DE2819183C2

DE2819183C2 - Selektive Feuererfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2819183C2
Application number: DE2819183A
Authority: DE
Inventors: John W. Bellville Mich. Lennington; Donald M. Ann Arbor Mich. Szeles
Original assignee: Graviner Ltd Colnbrook Berkshire; Graviner Ltd
Current assignee: Kidde Graviner Ltd
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1985-05-02
Also published as: FR2391520A1; GB1604702A; FR2391520B1; GB1604704A; IL54611A0; CA1104228A; US4101767A; DE2819183A1; IL54611A; GB1604703A

Description

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen kann das Gehäuse 142 die Verstärkerkreise 25 und 35

im folgenden anhand der Beschreibung von Ausfüh sowie weitere elektrische Schaltkreise enthalten, die an

rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichüngnä- den jeweiligen Abtastkopf 140 angeschlossen sind,

her erläutert werden. Die Zeichung zeigt in . Wie aus F i g. 1 erkennbar, ist der Verstärkerkreis 25

Fig. 1 ein elektrisches Blockschaltbild zur Erläute- 5 mit einer ersten Ausgangsleitung 27, die an den einen

rung der wesentlichen Baugruppen der erfindungsge- Eingang eines Farbtepperatur-Diskriinimeningsschalt-

rnäßen Vorrichtung, kreises 50 angeschlossen ist, und einer zweiten Aus-

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung eines Abtast- gangslei tung 29 versehen, die an einen anderen Eingang

kopfes, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung des FarbtemperaturrPiskriminierungsschaltkreises 50

Verwendung findet, io angeschlossen ist

Fig.3 eine elektrische Schaltung in schemaüscher Damit die an die Detektoranordnungen 10 und 20

Form und; teilweise als Blockschaltbild zur Erläuterung angeschlossenen Filter 114 bzw. 124 zusammen mjt SiIi-

des Aufbaus einer bevorzugten Ausfübrungsform der ziumdetektoren verwendet werden können, die wenig

erfindungsgemäßen Vorrichtung im einzelnen und in kostspielig, robust, unempfindlich und relativ stabil ge-

F ig. 4a—4h, 5a—5h und 6a—6h Diagramme von 15 genüber veränderlichen Temperatüren etc. sind, werden

Spannungs-Wellenformen an verschiedenen Orten des die Filter so ausgewählt, daß sie schmale und scharfe

Schaltkreises nach F ig. 3 unter verschiedenen Betriebs- Durchlässigkeitsbänder innerhalb des Bereiches zwi-

bedingungeit, wobei die Polarität der Impulse der Ein- sehen 0,6 um und 1,0 μΐη aufweisen. Die auf diese Weise

fachheit wegen immer positiv dargestellt ist erzeugten Signale können zur Farbtemperatur-Diskri-

F ig. 1 der Zeichnung zeigt im Blockschaltbild die 20 minierung oder -selektion verwendet wenden.

Schaltung der neuartigen Vorrichtung und weist eine Der maximale Kontrast im VerhälOfek von zwei er-

bei 0,76 μΐη arbeitende Detektoranordnung 10 vuf, die zeugten Signalen als Funktion derTemper&turverände-

mit einer als Detektor ausgebildeten handelsüblichen rung eines grauen Körpers als Strahlungsquelle läßt sich

Siliziumdiode 12 (vgL F i g. 3) und einem Filter 114 (vgL erreichen, wenn die beiden Wellenlängenbänder soweit

F ig. 2) versehen ist, um lediglich Strahlung innerhalb 25 wie möglich spektral getrennt werden; in diesem Falle

eines schmalen Wellenlängenbandes, das sein Maximum wurden die Spektralbänder so gewählt, daß sie 0,6 μπι

bei 0,76 μπι aufweist, in das Gesichtsfeld der Silizium- und i,0 um betragen. Es ist jedoch bekannt, daß die

diode 12 durchläßt Der Ausgang der Detektoranord- Emissionsspektren von Kohlenwasserstoff-Feuern, ex-

nung 10 ist an den einen Eingang eines Verstärkerkrei- plodierenden Geschossen und einer wahrscheinlichen

ses 25 angeschlossen. 30 pyrophoren Reaktion alle ausgedehnte Linienstruktur

Eine zweite Detektoranordnung 20 weist eine zweite bei niedrigeren Wellenlängen als 0,6 μπι und möglicher-

Siliziumdiode 20 (vgl. F i g. 3) und einen Filter 124 (vgl. weise eine gewisse Linienstruktur zwischen 0,6 um und

F i g. 2) auf, der im Gesichtsfeld der Siliziumdiode 22 0,7 μιη aufweisen. Da der Farbtemperatur-Diskriminie-

angeordnet ist, um in ihren Strahlungsabtastbereich ein rungsprozeß von der Strahlungsquelle abhängt die sich

Wellenlängenband mit Maximum bei 036 μιη durchzu- 35 wie ein Graustrahler-Kontinuum verhält sollten die op-

lassen. Der Ausgang der Detektoranordnung 20 ist tischen Filterbänder so gewählt sein, daß keines von

ebenfalls an einen Eingang des Verstärkerkreises 25 an- ihnen mit der Emissionslinienstruktur zusammenfällt Es

geschlossen. ist ganz sicher, daß keine Linienstruktur zwischen

Eine dritte Detektoranordnung 30 weist einen Ther- 0,75 μπι und 1,0 μιη besteht so daß die beiden WelFen-

mosäulencktek.or 32 (vgl. Fig.3) und einen Filter 134 40 längenbänder so ausgewählt wurden, daß sie ungefähr

(vgl. F i g. 2) auf, der in der Weise in seinem Gesichtsfeld zu deri Extremen dieses Wellenlängenbereiches passen,

angeordnet ist daß nur Strahlung innerhalb eines WeI- Was den Farbtemperatur-Diskriminierungsprozeß

lenlängenbandes mit Maximum bei 4,4 μπι auf die Ab- selbst angeht, so trifft es zu, daß das Verhältnis der

tastfläche des Thermosäulen-Detektors 32 fällt Der Spektralenergie von einer Graukörper-Strahluugsquel-

Ausgang der Detektoranordnung 30 ist an den Eingang 45 Ie, die in ein schmales Wellenlängenband mit Zentrum

eines linearen Verstärkerkreises 35 angeschlossen. bei 0,96 μιη fällt, geteilt durch die Spektralenergie, die in

