DE2254540C3

DE2254540C3 - Schaltungsanordnung für einen Schwingungsmelder für Ruhestrom-Alarm-Anlagen

Info

Publication number: DE2254540C3
Application number: DE19722254540
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6700 Ludwigshafen Karger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-08
Filing date: 1972-11-08
Publication date: 1981-06-04
Also published as: DE2254540A1; DE2254540B2

Description

Die Erfindung bv trifft eine Schaltungsanordnung für •inen Schwingungsmelder fvr Ruhe-trom-Alarm-Anlagen zum Anbringen an ζυ sichernden Objekten, insbesondere Glasscheiben, unter Verwendung eines im Ultraschallbereich frei schwingenden piezoelektrischen Wandlers.

Bei der Konzipierung von Alarm-Anlagen, insbesondere bei der Außenhautsicherung von Gebäuden stellt die Überwachung von Glasscheiben ein besonderes Problem dar.

Es sind eine Anzahl von Sicherungsmitteln bekannt, wobei bei der Auswahl jeweils objektbezogen zwischen dem Gerätepreis, dem Sicherheitsrisiko, der optischen Beeinträchtigung, beispielsweise durch Anbringung von Metallfolienstreifen, und dem Installationsaufwand der günstigste Kompromiß geschlossen werden muß. Es ist bekannt, daß bei einem Glasbruch Schwingungen auftreten, deren Frequenzen bei abnehmender Amplitude bis weit in den Ultraschallbereich reichen, während das Frequenzspektrum üblicher Geräusche, die nicht von einem Zerbrechen einer Glasscheibe begleitet werden, den Hörbereich im wesentlichen nicht überschreitet.

Es sind beispielsweise derartige Ruhestrom-Alarm-Anlagen bekannt (GB-PS 11 86 044), bei denen an der Glasscheibe Schwingungsmelder angebracht werden, die einen im Ultraschallbereich frei schwingenden piezoelektrischen Wandler aufweisen. Dieser Wandler Bt elektrisch an die Alarmanlage angeschlossen, indem der Wandler einerseits über einen Gleichrichter mit der Basis eines Transistors verbunden ist, der über ein Zeitglied mit der Basis eines weiteren Transistors zusammenhängt, wobei die Kollektoren der Transistoren an die eine Stromversorgungsleitung angeschlossen «nd, während die Emitter an der zweiten Stromversorfungsleitung angehängt sind. Bei dieser Anordnung besteht der wesentliche Nachteil, daß in der Ruhestellung der Alarmanlage, d. h. in der Bereitschaftsstellung vor Auslösung eines Alarms ständig ein Strom Ober den einen Transistor fließt, während beim Auslösen des Signals dieser Transistor sperrt und der andere Transistor leitend wird. Damit ist es aber nicht möglich, ein solches Gerät Ober einen längeren Zeitraum mit handelsüblichen, nicht aufladbaren Batterien zu betreiben. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich nicht ohne weiteres mehrere Gruppen zusammenschalten

ίο lassen, wie dies notwendig ist, wenn innerhalb einer derartigen Anlage mehrere Scheiben zu sichern sind, da die Kollektoren der betreffenden Transistoren parallel liegen, so daß die Daten, die von der Alarmanlage ausgewertet werden und zum Auslösen des Alarms

is fuhren, verfälscht werden. Wegen der notwendigen

Signalleitung ist dieses bekannte Gerät für die üblichen Meldelinien, die zweiadrig mit Endwiderstand sind, nicht

geeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

μ Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie unabhängig vom Netzstrom über einen längeren Zeitraum mit handelsüblichen, nicht aufladbaren Batterien betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

