DE2829133A1 - Meldeeinrichtung - Google Patents
MeldeeinrichtungInfo
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- G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
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Description
PATENTANWALT
WOLFGANG SCHULZ-DÖRLAM , O Q O Q 1
INGENIEUR DIPLOME * ö l a '
D-8000 MÜNCHEN 80
MAUERKIRCHERSTRASSE 31 TELEFON (089)9819 79
MAUERKIRCHERSTRASSE 31 TELEFON (089)9819 79
Hochiki Corporation
2-10-43 Kami Osaki H 396 DT
Shinagawa-ku
Tokyio (Japan)
Meldeeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meldeeinrichtung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Bei bekannten Meldeeinrichtungen dieser Art wird durch den intermittierenden
Betrieb der Fühlerschaltung ein verringerter Ruhe-Linienstrom erzielt; der intermittierende, relativ große Stromfluß
zu den Fühlerschaltungen der Melder wird in diesen durch Glättung mittels der Speicherkondensatoren zu einem nicht oder wenig
veränderlichen, relativ geringen Ruhe-Linienstrom umgewandelt, der von dem beim Ansprechen eines Melders erzeugbaren Meldesignal
unterscheidbar ist. Dies ist jedoch nicht ohne Schwierigkeiten erreichbar .
Wählt man im Interesse eines möglichst geringen Ruhe-Linienstroms Ladewiderstände mit hohen Widerstandswerten, so kann die Spannung
an den Speicherkondensatoren, die bei der intermittierenden Spei-
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sung der Fühlerschaltungen deren Speisespannung bildet, zwischen
aufeinander folgenden Speisungen der Fühlerschaltungen nur einen gegenüber der Linienspannung relativ geringen Wert annehmen. Man
ist daher gezwungen, die Fühlerschaltungen für eine relativ geringe Speisespannung auszulegen, was nur in Grenzen möglich ist;
der Endwert der sich während des Speisevorgangs wegen der Kondensatorentladung
verringernden Speisespannung muß noch zum Betrieb der Fühlerschaltungen ausreichen und begrenzt die auswählbaren
Widerstandswerte der Ladewiderstände nach oben hin. Weiter erfordert bei gegebenem Energieverbrauch der Fühlerschaltungen je Speisevorgang
eine Verringerung der Speisespannung eine starke Erhöhung der Kapazität der Speicherkondensatoren, was einen erhöhten
Bauaufwand und eine ggf. störende Zunahme von deren Baugröße bedeutet. Eine weitere Beschränkung in der Auswahl des Widerstandswertes
der Ladewiderstände zu höheren Werten hin ergibt sich auch daraus, daß in der Praxis die Fühlerschaltungen im allgemeinen
dann, wenn kein Speisevorgang erfolgt, dennoch einen geringen Ruhestromverbrauch
erfordern, also einen endlichen Ruhe-Eingangswiderstand aufweisen, beispielsweise wegen der Aufladung des Kondensators
eines in jeder Fühlerschaltung vorgesehenen Zeitglieds, das den jeweils nächsten Speisevorgang auslöst. Damit der Eingangs-Ruhestrom
der Fühlerschaltungen fließen kann, darf der Gesamtwiderstandswert der Reihenschaltung des Ladewiderstands und des Ruhe-Eingangswiderstands
einer Fühlerschaltung jedenfalls nicht größer sein als der Quotient aus Linienspannung und Ruhe-Eingangsstrom
der Fühlerschaltung, und in der Praxis muß ein noch geringerer Wert gegenüber dem sich so ergebenden Widerstandswert des Ladewiderstands
gewählt werden, weil dieser ja zusätzlich zum Eingangs-Ruhestrom der Fühlerschaltung den Ladestrom des Speicherkondensators
führen soll. Schließlich steht der Wahl eines hohen Widerstandswerts des Ladewiderstands auch entgegen, daß Widerstände
mit hohem Widerstandswert nur unter Schwierigkeiten genau gefertigt werden können, also normalerweise große Abweichungen von Widerstand
zu Widerstand zeigen, was das genaue Funktionieren der Melder beeinträchtigt.
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Wenn man andererseits die Widerstandswerte der Ladewiderstände
aus den vorstehenden Gründen nicht allzu hoch wählt, so wird bei einer gewissen Anzahl von an eine Linie angeschlossenen Meldern
der Ruhe-Linienstrom so groß, daß er nicht mehr mit Sicherheit vom Meldesignal unterschieden werden kann. Daher ist die an eine
Linie anschließbare Anzahl von Meldern begrenzt. Das bedeutet, daß zum Schutz eines Objekts von vorgegebener Größe mehr Linien
und damit ein größerer Bauaufwand erforderlich werden als an sich aus Gründen der Herkunftsunterscheidung der Meldesignale erforderlich
ist.