Sämtliche Detektoranordnungen 10, 20 und 30 sind ein schmales Wellenlängenband mit Zentrum bei an einem in F i g. 2 gezeigten Abtastkopf 140 angeord- 0,76 μτη fällt sich beträchtlich mit der Temperatur der net Der Abtastkopf 140 weist ein im allgemeinen recht- Strahlungsquelle innerhalb des Bereiches zwischen eckiges Gehäuse 142 auf, aas mit einer lösbaren Deck- so 1000° K und 4000° K ändert und somit dazu verwendet wand 144 mit einer kreisförmigen Aussparung 146 ver- werden kann, zwischen Strahlungsquellen-Temperatusehen ist, in d«:r die Dreieranordnung von Detektoran- ren zu unterscheiden, die oberhalb und unterhalb einer Ordnungen 10,20 und 30 angeordnet ist Die Filter 114, vorgegebenen Temperatur liegen, die beispielsweise 124 und 134 sind im Handel erhältliche optische Filter, 2400° K betragen kann. Diese vorgegebene Temperatur die in geeigneter Weise im Boden der Aussparung 146 55 von 2400° K liegt deutlich über der Normaltemperatur angeordnet sind, weiche eine Art Abschirmung oder eines typischen Kohlenwasserstoff-Feuers und deutlich Blende bildet, die das Gesichtsfeld der Detektoren be- unter der Temperatur eines hochenergetischen Gegrenzt. Der Abtastkopf 140 überwacht somit ein ge- schosses und/oder einer damit verbundenen pyrophowünschtes Gebiet durch geeignete Montage des Ge- ren Reaktion. Sie liegt auch deutlich unterhalb der Temhäuses 142, wobei die Detektoren auf das zu überwa- 60 peratur von vielen Quellen für potentiellen falschen chende Gebiet ausgerichtet sind. Das Gehäuse 142 weist Alarm, wie z. B. der Sonne, Glühlicht und fluoreszJerenferner an einem Ende eine elektrische Eingangsverbin- dem Licht, elektrischen Schweißeinrichtungen, Blitzen dung 147 und am gegenüberliegenden Ende eine Aus- etc.

gangsverbindung 148 auf, so daß eine Vielzahl von an Es hat sich beispielsweise herausgestellt, daß das Ververschiedenen Orten angebrachten Gehäusen 142, bei- 65 hältnis der Energien, die von den Detektoranordnungen spielsweise innerhalb eines Panzers oder eines gepan- 10 bzw. 20 bei einer Temperatur von 2800° K abgetastet zerten Personenbeförderun^smittels, in Serie miteinan- wurden, ungefähr 1,61 betrug, während das Verhältnis der verbunden werden können. Zweckmäßigerweise bei 2100° K ungefähr 2,57 ausmachte. In ähnlicher Weise

stieg das Energieverhältnis bei 1600° K auf 4,62 an. Unterhalb von 1600° K steigt das Verhältnis der Energien noch weiter an und beträgt bei 1400° K ungefähr 6,57. Auf diese Weise können die Ausgangssignalc von dem Farbtemperatur-Diskriminierungsschaltkreis 50 verarbeitet werden, um auf seiner Ausgangsleitung 55 ein Signal in Form einer logischen »1« oder logischen »0« zu liefern, welche bei einer bevorzugten Ausführungsform abgetastete Temperaturen unterhalb bzw. oberhalb von 2400° K repräsentieren.

Somit läßt sich unter Verwendung des Verhältnisses der Energien, die von einem Paar von getrennten Abtasteinrichtungen abgetastet werden, ein extrem genaues binäres Ausgangssignal erzeugen, um für einen Logikschaltkreis 60 eine Digitalinformation zu liefern, um eine Betätigung des Feuerabiastsystems in dem Augenblick zu verhindern, wo eine heißere Strahlungsquelle alc pin tvn!cf)i«»c Ifrtklpnu/accArctsiff-pAitAr unn At*n\t*r\\- schaltkreis 100 der Feuerunterdrückungsvorrichtung anliegt. Der Betätigungsschaltkreis 100 weist Eingänge 102 und 104 auf, die mit gleich ausgebildeten Feuer-Abtastköpfen und angeschlossenen Schaltkreisen verbunden sind, so daß jeder Abtastkopf aus einer Vielzahl derartiger Abtastköpfe die Betätigung der Feuerunterdrückungsvorrichtung auslösen kann, um das Feuer zu löschen. Bei einigen Anordnungen wird man eine Vielzahl von in unterschiedlichen Abständen angeordneten

ίο Feuerunterdrückungsvorrichtungen verwenden, die jeweils ihre eigenen Betätigungsschaltkreise 100 aufweisen, bei anderen Anordnungen kann es wünschenswert sein, sämtliche Feuerunterdrückungsvorrichtungen durch einen einzigen Steuerkreis zu betätigen.

Nachdem der Gesamtaufbau des Systems mit dem Abtastkopf und den drei Detektoranordungen kurz angegeben worden ist, soll im folgenden im Zusammenkam* mit Pia 1 mnp riAtaitliprtA βρβ/Ήι-ριΗπησ H*»r *»in-

gen Teilen des Systems abgetastet wird, die im folgenden noch näher erläutert werden sollen. Die praktische Anwendung dieser Eigenschaft der Erfindung besteht darin, daß das System immun gegenüber der irrtümlichen Abtastung von hochenergetischen Geschossen ist, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine sekundären Kohlenwasserstoff-Feuer hervorrufen.

Der weitere Kanal des Schaltkreises der Feuerabtastvorrichtung weist eine bei 4,4 μΐη arbeitende Detektoranordnung 30 auf, bei der der Ausgang des Verstärkerkreises 35 an einen Gradientendetektor-Schaltkreis 70 sowie an einen Energiediskriminator-Schaltkreis 80 angeschlossen ist. Der Gradientendetektor-Schaltkreis 70 bestimmt, ob die Intensität der Strahlung bei 4,4 μπι, einer COj-Emissionswellenlänge, zunimmt oder nicht; wenn dies der Fall ist, liefert er auf der Leitung 72 ein Ausgangssignal in Form einer logischen »1«, das am Eingang des Logikschaltkreises 60 anliegt Es wird ein Gradientendetektor-Schaltkreis verwendet da bei den bekannten militärischen Anwendungsfällen innerhalb eines Zeitintervalls von 5 Millisekunden vom Aufprall des Geschosses an ein Feuer abgetastet und die Feuerunterdrückungsvorrichtung betätigt sein muß, wenn die Personen innerhalb des Fahrzeugs gegenüber dem Feuer geschützt werden sollen. Während der ersten 5 Millisekunden wird das Feuer mit Sicherheit stärker werden, so daß dann, wenn es für eine wirkungsvolle Feuerabtastung erforderlich ist, daß das Feuer schnell wächst oder stärker wird, keine Quelle für potentiellen falschen Alarm, die nicht auch eine rasche Zunahme der Strahlungsintensität bei der 4,4^m-Detektoranordung hervorruft auch tatsächlich einen falschen Alarm auslösen wird.

Der Energiediskriminator-Schaltkreis 80 erhält sein Eingangssignal vom Verstärkerkreis 35 und ermittelt ob die abgetastete Strahlung einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat oder nicht und liefert ein Ausgangssignal in Form einer logischen »1« auf der am LogikschaJtkreis 60 anliegenden Leitung 82, wobei dieses Ausgangssignal für diesen Parameter repräsentativ ist

Der Logikschahkreis 60 spricht auf die Eingangssignale von den Schaltkreisen 50,70 und 80 an und weist einen Schaltkreis zur Verhinderung von falschen Alarm auf, der nur auf solche Eingangssignale anspricht die für ein Feuer mit ausgewählten Charakteristika repräsentativ sind, um die Betätigung der Feuerunterdrückungsvorrichtung auszulösen, in Abhängigkeit von diesen Signalen liefert der Logikschaltkreis 60 ein Ausgangssigna], das über eine Ausgangsleitung 62' am Betätigungs- zelnen Schaltkreise und ihrer Wirkungsweise erfolgen, wobei in Fig.3 die bereits erwähnten Bezugszeichen ebenfalls Verwendung finden.

