB1258666A

Description

Die Erfindung betrifft e^:n Verfahren zum Erzeugen von Alarm in Abhängigkeit von einer zu überwachenden physikalischen Größe, wobei fortlaufend ein dem Wert der physikalischen Größe proportionales elektrisches Signal erzeugt wird und der Alarm ausgelöst wird, wenn der Wert der physikalischen Größe einen ersten Schwellenwert erreicht.

Hei Systemen zur Feststellung von verwünschten oder gefährlichen Zustanden εη zu überwachenden Orten wird gewöhnlich eine physikalische Größe auf solche Werte hin überwacht, welche für das Vorhandensein eines unerwünschten oder gefährlichen Zustandes kennzeichnend s'nd. Mittels eines solchen Systems wird denn ein elektrisches Signal erzeugt, welches sich proportional dem Wert der physikalischen Größe ändert. Wenn der Wert des elektrischen Signals einen vorbestimmten Wert erreicht, wird durch das System ein Alarm ausgelöst.

Ein Beispiel für ein derartiges System bildet ein Rauchfeststellsystem, bei welchem e'ne Fotozelle von e'nim vrn e'ner Lichtquelle mit konstanter Intensität ausgehenden Lichtstrahl beleuchtet wird und als Fühleinrichtimg dient. Durch Rauch zwischen der Lichtquelle vnd der Fotozelle sinkt die Intensität des auf die Fotozelle auftreffenden Lichtstrahls, wodurch sich das elektrische Ausgangssignal der Fotozelle entsprechend der Intensitätsi'nderung ändert. Bei Feuer tritt eine Rauchentwicklung nur allmählich auf, und entsprechend ändert sich auch die Intensität des auf die Fotozelle aufwertenden Lichtstrahls nur allmählich und um einen nxht allzugroßen Wert. Wenn sich dagegen die Intensität des auf die Fotozelle auftreffendcn Lichtstrahls plötzlich um c'nen sehr großen Wert ändert, also z. B. überhaupt ke'n Licht mehr auf die Fotozelle auftrifft, so kann die Ursache dafür nicht Rauch sein. Vielmehr kennte &r Lichtstrahl etwa durch einen zwischen der Lichtquelle und der Fotozelle abgestellten Gegenstand unterbrochen worden sein. Auf jeden Fall ist e'ne derartige, rasch erfolgende Änderung des Ausgangssignals der Fühleinrichtung um einen großen Wert nicht typisch für einen die Auslösung von Alarm erfordernden gefährlichen Zustand, sondern lediglich typisch für einen nicht unmittelbar gefährlichen Stönmgszustand, welcher nicht die Auslösung von Alarm, jedenfalls aber nicht die Auslösung von einen gefahr-

liehen Zustand anzeigenden Alarm erfordert. Das genannte System kann zwischen diesen beiden Zuständen aber nicht unterscheiden.

Ähnliche Probleme treten bei z. B. aus der USA.-Patentschrift 2 678 433 bekannten, die Temperatur

ίο überwachenden Systemen auf, bei denin der Temperaturfühler in der Nähe einjr plötzlich wirksam werdenden Wärmequelle, etwa in der Nähe einer Ofentür, angeordnet ist.
Das gleiche gilt für ein z. B. aus der USA.-Patent-

schrift 2 455 376 bekanntes Kapazitätsalarmsystem, bei dem der Alarm durch eine Person, nicht aber einen sehr großen Gegenstand, wie etwa einjn vorbeifahrenden Lastwagen, auslösbar sen soll. Aus der deutschen Patentf.-hrift 956 117 ist eine Alarm- oder Kontrollanlage bekannt, welche vier Betriebszustände einnehmen kann. Im ersten Betriebszustand ist alles normal, d. h., es liegt weder eine Störung noch eine ein;n Alarm auslösende Bedingung vor. Im .-weiten Betriebszustand, in welchem beide Leitun-

«5 gen durch wenigstens einen der Schalter geöffnet sind, liegt ein die Auslösung von Alarm erfordernder Zustand vor. Durch Einschaltung einer Wheatstoneschen Brücke nach Aberregung von zwei Relais kann der Ort festgestellt werden, an welchem ein Fühler für die Feststellung eines gefährlichen Zustandes ausgelöst wurde. Bei dem dritten Betriebszustand ist ein Kurzschluß zwischen den Leitungen vorhanden, welcher den Abfall eines Relais zur Folge hat. Hierdurch wird lediglich ein Signalkreis geschlossen, um das Überwachungspersonal auf diesen Fehler im System hinzuweisen. Bei dem vierten Betriebszustand liegt eine Unterbrechung in einer der Leitungen vor. Dadurch wird wiederum ein Signal ausgelöst, welches das Überwachungspersonal auf diesen Fehler im System hinweist.

Die Alarm- oder Kontrcllanlage nach dieser Patentschrift kann jedoch nicht zwischen einer für einen gefährlichen Zustand typischen, verhältnismäßig kleinen Änderung der zu überwachenden physikalischen Größe und einer verhältnismäßig rasch erfolgenden großen

Änderung dieser Größe, welche nicht typisch für einen gefährlichen Zustand ist, unterscheiden.

Ferner ist durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 713 708 eine Feuermeldeanlage für explosionsgefährdete Räume bekannt. Diese Anlage kann zwischen drei Betriebszuständen unterscheiden. Der erste Betriebszustand ist der Normalzustand, in welchem weder eine Störung noch ein gefährlicher Zustand vorliegt. Im zweiten Betriebszustand liegt eine Unterbrechung der Leitungen vor, durch welche ein Relais abfällt und eine Hupe ertönen läßt. Im dritten Betriebszustand wird infolge e'nes gefährlichen Zustandes ein Schalter geschlossen, wodurch ein weiteres Relais erregt wird und Alarm auslöst. Auch diese Anlage kann nicht zwischen verschieden großen Änderungen e'ner zu überwachenden physikalischen Größe unterscheiden.

