DE2312977A1

DE2312977A1 - Elektrisches alarmgeraet, insbesondere rauchgasanzeiger

Info

Publication number: DE2312977A1
Application number: DE2312977A
Authority: DE
Inventors: Robert Bruun Enemark
Original assignee: Electro Signal Lab Inc
Current assignee: Electro Signal Lab Inc
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-03-15
Publication date: 1973-09-27
Also published as: US3774186A; CA981754A; GB1394642A

Description

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München, den 15. März 13/3

Mein Zeichen: P 1627

Anmelder : ELECTRO SIGNAL LAB, Inc. 1022 Hingham Street
Rockland/Mass.
USA

Elektrisches Alarmgerät, insbesondere Rauchgasanzeiger

Die bekannten Rauchgasanzeiger weisen im allgemeinen einen Relaiskreis auf, um eine Hilfsalarmeinrichtung wie einen Summerer zu betätigen, wenn in dem Spannungsregelkreis bzw. der Lampe ein Ausfall auftritt. Solch ein zusätzliches elektromechanisches Bauelement erhöht nicht nur die Kosten des Rauchgasanzeigers, sondern ist ebenfallsedne zu einem Ausfall neigende Vorrichtung, die die Gesamtzuverlässigkeit des Rauchgasanzeigers vermindert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zusätzliche elektro-mechanische Ausfallalarmeinrichtung zu beseitigen, jedoch weiterhin eine unterschiedliche Anzeige des Ausfalls bzw. der Unwirksamkeit eines Rauchgasanzeigers bzw. eines anderen Geräts zu Feststellung von physikalischen Zuständen bzw. Änderungen zu erzeugen.

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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch eine elektrische Alarmeinrichtung, einen gesteuerten Schalter in Reihe zu der Alarmeinrichtung, der eine Steuerung aufweist, eine Energiequelle, die an die Alarmeinrichtung und den Schalter angeschlossen ist, einen zustandsabhängigen Kreis, der an die Schaltersteuerung angeschlossen ist, um den Schalter zu schließen und die Alarmeinrichtung in einer von der Energiequelle abhängigen Art zu betätigen, und eine Impulsgebereinrichtung, die an die Schaltersteuerung zur Impulsspeicherung und Entladung an die Schaltersteuerung angeschlossen ist, wodurch der Schalter geschlossen und die Alarmeinrichtung in einer anderen, von der Impulsgebereinrichtung abhängigen Art betätigt wird, wobei der zustandsabhängige Kreis eine Koppeleinrichtung aufweist, die auf einen Ausfall in diesem Kreis anspricht, um die Impulsgebereinrichtung zu betätigen, und die Alarmeinrichtung ein Ansprechen auf den Zustand und den Ausfall im Kreis unterschiedlich anzeigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 und beispielsweise erläutert, die Schaltbilder eines Rauchgasanzeigers in zwei Ausführungsformen zeigen.

Der gezeigte Rauchgasanzeigerkreis arbeitet mit Wechselstrom bei 120 Volt, der von Anschlüssen A und C zugeführt wird, über einen Ein-/Ausschalter Sl wird der Wechselstrom zu zwei Lichtbogenunterdrückungsdioden D3 übertragen, die eine Spitze-Spitze-Durchbruchsspannung von etwa 300 Volt haben und hohe Spannungsimpulse von etwa 300 Volt über einen Strombegrenzungwiderstand Rl (4,7 Ohm) ableiten. Der impulsgefilterte Strom wird von einer Diode Dl halb_- wellengleichgerichtet. Der Halbwellenspannungsanteil an dem positiven Anschluß der Diode Dl wird von einem Transistor Ql begrenzt, dessen Basisspannung auf der etwa 105 Volt betragenden Spitζendurchbruchsspannung einer

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Zenerdiode D2 gehalten wird, die in Reihe zu einem Spannungsteilerwiderstand R2 zwischen dem positiven Halbwellenanschluß und einer Erdsammelleitung G geschaltet ist. Diese regulierte positive Halbwellenspannung wird über eine Erregerlampe DSl und eine dazu in Reihe geschaltete Relaiswicklung K und auch einen Widerstand R3 (33 KOhm) zu zwei Fotozellen PCI und PC2 in Reihe mit einem Widerstand R6 (47 KOhm) übertragen. Eine in Sperrichtung geschaltete Diode D4 ist parallel zur Relaiswicklung und ein Bypasskondensator C2 (0,001 Mikrofarad) ist parallel zu der zweiten Fotozelle PC2 geschaltet.

