DE19838682A1 - Glasbruchmelder - Google Patents

Abstract

Um zu verhindern, daß ein Glasbruchmelder durch übermäßige Hitze- oder Kälteeinwirkung außer Gefecht gesetzt wird, ist dieser mit wenigstens einem zusätzlichen Temperatursensor (R8, R13) ausgestattet.

Description

Glasbruchmelder werden zur Überwachung von Fenster- und Schaufensterscheiben eingesetzt. Sie sprechen auf bestimmte mechanische Erschütterungen an, welche beim Bruch, insbesondere beim Einschlagen einer Scheibe auftreten, und verwenden hierzu als Sensoren mechanisch-elektrische Wandler, insbesondere Körperschallwandler, z. B. piezoelektrische Wandler. Durch eine geeignete Signalverarbeitung wird dafür gesorgt, daß unkritische mechanische Beanspruchungen, z. B. Regen, Hagel, Straßen- oder Flugzeuglärm, Sandflug oder Klopfen gegen die Scheibe, keinen Alarm auslösen. Die vorliegende Erfindung soll sicherstellen, daß ein solcher Glasbruchmelder nicht durch äußere Hitze- oder Kälteeinwirkung ohne Auslösen eines Alarms außer Gefecht gesetzt werden kann.

Diesem Zweck dient die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Sie gewährleistet, daß im Falle eines Versuchs, den Melder durch Wärme- oder Kälteeinwirkung unwirksam zu machen, z. B. durch Überhitzen von der Scheibe zu lösen oder durch Vereisen seine Funktion zu stören, auf jeden Fall ein Alarm ausgelöst wird, und zwar unabhängig davon, ob anschließend die Scheibe tatsächlich zerstört oder beschädigt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Schaltbilds eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die gezeigte Signalauswerteschaltung ist mit den Klemmen P1 und P2 an einen Ultraschallsensor, z. B. eine piezoelektrischen Wandler, angeschlossen, der die auf den Sensor einwirkenden Körperschallwellen in elektrische Signale umsetzt. Über die Klemmen P3 und P4 wird die Schaltung mit einer Gleichspannung im Bereich von 6 bis 15 V versorgt. Diese Stromversorgungsleitungen können zugleich der Überwachung des Melderzustands dienen, indem durch Messen der Stromstärke der sich den Klemmen P3, P4 darbietende Innenwiderstand der Schaltung überwacht wird. Spricht der Melder an, so nimmt sein von den Klemmen P3 und P4 her gesehener Innenwiderstand merklich ab. Die hierdurch bedingte Stromerhöhung kann als Alarmsignal eine in den äußeren Leitungszug zwischen den Klemmen P3 und P4 eingeschaltete Alarmvorrichtung auslösen.

Eine über eine Gleichrichterbrücke V5, V6 zugeführte Versorgungsgleichspannung für die Auswerteschaltung steht am Ladekondensator C4 und versorgt über die Widerstände R4 und R3 den Transistor V1 mit Strom. Hat das dem Reihenschwingkreis L1, C1 zugeführte Sensorsignal eine etwa der Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises entsprechende Frequenz und erreicht eine vorgegebene Mindestamplitude, so läßt der über den Widerstand R1 angeschlossene Gleichrichter V3 einen Basistrom in den Transistor V1 fließen, so daß dieser durchschaltet. Dies kann als Änderung des sich den Klemmen P3, P4 darbietenden Innenwiderstands der Auswerteschaltung durch Strommessung auf den Versorgungsleitungen erfaßt und als Alarm angezeigt werden. Hält der Stromflußauf den Kondensator C3 genügend lange an und wird eine bestimmte Ladespannung überschritten, so schaltet diese den Transistor V2 in der die beiden Widerstände R4 und R5 sowie die Dioden V4 umfassenden Konstantstromquelle durch. Die Leuchtdiode H1 beginnt zu leuchten, und über die Spule L1 und den Widerstand R1 wird der Transistor V1 durch die am Kondensator C2 stehende Spannug auch im Falle eines Verschwindens des Sensorsignals an den Klemmen P1 und P2 durchgeschaltet gehalten. Es ergibt sich also eine bleibende optische Alarmanzeige durch die Leuchtdiode H1. Außerdem geht - wie oben erwähnt - beim Durchschalten des Transistors V1 der von den Klemmen P3 und P4 her gesehene Innenwiderstand der Schaltung stark zurück. Dieser ist dann im wesentlichen durch die Reihenschaltung der Widerstände R6, R4, R3 mit dem Transistor V1 gegeben. Damit ergibt sich ein Anstieg des über die Versorgungsleitungen P3, P4 fließenden Stroms, was in einer Meldezentrale als Alarmfernanzeige in bekannter Weise registriert und weiterverarbeitet werden kann.