In der deutschen Patentschrift 904 990 ist schließlich e^:n Grenzwertmelder beschrieben. Für diesen sind den Diagonalzweig e'ner Brückenschaltung bildende, bewegliche Abgriffe vorgesehen. Wenn der e^:ne Abgriff aus einer Luge unterhalb des anderen Abgriffs in eine Lage oberhalb desselben bewegt wird, kehrt sich die Stromrichting e'nes in der Brückendiagonalen und damit in einem in der Brückendiagonalen liegenden,

polarisierten Relais um, und es wird ein Alarmsignal F- i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer elektrischen

abgegeben. Durch die Einstellage des anderen Abgriffs Alarme'nrichüing einer Bauart, bei welcher die Erfin-

ist also ein Grenzwert festgelegt, bei dessen Über- dung anwendbar ist;

schreiten durch eine entsprechende Verlagerung des F i g. 2 und 2A zeigen Blockschaltbilder von elektri-

eincn Abgriffs ein Alaim ausgelöst wird. 5 scb.en AlarmeinrichU ngen gemäß Fifindi ng;

In dieser Patentschrift ist auch eine Ausfühn ngs- F i g. 3 zeigt ein kombiniertes Blockschaltbild und

iorm gezeigt, bei welcher beim Überschreiten sowohl en Schaltbild einer elektrischen Alarmeinrichtung

eines oberen als auch eines unteren Grenzwertes eine gemäß Eifnding;

Anzeige oder Signalisiert ng erfolgt. F i g. 4 zeigt e η schematisches Schaltbild einer elek-

Aus der deutschen Patentschrift 904 990 sind also io irischen Alarme nrichti ng gemäß Etfndung;
lediglich Anordnungen bekannt, welche jedesmal, F i g. 5 zeigt e η Blockschaltbild e ner Ausführungswenn ein oberer oder unterer Grenzwert über- bzw. form e ner elektrischen Alarmeinrichtung gemäß Erunterschritten wird, eine Anzeige oder Signalisierung fnding;

abgeben. Sie unterscheiden aber nicht zwischen F i g. 6 rnd 7 zeigen nach Verbindung entlang der solchen Fällen, in denen zwar ein Grenzwert über- 15 Linie6-6 en Schaltbild der in F i g. 5 gezeigten Ausbzw, interschrittcn wird, aber aus bestimmten Grün- führt ngsform der Eifnimg.

den kene /nzeige oder Signalisierung erforderlich ist, Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung weist einen und solchen Fällen, in denen bei Über- bzw. Unter- Fühler 10, e^;ne Signaleinrichtung 11 und eine Alarmschreiten e.nes Grenzwertes die Anzeige oder Signali- einrichtung 12 auf. Der Fühler 10 ist εη dem zu übersiertng erforderlich ist. ao wachenden Ort ingeordnet und erzeugt ein in seiner

Alle diese Anordnungen oder Systeme kennen nicht Größe dem enes Umgebungszustandes an dem Ort

sicher zwischen gefährlichen und nichtgefährlichen z.B. Temperatur, Kapazität gegen Erde, Lichtüber-

Werten der zu überwachenden physikalischen Größe tragungseigenschaften von Luft, proportionales elektri-

unterscheiden. sehet' Signal. Das elektrische Signal wird auf die Signal-

Durch die Erfndung sollen ein Verfahren und eine 95 einrichti ng 11 geführt, welche in Tätigkeit gesetzt wird,

Einrichtung geschaffen werden, durch welche zwischen wenn das elektrische Signal einen vorbestimmten Wert

einer für einen gefährlichen Zustand typischen Ände- erreicht, wobei das elektrisch»; Signal diesen durch Anrung der überwachten physikalischen GröEe und einer steigen oder Absinken erreichen kann,

größeren, aber nicht für einen gefährlichen Zustand Wenn die Signale nrichtung 11 anspricht, beginnt

typischen Grefe unterschieden werden kann. 30 eine Alarmeinrichtung 12 Alarm zu erzeugen.

Gemäß Erfindung wird dies bei einem Verfahren von Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung unterscheidet der eingc ngs erwäl nten Art dadurch erreicht, daß der nicht zwischen erstens e ner geringfügigen Änderung

Alarm nach ener voigegebenen Zeitverzögert ng bei des elektrischen Signals, welche von einer verhähnis-

Erreicren des ersten Schwellenwertes ausgelöst wird, mäßig klcnen Änderung des Umgebungszustandes

wobei ene Unterdrückt ng des Alarms erfolgt, wenn 35 herrührt, welche für enen Alarmzustand charakteri-

die physikalische Größe innerhalb der vorgegebenen stisch ist, ι nd zweitens e ner größeren Änderung des

Zeinerzcgen ng e nen zweiten vom ersten verschiede- elektrischen Signals, welche von einer verhältnismäßig

nen Sehwelhnwert erreicht. großen Ändenng des Umgebungszustandes herrührt.

