DE2611692C3

DE2611692C3 - Glass break detector for quiescent current alarm systems

Info

Publication number: DE2611692C3
Application number: DE19762611692
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6700 Ludwigshafen Karger
Original assignee: Wekatronik Sicherungssysteme 6700 Ludwigshafen GmbH
Current assignee: Wekatronik Sicherungssysteme 6700 Ludwigshafen GmbH
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2611692B2; DE2611692A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Glasbruchmelder für Ruhestrom-Alarm-Anlagen, wobei an der zu sichernden Scheibe ein Schwingungswandler angebracht ist und an den Schwingungswandler ein Frequenzfilter angeschlossen ist, dessen Schwingungen über eine Verstärkerschaltung verstärkt sind.The invention relates to a glass break detector for quiescent current alarm systems, where to be secured Disk a vibration transducer is attached and a frequency filter is connected to the vibration transducer whose vibrations are amplified via an amplifier circuit.

Es ist bekannt, daß sich der Bruch einer Glasscheibe im wesentlichen in zwei Phasen aufteilen läßt. In der ersten Phase, die mit dem Anbruch der zunächst noch intakten Glasscheibe identisch ist, wird infolge der hohen aufgewendeten mechanischen Energie im ersten Augenblick der Zerstörung ein kurz andauerndes mechanisches Schwingungsgemisch hoher Amplitude erzeugt. Unmittelbar danach beginnt die weitere Zersplitterung des Glases, die sich unter wesentlich geringerem Energieaufwand vollzieht. In dieser zweiten Phase ist daher die Amplitude der entstehenden Schwingungen entsprechend geringer. Entscheidend ist jedoch, daß die zweite Phase, abhängig von der Grö3e, Dicke und Beschaffenheit der Glasscheibe, wenigstens um dem Faktor 10 langer andauert als die Phase 1. Die Frequenzen der Schwingungen, die in beiden Phasen entstehen, reichen vom hörbaren Bereich mit abnehmender Amplitude bis hin zu einigen Megahertz. In der Praxis hat sich der Bereich zwischen etwa 150 und 200 Kilohertz zur Auswertung bewährt. Darunter lassen sich Schwingungen zu leicht künstlich nachbilden, während darüber die mit wirtschaftlichen Mitteln erzielbare elektrische Schwingungsamplitude einen zuIt is known that the breakage of a pane of glass can essentially be divided into two phases. In the first phase, which is identical to the opening of the initially still intact glass pane, is due to the high mechanical energy expended in the first instant of destruction a short-term one mechanical vibration mixture of high amplitude generated. Immediately afterwards the next one begins Shattering of the glass, which takes place with significantly less energy. In this second Phase, the amplitude of the resulting vibrations is correspondingly lower. What matters is however, that the second phase, depending on the size, thickness and nature of the glass pane, is at least lasts by a factor of 10 longer than phase 1. The frequencies of the vibrations that occur in both phases arise, range from the audible range with decreasing amplitude to a few megahertz. In the In practice, the range between around 150 and 200 kilohertz has proven itself for evaluation. Leave underneath oscillations are too easy to reproduce artificially, while those with economic means are too easy to reproduce achievable electrical oscillation amplitude one to

ίο geringen Wert besitztίο has little value

Es ist ein Glasbruchmelder bekannt (GB-PS 14 02 530), bei dem die beiden Phasen eines Glasbruches für das Alarmsignal herangezogen !werden, wobei eine logische Verknüpfung der beiden Pjhasen erfolgt. Beim Ansprechen des Schwingungswandlers auf den charakteristischen Frequenzbereich wird die Schaltung durchgesteuert und das Verstärkungsprodukt mit dem Sollwert verglichen, wobei bei Überschreiten des Sollwerts das Alarmsignal ausgelöst wird. DieseThere is a glass break detector known (GB-PS 14 02 530), in which the two phases of a broken glass can be used for the alarm signal, with the two phases being logically linked. At the The circuit will respond to the vibration transducer in the characteristic frequency range controlled and the gain product compared with the target value, with the exceeding of the The alarm signal is triggered. These