Um den Glasbruchmelder auch bei übermäßigen äußeren Temperatureinwirkungen zum Ansprechen zu bringen, ist der bislang beschriebenen Auswerteschaltung wenigstens ein Temperatursensor zugeordnet, der beim Überschreiten bzw. Unterschreiten vorgegebener Temperaturgrenzwerte Alarm auslöst. Im vorliegende Ausführungsbeispiel bilden hierzu ein PTC- Widerstand R8 und ein NTC-Widerstand R13 zusammen mit einem Festwiderstand R7 einen an den Ladekondensator C4 angeschlossenen zusätzlichen Spannungsteiler. Da einerseits der PCT- Widerstand R8 unterhalb einer oberen Grenztemperatur von beispielweise +120°C niederohmig ist und andererseits der NTC-Widerstand R13 oberhalb einer unteren Grenztemperatur von beispielsweise -40°C ebenfalls niederohmig ist, liegt am Anschluß 2 der Diode V3 bei normaler Temperatur eine Spannung von etwa 0 V gegen Masse (P1). Sobald die Temperatur über +120°C ansteigt, wird der PCT R8 hochohmig, und die Spannung am Anschluß 2 der Diode V3 beginnt zu steigen. Erreicht sie etwa 1,2 V, so fängt Strom an über die obere Diode V3 in die Basis des Transistors V1 zu fließen, der Transistor steuert durch und lädt, wie im oben geschilderten Alarmfall, den Kondensator C3 auf. Der Transistor V2 der Konstantstromquelle wird leitend, die Leuchtdiode H1 beginnt zu leuchten und an den Klemmen P3, P4 ist eine merkliche Absenkung des Eigenwiderstands der Auswerteschaltung bzw. eine entsprechende Stromzunahme feststellbar. Auch hier bleibt der Alarmzustand bestehen, bis die Versorgungsspannung an P3, P4 für eine vorgegebene Mindestdauer von z. B. 3 ms unterbrochen wird. Wird nicht durch Überhitzen sondern durch Vereisen versucht, den Melder lahmzulegen und sinkt die Temperatur unter einen vorgebenenen unteren Grenzwert von beispielsweise -40°C, so wird anstelle des PCT R8 nunmehr der NTC-Widerstand R13 hochohmig. Damit steigt in der gleichen Weise das Potential am Anschluß 2 der Diode V3 an, und der Alarm wird wie geschildert ausgelöst und aufrechterhalten. Durch Verwendung der Gleichrichterbrücke V5, V6 kann die Versorgungsgleichspannung ohne Berücksichtigung ihrer Polarität an die Klemmen P3, P4 angechlossen werden. Ein Überspannungsableiter V7 in Form zweier antiparallel-geschalteter Supressor-Dioden schützt vor Spannungsspitzen.

Während bisher die Alarmmeldung durch Stromänderung auf den Versorgungsleitungen P3, P4 beschrieben wurde und folglich die im rechten unteren Teil des Schaltbilds wiedergegebenen Bauteile unberücksichtigt blieben, zeigt das dargestellte Ausführungsbeispiel zugleich eine Ausführungsform des Melders mit galvanisch getrenntem Meldeleitungsausgang P5, P6. Hierzu ist an den Verbindungspunkt von Transistor V2 und Leuchtdiode H1 über einen Spannungsteiler R10, R11 die Basis eines weiteren Transistors V10 angeschlossen, dessen Kollektor-Emitter-Strecke aus einer weiteren Konstantstromquelle, bestehend aus den Dioden V8, dem Kondensator C6, dem Widerstand R12 und dem Transistor V9, und somit aus der Spannung am Ladekondensator C4 gespeist wird. An den kollektorseitigen Ausgang des Transistors V10 ist ein Optokoppler in Form eines Foto-MOS-Relais U1 angeschlossen, der die ebenfalls durch einen Überspannungsableiter. V11 geschützten Meldeleitungen P5, P6 einer im Ruhezustand geschlossenen Alarmschleife ansteuert. Im scharfgeschalteten Ruhezustand ist der Ausgang des Foto-MOS-Relais U1 niederohmig (Ruhekontakt).

