DE2328881A1

DE2328881A1 - Feuermeldeanlage

Info

Publication number: DE2328881A1
Application number: DE2328881A
Authority: DE
Inventors: Otto Meier; Andreas Dr Scheidweiler
Original assignee: Cerberus AG
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1974-01-31
Also published as: FI56908C; AU474604B2; DE2328881C3; AU5798773A; ZA734855B; HK55880A; NO137619B; GB1401146A; CA988224A; US3821734A; CH547531A; FI56908B; JPS4970596A; FR2193225B1; FR2193225A1; SE390076B; NO137619C; JPS5617704B2; DE2328881B2

Description

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08. Juni

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CERBERUS AG

M;i nnedor f"

PEUERMELDEANLAGE

Die Erfindung betrifft eine Peuermeldeaiila^e mi: einer iäi r.eritrale zur Spannungsversorgung und Alarir.^ube , ,-απ welche niitidec teritv ein Feuermelder mit, hohem elek t vi. 'hem WiaerBtnnd im Normalzustand und niedrigerem elektrischen, iviier.-.tanci im Alarmfall über Leitungen angeschlossen ±r,t .

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Bei Feue rnieldennltigen der beschriebenen Art befindet tuch die S i {trial :oe nt rale an einem zentralen Ort, wo eine laufende Ueberwachung möglich ist. An diese Signalzeiitrale sinu einzelne Feuermelder, welche sich Teilweise an weit entfernten Orten des zu schützenden Objektes befinden, über manchmal «ehr lange Leitungen angeschlossen. Beispiele für solche Feuermelder sind Ionisationsfeuermelder, optische Flammen- oder Rauchdetektoren, Temperaturmelder oder auf andere Brandfolgeerscheiriungen reagierende Detektoren. Häufig sind auch mehrere derartige Feuermelder parallel über gemeinsame Leitungen an der. bleiche:: Eingang der Signalzentrale angeschlossen.

Bei .Ausbruch eines Brandes ändern sich die elektrischen Eigenschaften der Feuermelder und es tritt eine Sprungart ige Widerstandsabnahme beim Uebergang vom Normalzu:;t-irid in ie.-. Alarmzustand ein. In der Signalzentrale, von welcher die Feuermelder über Versorgungsleitungen ihre Betriebsspannung en.'-.liei., kann in diesem Fall mittels einer .31 romineös-Eir.rich' ;.·ι- ci.'.e erhebliche Stromzur.ahme festgestellt werden, κ·ι;: ::-r .-.j.-irri.ir-ibe benutzt wird.

Die gleiche Wirkung wie die Widerstar.dsabnahrr.e eine- I-Ielaer:; im Alarmfall kann nun ein Kurzschluss am Ende einer langen Versorgungßleitung haben, nämlich dann, wenn der Leitungswiderstand in der Grössenordnung des Melder-Alarir.wi^er:; tandec

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liegt. Auch in diesem Fall tritt eine Widerstandsabnahme mit entsprechender Stromerhöhung ein, welche in der Sipnalzentrale "als Alarm registriert wird, obwohl kein Feueralarm, sondern eine Störung durch Leitungskurzschluss vorliegt.

Es wäre zwar denkbar, diesen Nachteil zu vermeiden, indem die Anlage so ausgeführt wird, dass der Wider;;'.and eier Feuermelder im Alarmfall einen Wert annimmt, der zwischen demjenigen im Ruhezustand und dein maximal mißlichen Kuri.achl i..·.:- Widerstand liegt. Diesem Vorgehen sind jedoch Grenzen gesetzt: Der Alarm-Widerstand der Feuermelder kam, nicht beliebig gross gemacht werden, denn er loII sich vom ge;-,amten Ruhewiderstand aller an den Versorgungsleitungen parallel geschalt et ei· Melder und einem eventuell vorhandenen Widerstand :;nr Rühes t rorr.übei— wachung der Leitungen unterscheiden. Oft wird mich in. Alarmfall eine Glühlampe im alarmierten Melder eingeschaltet, derer, relativ geringer Widerstand praktisch den Alarm-Widers t a::d des Melders darstellt.

Wenn dieser nun in die Gr·' ssenordnung ues n.a :··. imalen Kurzschluss-Widerstandes, d.h. des maximalen Leitungswiderstanaes korr.nr. , tritt ausser dem erwähnten auch noch ein weiterer !lacht eil auf, nämlich dass die eingeschaltete Signallampe in ihre2· Betriebsspannung und daher in ihrer Helligkeit sehr stark von. Leitu'.gswiderstand abhängig wird.

