DE1915184A1

DE1915184A1 - In Schleifen angeordnete Melder,vorzugsweise Ionisationsfeuermelder

Info

Publication number: DE1915184A1
Application number: DE19691915184
Authority: DE
Inventors: Thilo Dr Peer; Bernd-Josef Siepmann; Hans Thinschmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-25
Filing date: 1969-03-25
Publication date: 1970-10-01
Also published as: GB1310169A; CH508252A

Description

In Schleifen angeordnete Melder, vorzugsweise Ionisationsfeuermelder

Bisher installierte Feuermelder der unterschiedlichsten Bauweisen sind meist in Schleifen geschaltet, so daß bei einem Alarm in einer zentralen Stelle lediglich die Schleife, in der ein Melder angesprochen hat bzw. wenn nur eine Schleife vorhanden ist, der Alarm seibot angezeigt ist. Um festzustellen, welcher Ilelder einer Schleife angesprochen hat, müssen dann die einzelnen Melder der Schleife der Reihe nach abgegangen werden. Genauso müssen bei einer routinemäßigen Kontrolle, ob die !.leider noch in Ordnung sind und die vorgeschriebenen Ansprechwerte besitzen, diese nacheinander überprüft werden.

Um sowohl den Zeitaufwand bei der Überprüfung der Melder als auch den Zeitverlust bei der Feststellung des angesprochenen Melders zu vermeiden, soll jeder in einer Schleife angeordnete Melder, der einen Alarm ausgelöst hat, in einer Zentrale angezeigt werden bzw. bei einer Überprüfung durch eine Fernauslösung von der Zentrale aus soll der Standort der Melder identifiziert werden, die defekt sind.

Zur Realisierung dieser Aufgabe ist bei in Schleifen angeordneten Meldern, vorzugsweise Ionisationcfeuermeldern, die in einer Zentrale einzeln identifizierbar sind, erfindungsgernllß vorgesehen, daß jeder Melder einer Schleife einen Sender mit einer von der Frequenz der anderen Sender abweichenden Frequenz besitzt. Ferner ist in der Zentrale ein Empfängercatz für alle den Meldern einer Schleife zugeordneten Frequenzen an die Schleife anschaltbar, in der der Alarm ausgelöst wurde.

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SAD ORIGlNM.

Vorteilhafterweise ist als Sender ein Tonfrequenzsender einsetzbar, der unmittelbar in die Melderanschaltung eines jeden Melders einbezogen sein kann, so daß hierdurch nur ein sehr geringer Mehraufwand verursacht ist. Besonders einfach wird die Melderanschaltung einer jeden Schleife unter Zugrundelegung des Frequenzmultiplexverfahrens. Um jedoch nicht für jeden Melder einen gesonderten Tonfrequenzempfänger vorsehen z-u müssen, da hierdurch der Aufwand in der Zentrale nicht mehr zu vertreten wäre, ist vorgesehen, daß der Empfängersatζ je Zentrale nur einr.al vorhanden ist und entweder manuell oder auch automatisch in zyklischer Reihenfolge oder nach Alarmauslösung an die Schleife angeschaltet wird, in der jeweils der Alarm ausgelöst wurde.

Zur Auswahl der Schleife, von der eine Alarmmeldung ausgeht, wird in der Zentrale entv/eder der Schleifenstrom gemessen oder die Frequenz des auslösenden Melders durch einen breitbandigen Tonfrequenzempfänger registriert und aufgnmd dieser Messung die entsprechende Schleife dem Empfängerοats zugeordnet. Durch einen Tastendruck läßt sich dann beispielsweise der rmpfOigersatz auf die entsprechende Schleife aufschalten und auf diese \7eise ist feststellbar, welche Frequenzen anliegen, wodurch dann auch der Standort des Melders bekannt ist.