Wie in der Rauchgasanzeigertechnik bekannt, beleuchtet die Erregerlampe DSl eine Fläche üblicherweise innerhalb einer Dunkelkammer, durch die Luft zirkuliert. Die erste Fotozelle PCI ist gegen die Lampe abgeschirmt, sieht jedoch die beleuchtete Kammer. Licht der beleuchteten Fläche wird nur dann zu der Fotozelle PCL zurückgestreut, wenn Rauchgas oder dergleichen von der Luft mitgeführte Partikel zu der beleuchteten Fläche gelangen. Der Widerstand und der Spannungsabfall der ersten Fotozelle PCI sinkt dann von einem hohen auf einen niedrigen Wert. Die zweite Fotozelle PC2 befindet sich normalerweise auf einem konstanten niedrigen Lichtpegel und ihr Widerstand ist daher mit Ausnahme der bei einer Konstantlichtquelle auftretenden Alterungserscheinungen konstant. Wenn der Widerstand der ersten Fotozelle fällt, steigt die Spannung an dem Verbindungspunkt J der beiden Zellen. Wenn sie bis zu dem Zündpunkt einer Neonglimmentladungslampe NeI steigt,cter bei etwa 65 Volt Spitze liegt, leitet die Lampe plötzlich und legt eine Spannung an die Steuerelektrode g eines siliziumgesteuerten Gleichrichterschalters Q2 an. Wenn der Ein-/Ausschalter Sl in der gezeigten geschlossenen Stellung ist, wird das Relais K erregt und sein Kontakt Kl befindet sich in der in durchgehenden Linien gezeigten Stellung, so daß nur der Weg von dem positiven Halbwellen-

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anschluß über die Spule L eines Alarmsignalhorns H durch den Schalter Q2 besteht. Dieser Schalter ist normalerweise offen, wobei sich seine Steuerelektrode nahezu auf Erdpotential befindet. Das Zünden der Glimmlampe NeI bewirkt jedoch, daß der Schalter leitet und den Weg durch die Signalhornwicklung L schließt. Das Signalhorn H gibt dann ein Tonsignal mit der von der Diode Dl gelieferten Halbwellenfrequenz ab. Während der Schalter während der nicht gleichgerichteten Halbperiode bestrebt ist/ zu öffnen, erzeugt die Spule L des Signalhorns H einen Blindstromstoß, der den Schalter geschlossen hält. Der Thermostatschalter TH läßt in gleicher Weise, wenn er durch einen Umgebungstemperaturanstieg auf etwa 57 C geschlossen wird, die Spannung an der Schaltersteuerelektrode g ausreichend ansteigen, um den Schalter zu schließen.

Gemäß der Erfindung wird,, wenn die Relaiswicklung K durch einen Ausfall des Spannungsregeltransistors Ql oder der Erregerlampe DSl entregt wird, der Relaiskontakt Kl in die in unterbrochenen Linien gezeigte Stellung Kl' umgeschaltet. In dieser Stellung, leitet eine Diode D5 die Blindstromstöße der Signalhornspule L im Nebenschluß und ein Impulsgebernetzwerk wird über die Spule an den positiven Anschluß angeschaltet.

Das Impulsgebernetzwerk besteht aus einem Speicherkondensator Cl (0,1 Mikrofarad), der durch die Stromentnahme über die Signalhornspule L und einen Widerstand R7 (10 MegOhm) geladen wird. Die Zeitkonstante des Widerstands R5 und eines Kondensators Cl steuert die Ladungsrate des Kondensators Cl auf die etwa 65 Volt betragende Zündspannung einer zweiten Neonglimmentladungslampe Ne2 derart, daß die Zündspannung etwa zweimal pro Sekunde auftritt. Durch die Zündung der zweiten Neonlampe Ne2 wird der Kondensator Cl über einen Widerstand R5 (1 KOhm) entladen und es wird eine Schließspannungsimpuls an die Steuerelektrode

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G des Schalters Q2 angelegt, der über die Signalhornspule L während einer. Halbwelle des Speisestroms oder weniger Strom zieht. Da der Blindstromstoß der Signalhornspule L über die Diode D5 geleitet wird, öffnet der Schalter dann und lädt in aufeinanderfolgenden gleichgerichteten Halbwellenperioden den Kondensator Cl wieder auf. Die zwei Perioden pro Sekunde-Rate, mit der der Impulsgeberkreis Strom über das Signalhorn zieht, veranlaßt das Signalhorn, mit der niedrigen Frequenz von 2 Hz anzuschlagen. Diese niedrige Frequenz unterscheidet sich wesentlich von dem stetigen abgegebenen Ton mit 60 Hz, wenn das Signalhorn kontinuierlich den gleichgerichteten Halbwellenstrom zieht.