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Andererseits kann der maximal mögliche Kurzschlusswiderstand, d.h. der maximale Leitungswiderstand, ohne untragbare Kostenerhöhung nicht beliebig klein gemacht werden. Gerade bei grossen Feuermeldeanlagen, bei denen die Feuermelder in sehr grossen Entfernungen von der Signalzentrale montiert sind, ergeben sich erhebliche Verteuerungen, wenn nicht Leiter mit geringem Querschnitt, z.B. Telefonkabel, verwendet werden können.

Ziel der Erfindung ist daher die Vermeidung der genannten Nachteile bekannter Feuermeldeanlagen. Ein spezielles Ziel ist die Schaffung einer Feuermeldeanlage, bei welcher auch bei groBsen Leitungslängen mit relativ geringen Leiterquei— schnitten ein alarmierter Feuermelder mit Sicherheit von einem Leitungskurzschluss unterschieden werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die vollständige Ueberwachung der Leitungsführung in einer Feuermeldeanlage bis zum letzten Melder einer Melderschleife und die Auslösung einer Störungsmeldung bei Kurzschluss oder Leitungsbruch, auch bei Feuermeldeanlagen mit sehr grossen Leitungslängen. Eine weitere, mit der Erfindung gelöste Aufgabe ist es, einen Feuermelder mit einer Alarmzeigelampe zu schaffen, welche im Alarmfall eine van der Leitungslänge nahezu unabhängige Spannung erhält.

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signalzentrale den Strom im Alarmfall auf einen bestimmten Wert begrenzt, dass die Feuermelder Bauelemente in einer solchen Art und Anordnung aufweisen, wodurch der elektrische Widei— stand der Feuermelder im Alarmfall bis zu diesem Begrenzungsstrom grosser ist als ein bestimmter Widerstandswert, dass die Feuermelder oberhalb dieses Begrenzungsstromes einen elektrischen Widerstand unterhalb dieses bestimmten Widerstandswertes aufweisen und dass die Signalzentrale eine Einrichtung zur Bestimmung und Auswertung des Spannungsabfalls am Anschlusspunkt der zu den Feuermeldern führenden Leitungen und eine Einrichtung zur wenigsten zeit weisen Erhöhung des Leitungsstromes aufweist, wenn die Auswertung in der Signalzentrale ergibt, dass der Spannungsabfall beim Begrenzungsstrom einen bestimmten Spannungswert, ^ber:.; tei^t .

Ideal ist es natürlich, wenn die Spannungs-S^romcharakteris'ik der Feuermelder so ausgebildet ist, dass sie in einem gewissen Bereich vollkommen eben verläuft, d.h. d-iss die Feuermelder in diesem Strombereich eine iJpFinnunr/j^.ir t igung aufweisen und der differentielle Wi iers. ' and null wird. Dadurch kann zusätzlich gewährleistet werde;,, ,lass im Melder eine von der Leitungslänge unabhängige Spannung :-\«r Verfügung steht, an welche die Signalanzeigfc-G-lühluPiper, anpe.. ei. lossen

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werden können. Dadurch werden die bekannten Schwierigkeiten wegen der ausserordentlichen Spannungsabhängigkeit des Lichtstromes und der Lebensdauer von Glühlampen ausgeschaltet.

Zweckmässigerweise ist die in der Signalzentrale zwischen dem Auswerteteil, welcher eine Einrichtung zur Spannungsversorgung, einen Stromdetektor zur Alarmgabe und eine Einrichtung zur Spannungsbestimmung aufweist, und den Anschlussklemmen für die Leitungen angeordnete Einrichtung zur Strombegrenzung so ausgebildet, dass der BegrenzunRüKtrom, welcher noch von der Versorgungsspannung abhängen kann, in dem Bereich der Spannungs-Stromcharakteristik der Feuermelder liegt, wo die Steigung d.h. der differentielle Widerstand möglichst klein ist, d.h. die Kurve möglichst eben verläuft. Die Einrichtung zur Spannungsbestimmung an den Anschlussklemmen ist in diesem Fall so ausgebildet, dass sie ein Störungssignal liefert, wenn die Spannung beim Begrenzungsstrom,unter die Melderspannung sinkt, und dass sie ein Alarmsignal liefert, wenn die Klemmenspannung zwischen dieser Melderspannung und der Versorgungsspannung liegt, gegebenenfalls in Kombination mit dem Stromdetektor der Signalzentrale.