Die Verfahiensschritte hierzu sind damit angegeben. welche für einen Nicht-Alarm-Zustand charakteristisch

Wenn also zum Eeispiel bei e nem nach dem Verfahren 40 ist. Beispiele dafür wurden bereits oben gegeben,

arbeitenden Rauchfeststellsystem der Lichtstrahl für In Fig. 2 kennen der Fühler 10, die Signaleinrich-

die Fotozelle durch e nen lichtundurchlässigen Gegen- tvng 11 md die Alarmeinrichtung 12 gleich den ent-

stt nd plötzlich unterbrochen wird, ändert sich das sprechenden Elementen von F i g. 1 sein. In F i g. 2

elektrische Ausgr ngssi£nal dieses Systems rasch und ist jedoch e'ns zweite Signale η-ichtung 13 und ein

urne nen großen Wert, entsprechend der großen Inten- 45 durch die Einrichti ng 13 gesteuerter Schalter 14 vor-

sitätsinefen ng des auf die Fotozelle auffallenden gesehen. Die zweite Signale nrichtung 13 spWcht rasch,

Lichts. Dadurch wird der zweite Schwellenwert für das aber wenger empfndlich an als die Einrichtung 11.

elektrische Signal so rasch eireicht, daß infolge der Somit wird bei ener verhältnismäßig kleinen Änderung

Verzögerung der Alarmauslösi ng bei Erreichen des des elektrischen Ausgcngssignils des Fühlers 10 die

ersten Schwellenwertes die Alarmauslösung unter- 50 Einrichtung 11, aber nicht die Einrichtung 13 arbeiten,

bleibt. Bei ener verhältnismäßig großen Änderung des elektri-

Eei ener elektrischen Alarmeinrichtung zur Ausfüh- sehen Ausgangssignals des Fühlers 10 werden beide rung dieses Verfahrens mit Fühlern zur Überwachung Einrichtungen 11 und 13 arbeiten. Da jedoch die Eineiner bestimmten physikalischen Größe und zur Aus- richtung 13 rascher als die Einrichtung 11 anspricht, lösung vcn Alarm bei Erreichen eines vorbestimmten 55 arbeitet die Einrichtung 13 vor der Einrichtung 11, und Schwellenwertes dieser physikalischen Größe wird diese somit wird der Schalter 14 geöffnet, um ein Arbeiten Aufgabe dadurch gelöst, daß erste und zweite auf ver- der Alarme'nrichtung 12 zu verh'nde n. Auf diese schiedene Schwellenwerte des Signals ansprechende Weise wird die AlarmsignalanTeige unterdrückt. Selbst-Einrichtungen, z. B. Relais, elektrisch mit den Fühlern verständlich kennte durch das Arbeiten der Einrichverbunden sind, wobei die zweite Einrichtung rascher 60 tung 13 auch die Einrichtung 11 außer Tätigkeit geals die erste anspricht, wobei der Alarm durch eine setzt werden an Stelle den Schaltkreis zur Einrichtung Steuereinrichtung unterdrückbar ist, wenn die zweite 12 zu öffnen. In gleicher Weise kennte das In-Tätigkeit-Einrichtung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer Treten der Einrichtung 13 dazu verwendet werden, die anspricht. Einrichtung 12 außer Tätigkeit zu setzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung 65 Zusätzlich zur Unterdrückung der Alarmanzeige werden aus der nachfolgenden Erläuterung von bevor- kann das In-Tätigkeit-Treten der Einrichtung 13 zui zugten Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung Übertragung e'nss Störungs- oder Überwachungsersichtlich, signals verwendet wurden, um anzuzeigen, daß, wäh-

7 8

rend kein Alarm aufgetreten ist. die Betriebszustände Alarm. Wie bekannt, kann die Glocke 44 durch eine

normal sind. Übertragungsschaltung oder -einrichtung ersetzt wer-

Falls es erwünscht sein sollte, auf ein Signal an- den, um einen Alarm zu einer entfernten zentralen

sprecUnde Einrichtungen, z. B. Relais, mit im wesent- Station zu signalisieren.

liehen gleichen zeitlichen Ansprechcharakteristiken zu 5 Wenn die durch Kapazitätsänderung auslösbare Einverwenden, können getrennte Einrichtungen zur Ver- richtung so eingestellt ist, daß sie auf die Annäherung zögerung des Arbeitens der ersten Signaleinrichtung 11 einer Person an eine der Antennen anspricht, kann eine für eine ausreichende Zeitdauer verwendet werden. viel größere Kapazitätsänderung, welche durch ein in damit die zweite Signaleinrichtung 13 arbeiten kann. einiger Entfernung vorbeifahrendes Fahrzeug hervor-Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 2A gezeigt, to gerufen wird, zu einem falschen Alarm führen. Eine wobei eine Verzögerungseinrichtung 15. welche ein solche größere Kapazitätsänderung ergibt eine größere parallel zur Relaisspule liegender Kondensator sein Änderung des Anodenstroms der Röhre 36. Um einen kann, ent'prechend der Darstellung auf die erste Signal- falschen Alarm unter derartigen Bedingungen zu vereinrichtung 11 einwirkt. meiden, ist ein zweites symmetrisches Relais 50 vorge-

Gemäß F i g. 2 A halten normalerweise offene Kon- ts sehen, und die Spule 39 des Relais R ist, etwa durch

takte 14'. welche durch die Einrichtung Il betätigt die Verwendung eines durch die dicke Linie 51 ange-

werden. den Alarm aufrecht, wenn die Einrichtung 11 deuteten Verzögerers, so ausgebildet, daß es ein träges

arbeitet. Arbeitsverhalten zeigt. Die Spule 52 des Relais 50 ist

In F i g. 3 ist eine praktische Anwendung der Ein- mit der Anode der Röhre 36 und der Spule 39 in Reihe

richtung gemäß Erfindung auf ein Feueralarmsystem ao geschaltet, und eine Spule 53 wird von einer Energie-

der in F i g. 2 gezeigten Bauart gezeigt. Die Schaltung quelle über einen veränderlichen Widerstand 54 mit

weist vier Thermosäulendetektoren 16, 17, 18 und 19, Strom gespeist. Normalerweise geschlossene Kontakte

eine Meßeinrichtung 20, ein erstes Relais 21 (erste 55 des Relais 50 sind in Reihe zwischen die Kontakte 42

Signaleinrichtung), eine Batterie 22 und eine Alarm- und die Glocke 44 geschaltet, so daß deren Erregung

einrichtung 23 auf. «5 verhindert wird, wenn das Relais 50 arbeitet.