Die vorstehend erläuterten Schwierigkeiten werden in der Praxis noch dadurch vergrößert, daß die Linienspannung im allgemeinen
zeitlich veränderlich ist und insbesondere abnimmt, beispielsweise weil die Netzspannung schwankt, aus der sie gewonnen wird,
weil die sie liefernde Batterie entladen wird oder weil zusätzliche Melder an dieselbe Linie angeschlossen werden. Besonders ausgeprägte
Spannungsverringerungen ergeben sich bei Übermittlung eines Meldesignals durch die erhöhte Strombelastung. Hierdurch
nämlich entstehen erhöhte Spannungsabfälle entlang der Linie, ein zusätzlicher Spannungsabfall an einem ggf. als Meßglied für den
Strom in der Zentrale in einen Leiter der Linie eingeschalteten, niederohmigen Widerstand und der zusätzliche Spannungsabfall am
Innenwiderstand der Gleichspannungsquelle. Die Ladewiderstände müssen daher mit Rücksicht auf den geringsten Wert der Linienspannung
bemessen werden, mit dem im Betrieb gerechnet werden muß, beispielsweise 80 % des Nennwerts, wodurch sich eine weitere
Verringerung der möglichen Anzahl an dieselbe Linie anschließbarer Melder ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meldeeinrichtung
der eingangs genannten Art mit geringem Schaltungsaufwand so weiterzubilden, daß einerseits eine Aufladung der Speicherkondensatoren
der Melder auf eine genügend hohe Speisespannung für die Fühlerschaltungen erfolgt, daß andererseits aber auch eine große An-
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zahl von Meldern an dieselbe Linie angeschlossen werden kann.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Meldeschaltung der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art durch die in dessen
Kennzeichenteil angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung ist der mit seiner
Hauptstromstrecke in den Ladekreis des Speicherkondensators eingeschaltete Transistor in schaltungstechnisch einfacher Weise gleichzeitig
zur Spannungsbegrenzung und zur Strombegrenzung verwendet. Aufgrund der Strombegrenzung genügt ein relativ geringer Ruhe-Linienstrom
zur Versorgung aller Melder; durch die Strombegrenzung kann der Speicherköndensator bis zum Erreichen des vorgegebenen
Spannungsgrenzwerts mit konstantem Strom und linear ansteigender Spannung geladen werden, was günstiger als eine Aufladung mit entsprechend
einer e-Funktion ansteigender Spannung ist. Der geringe Ruhe-Linienstrom bedeutet, daß eine große Anzahl von Meldern an
dieselbe Linie angeschlossen werden kann, während bei geeigneter Wahl der vorgegebenen Spannungsgrenze, bis auf die jeder Speicherkondensator
aufgeladen wird - beispielsweise 50 % der Linienspannung - doch eine genügende Speisespannung für die Fühlerschaltungen
zur Verfügung steht. Hierbei ist es auch günstig, daß ein Ladewiderstand
mit einem geringen Widerstandswert - 5 % bis 10 % gegenüber dem Fall einer nicht vorhandenen Strombegrenzung, selbst
bei vorhandener Spannungsbegrenzung - verwendet werden kann, da nämlich die den Ladestrom bestimmende Impedanz außer aus dem Ladewiderständ
auch aus der Hauptstromstrecke des im Ladestromkreis
liegenden Widerstands besteht. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Widerstandswert des Ladewiderstands jedes Melders
geringer ist als der dem Quotienten aus der Folgezeit aufeinander folgender Speisungen der Fühlerschaltung; besonders zweckmäßig
liegt der Widerstandswert bei annähernd 25 % des genannten Quotienten. Durch den geringen Wert des Ladewiderstands fällt an ihm
bei gleitendem Transistor eine relativ geringe Spannung ab, wodurch die Grenzspannung des Speicherkondensators und damit die
Speisespannung der Fühlerschaltung relativ dicht unterhalb der
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Linienspannung bzw. des Mindestwerts der aufgrund von Störeinflüssen
veränderlichen Linienspannung gewählt werden können, mit dem im Betrieb zu rechnen ist. Andererseits kann dann, wenn die
Grenz^spannung des Speicherkondensators nicht allzu hoch gewählt wird und beispielsweise, wie bereits erwähnt, 50 % des Nennwerts
der Linienspannung beträgt, ein noch größerer Abfall der Linienspannung gegenüber dem Nennwert zugelassen werden, als dies bei
bekannten Lösungen möglich ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert,
in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 bis 5 jeweils eine Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 6 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Melder der Meldeeinrichtungen gemäß Fig. 1 bis 5.