Die Siliziumdiode 12 ist, wie aus F i g. 3 erkennbar, mit ihrer Kathode geerdet und mit ihrer Anode an die negative Eingangsklemme 2 eines als Differentialverstärker geschalteten Operationsverstärkers 21 angeschlossen, dessen positive Eingangsklemme geerdet ist. Ein einstellbare! Rückkopplungswiderstand 23 ist an die Ausgangsklemme 6 des Operationsverstärkers 24 angeschlossen und zur Eingangsklemme 2 des Operations-

Verstärkers 24 zurückgeführt, um die Übertragungsfunktion des Operationsverstärkers 24 zu steuern. In gleicher Weise ist die Siliziumdiode 22 als Detektor mit ihrer Kathode geerdet und mit ihrer Anode an die negative Eingangsklemme eines zweiten, als Differentialver- stärker geschalteten Operationsverstärkers 26 angeschlossen, dessen positive Eingangsklemme geerdet ist.

Ein fester Rückkopplungswiderstand 28 verbindet die Ausgar.gsleitung 29 des Operationsverstärkers 26 mit seiner negativen Eingangsklemme, um seine Übertra gungsfunktion zu steuern. Es darf darauf hingewiesen werden, daß die Übertragungsfunktion eines derartigen Operationsverstärkers die folgende Form aufweist:

= Rr

wobei

= Verstärker-Ausgangsspannung = Fotodioden-Ausgangsstrom = Rückkopplungswiderstand.

Der Wert des Rückkopplungswiderstandes ist so gewählt daß der Operationsverstärker 26 sich nicht in der Sättigung befindet wenn das Gesichtsfeld der als Detektor ausgebildeten Siliziumdiode 12 vollständig von einer 2100° K-Strahlungsquelle ausgefüllt ist Der veränderliche Rückkopplungswiderstand 23 wird so eingestellt daß dann, wenn eine 2400° K-Strahlungsquelle in- nerhalb des Gesichtsfeldes des Systems liegt die Signale an den positiven und negativen Eingängen des Komparators 52 gleich sind. Das Ergebnis dieser Einstellung impliziert daß dann, wenn die Operationsverstärker in die Sättigung getrieben werden, die Temperatur der Strahlungsquelle sich oberhalb der maximal erwarteten Temperatur des Feuers von 2100° K befindet und somit jegliche Feuerabtastung verhindert sein sollte. Der aus den beiden Widerständen 51 und 53 mit Werten von 24

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Kiloohm bzw. 51 Kiloohm bestehende Spannungsteiler zur Verfugung zu stellen, ist eine Spannungsversorgung gewährleistet, daß dann, wenn sich die beiden Opera- 15 vorgesehen und an die Schaltkreise in üblicher Weise tionsverstärker 21 und 26 in der Sättigung befinden, das angeschlossen. Die Spannungsversorgung 15 liefert eine Signal am positiven umgang des !Comparators 52 immer positive Spannung + V und eine negative Spannung größer als am negativen Eingang sein wird. Auf diese 5 — V sowie eine regulierte Spannung + V_reg, um die Weise ist das Ausgangssignal des Komparators 52 eine Spannungen zur Verfügung zu stellen, die für die verlogische »1«. Der Komparator 52 hat denselben logi- schiedenen im System verwendeten Referenzspannunschen A, mgang, wenn eine Strahlungsquelle innerhalb gen erforderlich sind.

des Gesichtsfeldes des Systems eine 2400° K überschrei- Das Signal vom Thermosäulen-Detektor32, der spek-

tende Temperatur aufweist, wobei zu bedenken ist, daß 10 trale Kohlendioxid-Strahlung im 4,4^m-Wellenlängen-

die Signale an den beiden Eingängen des Komparators band abtastet, wird zuerst vom Operationsverstärker 34

52 bei einer Temperatur der Strahlungsquelle von verstärkt, der in üblicher Weise als nicht invertierender,

2400° K gleich sind. Für Strahlungsquellentemperaturen linearer Verstärker geschaltet ist. Ein Kondensator 37

oberhalb von 2400° K wird das Signal am positiven Ein- wird in der Weise verwendet, um die Bandbreite des

gang des Komparators 52 größer als das Signal am ne- 15 Operationsverstärkers auf die zu verwendende Band-

gativen Eingang sein, und der Ausgang des Kompara- breite zu begrenzen.

tors 52 wird eine logische »1« sein. Sonst wird, mit Aus- Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 34 ist

nähme des oben beschriebenen Sättigungszustandes, über einen Kopplungskondensator 38 an den positiven

das Aüsgangssigna! des Komparator» 52 eine logische Eingang eines Operationsverstärker» 40 angeschlossen,