Veiter ist ein Relais 25 (zweite Signaleinrichtung) Das Relais 50 besitzt eine verhältnismäßig geringe vorgesehen, welches zum Arbeiten mehr Strom als das Ansprechempfindlichkeit hinsichtlich geringer Ändeerste Relais erfordert. Die Ansprechgeschwindigkeit nmgen des durch einen Eindringling verursachten des ersten Relais 21 ist durch einen parallel zu seiner Anodenstroms, welche jedoch das Relais R arbeiten Wicklung geschalteten Kondensator 26 verzögert. 30 lassen. Bei einer großen Änderung des Anodenstroms, Weiter ist eine Schalteinrichtung mit normalerweise wie sie für das Vorbeifahren eines Fahrzeugs eigentümoffenen Kontakten 27 und normalerweise geschlosse- lieh ist, tritt das Relais 50 in Tätigkeit und öffnet die nen Kontakten 28 des ersten Relais 21 bzw. zweiten Kontakte 55, wodurch das Signalisieren eines Alarms Relais 25 in die Alarmschaltung eingeschaltet. verhindert wird.

Ein ein Feuer darstellender Wännezustand läßt die 35 Wenn die Kapazitätsänderung aufhört, kehrt der Detektoren (einen oder mehrere von ihnen) einen gerin- Anodenstrom der Röhre 36 wieder auf seinen Normalgen Strom erzeugen, welcher, nach einer kurzen, durch wert zurück, und sowohl das Relais R als auch das den Kondensator 26 hervorgerufenen Verzögerung, das Relais 52 fallen ab. Sollte jedoch das Relais R in Tätigerste Relais 21 arbeiten läßt und somit die Alarmein- keit bleiben, nachdem das Relais 52 abgefallen ist, richtung 23 an die Batterie 22 anschließen läßt. Durch 40 was dann der Fall sein würde, wenn sich ein Eindringeinen stärkeren Strom in Abhängigkeit von dem ling in der Nähe einer der Antennen 10 A, 11Λ bewegen Betrieb eines Heizgebläses 24 wird jedoch zuerst das würde, nachdem das vorbeifahrende Fahrzeug wegzweite Relais 25, d. h. vor dem Relais 21, in Tätigkeit gefahren ist, würde ein Alarm abgegeben werden. Es treten, wodurch der Alarmstromkreis bei den Kontak- könnte ein zusätzliches Paar von normalerweise offenen ten 28 geöffnet wird, so daß ein nachfolgendes In- 45 Kontakten (nicht gezeigt) vorgesehen sein, oder das Tätigkeit-Treten des ersten Relais 21 keine Tätigkeit Relais R könnte die Kontakte 55 nebenschließen, um der Alarmeinrichtung 23 auslöst. einen Alarm aufrechtzuerhalten, wenn das Relais R in

In F i g. 4 ist eine durch Kapazitätsänderung auslös- Tätigkeit gesetzt wurde.

bare Einrichtung gezeigt. Bei dieser sind zwei Anten- Im Blockschaltbild von F i g. 5 ist ein modernes

nen 10 A bzw. 11A vorgesehen, welche an eine elektro- 50 Rauchfeststellsystem mit Lichtschranke gezeigt. Ein

nische Schaltung 30 angeschlossen sind. Dabei nimmt Lichtstrahl 60 wird von einer Quelle 61 erzeugt, welche

der Anodenstrom einer Pentode 36 zu oder ab. wenn zweckmäßig eine elektronisch mit etwa 30 Hz modu-

die Kapazität gegen Erde von einer der Antennen etwa lierte Glühlampe aufweist und mit einem Reflektor und

durch die Annäherung oder das Entfernen eines Ein- einer geeigneten Linse versehen ist, um einen parallelen

dringlings verändert wird. 55 Lichtstrahl zu erzeugen. Eine Empfangseinrichtung 62

Der Anodenstrom der Röhre 36 fließt durch Wick- weist eine fotoleitende Zelle und eine Anordnung mit

lungen 39 eines symmetrischen Relais R. Das Relais R Linse und Spiegel zur Konzentrierung des Lichtstrahls

besitzt eine zweite Spule 40, welche mit einem Strom auf der Zelle auf. Die Empfangseinrichtung ist an eine

über einen veränderlichen Widerstand 41 gespeist getrennte Steuereinrichtung durch ein Kabel 63 ange-

wird, welcher so eingestellt ist, daß symmetrische 60 schlossen.

