DE2707569A1

DE2707569A1 - Gasmessgeraet

Info

Publication number: DE2707569A1
Application number: DE19772707569
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hoeht; Ingo Reichert; Joachim Dipl Phys Weidinger
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: Auergesellschaft GmbH
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1978-08-24
Also published as: DE2707569C3; FR2381314B1; GB1593955A; DE2707569B2; FR2381314A1; US4196428A

Description

AUERGESELLSCHAPT GMBH, 1000 Berlin 65, Friedrich-Krause-Ufer 24

Patentanmeldung

der Firma

AUERGESELLSCHAFT GmbH Friedrich-Krause-Ufer 2H 1000 Berlin 65

"Gasmeßgerät"

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur überwachung und Anzeige der Betriebsbereitschaft eines mit einer eingebauten, aufladbaren Batterie betriebenen Gasmeßgerätes.

Bei Gasmeß- und Warngeräten, die als vom Netz unabhängige Meßgeräte mit einer eingebauten, aufladbaren Batterie betrieben und als Warngeräte z. B. Untertage in einer gegebenenfalls explosionsgefährdet en Atmosphäre eingesetzt werden, ist es notwendig, um während des Betriebes eine sichere Anzeige und gegebenenfalls einen Alarm zu gewährleisten, zu wissen, ob das Gerät von der Stromversorgung, also von der Batterie her einwandfrei arbeitet. Ein solches Gerät muß also mit einer Anzeigevorrichtung zur Batterieüberwachung ausgestattet sein. Bei den verwendeten aufladbaren Batterien kann dies besonders deshalb entscheidend werden, weil

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der Spannungsrückgang j der die Entladung anzeigen sollte, relativ plötzlich erfolgt und das Gerät innerhalb von Minuten gegebenenfalls in einem kritischen Zeitpunkt nicht mehr einsatzfähig ist. Es ist deshalb notwendig, bei Geräten dieser Art eine Anzeigevorrichtung für die Betriebsbereitsehaft, d. h. eine Kontrolle des Ladezustandes der Batterie vorzusehen.

So werden beispielsweise hierfür Spannungsmeßeinrichtungen in Form eines Schauzeichens mit einem Drehspul- oder Drehmagnetsystem eingesetzt. Da der Spannungsrückgang der Batterie während des Betriebes der Meßgeräte sehr gering ist und dann in der Entladungsphase plötzlich erfolgt, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, eine bestimmte Anzeige- bzw. Skalencharakteristik zugrunde zu legen, so daß auch noch relativ kleine Meßwertänderungen erkennbar werden. Dies erfolgt im allgemeinen durch eine beachtliche Nullpunktunterdrückung, eine Drängung der Anzeige am Skalenende und eine Dehnung im Anzeigebereich also in Skalenmitte, so daß die Ablesung und die Beurteilung des Ladezustandes durch eine relativ unproblematische Ablesung möglich wird. Es hat sich aber gezeigt, daß diese Anzeige nicht hinreichend ist. Abgesehen von einer gewissen Schlag- und Stoßempfindlichkeit des Meßwerkes kommt insbesondere bei Drehmagnetinstrumenten hinzu, daß sie infolge nicht hinreichender magnetischer Abschirmung durch Fremdfelder leicht in der Anzeige gestört werden können, dazu kommt, daß sich auch bei einer gedehnten Skala eine kleine Änderung der Spannung, z. B. infolge subjektiver Ablesefehler¹, nicht einwandfrei und rechtzeitig erkennen läßt. Bei Dunkelheit bzw. schlechter Beleuchtung ist die Anzeige dieses Instrumentes nicht mehr genügend erkennbar.