»0« sein. 20 der in üblicher Weise als nicht invertierender Opera-

Der Farbtemperatur-Diskriminierungsschaltkreis 50 tionsverstärker geschaltet ist. Auch hier dient ein Konerfcrdert eine logische »1« am Eingang 2 sowie am densator 43 lediglich zur Begrenzung der Bandbreite Eingang 4 des NAND-Gate 59, um am Eingang 5 oder des Operationsverstärkers 40. Der aus dem Widerstand am Eingang 9 des NAND-Gate 64 ein Sperrsignal zu 45 und der Diode 46 bestehende Teil der Rückkopperzeugen. Die logische »1« tritt jedesmal dann am Aus- 25 lungsschleife dient dazu, für eine Reduzierung der Spangang des Komparators 54 auf, wenn das Signal auf der nungsverstärkung des Operationsverstärkers 40 bei Si-Ausgangsleitung 29 einen vorgegebenen Schwellenwert gnalen zu sorgen, deren Spannung die Durchlaßspan· überschreitet, der am negativen Eingang des Kompara- nung der Siliziumdiode überschreitet. Er wird dazu vertors 54 von der Spannung 4- V_ng und dem aus den bei- wendet, um eine Sättigung des Operationsverstärkers den Widerständen 56 und 58 bestehenden Spannungs- 30 40 verhindern zu helfen. Das Ausgangssignal des Verteiler angebaut wird. Es ist erforderlich, daß das Signal Stärkerkreises 35 mit seinen als Differentialverstärkern auf einem der Kanäle, in diesem Falle dem 0,96^m-Ka- geschalteten Operationsverstärkern 34 und 40 wird an nal, einen vorher eingestellten Schwellenwert über- den Gradientendetektor-Schaltkreis 70 und den Einschreitet, damit irgendwelche Sperrsignale erzeugt wer- gang des Energiediskriminator-Schaltkreises 80 angeden, so daß garantiert ist, daß ein ausreichendes opti- 35 legt Der Gradientendetektor-Schaltkreis 70 weist einen sches Signal zur Verfügung steht, um genau zu ermit- als Differentialverstärker geschalteten Operationsverte|n. ob die Temperatur der Strahlungsquelle sich ober- stärker 74 auf, dessen positiver Eingang direkt an der. halb oder unterhalb der Temperatur von 2400° K befin- Ausgang des Operationsverstärkers 40 angeschlossen det. Die in einer derartigen Schaltung tatsächlich ver- ist Der negative Eingang des Operationsverstärkers 74 wendeten Bauelemente werden einen gewissen Fehler 40 ist über einen Widerstand 75 an die Spannung + V_rcg oder eine Abweichung liefern, und wenn die Abwei- angeschlossen, um eine positive Vorspannung an den chung in der gleichen Größenordnung wie die Pegel der negativen Eingang anzulegen. Ein RC-Integratorschaltzu verarbeitenden Signale liegen, dann kann auch die kreis, bestehend aus einem an den negativen Eingang Entscheidung, den Abtastvorgang zu sperren, fehlerbe- angeschlossenen und geerdeten Kondensator 76 und eihaftet sein. Der Schwellenwert am negativen Eingang 45 nem in Serie zwischen den negativen Eingang des Opedes Komparators 54 wird so eingestellt, daß er minde- rationsverstärkers 74 und den Ausgang des Operationsstens eine Größenordnung höher als die erwarteten Verstärkers 40 geschalteten Widerstand 77, dient dazu, Fehler oder Abweichungen am Ausgang der Opera- das vom Operationsverstärker 40 kommende und am tionsverstärker 21 und 26 liegt Auf diese Weise wird negativen Eingang des Operationsverstärkers 74 anliejedesmal dann ein Sperrsignal — eine logische »0« 50 gende Eingangssignal zu verzögern, sperrt das NAND-Gate 64 — auf der Ausgangsleitung Wpgen der positiven Vorspannung am negativen Ein-55 erzeugt wenn die gemessene Temperatur der Strah- gang des Operationsverstärkers 74 wird das Ausgangslungsquelle im Gesichtsfeld der Abtastvorrichtung signal des Operationsverstärkers 74 normalerweise eine 2400° K überschreitet und das Signal im 0,96-μπι-Kanal logische »0« sein. Wenn jedoch das Signal vom Operaausreichend groß ist so daß die binäre Bestimmung der 55 tionsverstärker 40 mit einem vorgegebenen Anstieg zu-Strahlungsquellentemperatur genau ist Ein Sperrsignal nimmt so wird ein am positiven Eingang anliegendes wird auch dann auf der Ausgangsleitung 55 erzeugt Signal mit größerer Amplitude die Amplitude des verwenn die Operationsverstärker 21 und 26 sich in der zögerten niedrigeren Amplitudensignals plus der positi-Sättigung befinden. ven Vorspannung überschreiten, welche am negativen

Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es eo Eingang anliegt, so daß der als Differentialverstärker

sich bei den Operationsverstärkern 21 und 26 um han- geschaltete Operationsverstärker veranlaßt wird, umzu-

delsübliche integrierte Schaltkreise vom Typ RM 1556 schalten und ein Ausgangssignal mit einer logischen »1«

AT, während es sich bei den Komparatoren 52 und 54 zu liefern. Dies findet in dem Augenblick statt in dem

ebenfalls um Operationsverstärker vom gleichen Typ die CO2-Emission eines Feuers mit einem vorgegebenen

handelt die als Däfferentialkomparatoren verwendet es Gradienten zunimmt Bei einer bevorzugten Ausfüh-

werden. rungsform war die Zuwachsrate so ausgewählt, um eine

Um sowohl diesen Operationsverstärkern als auch Wellenform einer Eingangsspannung mit einem Span-

dem übrigen Schaltkreis ausreichende Betriebsenergie nungsanstieg von ungefähr 5 Volt pro Sekunde abzuta-

sten, wobei die RC-Zeitkonstante des Verzögerungsschaltkreises ungefähr für eine Verzögerung von einer Millisekunde ausgewählt war. Auf diese Weise hat der Kondensator 76 bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Wert von 0,22 μΡ, während der Widerstand 77 einen Wert von 5,1 Kiloohm besitzt

Der Energiediskriminator-Schaltkreis 80 weist ebenfalls einen als Differentialverstärker geschalteten Operationsverstärker 84 auf, dessen positiver Eingang an den Ausgang des Operationsverstärkers 40 angeschlossen ist. Seine negative Eingangsklemme ist an den Verbindungspunkt von zwei Widerständen 85 und 86 angeschlossen, welche von der Spannungsversorgung + V_reg in Serienschaltung geerdet sind. Die Widerstände 85 und 86 bauen eine Referenzspannung auf, die an der negativen Eingangsklemme des Operationsverstärkers 84 anliegt, wobei der Wert der Referenzspannung so gewählt ist, daß nur eine vorgegebene Amplitude der 4,4-^m-Strsh'üiig, d. h. ein Schwcücriwcrtpegs!, den Operationsverstärker 84 dazu bringen wird, auf der Ausgangsleitung 82 ein Ausgangssignal in Form einer logischen »1« zu liefern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Widerstände 85 und 86 Werte von 100 Kiloohm bzw. 1,8 Kiloohm und waren als Präzisionswiderstände ausgebildet Die Funktion des Energiediskriminator-Schaltkreises 80 besteht darin, eine Betätigung des Betätigungsschaltkreises 100 der Feuerunterdrückungsvorrichtung beispielsweise in einem solchen Augenblick zu verhindern, in dem eine relativ kleine Flamme, wie sie beispielsweise beim Entzünden einer Zigarette oder dergleichen auftritt, von der Abtastvorrichtung abgetastet wird. In dem Augenblick jedoch, in dem die Flamme ausreichend groß ist, so daß ihr Strahlungsenergiepegel den Schwellwert überschreitet wird der Energiediskriminator-Schaltkreis 80 ein Ausgangssignai in Form einer logischen »1« liefern, das dem Logikschaltkreis 60 zugeführt wird.

Auf diese Weise liefern der Gradientendetektor-Schaltkreis 70 und der Energiediskriminator-Schaltkreis 80 jeweils auf den Ausgangsleitungen 72 bzw. 82 ein Logik-Ausgangssignal in dem Augenblick, in dem ein vorgegebener Schwellenv/ert eines Kohlenwasserstoffeuers abgetastet wird bzw. die Amplitude mit vorgegebenem Anstieg zunimmt Diese Signale liegen an den Eingangsklemmen 8 bzw. 6 eines NAND-Gate 64 mit vier Eingängen an, das zum Logikschaltkreis 60 gehört Es hat sich herausgestellt, daß falscher Alarm gelegentlich von einer rasch abnehmenden Strahlungstemperatur erzeugt werden kann, bei der kein Kohlenwasserstoffeuer von Bedeutung abgetastet wird. Wenn beispielsweise ein hochenergetisches Geschoß und eine damit zusammenhängende pyrophore Reaktion den Gradientendetektor-Schaltkreis 70 und den Energiediskriminator-Schaltkreis 80 dazu bringen, an jedem Ausgang dem Logikschaltkreis 60 eine logische »1« zur Verfügung zu steilen, so könnte die Temperatur des beobachteten Gebietes unter einen Wert von ungefähr 1600⁰K fallen, bevor der Gradientendetektor-Schaltkreis 70 und der Energiediskriminator-Schaltkreis 80 ihren Zustand zurück zur logischen »0« änderten. In einem derartigen Falle würden die Eingänge des Logikschaltkreises 60, auch wenn kein Kohlenwasserstoffeuer abgetastet wird, auf dem Pegel einer logischen »1« liegen, was einen falschen Alarm verursacht Um einen derartigen falschen Alarm und insbesondere in Anwesenheit eines hochenergetischen Geschosses zu verhindern, ist die Ausgangsleitung 55 des Farbtemperatur-Diskriminierungsschdtkreises 50 über einen einzigen Abtast- und Verzögerungsschaltkreis an den Eingang des NAND-Gate 64 angeschlossen, was im folgenden näher erläutert werden soll. Zunächst einmal darf darauf hingewiesen werden, daß sich herausgestellt hat, daß in dem Augenblick, in dem ein hochenergetisches Geschoß ein Kohlenwasserstofffeuer hervorruft, die vom Temperatur-Abtastschaltkreis abgetastete Temperatur in weniger als einer Millisekunde unter den Wert von 2400⁰K fällt. Man nimmt an, daß