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Eine weitere zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung ergibt eich dann, wenn die Anlage so ausgebildet wird, dass nicht nur eih Alarm und eine Störung durch Leitungskurzschluss signalisiert werden können, sondern zusätzlich noch ein Leitungsunterbruch. Dies kann zusätzlich durch die an sich bekannte Massnahme erfolgen, dass hinter dem letzten Melder ein Endglied vorgesehen ist, durch welches ein Ueberwachungsstrom flieset. Um jedoch eine weitere Begrenzung der Anlage wegen der Notwendigkeit eines weiteren Ueberwachungsstromniveau zu vermeiden, ist das Endglied zweckraäsaigerweise so gestaltet, dass es die Leitungen impulsweise belastet. Da dadurch ein Ruhegleichstrom zur Ueberwachung der Melderleitung nicht notwendig ist, kann in diesem Fall der Alarmstrom der Feuermelder bei gleichem Sicherheitsabstand sehr viel geringer sein als bei bekannten AnI'igen mit Ruhestromüberwachung.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert Es zeigen Fig. 1 das Schema einer Feuermeldeanlage, Fig. 2 die Spannungs-Stromcharakteristik eines Feuermelders, Fig. die Schaltung eines Feuermelders, Fig. 4 die Schaltung eines anderen Feuermelders, Fig. 5 das Schaltschema einer Signalzentrale, Fig. 6 die Schaltung eines Leitungeendglieri··,., Fig. 7 das Prinzip-Schema eines Alarmdetektors.

Fig. 1 zeigt das Schema einer Feuermeldeanlage mit einer Signalzentrale 1, an die über die Leitungen L₁, Lp einzelne

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Feuermelder angeschlossen sind. In dem dargestellten Beispiel ist in der Nähe der Anschlussklemmen der Leitungen zunächst ein Feuermelder F-, und über lange Leitungen mit einem Leitungswiderstand R-^ ein zweiter Feuermelder F2 parallel dazu angeschlossen. In der Signalzentrale 1 befindet sich eine Einrichtung zur Spannungsversorgung V, welche den einzelnen an den Ausgang angeschlossenen Feuermeldern eine bestimmte Versorgungsspannung liefert.

Im Normalfall, d.h. wenn die angeschlossenen Feuermelder nicht durch einen Brand beeinflusst werden, haben sämtliche Melder einen relativ hohen Widerstand (vgl. Gerade D_n: Fig. 2), so dass in den Leitungen Lj_ und L₀ nur ein geringer Ruhestrom fliesst. Wenn jedoch Brandfolgeerscheinungen auf einen der Melder einwirken, so schaltet dieser in den Alarmzustand, und es ändert sich dessen Widerstand plötzlich und in den Leitungen fliesst ein höherer Strom. Die Signalzentrale enthält eine Einrichtung zur Strombegrenzung 3, welche den Strom nur bis zu einem maximalen Wert I_m ansteigen lässt. Das Vorhandensein dieses Stromes wird in der Signalzentrale mittels eines Stromdetektors 2 festgestellt, welcher einerseits eine Alarm- und Signaleinrichtung Ό steuert und einen Alarm auslöst. Gegebenenfalls wird gleichzeitig oder mit einer gewissen Verzögerung eine externe Alarmeinrichtung A betätigt. An die Anschlussklemmen ist weiterhin SpannungG-detektions-Einrichtung 4 angeschlossen.

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Erfindungsgemäss werden nun Feuermelder mit einer bestimmten Spannungs-Stromcharakteristik verwendet. Fig. 2 zeigt die Charakteristik eines Ausführungsbeispieles eines Feuermelders und erläutert die Wirkungsweise der Erfindung anhand der Charakteristik. Bei der in Figur 2 dargestellten Spannungs-Stromcharakteristik D_a eines Feuermelders im Alarmzustand steigt zunächst die am Feuermelder abfallende Spannung mit dem Strom. Bei grösseren Strömen läuft die Kurve jedoch auf ein relativ ebenes, fast waagrechtes Teilstück ein. Die Neigung ist in diesem Bereich so schwach, dass von einer Sättigungsspannung Ug gesprochen werden kann. Der Strom l_m ist der Strom, der durch die Strombegrenzungseinrichtung 3, Fig. 1, in der Signalzentrale automatisch begrenzt wird.

Zieht man durch den Schnittpunkt der durch I_m gegebenen Vertikalen und der Charakteristik D_a des Feuermelders Geraden mit verschiedenen Neigungen, so stellen diese das Verhalten des erfindungsgemässen Systems bei verschiedenen Leitungswiderständen dar. Dabei bedeutet eine relativ schwach geneigte Gerade einen kleinen Leitungswiderstand R_L<^ , eine stärker geneigte Gerade jedoch einen grösseren Leitungswiderstand R, » . Der Schnittpunkt diener Widerstands-Geraden mit der Ordinate gibt die Aufteilung der gesamten Versorgunsspannung U_v nach Meldersparmung U-q, Spannungsabfall an den Leitungen U-^ und Spannungsverlust in der Zentrale Uc wieder.Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die an den Klemmen

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der Signalzentrale auftretende Spannung \J^ = U-q + Ut für alle endlichen Leitungswiderotände R^ grosser als die Sättigun^sspannung Ug der Feuermelder sein wird.