"Mach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Schleifenstrom gemessen, wobei dann oberhalb einer bestimmten Schwelle die Alarmlampe der Schleife brennt. V/ird nun dieser Strom über eine Zeit von etlichen Sekunden differenziert, wodurch automatisch kurze Störspitzen durch HO-Glieder kürzerer :!eitkonstante unterdrückt werden, so kann jede Stromerhühung als Alarm eines.weiteren Melders zur Anzeige gebracht werden. Durch Anschalten dos Tonfrequenzempfängersatzes beispielsweise über eine Abfragetaste werden die angesprochenen Melder angezeigt und daa Alarmzeichen, das durch die Stroraerhöhung ausgelöst wurde, wird gelöscht.

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Mit dieser lösung läßt sich mit einem sehr geringen zentralen Aufwand jeder Melder einer.Schleife einzeln identifizieren.

In einer v/eiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die einzelnen Tonfrequenzempfänger zyklisch an die einzelnen Schleifen angeschlossen. Die Meldungen werden dann in der Zentrale gespeichert und angezeigt. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform, daß je Melder ein Speicherplatz in der Zentrale vorhanden sein muß und im Falle einer gestörten Tonfrequenzauswertung keine Alarmgabe in der Zentrale erfolgt. Die Ausführungsform besitzt allerdings den Vorteil, daß die !.leider sowohl im Ruhestrom- als auch -im Arbeitsstromverfahren auf den Leitungen betrieben v/erden können, da hierzu nur die Meß- und Vergleichskammer beispielsweise von Ionisationsfeuermeldern zu vertauschen sind.

Weiterhin kann die Zentrale auch noch so ausgelegt sein, daß bei einer Erhöhung des Schleifenstroms kurzzeitig die Tonfrquenzempfänger an diese Schleife angeschaltet werden und dadurch die ITeldeivadresse gespeichert wird. Hierbei sind vor allem zwei Ausführungen sinnvoll. Der als erster ansprechende Melder einer Schleife, der mutmaßliche Brandherd, wird angezeigt und weitere angesprochene Melder werden erst durch Tastendruck in Erfahrung gebracht. Die Tonfrequenzempfänger werden¹ also bei der ersten Meldung automatisch und später nur noch durch einen Tastendruck auf die einzelnen !!elder aufgeschaltet. Bei einer zweiten Ausführung, die nach demselben Grundgedanken arbeitet, ist bei jeder Schleife ns tr omUnde rung eine kurzzeitige Anschaltung der Tonfrequenzempfänger vorgesehen, wodurch dann alle angesprochenen Melder in der Zentrale auf einmal gespeichert werden können.

Anhand von Ausführungsbeispielen werden im folgenden für eine übliche Anlagengröße Melderanschaltungen beschrieben, die sich

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nach dem Frequenzmultiplexverfahren von der Zentrale aus abfragen lassen. Es zeigen:

Pig.' 1 eine einfache Melderanschaltung für eine Identifizierung mittels (Eonfrequenzen,

Fig. 2 eine weitere einfache Melderanschaltung für eine ■ Identifizierung mittels Tonfrequenzen, wobei in der Melderanschaltung eine Selbsthaltung vorgesehen ist und

Fig. 3 eine Melderanschaltung für eine Identifizierung nach dem Frequenzmultiplexverfahren und einer gleichzeitig möglichen Individualanzeige.

In den Ausführungsbeispielen sind als Melder Ionisationsfeuermelder scheniatisch dargestellt, die besonders hohe Anforderungen an die Melderanochaltung stellen, da ein extrem niedriger Strom aus den Kammern berücksichtigt und zur Anzeige gebracht werden muß. In der schematischen Darstellung der Figuren 1 bis 3 besitzt jeder Melder zwei radioaktiv bestrahlte Kammern, die durch die radioaktive Strahlung eine ganz bestimmte elektrische Leitfähigkeit besitzen. Die eine der schematisch angedeuteten Kammern, nämlich die Kammer K2 ist mit der Außenluft in Verbindung, während die Kammer K1 abgeschlossen ist.