In den Figuren gezeigte, nicht erläuterte Teile entsprechen den mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Teilen vorangehender Figuren.
Die in Fig. 1 gezeigte Meldeeinrichtung umfaßt eine Zentrale 1,
an die über eine aus zwei Speiseleitern 2a, 2b bestehende Linie eine Vielzahl von Brandmeldern angeschlossen ist, von denen einfachheitshalber
nur ein optischer Brandmelder 3 gezeigt ist. Die Zentrale weise eine einfachheitshalber als Batterie 4 dargestellte
Gleichspannungsquelle auf. Deren positiver Pol ist über einen als Meßglied für den ihn durchfließenden Linienstrom dienenden Widerstand
R1 mit dem positiven Speiseleiter 2a verbunden, während der
negative Pol unmittelbar mit dem negativen Speiseleiter 2b verbunden ist. An dem der Batterie 4 zugewandten Anschluß des Widerstands
R1 liegt der Emitter eines Transistors Q1, dessen Basis über einen
Widerstand R5 mit dem der Batterie 4 abgewandten Anschluß des Widerstands
R1 verbunden ist, so daß die Steuerstrecke, die Basis-Emitter-Strecke
dieses Transistors Q1, von der am Widerstand R1
abfallenden, dem Linienstrom proportionalen Spannung gesteuert ist.
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Die Hauptstromstrecke des Transistors Q1 liegt in Reihe mit einer
Auswerteschaltung 5 parallel zur Batterie 4. Widerstandswert des Widerstands R. und Typ des Transistors Q1 sind so gewählt, daß
letzterer bei einem Schwellenwert des Linienstroms leitend wird, der zwischen 1 mA und 20 mA liegen kann, so daß eine Linienstromerhöhung
über diesen Schwellenwert hinaus einen Stromfluß über die Auswerteschaltung 5 bewirkt, wodurch ein Alarmsignal erzeugt
werden kann.
Zwischen die an die Speiseleiter 2a, 2b angeschlossenen Anschlüsse
des Melders 3 ist eine Doppel-Zenerdiode e geschaltet, die ein Ansteigen der Eingangsspannung über einen vorgegebenen positiven
oder negativen Schwellenwert verhindert, der betragsmäßig höher liegt als der Nennwert der Linienspannung. Die übrigen Teile des
Melders 3 sind an dessen Anschlüsse über einen von Dioden d.. bis d. gebildeten Vollweggleichrichter angeschlossen, um eine Vertauschung
der Anschlüsse des Melders 3 gegenüber den Speiseleitern 2a, 2b ohne Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit zuzulassen.
Der Vollweggleichrichter ist im Sinne einer Gleichrichtung der an den Anschlüssen des Melders 3 liegenden Spannung geschaltet.
An den vom gemeinsamen Anschluß der Dioden d1, d2 gebildeten positiven
Anschluß des Vollweggleichrichters ist über einen Ladewiderstand R, ein Speicherkondensator C angeschlossen, dessen dem Ladewiderstand
R- abgewandter Belag unmittelbar an dem vom gemeinsamen Anschluß der Dioden d3, d. gebildeten negativen Anschluß des Vollweggleichrichters
liegt. Parallel zum Speicherkondensator C, an dem die Spannung Un liegt, ist eine Fühlerschaltung geschaltet,
die aus der Parallelschaltung eines Lichtsenders 7 und eines Streulichtempfängers
8 besteht. Beide werden jeweils gleichzeitig, jedoch intermittierend mit der Spannung ϋ_ als Speisespannung gespeist,
wobei während jedes Speisevorgangs der einen Oszillator enthaltende Lichtsender 7 eine Anzahl von Lichtimpulsen aussendet.
Befindet sich von einem Brand herrührender Rauch in einer Meßstrecke zwischen Lichtsender 7 und Streulichtempfänger 8, so wird
an dem Rauch gestreutes Licht vom Streulichtempfänger 8 aufgenom-
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men, und dieser erzeugt ein dem Lichteinfall proportionales, verstärktes
elektrisches Ausgangssignal. Dieses wird der Steuerelektrode eines Thyristors 6 zugeführt, der mit seiner Hauptstromstrecke
in Leitrichtung zwischen den positiven und den negativen Ausgangsanschluß des Vollweggleichrichters geschaltet ist. Hat
während eines Speisevorgangs von Lichtsender 7 und Streulichtempfänger 8 die Dichte des Rauchs in der Meßstrecke einen vorgegebenen
Schwellenwert überschritten, so überschreitet auch die Ausgangssignalspannung des Streulichtempfängers 8 die Zündspannung
des Thyristors 6, wodurch dieser zündet und einen KurzSchlußstrom
als Meldesignal über die Linie 2 fließen läßt, was in bereits erwähnter
Weise zur Erzeugung eines Alarmsignals führt.