Die Spannungs-Stromcharakteristik eines Leitungskurzschlusses ist von der eines erfindungsgemässen Feuermelders sehr verschieden. Ein solcher Fall ist in Fig. 2 durch die relativ flach verlauf ende,, einem kleinen Kurzschlusswiderstand entsprechende Gerade K wiedergegeben. Man erkennt, dass die durch den Schnittpunkt der Geraden K mit der Vertikalen I_m gezogenen Geraden, welche dem Leitungswiderstand, z.B. R^ entsprechen, für einen grossen Widerstandsbereich die Ordinate unterhalb der Sättigungsspannung Uo schneiden. Das bedeutet, dass im Fall eines Kurzschlusses am Eingang der Signalzentrale eine Messspannung U™ auftritt, welche unterhalb der Sättungsspannung der Feuermelder liegt. Durch die Beobachtung der Klemmenspannung in der Si~nalzentrale mittels einer geeigneten Einrichtung 4 (Fig. l) kann also festgestellt werden, ob es sich bei einer eingetretener. Veränderung de:: Systems um ein Ansprechen eines Feuermelders, also einer. echten Feueralarm, handelt oder um einen Leit.urii.-.ikui-K.-jchlui-::, je nachdem, ob die Messspannung U»„ grosser ist als die Sättigungsspannung Ug der Feuermelder oder kleiner. Es wird bemerkt, dass das beschriebene Verfahren bis zu Leitungswiderständen, welche Rq. = tgy in Fig. 2 entsprechen, brauchbar ist

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Aus Figur 2 ist ebenfalls ersichtlich, dass I zweckmässigei— weise möglichst klein gewählt wird. Auf diese Weise erhält man einen grossen Bereich von Leitungs-Widerstandswerten, innerhalb dessen die Unterscheidung von Kurzschluss und Alarm möglich ist.

Mit den beschriebenen Massnahmen wird erreicht, dass für die Alarmauswertung zunächst mit einem kleine Strom I_m gearbeitet wird, um wie beschrieben über einen möglichst grossen Leitungswiderstandsbereich Alarm von Kurzschluss unterscheiden zu können. Nach festgestelltem Alarm wird nun von der Signalzentrale aus der Strom für den Betrieb der Anzeigelampe impulsweise auf den Alarmotrom I_a erhöht. Da in diesem Bereich die Charakteristik sehr flach verläuft, also der dif feretitielle Widerstand klein ist , kann erreicht werden, dass für den Betrieb der Alarmzeigelampe ein genügender Strom, d.h. eine grössere Leistung nur Verfügung steht.

Aus der Grosse der beobachteten Klemmspannung U^ kann darüber hinaus der Kurzschluss lokalisiert werden, da die Klemmenspannung ein Mass für den Leitungswiderstand bis zum Kurzschlussort ist. Das gleiche gilt für die Lokalisierung eines angesprochenen Feuermelders, wenn mehrere Feuermelder mit verschiedenen Leitungslängen an die Signalzentralen angeschlossen sind. Auch hierbei gibt die sich einstellende

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Klemmenspannung einen Hinweis über den Lei tunguwiderGtand bis zum Feuermelder, d.h. über den Ort des Brandet;.

Die Spannungsdetektions-Einrichtung 4 steuert, wie in Pig. I dargestellt, die Auswerte- und Signaliaations-Einrichtung 5 in geeigneter Weise, so dass die Auslösung eines Alarmes durch den Stromdetektor 2 unterbunden wird, wenn die vom Spannungsdetektor 4 beobachtete Klemmenspannung unterhalb der Schwellenspannung Uo der Feuermelder liegt. Unter Umständen kann auch auf einen Stromdetektor zur Alarmauslösung verzichtet werden, wenn z.B. durch geeignete Wahl des Begrenzungsstromes I_m sichergestellt ist, daj:: bei Alarmierung eines beliebigen Melders immer eine Aenderung der Klemmenspannung stattfindet; der Spannungsdetektor allein übernimmt dann zusammen mit der Auswerte-Einrichtung 5 die Signalisation von Alarm und Störung (Kurzschluss).

Ausser den beschriebenen M^ssnahmen zur Meldung einer Störung infolge Kurzschluss der Leitungen kann auch in bekannter Weise zusätzlich ein Leitungsunterbruch delektiert, werden, und zwar wie in Fig. 1 dargestellt, durch Anschalten eines Leitungsgliedes E hinter dem letzten Feuermelder der Melderschleife.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lonisat ion;:; f euermelders, welcher die für das Funktionieren der Anlage erforderliche Stromspannungscharakteriütik aufweist. Zwischen