Da die Messung der Klemmenspannung mit Hilfe eines Schauzeichens offenbar keine hinreichend sichere Aussage über den Ladezustand der belasteten Batterie geben konnte, wurde nach der deutschen Patentschrift 1598 519 vorgeschlagen, zusätzlich ein weiterschaltendes Zählwerk einzubauen, welches mit jeder Betätigung der Meßtaste weitergeschaltet wird. Aus der Anzahl der vom Zählwerk gezählten Messungen und der im Schauzeichen angezeigte Stellung soll dann

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der Zustand der Batterie beurteilt werden. Ein wirkliches Maß für den Ladezustand einer Batterie mit einem schnellen Abfall der Spannung bei der Entladung kann eine solche Anordnung nicht geben, denn bei einer gealterten oder langer gelagerten geladenen Batterie ist die Zahl der möglichen Messungen sicher kleiner als bei einer neuen Batterie. Das Zählwerk gibt deshalb zusätzlich keine hinreichende Aussage über den wirklichen Zustand der Batterie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Meßgeräte dieser Art ein kleines gegenüber elektrischen und magnetischen Fremdfeldern und gegenüber mechanischen Einwirkungen weitgehend unempfindlches Bauelement zur Anzeige des Ladezustandes einer Batterie mit geringem Stromverbrauch und einem einstellbar reproduzierbaren Anzeigebereich anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung aus einer in einem Kunststoffgehäuse mit transparenter Sichtkappe eingebauten Leuchtdiodenanordnung besteht, bei der die Leuchtdioden mit verschiedenfarbiger Emission in einer elektrischen Kippschaltung angeordnet sind und die Umschaltwerte der Kippschaltung durch Stellwiderstände einstellbar sind.

Weiterhin ist es zweckmäßig, den Aufbau als Baustein in integrierter Schaltung auszuführen. Durch eine zusätzliche Beschaltung der Leuchtdioden außerhalb derselben oder durch Verwendung von Leuchtdioden mit einer eingebauten Beschaltung wird ein sprunghaftes Leuchten bei geringer Spannungsänderung erreicht. Insbesondere wird die Ansprechschwelle der Anordnung durch eine Zenerdiode im Eingang der Schaltung in der Basis des Eingangstransistors festgelegt.

Eine weitere Temperaturunabhängigkeit der Ansprechschwelle wird durch einen temperaturabhängigen Widerstand in der Basis-Emitter-Widerstandsanordnung des Eingangstransistors erzielt.

Weitere Einzelheiten der Anordnung sind aus den Ansprüchen zu erkennen.

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich die Anzeigeschwellen leicht und entsprechend den verwendeten Batterien genau einstellen lassen, so daß die Anzeige der plötzlich abfallenden Spannung rechtzeitig angezeigt wird und auch noch in der kritischen Situation bei schlechter Beleuchtung zu erkennen ist, und durch entsprechende Einstellung auch nach Verlöschen beider Leuchtdioden noch einige Messungen mit dem Meßgerät durchgeführt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Aufbau der Anordnung

Fig. 2 Schaltplan der Anordnung

In Fig. 1 ist ein Aufbau der Anordnung 1 mit einer transparenten Kappe 2 angegeben. Die Leuchtdioden 3 und 3' sind in einer dunkel gefärbten Isolierstoff-Fassung H eingesetzt. Auf einer Platte 5 mit gedruckter Schaltung sind die Transistoren 6, 7, 8 mit ihrer Widerstandsbeschaltung 9, 10, 11, 12, 13, lh angeordnet. Außerdem sind auf dieser Platte ein temperaturabhängiger Widerstand (Thermistor) 15, die Zenerdiode 16 und der Stellwiderstand 17 angeordnet. Der Stellwiderstand 18 und der Kondensator 20 befinden sich auf einer weiteren nicht dargestellten Platine.

Die Anordnung soll eine scharf einstellbare Batterieüberwachung gestatten. Die Batteriespannung liegt an den Anschlüssen +, -. Mit dem Stellwiderstand 18 wird die Ansprechspannung der Anordnung eingestellt. Mit dem Kondensator 20 wird eine weitgehende Rückwirkungsfreiheit der Anordnung auf das Gerät erreicht, der Kondensator 20 ist so bemessen, daß eine hinreichende Ansprechverzögerung erzielt wird. Die Transistoren 6 und 7 sind mit den Widerständen 12, 13, 1*1 und den Leuchtdioden 3 und 3¹ mit dem Stellwiderstand in einer Kippschaltung angeordnet.