gelöst daß das Piezoelement an eine erste Darlingtonstufe angeschlossen ist die ein Zeitglied auflädt das seinerseits einen Transistor und eine weitere Darlingtonstufe ansteuert, die an den Meßpunkten an die Ruhestromschleife angeschlossen ist und daß der parallel zu den Meßpunkten angeordnete Kondensator beim Auslösen des Signals und dem dadurch bedingten Wegfall der Betriebsspannung die Stromversorgung für die Dauer des zu erzeugenden Signalimpulses übernimmt wobei eine zwischen dem Meßpunkt und dem Kondensator angeordnete Diode ein Abfließen der Ladung in Richtung der weiteren Darlingtonstufe verhindert.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die elektronische Schaltung im Ruhezustand stromlos ist und ein Strom erst fließt wenn die Piezoscheibe in twsonanzschwingungen ausreichender Amplitude versetzt wird, so daß ein derartiges Gerät unabhängig vom Netzstrom mit handelsüblichen, nicht aufladbaren Batterien über einen längeren Zeitraum betrieben werden kann und es auch möglich ist mehrere derartige Geräte zusammenzuschalten. Das Gerät Kann derart klein ausgebildet sein, daß es an der Glasscheibe ohne Beeinträchtigung des optischen Eindruckes befestigt werden kann und ohne zusätzliche Adaptionsvorrichtungen in die meisten marktgängigen Ruhestromschleifensysteme eingefügt werden kann. Das Gerät hat ferner den Vorteil, daß es gegen Staub und atmosphärische Einflüsse geschützt ist, wot si ein justieren des Geräts und somit ein Funktionsausfall durch falsches Einstellen entfällt.

Ferner ist das Gerät wartungsfrei.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Ansicht eines derartigen Geräts.

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Gerät und

F1 g. 3 eine Darstellung der elektrischen Schaltung=
Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Gerät besitzt ein zweiteiliges Gehäuse, und zwar bestehend aus einer Wanne 4 und einem Stülpdeckel 5. Das Gerät wird über ein Kabel 2 an das Schleifensystem angeschlossen und mit dem Gehäuseteil 4 an der Montageebene, d. h. Glasscheibe 3 befestigt.

In die Wanne 4 eingelassen und zum Schutz gegen

Vibrationen und sonstige Umwelteinflüsse ist eine Leiterplatte 7 in eine Vergußmasse 6 eingebettet, wobei die Leiterplatte 7 mit einer den elektrischen Funktionsforderungen entsprechenden elektronischen Schaltung 8 bestückt ist Ein Metallstift 9 durchdringt mit seinem einen Ende den Boden der Gehäusewanne 4 und erhält somit akustisch-mechanischen Kontakt mit der Montageebene 3 des gesicherten Objekts. Am anderen Ende des Stifts 9 ist ein Piezoelement 10 in Form einer Scheibe befestige, das in dem Luft- oder Gasraum 11 mit geringstmöglicher mechanischer Dämpfung schwingen kann, wobei die Abmessungen der Scheibe 10 derart sind, daß ihre Resonanzfrequenz auf die besonderen charakteristischen Schwingungen bei einem Glasbruch eingestellt ist

Die von dem Piezoelement 10 gelieferte Wechselspannung wird der elektronischen Schaltung 8 zugeführt, die das elektrische Signal entsprechend verarbeitet an die Alarm-Zentrale weitergibt

Die Elektronikbaugruppe 8 ist in ihrer elektrischen Schaltung in Fig.3 dargestellt und wird über ein vieradriges Anschiußkabe! 12a, 126, 13a, i3b in die Ruhestromschleife geschaltet Zwischen den Adern 12a und 13a besteht ein Potentialunterschied, der in geeigneter Form von der Meldezentrale gemessen wird und bei Oberschreiten eines Toleranzbereichs Alarm auslöst. Ober die Leitungen 12a und 126 einerseits und über 13a und i3b andererseits wird jeweils ein Ruhestrom geführt, mit dessen Hilfe von der Meldezentrale aus das Leitungssystem auf Drahtbruch überwacht wird. Dieses System der Schleifenführung und der Messung der Strom/Spannungsverhältnisse findet in verschiedenen Variationen Anwendung und gehört zum Stand der Technik.