Stromflüsse in den Spulen 39 und 40 vorliegen, wenn Der Ausgang der Zelle wird zuerst durch einen Verbei den Antennen 10Λ, UA der Ruhezustand herrscht. stärker 64 verstärkt, welcher besonders dazu ausgebil-Eine leichte Zunahme oder Abnahme des in der Röhre det ist, eine Ausgangsspannung zu erzeugen, welche 36 fließenden Anodenstroms läßt das Relais R in sich in einem gegebenen Bereich linear mit deu Ände-Tätigkeit treten und seine normalerweise offenen Kon- 65 nmgen der Intensität des von der Zelle empfangenen takte 42 schließen, wodurch wiederum ein Alarmkreis Lichts ändert. Der Verstärker ist ebenso mit einer Einüber eine Glocke 44 und eine Batterie 45 geschlossen richtung 65 zur Veränderung der Ausgangsspannuni wird. Die Betätigung der Glocke 44 signalisiert einen und einer Einrichtung 66 zur Ablesung der Spannung

versehen. Wenn die Betriebsbereitschaft und die Ansprechempfindlichkeit der Einrichtung geprüft werden sollen, wird ein Spannungsmesser an den Ausgang des Verstärkers 64 angeschlossen. Die Ausgangsspannung wird dnnn durch ein Potentiometer herabgesetzt, bis ein Alarmsignal erzeugt wird. Die Anzeige des Spannungsmessers in diesem Moment wird mit der ursprünglichen Anzeige verglichen, und es wird die prozentuale Abnahme festgestellt. Da der Ausgang des Verstärkers 64 linear bezüglich der Intensität des empfangenen Lichts ist. gibt der Prozentsatz der Spannungsabnahme den Prozentsatz der Abnahme der für die Erzeugung eines Alarms erforderlichen Lichtintensität an. Wenn z. B. die ursprüngliche Spannungsablesung 1.0 V betrug und ein Alarm auftrat, wenn die Spannung auf 0,85 V herabgesetzt wurde, so ermittelt sich der Abschaltwert in Prozent durch 1.0 — 0,85 multipliziert mit 100 zu 15°/₀. Es sind ebenfalls Einrichtungen vorgesehen, durch welche der Abschaltwert leicht eingestellt werden kann, wodurch der ganze Prüf- und Einstellvorgang einfach und zweckmäßig wird. Das Ausgangssignal des linearen Verstärkers 64 wird zu zwei Kanälen geführt, von denen jeder zu einem gemeinsamen Geber oder einer anderen Einrichtung zur Erzeugung geeigneter Anzeigen für den Zustand der Einrichtung führt, wie bekannt. Der Alarmkanal weist einen Gleichrichter 67, eine Verstärkungsund Triggereinheit 68 mit einer Einrichtung 69 zur Verzögerung ihres Ansprechens. eine Schalteinrichtung 70 und ein Alarmrelais 71, welches das In-Tätigkeit-Treten des Gebers 72 steuert, auf.

Der zweite oder Überwachungskanal weist einen Verstärker 73. einen Gleichrichter 74, eine Triggereinheit 75 und ein Störungsrelais 76 auf. welches ebenfalls das In-Tätigkeit-Treten des Gebers 72 steuert.

Eine verhältnismäßig geringe Abnahme der Spannung am Ausgang des linearen Verstärkers 64, wie sie durch das Vorhandensein von Rauch in dem projizierten Lichtstrahl 60 hervorgerufen würde, wird durch den Alarmkanal nach einer geringfügigen Verzögerung zum Geber 72 übertragen. Andererseits spricht bei einer fast vollständigen Unterbrechung, wie dies der Fall wäre, wenn der Strahl 60 durch einen festen Körper unterbrochen werden würde oder wenn die Lichtquelle 61 ausfallen würde, der Übenvachungskanal an und betätigt die Schaltereinrichtung 70, um das Auftreten eines Alarmsignals zu verhindern. Gleichzeitig würde ein vom Alarmsignal unterschiedliches Störungssignal abgegeben, um das Überwachungpersonal zu warnen, daß ein unüblicher Zustand, jedoch kein Alarmzustand besteht.

Nachfolgend wird unter bezug auf die F i g. 6 und 7 eine besondere Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Einrichtung beschrieben. Die Steuereinheit wird von einer Gleichstromquelle mit einer Nennspannung von 12 V gespeist, deren Klemmen mit 80 und 81 bezeichnet sind. Die Speisespannung wird durch nachstehend erläuterte Einrichtungen herabgesetzt, um bestimmte, für verschiedene Schaltungsteile erforderliche Werte zu schaffen. Die typischen Bauieilewenc und Betriebsspannungen, welche in der Zeichnung gezeigt und in der Beschreibung angegeben sind, dienen lediglich als Beispiel.

Eine nicht gezeigte Lichtquelle, welche eine kleine Glühlampe aufweist, wird durch eine herkömmliche Festkörperschaltung mit einer Folgefrequenz von ungefähr 30 Hz zum Aufleuchten gebracht. Das Licht ivirri von einer photoleitenden Zelle PC empfangen, welche an die Steuereinheit mittels eines Kabels 82-83 angeschlossen i^c.t. Die Photozelle PC ist in Reihe mit einem veränderlichen Widerstand R\ an die Spannungsquelle angeschlossen. Der Widerstand Λ1 wird als Einstellglied verwendet, um einen maximalen Signaleingang für die Steuereinrichtung zu erhalten. Der modulierte Teil des Eingangssignals wird durch einen Kondensator Cl und ein Potentiometer Λ 2 an einen linearen Verstärker gekoppelt, welcher Transistoren Qi und Ql und zugehörige Bauteile aufweist.

Der lineare Verstärker ist von der herkömmlichen kapazitätsgekoppelten Bauart, und die Koppelkondensatoren Cl, C4. C8. die Ableitungskondensatoren C3. C6 und die Rückkopplungskondensatoren C2 und CS sind so gewählt, daß sich ein maximaler Verstärkungsfaktor bei ungefähr 30 Hz ergibt Die Arbeitspunkte der Transistoren Q1 und Ql sind durch die Wahl der Vorspannungswiderstände so eingestellt, daß sich eine gute Linearität innerhalb des Betriebsbereichs ergibt.

ao Der Ausgang des Transistors Ql mit 30 Hz wird in zwei Teile aufgeteilt. Ein Teil wird auf ein Alarmrelais AL über einen Kondensator C8 geführt, und der andere wird auf ein Störungsrelais TR über einen Kondensator C7 geführt. Die Kondensatoren C7 und C8 sind beide an den Kollektor des Transistors ρ2 angeschlossen.