2n bekannte Schaltung arbeitet in der Bereitschaftsstellung nur, wenn gleichzeitig auch ein entsprechender Ruhestrom fließt. Dies ist auch bei einem anderen bekannten Glasbruchmelder (GB-PS 14 15 498) der Fall, indem in den einzelnen Stufen ein Ruhestrom fließt. Diese bekannten Glasbruchmelder sind insofern nachteilig, als sie nur mit einem beachtlichen schaltungstechnischen Aufwand verwirklicht sind und insbesondere im Ruhezustand ein Betriebsstrom fließt. Dieser Ruhestrom macht es aber unmöglich, ein solches Gerät ohne zusätzlich herangeführten Betriebsstrom in eine der üblichen, mit einem Endwiderstand abgeschlossenen Meldelinien einzufügen.2n known circuit only works in the standby position if there is also a corresponding quiescent current at the same time flows. This is also the case with another known glass break detector (GB-PS 14 15 498), in that in a quiescent current flows through the individual stages. These known glass break alarms are disadvantageous in that they are only implemented with a considerable amount of circuitry and, in particular, in Idle state an operating current flows. This quiescent current makes it impossible to use such a device without additionally brought operating current into one of the usual, terminated with a terminal resistor Insert reporting lines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glasbruchmelder so auszubilden, daß bei einer logisehen Verknüpfung der beiden Phasen des Glasbruches im Wartezustand Stromverbrauch vermieden wird.The invention is based on the object of designing a glass breakage alarm so that one can see logis Linking the two phases of glass breakage in the waiting state power consumption is avoided.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die im Wartezustand stromlose Verstärkerschaltung durch eine Regelspannungserzeugung und Rückführung zu den Basisanschlüssen der Halbleiter der Verstärkerschaltung diese hystereseartig für eingangsseitige Wechselspannungen mit geringer Amplitude sensibilisiert.This object is achieved according to the invention in that the amplifier circuit which is currentless in the waiting state by generating a control voltage and returning it to the base terminals of the semiconductors of the Amplifier circuit this hysteresis-like for input-side AC voltages with a low amplitude sensitized.

Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daßThe invention has the particular advantage that

4^r> ein Glasbruchmelder geschaffen wird, der eine hohe Betriebssicherheit besitzt und ohne zusätzliche Stromversorgungsleitungen in theoretisch unbegrenzter Anzahl an eine einzige Meldelinie angeschlossen werden kann. Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform4 ^r > a glass break detector is created that has a high level of operational safety and can be connected to a single detection line in a theoretically unlimited number without additional power supply lines. By the embodiment according to the invention

so lassen sich die beim Glasbruch auftretenden Phasen wirtschaftlich ausnutzen.in this way, the phases that occur during glass breakage can be used economically.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß als Verstärkungsschalter zwei bipolare Transistoren vorgesehen sind.An advantageous embodiment consists in the fact that two bipolar transistors are used as the gain switch are provided.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß zur Regekpannungserzeugung und Rückführung eine Gleichrichterverdoppelungsschaltung und ein Speicherkondensator vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungs-Furthermore, it is advantageous that a rectifier doubling circuit and a storage capacitor are provided for generating and feeding back the voltage.
According to a further advantageous embodiment

bo form geht man so vor, daß beim Ausbleiben ausreichender Glasbruchschwingungen zum Entladen des Speicherkondensators Entladewiderstände geschaltet sind.bo form one proceeds in such a way that if there is no sufficient glass breakage vibrations to discharge the storage capacitor discharge resistors switched are.

Es ist weiterhin von Vorteil, daß am Ausgang der Verstärkeranordnung ein Zeitglied für die Verzögerung der Alarmmeldung vorgesehen ist.It is also advantageous that a timing element for the delay at the output of the amplifier arrangement the alarm message is provided.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß alle charakteristischen Signalimpulse mit einer definiertenAn advantageous embodiment provides that all characteristic signal pulses with a defined