Die Linienspannung der Linie 2 beträgt im Ausführungsbeispiel 24 V
+ 20 %, liegt also zwischen 19,10 V und 28,8 V. Die aus Lichtsender
7 und Streulichtempfänger 8 bestehende Fühlerschaltung hat im
nicht wirksamen Ruhezustand einen Eingangswiderstand von 300 kOhm und bei einer mittleren Spannung U^ am Kondensator C als Speisespannung
einen Ruhe-Eingangsstrom von 40 μΑ. Um den beim Wirksamwerden der Fühlerschaltung erforderlichen, erhöhten Strom ohne
starke Absenkung der Speisespannung während einer kurzen Zeit abgeben zu können, hat der Speicherkondensator C eine Kapazität von
200 μΡ.
Um bei einem insoweit beschriebenen Melder, d.h. ohne die noch zu beschreibenden Maßnahmen zur Spannungs- und Strombegrenzung, den
vom Melder nach einem Wirksamwerden der Fühlerschaltung aufgenommenen Strom auf zulässige Werte zu begrenzen, müßte der Ladewiderstand
R4 mindestens einen Widerstandswert von 60 kOhm haben, und
auch bei noch höheren Werten ergäbe sich doch ein in seinen Amplituden so hoher Anteil des Melders 3 am Ruhe-Linienstrom, daß nur
bis zu zehn Melder 3 an dieselbe Linie 2 angeschlossen werden könnten.
Der Melder 3 weist nun jedoch eine Spannungsbegrenzungsschaltung auf, die aus der Reihenschaltung eines Widerstands R2 und einer
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Zenerdiode Z besteht, an deren Verbindungspunkt die Basis des von ihr als Stellglied gesteuerten Transistors Q2 angeschlossen ist.
Dieser ist mit seiner Hauptstromstrecke derart in den Ladestromkreis des Speicherkondensators C eingeschaltet, daß der Emitter
des Transistors Q2 dem Speicherkondensator C zugewandt ist und
daß der Ladewiderstand R- zwischen Transistor Q2 und Speicherkondensator
C eingeschaltet ist. Der der Basis des Transistors Q2
abgewandte Anschluß des Widerstands R2r dessen Widerstandswert
2,2 MOhm beträgt, liegt am Kollektor dieses Transistors Q~, während
die der Basis des Transistors Q2 abgewandte Elektrode der
Zenerdiode Z, an der eine Spannung von 13 V abfällt, mit dem negativen
Belag des Speicherkondensators C verbunden ist.
Ist die Spannung U_ am Speicherkondensator C und damit die Spannung
des Emitters des Transistors Q-2 gegenüber dem negativen Belag des Kondensators C geringer als die Zenerspannung der Zenerdiode
Z, so reicht die an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Q2 liegende Spannung aus, diesen leitend zu halten, wodurch über
seine Hauptstromstrecke und den Ladewiderstand R. ein Ladestrom
zum Kondensator C fließt. Steigt dagegen die Spannung Uc auf eine
annähernd der Zenerspannung der Zenerdiode Z gleiche Grenzspannung an, so wird der Transistor Q2 nichtleitend, der Ladestrom wird unterbrochen,
und die Spannung U- kann nicht weiter ansteigen.