ίο dies auf der Tatsache beruht, daß das Kohlenwasserstoffeuer tatsächlich die vom hochenergetischen Geschoß verursachte pyrophore Reaktion auslöscht. Diese Auslöschwirkung senkt die Temperatur üblicherweise in weniger als 0,50 Millisekunden vom ursprünglichen Eintritt des hochenergetischen Geschosses ab. Diese Tatsache macht es möglich, einen Abtast- und Diskriminierungsschaltkreis zu schaffen, der das Alarmsystem in Anwesenheit eines hochenergetischen Geschosses außer Betrieb setzt, in derr. das Zeitintervall abgetastet wird, in dem die auftretende Temperatur der Strahlungsquelle oberhalb von 2400⁰K bleibt. Wenn sie beispielsweise für eine Millisekunde oberhalb von 2400° K bleibt, dann kann man sagen, daß sie nicht von einem Kohlenwasserstoffeuer ausgelöscht worden ist, und das System kann für ein kurzes Zeitintervall außer Wirkung gesetzt werden, um falschen Alarm zu verhindern, der aus Explosionen von hochenergetischen Geschossen resultieren kann. Der Abtastschaltkreis weist einen ersten Verzöge rungskreis mit einem RC-Integrator auf, der mit einem Widerstand 61 ausgebildet ist, welcher an einem Ende an die Ausgangsleitung 55 des Diskriminierungs-Schaltkreises 50 und mit seinem gegenüberliegenden Ende an ein als Inverter geschaltetes NOR-Gate 62 angeschlos sen ist Der Verbindungspunkt zwischen Widerstand 61 und NOR-Gate 62 ist über einen Kondensator 63 an die negative Versorgungsspannung — V angeschlossen. Die Zeitkonstante des Widerstandes 61 und des Kondensators 63 ist so gewählt daß sie ungefähr eine Millisekun- de beträgt, und bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Widerstand 61 einen Wert von 10Γ* Kiloohm, während der Kondensator 63 einen Wert von 0,01 μΡ besitzt Wenn die abgetastete Temperatur für mehr als eine Millisekunde oberhalb von 2400° K liegt und somit für mehr als eine Millisekunde eine logische »0« an der Ausgangsleitung 55 liefert, so entleert sich der Kondensator 63 beträchtlich und läßt das Eingangssignal am NOR-Gate 62 auf eine logische »0« abfallen. Das NOR-Gate 62 hat eine Ausgangsklemme 14, die an einen In- verter 65 angeschlossen ist so daß die am Eingang des NOR-Gate 62 anliegende logische »0« am Ausgang 15' des Inverters 65 ebenfalls eine logische »0« hervorruft

Infolgedessen wird die an den Ausgang 15' des Inverters 65 angeschlossene Diode 66 in Durchlaßrichtung vorgespannt und das Signal am Eingang 9 des NAND-Gate 64, das normalerweise eine logische »1« ist wird eine logische »0«. Auf diese Weise ist das NAND-Gate 64 gesperrt Auch wenn das Signal am Ausgang 5' des Inverters 65 wieder zu einer logischen »1« wird, so bleibt der Eingang.9 des NAND-Gate 64 bei einer logischen »0«, und zwar für ein Zeitintervall, das von den Werten des Widerstandes 67 und des Kondensators 68 abhängt Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt dieses Zeitintervall ungefähr 20 Millisekunden.

Ferner hat der Widerstand 67 bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Wert von 2£ Megohm, während der Kondensator 68 einen Wert von 0.01 μΡ besitzt

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Daraus ergibt sich, daß die Eingangsklemme 9 des kreis 116 vorgesehen und kann beispielsweise einen NAND-Gate 64 normalerweise auf dem Pegel einer lo- Transistor aufweisen, der in einen nicht-leitenden Zugischen »1« gehalten wird und daß nur in dem Augen- stand vorgespannt ist, außer wenn er unter der Kürzte :k eine logische »0« an die Eingangsklemme 9 des Schlußbedingung steht. Wenn ein Kurzschluß auftritt, NAND-Gates 64 angelegt wird, um dieses außer Be- 5 erhält der monostabile Multivibrator 110 ein Signal, das trieb zu setzen, wenn die abgetastete Farbtemperatur dafür sorgt, daß sein Ausgang für ein vorgegebenes den Wert von 2400° K länger als eine Millisekunde über- Zeitintervall, das größer als r ist, vom Zustand der logischreitet. Ein direktes Sperrsignal wird auf der Aus- sehen »1« auf den Pegel der logischen »0« übergeht und gangsleitung 55 am NAND-Gate 64 während der ge- auf diese Weise den Leistungsverstärker 112 über das samten Zeit anliegen, wo die Temperatur der Strah- io NAND-Gate 108 außer Betrieb setzt. Da das Zehinterlungsquelle tatsächlich oberhalb von 2400° K liegt. Dies vall des monostabilen Multivibrators HO größer als das wird nur in dem Augenblick stattfinden, in dem ein des monostabilen Multivibrators 106 ist wird beim Aufhochenergetisches oder HEAT-Geschoß auftrifft, das treten eines Kurzschlusses der Leistungsverstärker 112 kein Kohlenwasserstoffeuer hervorruft In dem Augen- so lange nicht wieder aktiviert, bis am Eingang des moblick, in dem ein iiochenergetisches Geschoß ein Koh- 15 nosiabilen Multivibrators 106 eine weitere Abtastung lenwasserstoffeuer auslöst, werden die Ausgangssignale angezeigt wird. Auf diese Weise schafft der Betätiauf den Ausgangsleitungen 72 und 82 auf dem Pegel gungsschaltkreis 100 außerdem eine verbesserte Eineiner logischen »1« liegen, was auch nach ungefähr einer richtung zur Betätigung des Betätigungselementes 1114 :' halben Millisekunde für die Ausgangsleitung 55 gilt so für die Unterdrückungsvorrichtung. ι. daß das NAND-Gate 64 ansprcht und an seiner Klem- 20 Die Wirkungsweise der in F i g. 3 dargestellten Schal-'1 me 10' ein Aus^angssignal mit dem Pegel einer logi- tung läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die ' sehen »0« liefert. Wenn ein Kohlenwasserstoffeuer aus Diagramme der Spannungswellenformen in F i g. 4, 5 ^ irgendeinem anderen Grunde hervorgerufen wird, so und 6 verstehen. Die Spannungswellenformen a bis h in j wird der Ausgang des Farbtemperatur-Diskriminie- den F i g. 4,5 und 6 entsprechen Signalen an den ebenso '■■':. rungsschaltkreises 50 den Pegel einer logischen »1« ha- 2s bezeichneten Punkten der Schaltung nach F i g. 3 für die '■■[ ben, und zwar ebenso wie die Ausgangsleitungen 72 und speziellen unten beschriebenen Betriebsvorgänge, i 82 des 4,4-μπι-Abtastkanals. Die Betätigung des Im folgenden soll zunächst auf F i g. 3 und 4 Bezug