Das durch den Kondensator C8 übertragene Signal wird durch Dioden Dl und D3 gleichgerichtet und erscheint als Gleichspannung über einem Alarmtriggerpegel-Steuerpotentiometer Λ 3. Diese Gleichspannung ist in bezug auf die von der Photozelle empfangene Intensität des Lichts bis etwa 1.25 V linear und wird für normale Betriebszwecke auf 1.0 V mittels des Eingangssteuerpotentiometers Rl eingestellt. Jede Herab-Setzung der Intensität des Lichtstrahls erzeugt eine entsprechende Herabsetzung der Spannung über dem Potentiometer Λ 3, welche durch die Transistoren β 3 und QA verstärkt wird, so daß eine kleine Änderung am Potentiometer Λ3 den Transistor Q5 leitend wt-rden läßt, wodurch das in Reihe in den Kollektorkreis des Transistors Q 5 geschaltete Alarmrelais AL erregt wird. Ein zwischen den Kollektor des Transistors Q2> und den positives Potential führenden Leiter geschalteter Kondensator ClO verzögert Änderungen des Kollektorpotentials des Transistors Q2> und des Basispotentials des Transistors Q 4, wodurch sich eine Verzögerung im Leitend werden des Transistors Q 5 ergibt, wenn eine Beleuchtungsintensitätsverringerung an der Fotozelle auftritt. Die Verzögerung liegt in der Größen-Ordnung von ¹Z₃ Sekunde.

Wenn das Alarmrelais AL in Tätigkeit tritt, schließen seine Kontakte AL-I. um den Geber (nicht gezeigt) ir Betrieb zu setzen und ein Alarmsignal abgeben zt lassen, wie bekannt. Die Dioden D5. £>6 und Dl welche in Reihe zum Kollektor des Transistors QA un< die Basis des Transistors Q5 geschaltet sind, verhinden das Leitendwerden des letzteren, bis der Kollektor strom des Transistors Q 4 einen vorgegebenen Schweller wert erreicht. Änderungen dieses Kollektorstroms wei den durch die Gegenwart des Kondensators ClO ve: zögert.

Der Betrieb und die Empfindlichkeit der Einrichtui können leicht mittels eines an die Klemmen TJX ui TJl angeschlossenen Spannungsrr.sssers geprüft we den. Wenn es erwünscht ist, daß die Einrichtung a eine 15°/„ige Intensitätsschwächung des Lichtstralansprechen soli, wird das Triggerpegel-Steuerpotenti meter R3 so eingestellt, daß ein Signal erzeugt wii

wenn die Spannung über dem Potentiometer Ri von normalerweise 1,0 V auf 0,85 V. nämlich um 15°/o* fällt. Dann wird bei einer Spannungsmesseranzeige von normalerweise 1.0 V die Eingangsspannung mittels des Potentiometers Rl herabgesetzt, bis der Spannungsmesser 0,85 V an.'-eigt, an welchem Punkt die Einrichtung ansprechen soll. Falls dies notwendig ist. können Iweckmäßige Einstellungen mittels des Potentiometers ausgeführt werden, um den gewünschten Betriebspunkt lu erreichen.

Per Kondensator C7 speist einen Teil des Aufegangs des Transistors Q2 über einen Widerstand Λ23 zu einem zweistufigen Verstärker, welcher Transistoren Ql und QS aufweist. Die Koppelkondensatoren Cl. C13 und C16, die Ableitkondensatoren C12 und C15 und die Rückkopplungskondensatoren CIl und C14 dieses Verstärkeis sind so gewählt, daß sich ein maximaler Verstärkungsfaktor bei 30 Hz ergibt, aber keine Vorkehrung zur Erreichung einer guten Linearität getroffen zu werden braucht.

Der Ausgang des Transistors QS wird durch Dioden DIl und D12 gleichgerichtet und erscheint als Gleichspannung über einem Widerstand Λ 32. welcher einen Transistor Q 9 des Triggers in den normal leitenden Zustand vorspannt. Der Kollektor des Transistors Q9 ist an die Basis des Transistors Q10 durch einen Widerstand /?35 gekoppelt. Der Ausgang des Transistors Q9 hält den Transistor Q10 im leitenden Zustand, welcher wiederum das Störungsrelais TR normalerweise erregt hält.

Wenn die Spannung über dem Widerstand Λ32 auf nahezu Null fällt, was etwa durch eine Unterbrechung des Lichtstrahls (95 bis 98 °/₀ Dämpfung), Ausfall der Lichtquelle oder Ausfall ihrer Modulation verursacht sein könnte, wird der Transistor Q 9 nichtleitend. Deshalb wird auch der Transistor ζ? 10 nichtleitend, und das Störungsrelais TR wird aberregt. Der Arbeitskontakt TR-I des Störungsrelais TR, welcher in Reihe mit der Wicklung des Alarmrelais AL liegt, öffnet, damit das Alarmrelais nicht auf ein über den Kondensator Ci nach Ablauf der durch den Kondensator ClO in der Alarmtriggerschaltung geschaffenen Verzögerung empfangenes Signal ansprechen kann. Der Gegenkontakt TR-\ erdet den Kollektor des Transistors Q 3 und gestattet, daß der Kondensator ClO über den Widerstand Λ16 aufgeladen wird. Wenn der Lichtstrahl wieder in Tätigkeit tritt und die Eingangssignalspannung auf ihren Normalwert zurückkehrt, hindert die unnormale Spannung an dem Kollektor des Transistors Q 3. welche von der verhältnismäßig hohen Ladung des Kondensators ClO herrührt, den Transistor 03 daran, leitend zu werden, bis das Störungsrelais TR wieder seinen normalen Zustand eingenommen hat und die normale Ladung am Kondensator C10 vorhanden ist.