Wäre lediglich die nunmehr beschriebene Spannungsbegrenzungsschaltung
vorgesehen, nicht jedoch auch noch zu beschreibende Maßnahmen zur Strombegrenzung, so müßte wiederum, wie für den Fall einer
fehlenden Spannungsbegrenzungsschaltung, bei den übrigen angegebenen Strom-, Spannungs- und Widerstandswerten der Ladewiderstand
R4 einen relativ hohen Widerstandswert von 60 kOhm haben, um den
Ladestrom auf einen Wert von maximal 180 μΑ zu begrenzen. Die Summe der bei diesem maximalen Ladestrom am Ladewiderstand R^ abfallenden
Spannung von annähernd 11V und der Zenerspannung der
Zenerdiode Z von 13 V ergäbe die Nenn-Linienspannung von 24 V, während bei nicht betätigter Fühlerschaltung der von dieser aufge-
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nommene Ruhe-Eingangsstrom von 40 μΑ am Ladewiderstand R. einen
Spannungsabfall von 2,4 V verursachen würde, der zusammen mit der Zenerspannung von 13 V eine Spannung von 15,4 V ergäbe, die nicht
allzu weit unter der niedrigsten möglichen Linienspannung von 19,2 V läge. Auch hierbei könnten nur höchstens zehn Melder 3 an
dieselbe Linie 2 angeschlossen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind nun zusätzlich Maßnahmen
zur Strombegrenzung des Hauptstroms des Transistors Q2
vorgesehen, falls dieser bei Spannungen U-, des Speicherkondensators
C unterhalb des Grenzwerts leitend ist. Hierzu ist grundsätzlich wie auch bei den noch zu beschreibenden übrigen Ausführungsbeispielen
vorgesehen, daß die Basis des in Reihe mit dem Lastwiderstand R4 und dem Speicherkondensator C geschalteten
Transistors Q2 über einen Nebenstrompfad mit einem Potential verbunden
ist, das im Sinne eines Nichtleitendmachens dieses Transistors Q2 wirkt und daß im Stromnebenpfad eine in Abhängigkeit vom
Hauptstrom I1 des Transistors Q2 derart veränderliche Impedanz
liegt, daß diese beim überschreiten des vorgegebenen Grenzwerts des Hauptstroms I1 leitend wird. Bei den Ausführungsbeispielen
gemäß Fig. 1 bis 3 und 5 ist das genannte Potential dasjenige des dem Transistor Q2 zugewandten Belags des Speicherkondensators
C, in den Ausführungsbeispielen also des positiven Belags. Beim Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 ist nun die genannte Impedanz
des Nebenstrompfads die Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors Q3, die zwischen der Basis des Transistors Q» und dem positiven
Belag des Speicherkondensators C liegt. Die Basis des weiteren Transistors Q., ist an den Verbindungspunkt der Hauptstromstrecke
des Transistors Q2 und des Ladewiderstands R. angeschlossen.
Dabei hat der Ladewiderstand R4 einen relativ geringen Wert
von im Ausführungsbeispiel 3,3 kOhm. Beim Leitendwerden des weiteren
Transistors Q2, was nur beim Laden des Speicherkondensators
C erfolgt, wenn dessen Spannung U noch geringer ist als die Zenerspannung der Zenerdiode Z, wird die Basis des Transistors Q2 auf
die geringere Spannung U gezogen, da sich am Widerstand R9, der
einen relativ hohen Wert von 2,2 MOhm hat, dann ein relativ hoher
Spannungsabfall ergib£.Q 9884/0807
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Wenn der über den Ladewiderstand R.. fließende Hauptstrom I. einen
geringen Wert hat, so ist auch die am Ladewiderstand R14 abfallende
Spannung gering, zumal der Ladewiderstand R14 einen relativ geringen
Widerstandswert aufweist. Dabei ist der weitere Transistor Q„ gesperrt, während der Transistor Q0 so lange leitet, bis der
vorgegebene Grenzwert der Spannung U_ am Speicherkondensator C erreicht wird. Hat dagegen der über den Ladewiderstand R- fließende
Hauptstrom bei stärkerer Entladung des Speicherkondensators C einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, so reicht die am Ladewiderstand
R- abfallende Spannung aus, den weiteren Transistor Q3 leitend zu machen. Hierdurch wird der Transistor Q2 im Sinne seines
Nichtleitendwerdens gesteuert, was eine Verringerung des Hauptstroms I. bewirkt. Insgesamt wird hierdurch der Hauptstrom I. auf
einen vorgegebenen Grenzwert von im Ausführungsbeispiel 180 μΑ
begrenzt. Dieser Grenzwert ist mit Rücksicht darauf gewählt, daß die Fühlerschaltung 7, 8 zwischen ihren intermittiertend erfolgenden
Speisungen einen Ruhestromverbrauch von 40 μΑ bei einer Speisespannung von 12V hat; bei Vorhandensein eines derartigen Ruhe-Eingangsstroms
der Fühlerschaltung wird der Grenzwert des Hauptstroms I1 zweckmäßig 4-fach bis 5-fach höher gewählt.
Bei aufgeladenem Speicherkondensator C führt der Ruhe-Eingangsstrom
der Fühlerschaltung 7, 8 am Ladewiderstand R. zu einem Spannungsabfall von 0,132 V. Mit Rücksicht auf die Zenerspanhung
der Zenerdiode Z von 13V kann daher die Speisespannung der Linie
2 unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls im Vollweggleichrichter auf 13,132 V abfallen, ohne daß die Funktionstüchtigkeit
des Melders 3 beeinträchtigt wird. Dies bedeutet eine größere Flexibilität als bei den oben erläuterten Ausführungsmöglichkeiten
ohne Hauptstrombegrenzung. Beim Grenzwert des Hauptstroms I-fällt
am Ladewiderstand R4 eine Spannung von 0,6 V ab, wodurch
die erforderliche Speisespannung immer noch sehr gering ist.