,; NAND-Gates 64 wird ein Ausgangssignal mit einer lo- genommen werden; eine mögliche Betriebsart findet ;■' gischen »0« liefern, die über eine Diode 69 am Betäti- statt, wenn ein abgefeuertes, hochenergetisches Geil gungsschaltkreis 100 anliegt An die anderen Eingänge 30 schoß sowohl in die Panzerung als auch einen vollen '; 102 und 104 angeschlossene, gleiche Dioden bilden ein Treibstofftank eindringt und ein explosives Feuer aus-.}) OR-Gate zur Betätigung des Betätigungsschaltkreises löst In diesem Augenblick steigen beide Spannungssi- ■> 100 durch irgendeinen der Abtastköpfe 140. gnale in den F i g. 4a und 4b rasch in ihrer Amplitude an.

}| Der Betätigungsschaltkreis 100 weist einen monosta- Da die anfänglich auftretende, optisch abgetastete Tem-'*■■; bilen Multivibrator 106 auf, der sich normalerweise in 35 peratur höher als 240O⁰K ist, ist die Spannungsamplitu-■_:; seinem stabilen Zustand mit einer logischen »0« am de nach Fig.4a größer und das Ausgangssignal des U Ausgang befindet In dem Augenblick, in dem eine logi- NAND-Gates 59 geht auf die logische »0« nach F i g. 4c, i| sehe »0« von irgendeinem der Logikschaltkreise, die an welche das NAND-Gate 64 sperrt und ein Ausgangssi- ;- einen oder mehrere der Abtastköpfe angeschlossen gnal verhindert. Innerhalb von 200 Mikrosekunden hat _t sind, an den monostabilen Multivibrator 106 angelegt 40 sich dieser Hochtemperaturblitz auf eine Temperatur Γ ' wird, ändert dieser jedoch seinen Zustand und liefert an unterhalb von 2400° K durch den Treibstoff aus dem seinem Ausgang eine logische »1«, die an einer Ein- Tank abgekühlt und das NAND-Gate 59 geht auf seine % gangsklemme des NAND-Gates 108 für ein vorgegebe- logische »1« zurück.

l· nes Zeitintervall τ anliegt Die andere Eingangsklemme Gleichzeitig löst das explosive Feuer die langsam, an-

'v; des NAND-Gates 108 ist an einen monostabilen Multi- 45 steigende Signalspannung nach Fig.4d aus. die einer ^:/v vibrator UO angeschlossen, der sich normalerweise in expandierenden Flammenfront entspricht Beide Einif einem Zustand befindet daß er an das NAND-Gate 108 gangssignale an den als Differentialverstärker geschal- % ein Signal mit dem Pegel einer logischen »1« anlegt teten Operationsverstärkern 74 und 84 entsprechen ψ Wenn somit beide Eingänge des NAND-Gates 108 den dem Zustand zunehmender Amplitude und ausreichen- || Pegel einer logischen »1« haben, so liefert das NAND- 50 der Amplitude, um die Wellenformen nach Fig. 4e bzw. ΐ| Gate 108 ein Ausgangssignal mit dem Pegel einer logi- 4f zu erzeugen.

Il sehen »0« für einen Leistungsverstärker 112, der Strom Darüber hinaus ist die Dauer des ursprünglichen BHt-

§| an das als Widerstand ausgebildete Betätigungselement zes von weniger als einer Millisekunde zu kurz, um das H 1114 der Unterdrückungsvorrichtung anlegt wobei das NOR-Gate 62 zu aktivieren, und die Spannungswellen-H Betätigungselement 1114 üblicherweise entfernt vom 55 form nach F i g. 4g bleibt unverändert In Abhängigkeit H Betätigungsschaltkreis 100 angeordnet ist wie es durch von diesen Spannungssignalen ergibt sich die Span-P die das Betätigungselement umgebende, gestrichelte Li- nungswellenform nach F ϊ g. 4h im Punkt A, die den mo- IJj nie angedeutet ist nostabiien Multivibrator 106 aktiviert der mit seinem

Il In Abhängigkeit von dem relativ hohen Strompegel, angeschlossenen Schaltkreis ein Signal liefert, um den lg der am Betätigungselement für die Unterdrückungsvor- 60 Feuerunterdrückungsmechanismus zu triggern·. Da nur Hj richtung anliegt kann es entweder den Schaltkreis öff- durch optische Strahlung verursachte Signale verwenij' nen und dadurch die Unterdrückungsvorrichiung akti- det werden, um die Anwesenheit von Feuer zu bestim-S vieren und auslösen oder aber den Schaltkreis kurz- men, erfordert der Schaltkreis gemäß der Erfindung jg schließen, wobei es immer noch die Unterdrückungs- nicht die Verwendung von möglicherweise irreführenfi vorrichtung aktiviert, aber den Betätigungsschaltkreis 65 den und willkürlichen Zeitverzögerungen, um die mo- M 100 besonders stark auflädt Um eine Beschädigung des mentane Abtastung eines explosiven Feuers zu verhinj$ Betätigungsschaltkreises für die Unterdrückungsvor- dem. Ferner wird die Signalinformation, die zum Ver- «t richtung zu verhindern, ist ein Kurzschluß-Abtastschalt- hindern einer falschen Abtastung verwendet wird, aus-

13 14 f

schließlich aus optischen Strahlungssignalen abgeleitet formen nach F i g. 5 bezieht sich auf den Zeitraum, der ,.,,

Eine andere mögliche Situation tritt auf, wenn das auf den durch den Punkt B angedeuteten Zeitpunkt |1 abgefeuerte hodwnergetische Geschoß den vollen folgt. Die Spannungssignale in den Punkten a und b Treibstofftank vollständig verfehlt und kein Feuer ver- nach F i g. 3 werden dann die entsprechenden, in F ig. 5a ursachL Für diesen Zustand ist es selbstverständlich von 5 und 5b angegebenen Wellenfdrmen haben. Die Span-Wichtigkeit, ein Ausgangs-Triggersignal vom NAND- nungswellenfonnen in F i g. 5c und 5g sind unverändert. Gate 64 in Fig.3 zu verhindern. Bei einem derartigen da die von den als Detektoren ausgebildeten Silizium-Ereignis steigen beide Spannungssignale in den Punkten dioden 12 und 22 nach F i g. 3 abgetasteten auftretena und b in F i g. 3 in der in den F i g. 5a und 5b angegebe- den, optischen Strahlungstemperaturen deutlich unternen Weise rasch an und bleiben bei Amplituden, die eine 10 halb von 2700° K liegen.