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den Speiseleitungen 10 und 11 sind ir. oerie je eine der Aussenatmosphäre zugängliche Ionisationskammer 1? mit zwei .Elektroden und einem radioaktiven Präparat, sowie eine weitgehend geschlossene Ionisationskammer 1'5, ebenfalls mit zwei Elektroden und einem radioaktiven Prüparett , geschaltet. Bei Eindringen von Rauch oder Brandaerosol in die Ionisationskammer 12 ändert sich bekanntlich deren Widerstand, so dass sich der Spannungsabfall über der offenen Ionisationskammer erhöht und sich die Spannung am Verbindungspunkt beider Ionisationskammern 14 verschiebt. Dieser Verbindungspunkt 14 ist mit der Steuerelektrode (Gate) eines Feldeffekttransistors 15 verbunden, dessen Quellenelektrode (Source) mittels des aus den Widerständen 16 und 17 bestehenden Spannungsteilers vorgespannt ist, während die Senkenelektrode (Drain) einen elektronischen Schalter steuert. Dieser besteht aus zwei komplementären Transistoren 18 und 19 in Flip-Flop-Schaltung mit den zugehörigen Kollektorwiderständen 20,21,22 und 23 sowie den Basiskondensatoren 24, 25. Wenn nun die Gatespannung des Feldeffekttransistors 15 die Schwellenspannung überschreitet, so kippt die Flip-Flop-Schaltung und der Transistor IS wird leitend, so dass an den Widerständen 2? und 2", eine Spannung erscheint, .

Parallel zu diesen Widerständen liegt die Serieschaltung einer Alarmzeigelampe 26 und der Kollektoremitterpfad eine:; weiteren Transistors 21. Da die Basisspannung

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diolen .Ίν.·ι.πι·.ϊΐ)1θΓί3 .''V durch eine Zerierdiode PB kon:; t.nri t. gehalten wird, bildet sich zwischen den Leitungen IU und 11 eine vom fliessenden Strom weitgehend unabhängige konstante Spannung aus.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ionisationsfeuermelders dargestellt. Wiederum sind zwei Ionisationskammern 30 und 31 in Serie an Speiseleitungen 3? und 33 geschaltet; deren Verbindungspunkt ist wiederum mit der Steuerelektrode eines Feldeffekttransistor;; 34 verbunden, dessen Quellenelektrode an einem aus den Widerständen 35 und 36 gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist. Uebersteigt die Steuerspannung des Feldeffekttransistors 34 dessen Schwellenwert, so wird dieser leitend und von der Senkenelektrode fliesst über die Widerstände 37» 38 und Z „' ein Strom. Die Senkenelektrode des Feldeffekttransistors 34 ir;', wiederum, mit der Basis eines Transistors 40 verbunden, v/elcher mit einem weiteren Transistor 41 eine Flip-Flop-Scr.altung bildet. Sobald der Feldeffekttransistor 34 schaltet, wird auch Transistor 40 leitend, und es fliesst ein Strom durch Widerstand 42, Transistor 40 sowie die Widerstände 38 und 39· Bei einem bestimmten Spannungsabfall über den Widerständen 38 und 39 wird auch ein mit der Basis an den Verbindungspunkt dieser Widerstände und mit dem Kollektor an den Verbindungspunkt der Widerstände 37 und 38 angeschlossener Transistor 43 leitend und ebenfalls ein folgender Transistor 44, in dessen

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Kollektorpfad die Alarm:,oigelampe Ab liegt. Die Spannung über den Widerständen J>l^J und 19 wird nun durch Transistor konstant gehalten, indem er zusätzlich fliessenden Strom über seine Kollektor-Emitterstrecke ableitet.

Transistor 43 und die Widerstünde "58 und 39 stellen demnach eine Ersatzschaltung für eine verlustbeiiaJ'iete Zenerdiode dar und könnten in WirklicLkeit auch durch eine Zenerdiode mit ; iirallelgeschaltetem Widerstund ersetzt werden. Ebenfalls, wie bei dem vorher beschriebenen Ιογ.:;ιη1 ion:: feuermelder, zeigt also auch dieser Ionisationsfeuermelder eine opannungssätt igung der Spannung!.·-o tromcha rk teri;" 1 i k .

Aehnliche Sparmungs —St ronichfir'ikteriL-¹ iken können auch bei Feuern,eidern mit völlig andersartigen Fülllerelementen anstelle von Ionisationskammern erzeugt werden. I) :;m ist es lediglich nötig, dass beim Umkippen der Schaltung in den Alarmzustand eine äquivalente Kon.31 ar. ■ . f annuiifo quelle , z.B. eine Zenerdiode oder eine Ersat:;^chalung mit gesteuertem Transistor oder eine andere dem Pachn.anr. bekannte Konstantspannungsquelle vorgesehen ist.

Die Verwendung einer Konstantspannungsquelle hat den weiteren Vorteil, dass bei Parallelschaltung mit einer Anzeigevoi— richtung, z.B. einer Glühlampe, deren Spannung weitgehend unabhängig von der Versorgungsspannung wird, wodurch eine gleichbleibende Anzeigequali t .^;i' gewiihrlei, ',et ilI , \mabhangig

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von Leitungswiderstand bzw. Leitungslänge.