Mindestamplitude von einer Zählschaltung gezählt werden und daß bei Erreichen einer Mindestanzahl an Impulsen der Alarm ausgelöst wird.Minimum amplitude are counted by a counting circuit and that when a minimum number is reached Pulses the alarm is triggered.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß zum Auslösen des Alarms eine bistabile Kippstufe vorgesehen ist und in deren Strompfad eine Leuchtdiode angeschlossen ist.Finally, it is advantageous that a bistable multivibrator is provided to trigger the alarm and in whose current path is connected to a light-emitting diode.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated in the following description with reference to one in the drawings Embodiment explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung des Glasbruchmeiders, Fig. 1 is a diagrammatic representation of the broken glass breaker,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Gerät,F i g. 2 a cross section through the device,

F i g. 3 eine Ausführungsform für die elektrische Schaltung des Glasbruchmelders undF i g. 3 shows an embodiment for the electrical circuit of the glass break detector and

Fig.4 die elektrische Anordnung des Melders i> innerhalb der Meldelinie.Fig. 4 the electrical arrangement of the detector i> within the reporting line.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Gerät besitzt ein zweiteiliges Gehäuse, bestehend aus einer Haube 1 und einer Wanne 2. Der elektrische Anschluß erfolgt über Jin Kabel 3. In den Gehäuseboden ist eine durch einen Teller geschützte Scheibe 4 eines Schwinfungswandlers eingelassen. Die elektronische Schaltung 5 ist zum Schutz gegen Witterungseinflüsse in eine Vergußmasse 6 eingebettet. Ferner befindet sich in der Haube 1 eine Leuchtdiode 7. Das Gerät wird mit der zur Scheibe 4 2> angeordneten Seite auf dem zu überwachenden Objekt mit möglichst intensivem Kontakt befestigt.The in the F i g. 1 and 2 shown device has a two-part housing consisting of a hood 1 and a tub 2. The electrical connection is made via Jin cable 3. In the bottom of the housing is one through a Plate protected disc 4 of a vibration transducer embedded. The electronic circuit 5 is for Protection against the weather is embedded in a casting compound 6. There is also one in the hood 1 Light-emitting diode 7. The device is connected to the disk 4 2> arranged side attached to the object to be monitored with the most intensive contact possible.

Das elektrische Schaltbild in F i g. 3 zeigt den Schwingungswandler 4, der die mechanischen Schwingungen in entsprechende Spannungsimpulse umsetzt, su wobei diese Spannungsimpulse von einem Schwingkreis mit der Spule 8 und dem Kondensator 9 aufgenommen werden und dieser Schwingkreis die glasbruchtypischen Frequenzen um 170 Kilohertz ausfiltert. Diesem Schwingkreis 8,9 ist ein erster Verstärker in Form eines r, Transistors 11 nachgeschaltet, wobei die Spannungsimpulse an die über die Spule 8 und den Widerstand 10 gleichspannungsmäßig an Masse liegende Basis des Transistors 11 gelangen und dieser durch die Schwingungen der ersten Phase in deren Rhythmus durchgesteuert wird. Am Arbeitswiderstand 12 werden verstärkte Impulse erzeugt. Die Basis eines weiteren Verstärkers ist mit dem Kollektor des ersten Verstärkers über einen Kondensator 13 verbunden, wobei der Transistor 16 des zweiten Verstärkers über die an der Basis angeordneten Widerstände 14,15 und 10 gesperrt ist. Die über den Transistor U ankommenden Impulse steuern diesen intermittierend in den Sättigungsbereich, wodurch am entsprechenden Arbeitswiderstand 17 eine ebenfalls impuüsförmige Spannung erzeugt wird. Aus ihr >o wird über den Kondensator 18 mittels der Dioden 19, 20 eine pulsierende Gleichspannung erzeugt, die den integrierenden Kondensator 21 auflädt. Die so gewonnene Regelspannung gelangt über die Widerstände 14,The electrical circuit diagram in FIG. 3 shows the vibration converter 4, the mechanical vibrations converts into corresponding voltage pulses, see below with these voltage pulses from a resonant circuit be recorded with the coil 8 and the capacitor 9 and this resonant circuit the typical glass breakage Filters out frequencies around 170 kilohertz. This resonant circuit 8.9 is a first amplifier in the form of an r, Connected downstream of transistor 11, the voltage pulses to the base of the DC voltage connected to ground via the coil 8 and the resistor 10 Get transistor 11 and this controlled by the oscillations of the first phase in their rhythm will. Reinforced pulses are generated at the working resistor 12. The basis of another Amplifier is connected to the collector of the first amplifier via a capacitor 13, the The transistor 16 of the second amplifier is blocked via the resistors 14, 15 and 10 arranged on the base is. The impulses arriving via the transistor U control it intermittently into the saturation range, whereby a pulse-shaped voltage is also generated at the corresponding working resistor 17. From her> o a pulsating DC voltage is generated across the capacitor 18 by means of the diodes 19, 20, which the integrating capacitor 21 charges. The control voltage obtained in this way is passed through the resistors 14,