Die Speisung der Fühlerschaltung, d.h. des Lichtsenders 7 und des Streulichtempfängers 8, erfolgt zweckmäßig in Zeitabständen
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von 2,5 s bis 3,5 s und beim Ausführungsbeispiel von 3s, wie aus
der Darstellung der Fig. 6 ersichtlich ist. Hierbei nimmt der
Speisestrom während der kurzzeitigen Speisung von 300 \is eine
Amlitude von 200 mA an, von der ausgehend er gegen Ende der Speisezeit etwas abfällt, da, wie aus dem Verlauf der Spannung U am
Speicherkondensator C ersichtlich, die Speisespannung etwas abfällt. (Fig. 6 ist zur Verdeutlichung nicht maßstabsgerecht gezeichnet.)
Bei gleichem Energiebedarf der Fühlerschaltung je Speisungsvorgang gegenüber Lösungen mit nicht vorhandener Hauptstrombegrenzung
ergibt sich dabei eine Erhöhung der möglichen Anzahl an dieselbe Linie 2 anschließbarer Melder 3 um 50 % bis 100 %.
Aufbau und Wirkungsweise der in Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiele entsprechen denjenigen der Fig. 1, soweit im folgenden
nichts abweichendes angegeben ist.
In Fig. 2 ist als Impedanz des Nebenstromzweiges die Reihenschaltung
zweiter in Vorwärtsrichtung gepolter Dioden D1, D2 vorgesehen,
so daß dann, wenn die Spannung Uc (Fig. 1) am Speicherkondensator
C die Zenerspannung der Zenerdiode Z um mindestens die Summen-Vorwärtsspannung der Dioden D1, D2 unterschreitet, der Transistor Q2
weniger stark leitend gemacht wird, wodurch wiederum die Hauptstrombegrenzung erreicht wird.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist als Impedanz des Nebenstromzweiges
eine in Sperrichtung geschaltete weitere Zenerdiode Z1 vorgesehen, deren Zenerspannung beim Grenzwert des Hauptstroms
I. (Fig. 1) erreicht wird, so daß sie leitend wird und wiederum
eine Hauptstrombegrenzung erfolgt.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist als Potential, das im Sinne eines Nichtleitendmachens des Transistors Q2 wirkt, zumindest
annähernd das Potential desjenigen Belags des Speicherkondensator s G verwendet, der dem in Reihe mit ihm und dem Ladewiderstand
R4 liegenden Transistor Q2 abgewandt ist; im Ausführungsbeispiel
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ist als das genannte Potential dasjenige verwendet, das an dem dem Speicherkondensator C abgewandten Anschluß des Lastwiderstands
R4 herrscht. Der Nebenstrompfad ist hier wiederum von der
Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors, hier des Transistors Q4, gebildet, die zwischen die Basis des Transistors Q2 und
den dem Speicherkondensator C abgewandten Anschluß des Ladewiderstands
R. geschaltet ist. Die Basis des weiteren Transistors Q4
ist an den dem Speicherkondensator C zugewandten Anschluß des Ladewiderstands R4 angeschlossen, so daß die an diesem abfallende
Spannung als Steuerspannung des weiteren Transistors Q4 dient.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Speicherkondensator C bei der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme
zunächst entladen, und wegen der Hauptstrombegrenzung dauert es eine Weile, bis die Speisespannung der Fühlerschaltung erreicht
wird, während deren der Melder 3 noch nicht funtionsfähig ist. Dies ist in Fig. 6 durch den vom Zeitpunkt tQ an ansteigenden Verlauf
der Spannung U- am Speicherkondensator C ersichtlich. Andererseits
ist es beim Einschalten der Speisespannung beispielsweise bei einer Wiederinbetriebnahme ohnehin erforderlich, die Erzeugung
eines Alarmsignals durch die Auswerteschaltung 5 zunächst zu verhindern, da sich bereits aufgrund des Kapazitätsbelags der Linie 2
ein anfänglich erhöhter Linienstrom ergibt, der erst nach einer Abklingzeit
seinen Ruhewert erreicht. Daher kann während der Zeitdauer, in der ohnehin kein Alarmsignal erzeugt wird, ein erhöhter
Hauptstrom I1 (Fig. 1) der Melder 3 zugelassen werden, um eine
schnellere Aufladung der Speicherkondensatoren C bis in die Nähe der Betriebsspannung der Fühlerschaltungen zuzulassen und dann
erst die Hauptstrombegrenzung einsetzen zu lassen. Hierdurch wird die erforderliche Aufladedauer der Speicherkondensatoren C nach
der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme beträchtlich verkürzt. Entsprechende Maßnahmen sind in Fig. 5 dargestellt.