auftretende, optische Strahlungstemperatur mit einem Das langsam ansteigende Spannungssignal am Punkt

wesentlich höheren Wert als 2400⁰K anzeigen; dies d in F ig. 3 mit der in F ig.5d wiedergegebenen Wellen- |

führt zu einem Ausgangssignal mit dem Pegel einer logi- form entspricht einem sich ausbreitenden Feuer. Wenn

sehen »0« vom NAND-Gate 59, dessen Wellenform in die Spannungsamplitude im Punkt i/den vorgegebenen

F ig. 5c wiedergegeben ist und hindert das NAND-Gate 15 Spannungspegel überschreitet, so liefert der als Diffe-

64 daran, ein Ausgangs-Triggersignal zu liefern, und rentialverstärker geschaltete Operationsverstärker 84 |£

zwar unabhängig davon, was die anderen Wellenformen nach F ig. 3 ein Spannungssignal mit dem Pegel einer f?

anzeigen. logischen »1« im Punkt f. Wenn dieses expandierende ^

Darübev hinaus erzeugen die in dem Explosivgeschoß Feuer eine vorgegebene Wachstumsrate oder Anstiegsenthaltenen brennenden Verbrennungsprodukte Koh- 20 geschwindigkeit überschreitet, so wird der als Differenlendioxid mit hoher Temperatur, so daß die COz-Emis- tialverstärker geschaltete Operationsverstärker 74 nach sionen vom Thermosäulen-Detektor 32 nach F i g. 3 ab- F i g. 3 ebenfalls ein Ausgangsspannungssignal mit dem getastet werden. Die langsam ansteigende Spannungs- Pegel einer logischen »1« am Punkt e liefern. Die Spanwellenform in Fig.5d entspricht dieser anfänglichen nungswellenfonnen für diese beiden Zustände sind in hochenergetischen Reaktion. In Abhängigkeit von die- 25 den F i g. 5f bzw. 5e angegeben. In Abhängigkeit von sen- Spannungssignal ergeben sich die Wellenformen diesen Spannungssignalen ergibt sich die Spannungsnach F i g. 5e und 5f. Während dieses ersten Zeitinter- wellenform nach F i g. 5h im Punkt C, welche den Feuervalls bleiben jedoch die beiden zuletzt genannten Signa- unterdrückungs-Schaltkreis aktiviert Ie unwirksam, was ihren Beitrag zum Ausgangstrigger- Schließlich ist es auch möglich, daß die plötzliche signal anbetrifft, und zwar wegen des Ausgangssignals 30 Zündung von Kohlenwasserstoffdämpfen ein Diffumit dem Pegel der logischen »0« vom NAND-Gate 59 sionsfeuer verursacht Dieses Feuer kann entweder ein nach F i g. 3. sekundäres Resultat eines hochenergetischen Geschos-

AuBerdem führt das hochenergetische Eingangssi- ses oder aber durch ein ganz unabhängiges Ereignis

gnal zu einer Ansammlung von Ladungen im Kopp- verursacht sein. Wie in der vorhergehenden Situation

lungskondensator 38, der sich über den Widerstand 41 35 sind die Spannungssignale in den Punkten a, b. c und g

entlädt Diese Entladung entspricht dem negativen und nach F i g. 3, deren Wellenformen in den entsprechen-

zweiten positiven Teil der Wellenform in F i g. 5d In den F i g. 6a, 6b, 6c bzw. 6g dargestellt sind, nicht zum

dem Augenblick, wo die auftretende, optische Strah- Abtasten des Feuers verwendet Im Augenblick der

lungstemperatur unter einen Wert von 2400° K abge- Zündung haben die flüchtigen Kohlenwasserstoffdämp-

nommen hat und sich die obenerwähnte RC-Schaltung 40 fe die Explosionsgrenze erreicht und es steht ausrei-

noch nicht stabilisiert hat würde ein falsches Triggersi- chende Hitzeenergie zu ihrer Zündung zur Verfügung,

gnal zu einem durch den Punkt A in F i g. 5 angedeute- Der Thermosäulen-Detektor 32 nach F i g. 3 erzeugt ein

ten Zeitpunkt den Feuerunterdrückungs- oder Steuer- Spannungssignal in Abhängigkeit von dem bei dieser

mechanismus betätigen. Zündung erzeugten heißen Kohlendioxidgas, und das

Hier wird die Bedeutung des Spannungssignals im 45 verstärkte Spannungssignal im Punkt d hat die in Punkt g in F i g. 3 in vollem Umfang deutlich. Das poten- F i g. 6d wiedergegebene Wellenform. In Abhängigkeit

tielle falsche Triggersignal wird verhindert weil das von diesem Signal und den anderen Signalen, deren

Spannungssignal vom NAND-Gate 59 länger als eine Wellenform in F i g. 6 wiedergegeben ist wird der Feu- Millisekunde angelegen hat und damit das NOR-Gate erunterdrückungs- oder -Steuermechanismus zu dem

62 dazu gebracht hat einen 20 Millisekunden langen 50 Zeitpunkt aktiviert der durch den Punkt A in Fig.6

Impuls mit dem Pegel einer logischen »0« zu liefern, wie angedeutet ist.

er in F i g. 5g dargestellt ist Sichtbares Licht, das durch brennende Kohlenstoff-

Eine dritte Situation tritt auf, wenn das Geschoß au- teilchen erzeugt wird, tritt während dieses frühen Sta-

ßerhalb des Treibstofftanks explodiert und dazu führt diums des Feuers nicht auf, und die Abtast-Ansprechzeit

daß etwas später ein Feuer ausbricht Entweder Bruch- 55 würde um einige Millisekunden in einem System, das

stücke der Fahrzeugpanzerung oder Teile des Geschos- eine sichtbare Bestätigung des Feuers erfordert, verlän-

ses können den Treibstofftank zum Bersten bringen, gert bzw. erhöht Das selektive Abtasten von Kohlen-

und ausfließender Treibstoff kann sich anschließend dioxid-Verbrennungsprodukten durch das oben be>

durch die vom Geschoß herrührenden heißen Trümmer schriebene neuartige System ermöglicht nicht nur kurze

entzünden. Die in Fig.3 wiedergegebene Schaltung w> Abtastzeitintervalle,sondern liefert auch ein hohes Maß

wird in dieser Situation Spannungssignale erzeugen, um an Unempfindlichkeit gegenüber falschem Alarm. Auf

eine Unterscheidung gegenüber Explosionen von hoch- diese Weise stellt die Abtastung der optischen Strah-

energetischen Geschossen zu treffen. Nach einer kurzen lung von durch Verbrennung erzeugten Gasen ein sehr

Zeitspanne gehen die Spannungssignale wieder in einen wesentliches Merkmal des oben beschriebenen neuarti- Ruhezustand zurück, und es kann wiederum die Anwe- 65 gen Systems dar.

senheit eines Feuers abgetastet werden, wie es durch

den Punkt B in F i g. 5 angedeutet ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Die weitere Bezugnahme auf die Spannungswelten-