Bricht in dem zu überwachenden Kaum ein Feuer aus oder findet eine sehr starke Rauch-Gasentwicklung statt, so wird, der elektrische Leitwert der Kammer K2 reduziert. Da aber beide Kammern K1 und K2 in Serie liegen, ergibt sich hieraus eine Potentialverschiebung an dem Verbindungspunkt 3 der beiden Kammern. Diese Potentialverschiebung läßt sich beispielsweise mittels eines Feldeffekt-Cransistors T nachweisen. Zum Anschluß an den Verbindungspunkt der beiden Kammern K1 und K2 eignen sich nur besonders empfindliche Bauelemente, da hier nur Ströme in der Größenordnung von

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10 Ampere fließen.

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In Fig. 1 wird mittels eine ο Feldeffekttransistors S die Knickspannung einer Zenerdiode Z mit der an dem Verbindungspunkt 3 zwischen den beiden Kammern K1 und K2 herrschenden Spannung verglichen. Hierbei ist der Transistor T im Ruhezustand gesperrt. Wird nun der Transistor S durch ein Erhöhen des Widerstandes der offenen Kammer K2 leitend, so setzt eine Wechselstromschwingung durch eine Rückkopplung des Transistors T über Spulen L1 und 12 ein, wobei durch die Parallelschaltung der Spule 11 mit einem Kondensator C die Frequenz der Melderanschaltung bestimmt ist. Der "wechselstrom durch den Transistor T gelangt auf die Leitungen 1 und 2 und kann durch eine Parallelschaltung aller Melder in einer Zentrale empfangen "werden, die in den Figuren nicht näher dargestellt ist.

Um nun aber eine ganz definierte Alarmschwelle zu erhalten und Oberwellen kurz vor der Alarmauslösung zu vermeiden, müssen die Windungszahlen der Spulen 11 und. 12 so abgestimmt sein, daß die Schwingung der Rückkopplung erst bei einen ganz bestimmten Mindeststrom einsetzt, was man im allgemeinen schon durch die Steilheit des Transistors erreichen kann. Sobald die Amplitude der Viechseispannung durch die Wichtlinearität eines zu dem RC-Schwingkreis parallel geschalteten Diode Gr begrenzt ist, liegen in der Melderanschaltung ganz definierte Verhältnisse vor.

Die beschriebene Melderanschaltung ist allerdings nur dann brauchbar, wenn in der Zentrale eine automatische Speicherung der Meldungen vorgesehen ist. Um diese Speicherung zu sparen, ist in Fig. 2 eine Abwandlung der Fig. 1 dargestellt, wobei die entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugyzeichen versehen sind.

Setzt in dieser Heldeinschaltung die Rückkopplung über die Spulen L1, L2 durch ein Erhöhen der Spannung an der offenen

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Kammer K2 ein, so wird die Amplitude nur durch die über die leitungen 1, 2 zügeführto Betriebsspannung "begrenzt. Eine hohe Y/echselspannungsamplitude hält den Transistor T auch noch bei Absinken der Spannung an der Kammer K2 leitend; hierdurch wird der Melder zu einer Art bistabilen Kippstufe. Die Oberwellen im Kollektorstromkreis des Ti'ansistors T werden mit einem Widerstand R und einem Kondensator 01 unterdrückt. Durch die Parallelschaltung der Spule 11 mit dem Kondensator C2 ist die Frequenz der Melderanschaltung be^ stimmt.

Ein weiterer, sehr kleiner Kondensator C3 koppelt die Wechselspannung möglichst verlustarm auf die Leitungen 1, 2 aus. fe Die durch den Kondensator C3 hervorgerufene FrequenzvorStimmung ist bei der Dimensionicrung des Kondensators G2 schon von Anfang an berücksichtigt. Auch bei dieser Melderanschaltung können die einzelnen Melder parallel an die leitung angeschlossen sein, ohne daß in der Zentrale zusätzliche I'eldespeicher erforderlich sind.

In der Schaltungsanordnung der Fig. 3 sind dor Tonfrequenz-Generator und der Integrator getrennt. Im Ruhezustand liegt auch bei dieser Schaltungsanordnung das Potential zv/i sehen den beiden Kammern K1 und K2 derart, daß der Feldeffekt-Transistor gesperrt ist. Solange der Transistor T1 gesperrt ist, erhält auch ein woiteifer Transistor T2 keinen Basisstrom ™ und ist doher ebenfalls gesperrt.