Während' bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 die Hauptstrombegrenzung
in gleicher Weise wie in Fig. 1 erfolgt, ist parallel zur Hauptstromstrecke des Transistors Q2 eine in Sperrichtung ge-
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schaltete Zenerdiode Z- geschaltet. Deren Zenerspannung ist höher
als diejenige der Zenerdiode Z. Ist der Speicherkondensator C stark entladen und hat demgemäß die Spannung tL·, (Fig. 1) einen geringen
Wert, so wird die Zenerspannung der Zenerdiode Z2 erreicht,
und es fließt vorbei am Transistor Q2 ein zusätzlicher Strom über
die Zenerdiode Z2 und den Ladewiderstand R4. Bei Annäherung der
Spannung CL, des Speicherkondensators bis auf einige Volt an den
Spannungsgrenzwert wird die Zenerdiode Z2 wieder nichtleitend,
wodurch eine Spannungs- und Strombegrenzung in der bereits anhand von Fig. 1 erläuterten Weise erfolgt. Der sich hierdurch ausgehend
von einem Zeitpunkt t~, ergebende Verlauf der Spannung U^ und des
Gesamt-Ladestroms I1, ist in Fig. 6 angedeutet; es ist erkennbar,
daß die Amplitude der Spannung IL1 wesentlich schneller als bei
den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 erreicht wird.
Abwandlungen der Meldeeinrichtung gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielen
sind selbstverständlich in vielfacher Weise möglich. So kann in Fig. 2 anstelle der Reihenschaltung der Dioden
D1, D2 eine einzige Diode mit entsprechend groß gewählter Vorwärtsspannung
vorgesehen sein. Weiter kann die anhand von Fig. 5 erläuterte Maßnahme zur Beschleunigung der Aufladung des Speicherkondensators
C auch in gleicher Weise bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 und 4 angewendet werden. Auch sind die erläuterten
Maßnahmen grundsätzlich unabhängig von der Bauweise der Fühlerschaltung; als Fühlerschaltung könnte auch eine Extinktions-Meßanordnung
zur Erfassung von Brandaerosolen oder auch von sonstigen Schwebstoffen vorgesehen sein, oder die Fühlerschaltung
könnte von einer Ionisations-Meßkammer zur Erfassung von Brandaerosolen mit ggf. vorhandener Referenzkammer und einem nachgeschalteten
Eingangsverstärker gebildet sein.
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-AS-Leerseite
Claims (17)
- PATENTANWALTINGENIEUR DIPLOME 'D-8000 MÜNCHEN 80MAUERKIRCHERSTRASSE 31TELEFON (089)9819 79Hochiki Corporation2-10-43 Kami Osaki H 396 DTShinagawa-kuTokyo (Japan)ANSPRÜCHE\ 1.jMeldeeinuichtung, insbesondere zur Brandmeldung, mit einer v Zentrale" und über mindestens eine Linie an die Zentrale angeschlossenen Meldern, wobei die an dieselbe Linie angeschlossenen Melder parallel zueinander zwischen zwei in der Zentrale von einer Spannungsquelle, insbesondere einer
Gleichspannungsquelle, mit einer Linienspannung gespeiste
Speiseleiter der Linie geschaltet sind und wobei jeder Melder eine Fühlerschaltung, die ein in Abhängigkeit von der
zu meldenden Größe veränderliches Ausgangssignal erzeugt,
• einen Speicherkondensator, dem die Fühlerschaltung zu ihrer Leistungsversorgung parallel geschaltet ist und aus dem die Fühlerschaltung intermittierend mit erhöhter Leistung versorgt wird, eine die Aufladung des Speicherkondensators regelnde Ladeschaltung mit einem Ladewiderstand, der in Reihe^ mit dem Speicherkondensator zwischen die Speiseleiter geschaltet ist, sowie einen Signalgeber umfaßt, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Fühlerschaltung ein über die Speiseleiter zur Zentrale übertragbares Meldesignal erzeugt, wenn die zu meldende Größe einen vorgegebenen Schwellenwert über- oder unterschreitet, wobei vorzugsweise das Meldesig-809804/0807nal eine Stromerhöhung in den Speiseleitern ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeschaltung (Q-, R2, Z, Q , R.; Q3, R2, Z, D1, D2, R4; Q3, R3, Z, Z^, R4; Q3, R3, Z, Q4, R4; Q3, R2^ Z, Q3, R4, Z3) jedes Melders (3) einen mit seiner Hauptstromstrecke in Reihe mit dem Ladewiderstand (R4) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistor (Q2) aufweist, der von einer die Spannung (üp) am Speicherkondensator (C) auf einen vorgegebenen, gegenüber der Liniespannung geringeren Wert begrenzenden Spannungsbegrenzungsschaltung (R„, Z) gesteuert ist und der zusätzlich in Abhängigkeit vom ihn durchfließenden Hauptstrom (I1) derart steuerbar ist, daß der Hauptstrom (I1) auf einen vorgegebenen, gegenüber dem Stromverbrauch der Fühlerschaltung (7, 8) bei deren Speisung geringeren Wert begrenzt ist. - 2. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (R4) jedes Melders (3) einen Widerstandswert hat, der geringer ist als der Quotient aus der Folgezeit aufeinander folgender Speisungen der Fühlerschaltung (7, 8) und der Kapazität des Speicherkondensators (C) und vorzugsweise annähernd 25 % dieses Quotienten beträgt.