Die beiden deutlich verschiedenen Alarmanzeigen werden von dem gleichen Signalhorn abgegeben, so daß die bekannte elektro-mechanische Anzeige- bzw. Alarmeinrichtung entfallen kann. Zugefügt werden müssen nur billige und zuverlässige Festkörperbauelemente und eine langlebige Neonglimmentladungsvqrrichtung.

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Fig. 2 zeigt einen Rauchgasanzeigerkreis ähnlich dem der Fig. 1, der jedoch mit einem elektronischen Relaiskreis anstelle des mechanischen Relaiskreises der Fig. 1 versehen ist. Außerdem ist ein 22 MegOhm-Widerstand parallel zu der Fotozelle PC2 zugefügt. Mit gleichen Bezugsziffern versehene Bauteile sind in den Fig. 1 und 2 identisch. Der Kreis der Fig. 2 betätigt den Impulsgeberkreis Cl, R5, R7, Ne2, wenn die Lampe DSl öffnet. Ein Transistor Q3 ist durch einen Koppelwiderstand R8 (47 KOhm) parallel zu der Lampe geschaltet und wird normalerweise durch den Lampenstrom über einen Widerstand R4 (270 Ohm) , der durch einen Widerstand P9 (2,7 KOhm) an seine Basis angeschlossen ist, im leitenden Zustand gehalten. Wenn die Lampe DSl öffnet, hört der Transistor Q3 auf zu leiten.

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so daß ein Kondensator C5 (2 Mikrofarad) sich auf die von dem Transistor Ql zugeführte Spitzenspannung aufladen kann. Ein Strom durch eine Zenerdiode D6 und Widerstände RIO und R7 ermöglicht dann die Aufladung des Impulsgeberkreises Cl.

Wie bei dem Kreis der Fig. 1 entlädt sich, wenn der Impulsgeberkondensator Cl die Zündspannung der Neonlampe Ne2 erreicht, der Impulsgeberkondensator Cl über einen Widerstand R5, wodurch der Schalter-Q2 geschlossen wird und das Signalhorn H mit der zuvor angegebenen Anschlagfrequenz tönt.

Das Bestreben der Signalhornspule L, den Schalter Q2 während einer Vollperiode geschlossen zu halten, wird von dem Bestreben der Anode der Diode D5 begleitet, gegenüber der Kapazität C 4 positiv zu werden. In diesem Falle leitet die Diode D5 Strom über den Widerstand RIO, dessen Spannungsabfall einen zweiten siliziumgesteuerten Gleichrichterschalter Q4 in den leitenden Zustand triggert, so daß der Schalter Q4 und die Diode D5 den induktiven Stromstoß der Signalhornspule L nebenschließen können.

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Claims

Patentansprüche

.J Elektrisches Alarmgerät zur Feststellung eines physikalischen Zustandes, gekennzeichnet durch eine elektrische Alarroeinrichtung, einen gesteuerten Schalter in Reihe zu der Alarmeinrichtung, der eine Steuerung aufweist, eine Energiequelle, die an die Alarmeinrichtung und den Schalter angeschlossen ist, einen zustandsabhängigen Kreis, der an die Schaltersteuerung angeschlossen ist, um den Schalter zu schließen und die Alarmeinrichtung in einer von der Energiequelle abhängigen Art zu betätigen, und eine Impulsgebereinrichtung, die an die Schaltersteuerung zur Impulsspeicherung und Entladung an die Schaltersteuerung angeschlossen ist, wodurch der Schalter geschlossen und die Alarmeinrichtung in einer anderen, von der Impulsgebereinrichtung abhängigen Art betätigt wird, wobei der zustandsabhängige Kreis eine Koppeleinrichtung aufweist, die auf einen Ausfall in diesem Kreis anspricht, um die Impulsgebereinrichtung zu betätigen, und die Alarmeinrichtung ein Ansprechen auf den Zustand und den Ausfall im Kreis unterschiedlich anzeigt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle eine vorbestimmte Frequenz hat und daß die Impulsgebereinrichtung mit einer erheblich unterschiedlichen Frequenz speichert und entlädt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgebereinrichtung einen Widerstand und einen Kondensator mit einer charakteristischen Zeitkonstante aufweist.