In Pig. 5 ist die Schaltung einer Signalζentrale dargestellt, an "welche an den Anschlussklemmen 62 und 63 Feuermelder der beschriebenen Art über Leitungen angeschlossen werden können. An den Klemmen 62 und 63 ist ein aus den Widerständen 55 und 56 bestehender Spannungsteiler angeschlossen, wobei der Verbindungspunkt beider Widerstände mit der Basis eines Transistors 53 verbunden ist, in dessen Emitterpfad eine Zenerdiode 57 und in dessen Kollektorpfad ein Widerstand 58 angeordnet ist. Im Normalzustand, d.h. wenn weder eine Störung durch Kurzschluss noch ein alarmierter Melder vorliegt, ist die an den Klemmen liegende Spannung U™ etwa gleich der an der Klemme 64 angeschlossenen Versorgungsspannung Uir, welche von einem Netzteil oder von einer Batterie geliefert werden kann. Die Zenei—Spannung der Zenerdiode 57 ist so gewählt, dass der Spannungsabfall am Widerstand 56 für eine Klemmenspannung Uj^ , welche grosser ist als die Schwellenspannung Ug der Feuermelder, ausreicht, um Transistor 53 leitend zu machen. Ueber Widerstand 58 tritt am Kollektor dieses Transistors eine' Signalspannung auf, welche dem Eingang eines UND-Tores 59 zugeführt wird und gleichzeitig mit einer Störungssiganlisierungs-Vorrichtung verbunden ist, welche ein Signal abgibt, sobald der Transistor 53 gesperrt wird, d.h. die Klemmenspannung unter die Schwellenspannung der Feuermelder cinkt.

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Zwischen Klemme 62 und Anschlussklemme 64 für die Versorgungsspannung liegt der Kollektor-Emitterpfad eines Transistors 46 in Serie mit einer Diode 49 und einem Widerstand Transistor 46 ist über Widerstand 54 zunächst voll ausgesteuert Wenn zwischen den Klemmen 62 und 64 eine Potentialdifferenz auftritt, z.B. infolge Ansprechens eines Feuermelders oder eines Kurzschlusses, so fällt am Widerstand 52 eine Spannung ab. Parallel zu diesem Widerstand 52 ist nun die Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors 47 geschaltet, dessen Kollektor über eine Diode 50 mit der Basis des Transistors 46 verbunden ist. Fliesst nun durch den Widerstand ein bestimmter Strom, so wird Transistor 47 leitend. Dadurch wird ein Teil des Basisstroms des Transistors 46 abgeleitet und damit einer weiteren Erhöhung des über Transistor 46 fliessenden Stromes entgegengewirkt. Dies hat zur Folge, dass zwischen den Klemmen 62 und 64 ein konstanter Strom fliesst. Die beiden Transistoren 46 und 47 wirken also als Strombegrenzer im Sinne der Einrichtung 3 in Fig. 1. Gleich— zeitig ist der Kollektor des Transistors 47 mit dem anderen Eingang des UND-Tores 59 verbunden. Wenn der Transistor 47 also leitend ist und gleichzeitig die Klemmenspannung Ujv] grosser als die Schwellenspannung Ug der Feuermelder ist, erhalten beide Eingänge des UND-Tores ein Signal und die Alarmeinrichtung 60 wird ausgelöst.

P rallel zum Widerstand 52 ist die Kollektor-Emitterstrecke eines weiteren Transistors 48 in Serie mit einem Widerstand

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geschaltet. Die Basis dieses Transistors 48 wird von'einem Impulsgeber 76 angesteuert. Sobald ein Alarmsignal eintrifft, wird der Transistor 48 impulsweise auf Durchgang gesteuert, so dass sich der Gesamtwiderstand zwischen den Klemmen 62 und 64 impulsweise ändert. Auf diese Weise ändert sich die Strombegrenzung ebenfalls impulsweise, so dass bei einem alarmierten Melder der Strom der Anzeigelampe ebenfalls einen impulsförmigen Verlauf annimmt, d.h. im Blinkbetrieb arbeitet. Die Anzeige ist dadurph erheblich deutlicher und auffälliger als bei einem Gleichstrombetrieb und zudem ergibt sich eine Reduktion der verbrauchten Leistung.

Feuermeldeanlagen mit einer Signalzentrale gemäss Fig. 5 und daran angeschlossenen Feuermeldern mit geeigneter Spannungs-Stromcharakteristik erlauben es zwar, bis zu sehr grossen Leitungslängen einen Alarm sicher von einem Kurzschluss in den Leitungen an beliebiger Stellung sicher unterscheiden zu können, jedoch nicht den Unterbruch der Leitungen an einer beliebigen Stelle.