15 an die Basisanschlüsse der Verstärkertransistoren 11, v> 15 to the base connections of the amplifier transistors 11, v>

16 und steuert diese zuerst in den für Kleinsignale optimalen Arbeitspunkt-A-Bereich und sodann weiter in den Sättigungsbereich. Hieraus resultiert eine zunächst wachsende Verstärkungsziffer der gesamten Anordnung, die jedoch bei Erreichen des Sättigungsbe- t>o reichs wieder sinkt Gleichermaßen sinkt, bezogen auf eine gleichbleibende Eingangswechselspannung, die Ausgangswechselspannung des Verstärkers. Dies hat eine sinkende Regelspannung zur Folge, die zunächst wiederum eine höhere Verstärkungsziffer bewirkt. Die Verstärkung wird also selbsttätig von einem Minimalwert im Warlezustand in den Optimalbereich geregelt. 16 and controls this first in the working point A range that is optimal for small signals and then further into the saturation area. This results in an initially increasing gain for the whole Arrangement, which however, when reaching the saturation bed> o Reichs decreases again In the same way, based on a constant AC input voltage, the AC output voltage of the amplifier. This has a falling control voltage as a result, initially again causes a higher gain factor. The gain is therefore automatically regulated from a minimum value in the Warle state into the optimum range.

In diesem Zustand ist die Schaltung bereit für die Verarbeitung der zweiten Phase, wobei die durch die zweite Phase auftretenden schwachen Impulse ausreichen, die Transistoren 11, 16 durchzusteuern, und zwar so lange das Eingangssignal einen bestimmten Minimalwert nicht unterschreitet. In this state the circuit is ready for the processing of the second phase, whereby the through the Second phase occurring weak pulses are sufficient to control the transistors 11, 16, namely as long as the input signal does not fall below a certain minimum value.

Für die Verarbeitung dieses Stromes ist der Verstärkeranordnung ein Zeitglied, bestehend aus dem Widerstand 22 und dem Kondensator 23 nachgeschaltet, das bei Überschreiten der Ermittler-Basis-Schwellspannung des Transistors 26 die aus den Transistoren 26 und 27 bestehende bistabile Kippstufe in den leitenden Zustand schaltet und somit ein entsprechendes Meldesignal erzeugt wird, indem sich über den Schutzwiderstand 28 und die Meldelinienanschlüsse 24 und 25 die Linienspannung auf einen sich aus den Komponenten 26, 27 und 28 und dem Linienstrom ergebenden Sättigungswert verringert. Ein Kondensator 30 hält die Betriebsspannung des Verstärkers für die Dauer der Auswertung stabil, wobei die Diode Ά die Schaltung gegen Falschpolung und inverse Induktionsspannungen schützt.For processing this current, the amplifier arrangement is followed by a timing element consisting of the resistor 22 and the capacitor 23, which switches the bistable multivibrator consisting of the transistors 26 and 27 into the conductive state when the detector base threshold voltage of the transistor 26 is exceeded and Thus, a corresponding alarm signal is generated by reducing the line voltage via the protective resistor 28 and the alarm line connections 24 and 25 to a saturation value resulting from the components 26, 27 and 28 and the line current. A capacitor 30 keeps the operating voltage of the amplifier stable for the duration of the evaluation, the diode Ά protecting the circuit against incorrect polarity and inverse induction voltages.