Steigt nun die Spannung in der Kammer IC2 an, so werden die beiden Transistoren T1 und T2 leitend. Sobald der Transistor T2 Strom führt, wird durch den Spannungsabfall an einem in , seinem Kollektorcv/eig liegenden Widerstand K1 das Kammerpotential derart verschoben, daß der Transistor T1 stärker leitend wird. Durch die Knickspannung einer Diode Gr2 im Kollektor^woig des Transistors TT stellt sich an einem zu

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ihr parallelliegenden Widerstand R2 und damit auch an der Basis des Transistors T2 eine stabile Spannung ein.

Durch den Spannungsabfall am Widerstand R1 wird ein Kippcharakter erreicht, da die Meldung eingespeichert wird, und andererseits bei nicht durchgesteuertem !Transistor T2 ein stabiler Eückkopplungsfaktor für die aus dem Transistor T2, den Spulen 11 und L2 bestehende Schwingschaltung sichergestellt. Auch hier wird die Frequenz der Melderanschaltung durch die Parallelschaltung der Spule 11 und eines Kondensators G1 bestimmt. Die zu dem Parallelschuingkreis parallel geschaltete Diode Gr3 begrenzt auch in dieser Schaltungsanordnung die Amplitude. Der schon erwähnte Widerstand R3 . im Emitterzweig des Transistors T2 "bestimmt nebeii dem Gleichstrom auch den Wechselstrom, der auf die Leitung gelangt.

Auch diese LIelderanschaltung ist für eine Parallelschaltung an die Zentrale geeignet. Sie hat obendrein den Vorteil, daß sie sehr wenig von den V/iderstandsverhältnissen der Meßkammern K1 und K2 im angesprochenen Zustand und des weiteren von den Toleranzen der Transistoren 21 und T2 abhängig ist.

Bei allen beschriebenen Melderanschaltungen der Figuren 1 bis 3 ist entsprechend der Fig. 3 ein Gleichrichter Gr4 in Brückenschaltung' vorcchaltbar, wodurch die Schaltung dann polungsunabhängig ist.

Die schon erwähnte zu den Schwingkreisbauelementen L1 und C1 parallel geschaltete Diode Gr 3 dient der Amplitudenbegrenzung und führt bei schwingenden Tonfrequenzsender pulsweise Strom. Wird nun aber die Diode Gr3 durch die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors T3 ersetzt, so kann im Kollektorzweig dieses Transistors eine Anzeigelampe Lp angeschaltet werden. Wird dieser Transistor über eine getrennte Wicklung 13 ge-

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speist, so kann die Betriebsspannung für die Anzeigelampe Lp von der Meldeschleife völlig getrennten Stromquelle, die in der Fig. 3 nicht näher dargestellt ist, entnommen v/erden, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn der zu hoho Widerstand der Lieldeschleife den Lampenstrom nicht zu übertragen gestattet. Die hier erwähnte Anzeigenlampe erfüllt keine Sicherheitsfunktion .

Als örtliche Speisung der in Pig. 3 gestrichelt eingerammten Schaltungsanordnung eignet sich ein üblicher Klingeltransformator mit einem Kleingleichrichter, vor allem dann, wenn mehrere nahe beieinander liegende Meider versorgt werden sollen. Dieser Zusatz ist bei der Schaltungsanordnung gemäß Pig. 1 nur mit der Einschränkung brauchbar, daß die Lampe Lp nur für die Zeit der unmittelbaren Raucheinwirkung brennt und damit nur der Revision etwas nützen kann.

Dient die Individualanzeige des einzelnen Melders bei einer zentralen Identifizierung der ansprechenden Melder nur der Revision, so kann der einzelne Melder statt mit der Lampe mit einigen Vfindungen versehen sein, die von der erzeugten Tonfrequenz durchflossen werden. Der die Revision durchführende Monteur nähert sich dann mit einem kleinen Tonfrequenzsender mit Lautsprecher, beispielsweise einem Kleinstradio ohne einen Hochfrequenzteil, den zu prüfenden Meldern; ist der überprüfte IJelder in Ordnung, so ertönt im Lautsprecher ein Ton.