Um auch diese Störung in einer Feuermeldeanlage mit langen Leitungen sicher erfassen zu können, ist es zweckmässig, hinter dem letzten Feuermelder zwischen den Leitungenein Endglied E (Fig. l) anzuschliessen, welches bei Eintreffen einer Speisespannung die Leitungen impulsmässig belastet.

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Dadurch kann die Messung des Ruhesignales mit dem gleichen Stromdetektor wie für einen Alarm vorgenommen werden, indem das dort entstehende Signal noch zusätzlich wechselspannungs- oder impulsmäsBig ausgewertet wird und die Alarmauswertung bo verzögert wird, dass sie auf die kurzen Endglied-Pulse nicht anspricht.

Fig. 6 zeigt die Schaltung eines solchen aktiven Leitungsendgliedes. Zwischen den Speiseleitungen 65 und 66 liegt die Serieschaltung eines Widerstandes 67t eines Kondensators 68, eines Vierschicht-Halbleiters 69 mit zwei Steuerelektroden und eines Widerstandes 70. .Parallel dazu liegen einerseits die Serieschaltungen eines Widerstandes 71 und eines Widerstandes 72 und anderseits die eines Widerstandes 73» eines Kondensators 74 und eines Widerstandes 75· Der Verbindungspunkt von Widerstand 73 und Kondensator 74 ist mit einer der Steuerelektroden des Vierschicht-Halbleiters 69 verbunden, während der Verbiiidungspunkt von Kondensator 68 und Vierschicht-Halbleiter 69 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 71 und 72 verbunden ist. Infolge der wechselseitigen Aufladung der Kondensatoren 68 und 74 wird der Halbleiter 69 impulsweise geöffnet und wieder geschlossen.

Falls die Leitungen L-j_ und L2 vom Endglied E bis zur Signalzentrale intakt sind, so erreichen die von dem Endglied E erzeugten Impulse den Eingang 62, 63 der Signalzentrale und werden durch die Transistoren 46 und 47 verstärkt.

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Vom Emitter des Transistors 47 werden die eintreffenden Impulse über einen Kondensator 78 einer Impuls-Detektions-Einrichtung 77 zugeleitet, welche der Störungsmeldereinrichtung 61 ein Störungssignal übermittelt, wenn keine Impulse beim Impuls-Detektor 77 eintreffen. Dadurch kann in der Signalzentrale festgestellt werden, ob am Endglied eine Versorgunsspannung angekommen ist. Dies bedeutet, dass die Leitungen bis zum letzten Feuermelder intakt sein müssen und keinen Unterbruch aufweisen können.

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Die Erfindung wurde anhand von Ionisatione-Feuermeldern beschrieben. Ee sei bemerkt, dass sich der Brfindungsgedanke jedoch ebensogut bei jeder anderen Art von Alarmdetektoren verwirklichen lässt, z.B. bei Flammen-, Rauch-, Temperaturmeldern oder ähnlichen Detektoren. In Fig. 7 ist ein Prinzip-Schema eines solchen Detektors wiedergegeben. Ein Alarmeehalter 3 (a) liegt in Serie mit einem Widerstand R^ zwischen zwei Speiseleitungen L^ und Lg. Der Alarmschalter S (a) entspricht in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen den Ionisationskammern mit angeschlossenem Feldeffekttransistor und durch diesen gesteuerter elektronischer Schaltstufe. Im Normalfall, d.h. wenn kein Feuer vorhanden ist, ist der Alarmschalter S (a) geöffnet, so dass zwischen den Leitungen L-^ und Lp im Idealfall fein Strom fliesst. In der Praxis weist der Alarmschalter jedoch auch im geöffneten Zustand stets einen gewissen, wenn auch sehr grossen Ruhewiderstand auf,· welcher in Fig. 7 durch den Parallel-Widerstand R^ wiedergegeben ist. Im Alarmfall wird der Schalter S (a) geschlossen und der Widerstand R™ überbrückt, so dass durch den Widerstand Ra ein Alarmstrom zwischen den Leitungen L, und L„ fliesst.

Erfindungsgemäsß ist nun parallel zu diesem Alarmwiderstand Ra ein weiterer Strompfad angeordnet. Dieser enthält einen

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etromempfindlichen Schalter S (l) in Serie mit einem weiteren Widerstand R^. Dieser stromempfindliche Schalter S (i) wird automatisch geschlossen, wenn der Alarmstrom durch den Alarmwideretand R^ einen bestimmten Stromwert überschreitet. Dadurch wird durch die Parallel-Schaltung der Widerstände R. und R_ der Widerstand zwischen den Leitungen L, und L herab-