Gleichzeitig hat der Kontakt TR-2 des Störungsrelais geöffnet, um ein unterscheidungskräftiges Stömngs- oder Überwachungssignal von dem Geber ausgehen zu lassen.

Die Einrichtung soll mit einer Batterie mit 12 V Nennspannung betrieben werden, wobei die Spannung zwischen 10,4 und 14,2 V schwanken kann. Dioden D 8, D9 und DlO und Widerstände Λ36 ucil .R37, welche in Reihe parallel zur Stromversorgung geschaltet sind, steuern die Vorspannung am Transistor Q6, dessen Funktion es ist, eine geregelte Spannung von 9,2 V dem Störungssignalverstärker Q 7, (?8 zuzuführen. Wenn die Batteriespannung unter 10 V fällt, beendet die Zenerdiode D10 den leitenden Zustand, und die den Transistoren Ql und QS zugeführte Spannung fällt sehr rasch und löst ein Störungssignal aus. Die Zenerdiode Dl regelt die dem linearen Verstärker Ql, Ql zugeführte Spannung auf den Wert von 6,8 V ein. Die Schaltung (nicht gezeigt), welche die Lichtquelle moduliert, ist ebenfalls spannungsgeregelt. Da sich jedoch der Lichtausgang mit dem Faktor 3,6

ίο der an die Lampe angelegten Spannung verändert, beseitigt eine Regelung der Spannung die Veränderung des Lichts mit der Speisespannung nicht vollständig. Deshalb sind die folgenden Einrichtungen vorgesehen, um weitere Spannungsänderungen zu kompensieren, wenn die Lichtquelle und die Steuereinheit von einer gemeinsamen Energieversorgung versorgt werden. Da die Spannungsabfälle über den Dioden D 8, D 9, DlO im wesentlichen konstant innerhalb des normalen Bereichs von Speisespannungsänderungen bleiben, erscheint jede Änderung der Speisespannung über den Widerständen «36, «37. Durch einen Abgriff von der Verbindungsstelle dieser Widerstände wird ein Teil der Speisespannungsänderung an die Basis des Transistors Ql durch die Trennschaltung mit Widerständen «14, R15 und den Kondensator C9 angelegt. Der Verstärkungsfaktor des Transistors Q1 wird dadurch reguliert, um die Änderungen des Lichtausgangs zu kompensieren, welche durch Speisespannungsänderungen hervorgerufen werden.

Typische Werte für die Widerstände und Kondensatoren der F i g. 6 und 7 sind in Ohm und Mikrofarad aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich:

Widerstand

Wert

Rl 250 000

«2 (Pot.) .... 25 000

/?3(Pot.) .... 5 000

RA 75 000

RS 9 100

R6 500

Rl 470

RS 39 000

R9 10 000

.RIO 4 700

RIl 500

Λ12 470

RU 150

R14 120 000

R15 120 000

RU 2 700

Λ17 47 000

RlS 15 000

Kondensator Wert

Cl 1.0

C2 0.01

C3 100.0

C4 4.7

C5 0,01

C6 300.0

C7 10,0

C8 50.0

C9 10.0

Die gewählten Transistor- und Diodenbauarten sin neben den jeweiligen Transistoren und Dioden in d( Zeichnung angegeben.

Widerstand R19	Wert . 15 000
Λ20	4 700 10 000 . 9 100
RIl ..	. 10 000
Λ23	. 82 000 . 1000
RM	9 100 10 000 82 000 . 9 100 .. 1 000
Rz5 ... .	4 700 47 00C 15 00C 5 60C ->■
R26	4: Wer . . . 2λΟ
R21	0?
RlS .. .	.. . 50.0
R29	10 0
«30	. 0.2
«31	10 0
«32	4.7
#33	47,0
«34	... 4,7
R35
«36 . . .
7? 37
Kondensator ClO
CIl .
C12
C13 ....
C14
C15 .
C16
C17 . . .
ClS

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

2063

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen von Alarm in Abhängigkeit von einer zu überwachenden physikalischen Größe, wobei fortlaufend e^rn dem Wert der physikalischen Größe proportionales elektrisches Signal erzeugt wird und der Alarm ausgelöst wird, wenn der Wert der physikalischen Größe einen ersten Schwellenwert erreicht, dadurch gekenn- w zeichnet, daß der Alarm nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung bei Erreichen des ersten Schwellenwertes ausgelöst wird, wobei eine Unterdrückung des Alarms erfolgt, wenn die physikalische Größe innerhalb der vorgegebenen Zeitverzögerung einen zweiten vom ersten verschiedenen Schwellenwert erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß en modulierter Lichtstrahl durch einen gegen Feuer zu schützenden Raum gesandt ao wird und auf eine Fotozelle auftrifft, wo der Lichtstrahl in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, daß der erste Schwellenwert der Intensität des auf die Fotozelle auf treffenden Licht .Strahls demjen^;gen bei einer Abschwächung infolge P η vesenheit einer »5 vorbestimmten Dichte von Rauchteilchen im Weg des Strahls entspricht und daß der zweite Schwellenwert der Inten ii'ät des auf die Fotozelle auf treffenden Lichtstrahls demjenigen bei nahezu vollständiger Absorption des Lichtstrahls entspricht.