Reicht die über den Kondensator 18 abgegebene Energie nicht mehr aus, die Verstärkeranordnung im Sättigungsbereich zu halten — beispielsweise dann, wenn nicht das aus Phase 1 und Phase 2 bestehende Schwingungspaket ansteht — dann fällt die Schaltung in den stromlosen Zustand zurück, wobei eine Entladung über die Widerstände 15,10 erfolgt.If the energy output via the capacitor 18 is no longer sufficient, the amplifier arrangement in Maintain the saturation range - for example, when not the phase 1 and phase 2 There is a vibration packet - then the circuit falls back into the de-energized state, with a discharge takes place via the resistors 15,10.

Die Wirkungsweise des Gerätes innerhalb der Meldelinie erläutert F i g. 4. An die Meldezentrale 31 ist über die Direktklemmen 32 und 33 die zweiadrige Meldelinie angeschlossen. Sie führt über die Anschlußleitungen 24 und 25 zum Endwiderstand 34. Der Zwischen den Adern der Meldelinie bestehende Potentialunterschied 35 ist mit der Betriebsspannung des Glasbruchmelders identisch. Nach der Auslösung eines Glasbruchmelders 36 bricht die Spannung 35 zusammen und löst die Meldung aus.The mode of operation of the device within the reporting line is explained in FIG. 4. To the reporting center 31 is The two-wire signal line is connected via direct terminals 32 and 33. It leads over the connecting cables 24 and 25 to the end resistor 34. The one existing between the wires of the signal line Potential difference 35 is identical to the operating voltage of the glass break detector. After the trip a glass breakage alarm 36 breaks the voltage 35 and triggers the message.

Aus F i g. 4 erklärt sich auch die Bedeutung der Betriebsstromfreiheit des Gerätes. Die Gleichspannungsquelle 37 bestimmt zusammen mit dem Innenwiderstand 38 und dem Endwiderstand 34 die Linienspannung 35, die von einer Meßvorrichtung 39 permanent überwacht wird. Jeder parallel zu 34 fließende Strom würde die Linienspannung verändern.From Fig. 4 also explains the importance of the device being without operating current. The DC voltage source 37 together with the internal resistance 38 and the terminal resistance 34 determine the line voltage 35, which is measured by a measuring device 39 is permanently monitored. Any current flowing in parallel to 34 would change the line voltage.

Sie müßte jedem zusätzlich eingesetzten Glasbruchmelder mit entsprechendem Aufwand neu angepaßt werden. Auch wäre dies wegen der physikalischen Gesetzmäßigkeit nur begrenzt möglich. Gleichzeitig müßte der durch jeden Melder fließende Strom mit einem der Meßtoleranz der Anordnung 39 entsprechendem hohen Aufwand stabilisiert sein.It would have to be readjusted for each additional glass breakage detector that was used will. This would also only be possible to a limited extent due to the laws of physics. Simultaneously the current flowing through each detector would have to correspond to a measurement tolerance of the arrangement 39 be stabilized at great expense.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

'.. Glass break detector for closed-circuit alarm systems, with a Vibration converter is attached and a frequency filter is connected to the vibration converter is, the vibrations of which are amplified by an amplifier circuit, characterized in that that the amplifier circuit is de-energized in the waiting state by a control voltage generation and feedback (19, 20, 21) to the base connections of the semiconductors (11, 16) of the amplifier circuit this hysteresis-like for AC voltages with a low amplitude on the input side sensitized.

2. Glass break detector according to claim 1, characterized in that two as an amplifier circuit bipolar transistors (11,16) are provided.

3. Glass break detector according to claim 1 and 2, characterized in that the control voltage generation and feeding back a rectifier doubling circuit (19, 20) and a storage capacitor (21) are provided.

4. Glass break detector according to claim 1 to 3, characterized in that if there is no sufficient glass break vibrations to discharge the storage capacitor (21) discharge resistors (10.15) are connected.

5. Glass break detector according to claim 1 to 4, characterized in that at the output of the Amplifier arrangement (11, 16) a timing element (22, 23) is provided for delaying the alarm message is.

6. Glass break detector according to claim 1 to 4, characterized in that all characteristic Signal pulses with a defined minimum amplitude are counted by a counting circuit and that the alarm is triggered when a minimum number of impulses is reached.

7. Glass break detector according to claim 1 to 6, characterized in that for triggering the Alarm a bistable multivibrator (26, 27) is provided and in its current path a light emitting diode (7) connected.