Xi · X <£

gesetzt. In der Spannungs-, Strom-Diagramm des Alarmdetektors kommt dies dadurch zunAusdruck, dass die Charakteristik oberhalb des Schaltstromes des stronjempf indlichen Schalters S (i) einen Knick aufweist. Auf diese Weise kann der anhand von Pig. 2 erläuterte Verlauf der Spannungs-, Stromcharakteristik erzeugt werden. Es sei noch bemerkt, dass die Widerstände

Rt. -R₄ und R„ keine linearen Widerstände zu sein brauchen. Jj A N

Im Gegenteil ergeben sich häufig günstigere Verhältnisse, d.h. ein besserer Verlauf der Charakteristik, wenn diese Widerstandselemente bestimmte nichtlineare Eigenschaften aufweisen. So ist es beispielsweise zweckmässig, den Parallel-Widerstand R_T als Parallel-Schaltung einer Zenerdiode mit einer·Anzeigelampe auszubilden. Auf diese Weise lässt sich eine möglichst flache Charakteristik hervorrufen.

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Claims

O O O O 1

Patentansprüche ^ ^ -

1.JFeuermeIdeanlage mit einer Signalzentrale zur Spannungsversorgung und Alarmgabe, an welche mindestens ein Feuermelder mit hohem elektrischem Widerstand im Normalzustand und niedrigerem elektrischem Widerstand im Alarmfall über Leitungen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalzentrale den Strom im Alarmfall auf einen bestimmten Wert (I ) begrenzt, dass die Feuermelder Bauelemente

in einer solchen Art und Anordnung aufweisen, wodurch der elektrische Widerstand der Feuermelder im Alarmfall bis zu diesem Begrenzungsstrom (I ) grosser ist als ein bestimmter Widerstandswert, dass die Feuermelder oberhalb dieses Begrenzungsstromes (I ) einen elektrischen Widerstand unterhalb dieses bestimmten Widerstandswertes aufweisen und dass die Signalzentrale eine Einrichtung zur Bestimmung und Auswertung des Spannungsabfalles am Anschlusspunkt der zu den Feuermeldern führenden Leitungen und eine Einrichtung zur, wenigstens
zeitweisen, Erhöhung des Leitungsstromes aufweist, wenn die Auswertung in der Signalzentrale ergibt, dass der Spannungsabfall beim Begrenzungsstrom (I ) einen bestimmten Spannungswert (U ) übersteigt.
s

2. Feuermeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuermelder eine Spannungsstromcharakteristik aufweisen, welche in einem bestimmten Strombereich oberhalb des Begrenzungsstromes einen angenähert stromunabhängigen Sättigungswert besitzt.

3. Feuermeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuermelder einen Detektor zur Feststellung
eines Brandes aufweisen, welcher eine Schalteinrichtung

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steuert, die im Alarmfall einen Strompfad mit niedrigem Widerstand zwischen die Leitungen schaltet.

4. Feuermeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuermelder weiterhin eine Einrichtung zur Stromdetektion im Strompfad aufweisen, welche oberhalb eines bestimmten Stromes weitere Bauteile, darunter ein visuelles Anzeigeorgan, zwischen die Leitungen schaltet.

5. Feuermeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Branddetektor eine der Aussenluft zugängliche Ionisationskammer aufweist, deren Widerstand sich bei Eindringen von Rauch oder Brandaerosol erhöht, und dass die Schalteinrichtung einen Feldeffekttransistor aufweist, dessen Eingangsspannung vom Spannungsabfall über der Ionisationskammer gesteuert wird.

6. Feuermeldeanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldeffekttransistor einen elektronischen Schalter steuert, welcher im Alarmfall einen Strompfad öffnet.

7. Feuermeldeanlage nach den Ansprüchen 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet/ dass die weitere Einrichtung zur Stromdetektion im Strompfad einen Transistor aufweist, dessen Kollektor-Emitterstrecke in Serie mit der visuellen Anzeigeeinrichtung liegt, und welcher leitend wird, wenn der Strom im Strompfad einen bestimmten Wert überschreitet.

8. Feuermeldeanlage nach den Ansprüchen 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die visuelle Anzeigeeinrichtung eine Glühlampe aufweist.

9. Feuermeldeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung des stromunabhängigen Teiles der Spannungs-Stromcharakteristik eine Zenerdiode vorgesehen ist.

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10. Feuermeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalzentrale eine Einrichtung zur Detektion der Spannung an den Leitungsanschlussklemmen aufweist.

11. Feuermeldeanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsdetektionseinrichtung ein Störungssignal auslöst, wenn die Klemmenspannung bei Auftreten des Begrenzungsstromes in den Leitungen kleiner als eine bestimmte Schwellenspannung ist, und dass Alarm gegeben wird, wenn sie grosser als diese Schwellenspannung ist.

12. Feuermeldeanlage nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellenspannung gleich dem Sättigungswert der Spannungs-Stromcharakteristik der Feuermelder ist.

14.5.1973
GP/If

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