Alle in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Melderanschaltungen mit einer Identifizierung nach dem Frequenzmultiplexverfahren können durch eine Spannungserhöhung von der Zentrale aus zum Ansprechen gebracht werden. In der Zentrale können dann alle IJelder ohne Schwierigkeit überprüft werden. Durch die beschriebene, vollständige Erfassungsmöglichkeit alier Melde-

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funktionen können im Unterschied zu allen anderen bekannten Schaltungsausführungen bei diesen Melderanschaltungen zweiadrige Stichleitungen zu den einzelnen Meldern verlegt sein.

14 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

Patentansprüche

M .J In Schleifen angeordnete Melder, vorzugsweise Ionisationsfeuermelder, die in einer Zentrale einzeln identifizierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Melder einer Schleife einen Sender mit einer von der Frequenz der anderen Melder der Schleife abweichenden .Frequenz besitzt.

2. Melder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale ein Empfängersatz für alle den Meldern einer Schleife zugeordnete Frequenzen an die Schleife anschaltbar ist, in der der Alarm ausgelöst wurde.

3. Melder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Melderanschaltung jedes Melders als Sender ein Tonfrequenzsender einbezogen ist.

4. Melder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,,daß das Abfragen der einzelnen Melder einer Schleife von der Zentrale aus nach dem Frequenzmultiplexverfahren vorgenommen wird.

5. Melder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfängersatz zur Identifizierung des Einzelmelders manuell an die alarmgebende Schleife anachaltbar ist.

6. Melder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfängersatz in der Zentrale zur Identifizierung des Einzelmelders automatisch zyklisch an die alarnigcbonde Schleife angeschaltet ist.

7. Melder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfängersatz durch Auswertung des Schleifenstroms der Schleife, in der Alarm ausgelöst wurde, sich an diese Schleife anschaltut.

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8. Melder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Differenzieren des Schleifenstroms beim Ansprochen weiterer Melder einer Schleife die Tonfrequenzscnder erneut an diese Schleife angeschaltet sind.

9· Melder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale eine Alarmmeldung durch einen breitbandigen Tonfrequenzempfanger registriert und der Empfängersatζ der entsprechenden Schleife über den breitbandigen Tonfrequenzempfänger zugeordnet ist.

10. Melder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bei einem Alarm fließende Strom in jedem Melder, beispielsweise in einem Ionisationsfeuermelder, mittels eines Feldeffekttransistors (T1) verstärkt ist, der über Spulen (L1, L2) rückgekoppelt ist, und daß zu der im Kollektor des Transistors (£1) liegenden Spule (L1) zur Bestimmung der Melderfrequenz ein Kondensator (C) paralielgeschaltet ist.

11. !.!elder nach Anspruch 1 bis 4 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des IC-Parallelschv/ingkreises (L1 , C2) über einen kleinen Kondensator (03) verlustarm auf die Leitung (1, 2) zur Zentrale ausgekoppelt ist.

12. Melder nach Anspruch 1 bis 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Verstärkertransistor (T1) über die Hückkopplungsspule (L1) ein weiterer Transistor (T2) nachgeschaltet ist, durch den im leitenden Zustand über einen in seinem Kollektorzweig liegenden \Yiderstand (R1) das Melderpotential angehoben wird.

15. Melder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß über eine mit der Schwingkreisspule (L1) gekoppelte

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Spule (L3) ein zusätzlicher Transistor (T3) angeschaltet ist, in dessen Kollektorzv/eig eine Anzeigelampe (Lp) vorgesehen ist.

14. Melder nach Anspruch 15_S dadurch gekennzeichnet, daß stat-fc der Anzeigelampe (Lp) eine aus mehreren Windungen bestehende Spule vorgesehen ist, die zur Überprüfung des Melders mittels eines Tonfrequenzsenders anregbar ist.

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