Sobald im Alarmfall, unabhängig davon, ob dieser wie oben erläutert durch Glasbruch, Über- oder Untertemperatur ausgelöst wird, der Transistor V2 stromleitend wird, lädt Strom über den weiteren Spannungsteiler R10, R11 den Kondensator C5 an der Basis des Transistors V10 auf, welcher das Foto-MOS-Relais U1 zum Ansprechen bringt. Sein Ausgang wird hochohmig (Kontakt offen). Ein solches Foto-MOS-Relais ist unempfindlich gegen magnetische Beeinflussung, hat keine beweglichen Teile und ist deshalb besonders zuverlässig. Für eine zusätzliche Sicherung gegen Sabotage können im Sensor zwei Sabotageschutzleitungen miteinander verbunden sein. Der Ultraschallsensor ist zusammen mit der Auswerteschaltung in einem Kunststoffgehäuse vergossen, welches auf die zu überwachende Scheibe aufgeklebt wird. Gehäuse und Klebstoff sind unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Glasputzmittel.

Claims (15)

1. Glasbruchmelder mit einer an einen mechanisch-elektrischen Wandler, insbesondere an einen Körperschallwandler, angeschlossenen Signalauswertesehaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Melder wenigstens einen Temperatursensor (R8, R13) aufweist, der beim Überschreiten eines vorgegebenen oberen Temperaturgrenzwerts und/oder beim Unterschreiten eines vorgegebenen unteren Temperaturgrenzwerts ein Alarmsignal erzeugt.

2. Melder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (R8, R13) die Reihenschaltung eines Widerstands (R8) mit positivem Temperaturkoeffizienten (PCT) und eines Widerstands (R13) mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) aufweist, welche mit dem Steuereingang eines das Alarmsignal auslösenden ersten Transistors (V1) in Verbindung steht.

3. Melder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung der beiden temperaturabhängigen Widerstände (R8, R13) die Reihenschaltung zweier entgegengesetzt gepolter Dioden (V3) parallelgeschaltet und der Verbindungspunkt der beiden Dioden an den Steuereingang des ersten Transistors (V1) angeschlossen ist.

4. Melder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuereingang des ersten Transistors (V1) zugleich das Ausgangssignal einer das Sensorsignal hinsichtlich Frequenz, Amplitude und /oder Zeitverlauf auswertenden Schaltungsanordnung (L1, C1) zugeführt ist.

5. Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (V1) den von einem Paar Meldeleitungklemmen (P3, P4) gesehenen Innenwiderstand des Melders mit bestimmt.

6. Melder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldeleitungsklemmen zugleich die Stromversorgungsklemmen (P3, P4) für den Melder sind.

7. Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (V1) aus einer ersten Konstantstromquelle (V2, V4, C3, R4, R5) gespeist wird.

8. Melder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er einen von der Auswerteschaltung und der Stromversorgung galvanisch getrennten Meldeleitungsausgang (P5, P6) aufweist.

9. Melder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meldeleitungsausgang (P5, P6) über ein Foto-MOS-Relais (U1) optisch an die Auswerteschaltung angekoppelt ist.

10. Melder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Foto-MOS-Relais (U1) ein aus einer zweiten Konstantstromquelle (V8, V9, C6, R12) gespeister zweiter Transistor (V10) vorgeschaltet ist.

11. Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine von der Auswerteschaltung gesteuerte optische Schaltzustandsanzeige (H1).

12. Melder nach Anspruch 7 und 11 mit einer Leuchtdiode (H1) als Schaltzustandsanzeige, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des zweiten Transistors (V10) an den Verbindungspunkt von Leuchtdiode und erster Konstantstromquelle (V2, V4, C3, R4, R5) angeschlossen ist.

13. Melder nach Anspruch nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine das Alarmsignal und/oder die Alarmzustandsanzeige auch bei Wegfall des auslösenden Sensorsignals aufrechterhaltende Halteschaltung (C2, L1, R1) am Steuereingang des ersten Transistors (V1).

14. Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung über einen Brückengleichrichter (V5, V6, C4) an die Stromversorgungsklemmen (P3, P4) angeschlossen ist.

15. Melder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch an die Stromversorgungsklemmen (P3, P4) und/oder die Meldeleitungsklemmen (P5, P6) angeschlossene Überspannungsableiter (V7, V11).