Durch den Einsatz einer Zenerdiode 19 in den Stromkreis der Leuchtdiode 3' wird ein scharfes Ausschalten der Leuchtdiode 3' erreicht.

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Der Transistor 8 mit den Widerständen 9, 10, 11 ist zur rückwirkungsfreien Ankopplung an die zu überwachende Spannung vorgesehen. Eine Zenerdiode 16 bestimmt die Ansprechspannung der Anordnung. Mit Hilfe des Stellwiderstandes 18 wird der Ansprechwert eingestellt. Mit dem temperaturabhängigen Widerstand 15 läßt sich eine Temperaturkompensation des Temperaturkoeffizienten der Zenerdiode und damit der Ansprechspannung der Anordnung über einen weiten Temperaturbereich erzielen. Am Stellwiderstand 17 läßt sich die Abschaltschwelle der Leuchtdiode 3' einstellen. Bei voller Batteriespannung leuchtet die Leuchtdiode 3, beim Absinken der Batteriespannung unter einem bestimmten vorgegebenen Wert erlischt diese und die Leuchtdiode 3¹ leuchtet auf, diese Umschaltschwelle läßt sich mit dem Stellwiderstand 18 einstellen unabhängig von der Ansprechschwelle. Mit Hilfe eines gegebenenfalls veränderlichen Widerstandes 21 laß sich die Anordnung an entsprehend hohe Spannungen anpassen. Durch Wahl einer entsprechenden Zenerdiode 16 läßt sich zusätzlich der Arbeitsbereich der Schaltung festlegen.

Es ist zweckmäßig, die in der mit 22 angegebenen Umrandung befindlichen Bauteile als geschlossenen Baustein z. B. in Dickfilmtechnik auszuführen oder zu einer integrierten Schaltung zusammenzufassen.

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Leerse ite

Claims

Patentansprüche

' 1.1 Anordnung zur überwachung und Anzeige der Betriebsbereitschaft eines mit einer eingebauten aufladbaren Batterie betriebenen Gasmeßgerätes, dadurch gekennzeichnet _} daß die Anordnung (1) aus einer in einem Kunststoffgehäuse mit transparenter Sichtkappe (2) eingebauten Leuchtdiodenanordnung (3j 3') besteht, bei der die Leuchtdioden mit verschiedenfarbiger Emission in einer elektrischen Kippschaltung angeordnet sind, und die Umschaltwerte der Kippschaltung durch Stellwiderstände (17, l8) einstellbar sind.
2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Anordnung (1) als Baustein (22) in integrierter Schaltung ausgeführt ist.
3.) Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine zusätzliche Beschaltung der Leuchtdioden außerhalb derselben (19) oder innerhalb der Leuchtdiodenfassung erfolgt.
4.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Ansprechschwelle der Anordnung durch eine Zenerdiode (16) im Eingang der Schaltung insbesondere in der Basis des Eingangstransistors festgelegt ist.
5.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß in der Basis-Emitterleitung des Eingangstransistors (8) eine Widerstandskombination (9, 10) mit einem temperaturabhängigen Widerstand (15) geschaltet ist.

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6.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 5_S dadurch gekennzeichnet , daß in einer der zwei Eingangsleitungen der Leuchtdiodenanordnung ein Stellwiderstand (18) und parallel zu den Eingangsklemmen nach dem Stellwiderstand (18) ein Kondensator (2) geschaltet ist.
7.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß vor der Leuchtdiode (3¹) ein Stellwiderstand angeordnet ist.
8.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Einschaltbereich der Leuchtdiode (3') durch eine Zenerdiode (19) in einer der SpannungsZuführungen festgelegt ist.

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