Die Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 12, 13 dient dem Schwingungsmelder als Betriebsspannung. Wird das Schleifensystem eingeschaltet so gelangt über die Graetzschaltung 14 Spannung an die Meßpunkte 15, 16, wobei sichergestellt ist, daß bei beliebiger Polung zwischen 12 und 13 an den Meßpunkten 15 und 16 stets die gewünschte Polarität herrscht Bei der gezeichneten Darstellung besteht an dem Meßpunkt 15 eine positive Spannung gegen den Meßpunkt 16.

Die Spannung zwischen den Meßpunkten 15 und 16 lädt über die Diode 17 einen Kondensator 18 auf Betriebsspannung auf. Nach Beendigung des Ladevorgangs fließt über die gesamte Schaltung, abgesehen von einem vernachlässigbar geringen Reststrom, kein Strom mehr. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung, daß an die Schleife eine größere Anzahl von derartigen

Schwingungsmeldern angeschlossen werden können. Wird das Piezoelement 10 beispielsweise durch einen

Glasbruch in Resonanzschwingungen versetzt so gelangt die damit erzeugte Wechselspannung an die Basis des Transistors 19. Überschreitet ihr Scheitelwert die Summe der Basis-Emitter-Schwellwerte der Darlingtonstufe 19, 20, so bewirkt dies einen KoUektor-

iS strom, der seinerseits den Kondensator 21 eines Zeitgliedes 21,22 auflädt Überschreitet die Ladespannung den Basis-Emitter-Schwellwert eines Transistors 23, so wird dieser aufgesteuert und es fließt ein Kollektorstrom, der sich im wesentlichen aus der

»> Ladespannuig des Kondensators 21, der Höhe der Schwellspannung des Transistors 23 :.A der Größe des Widerstands 24 ableitet Dieser Strom g-langt an die Eingangsbasis der Darlingtonstufe 25 und steuert diese durch. Da der Strom seitens der Meldezentrale begrenzt ist sinkt die Spannung zwischen den Meßpunkten 15 und 16 auf die Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung der Darlingtonstufe 25. Durch diesen elektronisch herbeigeführten Schluß steigt der Schleifenstrom stark an bzw. das Potential zwischen Klemmen 12 und 13 verringert sich entsprechend, was von der Meldezentrale in bekannter Weise gemessen und als Alarm weitergemeldet wird.

Da die Spannung zwischen den Meßpunkten 15,16 als Betriebsspannung nicht mehr ausreicht übernimmt die in dem Kondensator 18 gespeicherte Ladung die Stromversorgung der Schaltung bis zum Ablauf des durch den Kondensator 21 und den Widerstand 22 in seiner Länge bestimmten Signalimpulses, wobei die Diode 17 ein Abfließen der Ladung in Richtung der Darlingtonstufe 25 verhindert Nach Ablauf des Impulses kehrt die Schaltung selbsttätig in die Ausgangsstellung zurück.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Schaltungsanordnung für einen Schwingungsmelder für Ruhestrom-Alarm-Anlagen zum Anbringen an zu sichernden Objekten, insbesondere Glasscheiben, unter Verwendung eines im Ultraschallbereich frei schwingenden piezoelektrischen Wandlers, dadurch gekennzeichnet, daß das Piezoelement (10) an eine erste Darlingtonstufe (19, 20) angeschlossen ist, die ein Zeitglied (21, 22) auflädt, das seinerseits einen Transistor (23) und eine weitere Darlingtonstufe (25) ansteuert, die an den Meßpunkten (15, 16) an die Ruhestromschleife (12, 13) angeschlossen ist und daß ein parallel zu den Meßpunkten (15,16) angeordneter Kondensator (18) beim Auslösen des Signals und dem dadurch bedingten Wegfall der Betriebsspannung die Stromversorgung für die Dauer des zu erzeugenden Signalimpulses übernimmt, wobei eine zwischen dem Meßpunkt (15) und dem Kondensator (18) angeordnete Diode (17) ein Abfließen der Ladung in Richtung der weiteren Dariingtonsxufe (25) verhindert
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Meßpunkte (15,16) eine Gleichrichterschaltung, vorzugsweise Graetzschaltung (14) angeschlossen ist.