3. Verfahren nach Ansp.-udi 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Temperatur gefühlt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, daß der erste Schwellenwert der Höhe der Temperatur am Beg'nn e'nis ausbrechenden Feuers entspricht und daß der zweite Schwellen wert der Höhe der Temperatur e'ner periodisch arbeitenden starken Wärmequelle entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Kapazität gegen Erde gefühlt rnd in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, daß der erste Schwellenwert der Änderung dieser Kapazität durch die Bewegvng enes Eindringlngs entspricht vnd daß der zweite Schwellenwert der Ändcrvng dieser Kapazität durch die Bewegung e nes Körpers mit e nem viel größeren Einluß auf die Kapazität gegen Erde als bei einem Eindringlng entspricht.

5. Verfahren nach enem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selbstprüfing die verschiedenen Betriebszustände simuliert werden.

6. Elektrische Alarme nrichtung zur Ausführung des Verfahren? nach enem der vorhergehenden Ansprüche mit Kühle η zur Überwachung ener bestimmten physikalischen Größe und zur Auslösung vcn Alarm bei Erreichen enes vorbestimmten Schwellenwertes dieser physikalischen Größe, dadurch gekennzeichnet, daß erste (11, 21, R oder 68) und zweite (13, 25, 50 oder 76) auf verschiedene Schwellenwerte des Signals ansprechende Einrichtungen. 7.. B. Relais, elektrisch mit den Fühlern (10. 16 bis 19, 10Λ. WA, 61, 62) verbunden sind, wobei die zweite Einrichtinj rascher als die erste anspricht, wobei der Alarm durch eine Steuereinrichtung (14, 28, 55) unterdriickbar ist, wenn die zweite Ein^richtung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer εη-pricht.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite auf das Signal ansprechende Einrichtung (13, 25, 50 oder 76) eine kürzere Ansprechzeit als die erste auf das Signal ansprechende Einrichtung (11, 21, R oder 68) besitzt.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (1*, 21, R oder 68) mit einer größeren zeitlichen Verzögerung anspricht als die zweite (13, 25, 50 oder 76).

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (Q 5) und die zweite (Q 9, QlO) Einrichtung eine elektrische Triggerschaltvng aufweisen, wobei erste uni zweite Relais (AL oder TR) jeweils an die erste und zweite elektronische Triggerschaltung angeschaltet sind und sich ihr Zustand in Abhängigkeit von dem Betrieb der Schaltungen ändert.

10. Einrichtung nxch Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitverzögerungsglied für die erste Einrichtung ein Kondensator (ClO) verwendet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler eine Lichtschranke mit einur Lichtquelle (61) und einer Fotozelle (62) ist, wobei der Ausgang der Fotozelle der Intensität des auf der Fotozelle auftreffenden Lichts entspricht, daß für die erste und zweite auf Signale ansprechende Einrichtung eine erste (Q 5) und eine zweite (Q9, Q10) Triggerschaltung vorgesehen sind, uüß ein erster Verstärker (Ql, Q2) an die Fotozelle angeschlossen ist, daß ein Gleichrichter {Dl, D3) an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen ist und ene erste Gleichspinnung abgibt, daß die erste Triggerschalti η % (Q5) an die erste Gleichrichtereinrichtvng angeschlossen ist und bei e nim dem ersten Schwellenvert entsprechen d< η Wert der ersten Gleichspannung arbeitst, daß der Eingang eines zweiten Verstärkers (Q 7, Q 8) an den Ausgang des ersten Verstärkers engeschlosscn ist, daß der zweite Gleichrichter in den Ausgang des zweiten Verstärkers tngeschlossen ist und ene zweite Gleichspannung abgibt, daß die zweite Triggerschalti ng (Q9, QlO) «n den zweiten Gleichrichter angeschlossen ist mi bei enem dem zweiten Schwellenwert entsprechenden Wert der zweiten Gleichspannung arbeitet inJ daß die Steuereinrichtvnge η Steuerelement (TR-I) aufweist, welches η ich Intätigkeittreten der Steuereinrichtung eine Alarmen'.eg·; vn'erdrückt.

12. Einrichtung η ich Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle einen modulierten Lichtstrahl aussendet ind daß der erste Verstärker ein I nearer Verstärker ist und erste (Λ3) und zweite (Λ2) von Hand e mtellbare, veränderliche Widerstandselemente aufweist, daß der erste Gleichrich ter an den A usgang des linearen Verstärkers und an das erste Widcrstandselcment angeschlossen ist und daß das zweite Widerstandselement {Rl) zwischen die Fotozelle vnd den Eingang des linearen Verstärkers angeschlossen ist.

13. Einrichtung nich Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Meßeinrichtungen εη Meßanschlüsse (771, TJl) zur Messung der Spannung über dem ersten Widerstandselement (Rl) vorgesehen sind.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich-

Hing ein Relais (77?) aufweist, welches beim Arbeiten der zweiten Triggerschaltung (ß9, QlO) anspricht, daß e:n Kontakt (TRl) des Relais das Steuerelement (TR-2) bildet und ein weiterer Kontakt (TR-I) bei Betätigung die erste Triggerschaltung abschaltet.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein? Spannungsüberwachungsschaltung (DlO) vorgesehen ist, weiche auf einen Abfall der Speisungsspannung für das System unter einen vorbestimmten Pegel anspricht, um die zweite Triggerschaltung (Q9, β 10) in Tätigkeit zu setzen und dadurch ein vcn dem Alarmsignal unterscheidbares Störvngssignal zu erzeugen.

16. Einrichtung nach e'nein der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekenn:eicr.net, daß die Lichtquelle und die übrige Schaltung e'ne geme'nsame Stromversorgung aufweisen, welche zur Kompensation von Spannungsschwanklingen die Verstärkung des linearen Verstärkers regelt.