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4. Gerät nach Anspruch .3, dadurch gekennzeichnet, daß die Inipulsgebereinrichtung eine Zündvorrichtung aufweist, die den Kondensator und die Schaltersteuerung

, verbindet, wenn der Kondensator auf eine vorbestimmte, den Schalter öffnende Spannung auflädt.
5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle einen Halbwellengleichrichter aufweist.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter aus einem gesteuerten Gleichrichter besteht, der bestrebt ist, bei nicht gleichgerichteten Halbperioden zu öffnen.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung eine Induktivität aufweist, die jeder nicht gleichgerichteten Halbperiode entgegenwirkt, um die Energiezufuhr über den gesteuerten Schalter während der nicht gleichgerichteten Halbperioden aufrecht zu erhalten.
8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine in einer Richtung leitende Vorrichtung, die zwischen die Energiequelle und den Kondensator geschaltet ist, wobei die Schalteinrichtung bei einem Schaltkreisausfall anspricht, um die in einer Richtung leitende Vorrichtung zu der Induktivität der Alarmeinrichtung im Nebenschluß zu schalten und die Induktivität daran zu hindern, die Energiezufuhr über den gesteuerten Schalter aufrecht zu erhalten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zustandsabhängige Kreis eine fotoelektrische'' Vorrichtung und eine Erregerlampe hierfür und die Kopplungseinrichtung ein Relais in Serie zu der Lampe aufweist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais bei einem Schaltkreisausfall einen die Energiequelle mit der Impulsgebereinrichtung verbindenden Kontakt betätigt.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung eine Induktivität aufweist, die jeder nicht gleichgerichteten Halbperiode entgegenwirkt, um die Energiezufuhr über den gesteuerten Schalter während nicht gleichgerichteter Halbperioden aufrecht zu erhalten, und daß eine in einer Richtung leitende Vorrichtung vorgesehen ist, die der Relaiskontakt bei einem Schaltkreisausfall im Nebenschluß zu der Alarmeinrichtungsinduktivität schaltet.
12. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrische Vorrichtung eine Fotozelle aufweist, die gegen die Erregerlampe abgeschirmt ist und die eine von der Lampe beleuchtete Fläche sieht, so daß sie auf Licht anspricht, das von durch ein. Strömungsmittel mitgeführten Partikeln in der beleuchteten Fläche zerstreut wird.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es als mit Wechselstrom betriebener Rauchgasanzeiger ausgebildet ist, der folgende Schaltstufen aufweist: eine Energiequelle, einen Rauchgassensorkreis, einen Alarmkreis und einen Schaltkreisausfall-Hilfskreis, wobei die Energiequelle einen Wechselstrom-Halbwellengleichrichter, der zwischen eine positive und negative Sammelleitung geschaltet ist, und eine Spannungsregeleinrichtung zwischen den Sammelleitungen aufweist, der Rauchgassensorkreis eine Erregerlampe und ein Relais zwischen den Sammelleitungen und eine zwischen die Sammelleitungen geschaltete Fotozelle, die gegen die Erreger-

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lampe abgeschirmt ist und die von der Lampe beletichtete Fläche sieht, der Alarmkreis eine induktive Signalvorrichtung in Reihe mit einem gesteuerten Gleichrichter zwischen den Sammelleitungen aufweist, dessen Steuerelektrode an die Fotozelle angeschlossen ist und auf diese anspricht, um den Kreis über die Signalvorrichtung zwischen den Sammelleitungen zu schließen, und der Hilfskreis eine Diode sowie einen Widerstand und einen Kondensator in Reihe zwischen den Sammelleitungen, die beide eine Zeitkonstante wesentlich größer als die Wechselstrom-Halbperiodendauer haben, und eine Gasentladungszündvorrichtung zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstandes und des Kondensators und der Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters aufweist, und daß der Relaiskontakt eine Stellung hat, in der er die induktive Signalvorrichtung mit dem Kondensator verbindet und die Diode im Nebenschluß zu der induktiven Signalvorrichtung schaltet.

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