Claims

: 1 ■ ' ■;■:- . ■" 2 ■ .- - se mit einem Kohlenwasserstoff^Feuer oder -brand verPatentansprüche: bundenist Bei militärischen Anwendungszwecken ist es wün-

1. Selektive Feuererfassungsvorrichtung zur Un- sehenswert, gegenüber einem Kohlenwasserstoff-Feuer terscheidung von Kohlenwasserstoff-Feuern von 5 zu unterscheiden, das beispielsweise durch die Explohochenergetischen Geschoßexplosionen mit mehre- sion eines Treibstofftanks in Fahrzeugen, wie z. B. geren auf Infrarotstrahlung ansprechenden Detekto- panzerten .Personenbeförderungsmitteln odpr Panzern, ren (10, 20, 30), mit zwei diesen nachgeschalteten und hochenergetischen Geschossen, wie z. B. iiohlla-Signalverarbeitungskanälen (35, 70,80; 25,50), wo- dungsgeschbssen (HEAT), hervorgerufen werden kann, bei der erste (35,70,80) bei Kohlenwasserstöff-Feu-" to Hochenergetische Geschosse verursachen momentane ern und bei Geschoßexplosionen zwei Ausgangssi- hochenergetische Strahlungspegel und hohe Temperagnale (e, f) erzeugt, die über eine UND-Schaltung türen von mehr als 3000⁰K und oft von mehr als verknüpft sind während der zweite (25,50) nur auf 5000⁰K, welche nicht nur der Munition oder den Ge-GeschoBexplosionen anspricht und mit einem Lo- schössen selbst zuzuschreiben sind, sondern aufgrund gikkreis (60; 64), dem die Ausgangssignale der Si- 15 einer Sekundärreaktion mit der Panzerung der Fahrgnalverarbeitungskanäle zugeführt werden und der zeuge auftreten, weiche theoretisch als pyrophore Redie Abgabe eines Kohlenwasserstoff-Feuererken- aktion bezeichnet wird Hochenergetische Geschosse nungssignals beim Vorliegen einer Geschoßexplo- können jedoch gegebenenfalls ein Kohlenwasserstoffsion für eine bestimmte Zeit sperrt Feuer auslösen oder nicht auslösen. Es ist somit wün-

20 sehenswert, die Betätigung einer Feuerunterdrückungs-

dadurch gekennzeichnet, vorrichtung zu verhindern, wenn ein hochenergetisches

Geschoß in ein Fahrzeug eindringt aber den Treibstoff-

— daß an den zweiten Signalverarbeitungskanal tank nicht explodieren läßt und kein Feuer verursacht
(25,50) zwei Strahlungsdetektoren (10, 20) an- Die US-PS 38 25 754 offenbart eine selektive Feuergeschlossen sind die für zwei unterschiedliche 25 erfassungsvorrichtung mit den im Oberbegriff des Pa-Infrarotwellenlängen empfindlich sind tentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Bei der genann-

— daß der zweite Signalverarbeitungskanal (25, ten Vorrichtung ist vorgesehen, daß bei der Abtastung 50) eine Vergleichsschaltung (50) für die Signale einer Geschoßexplosion die Kohlenwasserstoff-Feuerder beiden Strahlungsdetektoren (10, 20) ent- erfassung während eines bestimmten Zeitintervalls unhält, die rln Ausgangssignal (c) nur erzeugt 30 wirksam gemacht wird Erst wenn nach der Verzögewenn das Verhältnis der beiden Detektorsigna- rungsperiode ein Kohlenwasserstoffeuer abgetastet Ie einer Strahlertemperatur entspricht die eine wird, so wird eine Feuerunterdrückungsvorrichtung bevorgegebene Grenze übersteigt und von einem tätigt

Kohlenwasserstoff-Feuer nicht erreicht wird Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht des-

— und daß die Sperrzeit des Logikkreises (60; 64) 35 halb darin, daß während der Verzögerungsperiode ein bestimmt wird durch die Zeitdauer der Über- explosives Kohlenwasserstoffeuer ohne weiteres im schreitung der vorgegebenen Grenze der Entstehen begriffen sein kann, bevor das System es ab-Strahlertemperatur. tastet und das Erkennungssigoal erzeigt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese be-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 40 kannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß zeichnet, daß der Logikkreis (60) ein Zeitglied (61. Feuerbekämpfungsmaßnahmen wesentlich schneller 62, 63) enthält, dem das Sperrsignal (c) zugeführt eingeleitet werden können, Fehlalarme jedoch gleichwird und das über einen Verzögerungskreis (67,68) wohl weitgehend vermieden werden,
ein zweites Sperrsignal (g) auslöst wenn die Zeit- Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich erfindungsgedauer des ersten Sperrsignals (c) größer als eine 45 maß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentandurch das Zeitglied (61,62,63) bestimmte Zeit ist Spruchs 1 angegebenen Merkmale.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Demgemäß wird eine Abtastvorrichtung verwendet,

gekennzeichnet daß der erste Signalverarbeitungs- die nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn eine abge-

kanal (35, 70, 80) mit einem der Detektoren (30) tastete Feueremission, ohne Rücksicht auf ihren Ur-

verbunden ist und zwei Schwellenwertdetektoren 50 sprung, so beschaffen ist, daß die auftretende Tempera-

(70, 80) aufweist, wovon der eine (80) den Strah- tu- der Quelle sich unter einer vorgegebenen Farbtem-

lungsenergiepegel, der andere (70) dessen Anstiegs- peratur befindet, welche oberhalb der normalen Tempe-

geschwindigkeit detektiert. ratur eines Kohlenwasserstoffeuers liegt. Ferner sind

zusätzliche Abtasteinrichtungen vorgesehen, um die

55 CO₂-Emission eines Kohlenwasserstoffeuers abzuta-

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf Feuer- sten. Ein an die Abtasteinrichtungen angeschlossener und Explosions-Abtastsysteme und insbesondere auf ein Logikschaltkreis verarbeitet die Ausgangssignale der selektives Abtastsystem, um falschen Alarm zu verhin- Abtasteinrichtungen und liefert nur in dem Augenblick dem. ein Steuerausgangssignal, wo der Strahlungsausgangs-Feuerabtastsysteme und Feuerabtastvorrichtungen, 60 inhalt der Quelle die vorgegebenen Spektral- und Zeitdieauf die Anwesenheit einer Flamme oder einer Explo- Veränderungskriterien erfüllt. Ein derartiges System sion ansprechen, um ein Ausgangs-Steuersignal zu er- spricht sehr rasch auf ein Kohlenwasserstoffeuer an und zeugen, das zur Betätigung einer Feuerunterdrückungs- unterscheidet gegenüber hochenergetischen Geschosvorrichtung verwendet wird, sind allgemein bekannt. sen oder anderen Quellen, die eine auftretende Tempe-Üblicherweise wird bei derartigen Systemen ein Sensor 65 ratur oder Gesamtstrahlungstemperatur oberhalb der oder Abtastorgan verwendet, um die Anwesenheit von vorgegebenen Temperatur aufweisen und die nicht inStrahlung bei einer Wellenlänge zu bestimmen, die der nerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ein Kohlenwas-CCh-Emission enlsDricht. welche charakteristischerwei- serstoffeuer hervorrufen.