- 3. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsbegrenzungsschaltung (R3, Z) aus der mit der Linienspannung gespeisten Reihenschaltung eines Widerstands (R2) und einer bezüglich der Linienspannung in Sperrichtung geschalteten Zenerdiode (Z) besteht, an deren Verbindungspunkt die Steuerelektrode des in Reihe mit dem Ladewiderstand (R4) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Q2) angeschlossen ist, wobei vorzugsweise die dem Verbindungspunkt abgewandte Elektrode der Zenerdiode (Z) an den dem genannten Transistor (Q3) abgewandten Belag des Speicherkondensators (C) angeschlossen ist.809884/0S07
- 4. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des mit seiner Hauptstromstrecke in Reihe mit dem Ladewiderstand (R4) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Q2) auf dessen dem Speicherkondensator (C) zugewandter Seite liegt.
- 5. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied für den Hauptstrom (X1) ein von diesem durchflossener Widerstand (R4) ist.
- 6. Meldeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (R.) als Meßglied verwendet ist.
- 7. Meldeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (R.) zwischen die Hauptstromstrecke des in Reihe mit ihm und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Q2) und den Speicherkondensator (C) eingeschaltet ist (Fig. 1 bis 3, 5).
- 8. Meldeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (C) zwischen dem in Reihe mit ihm und dem Ladewiderstand (R4) liegenden Transistor (Q2) einerseits und dem Ladewiderstand (R4) andererseits liegt (Fig. 4).
- 9. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Hauptstroms (I.) die Steuerelektrode des in Reihe mit dem Lastwiderstand (R4) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Q2) über einen Nebenstrompfad mit einem Potential verbunden ist, das im Sinne eines Nichtleitendmachens dieses Transistors (Q2) wirkt, und daß im Nebenstrompfad eine in Abhängigkeit vom Hauptstrom (I1) derart veränderliche Impedanz (Q3; D1, D2; Z1; Q1) liegt, daß diese beim Überschreiben des vorgegebenen Grenzwerts des Hauptstroms (I1) leitend wird -(Fig. 1 bis 5).809884/0807
- 10. Meldeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Potential, das im Sinne eines Nichtleitendmachens wirkt, das Potential desjenigen Belags des Speicherkondensators (C) verwendet ist, der dem in Reihe mit ihm und dem Ladewiderstand (R-) liegenden Transistor (Q2) zugewandt ist (Fig. 1 bis 3, 5).
- 11. Meldeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als das Potential, das im Sinne eines Nichtleitendmachens wirkt, zumindest annähernd das Potential desjenigen Belags des Speicherkondensators (C) verwendet ist, der dem in Reihe mit ihm und dem Lastwiderstand (R.) liegenden Transistor (Q2) abgewandt ist (Fig. 4) .
- 12. Meldeeinrichtung nach Anspruch 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz des Nebenstrompfads die Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors (Q3) ist, dessen Steuerelektrode an den Verbindungspunkt der Hauptstromstrecke des in Reihe mit dem Ladewiderstand (R.) und dem Speicherkondensator (C) liegenden Transistors (Q2) und des Ladewiderstands (R.) angeschlossen ist (Fig. 1, 5).
- 13. Meldeeinrichtung nach Anspruch 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz von einer in Vorwärtsrichtung gepolten Diode (D1) oder mehreren derartigen, in Reihe geschalteten Dioden (D1, D3) gebildet ist, deren Vorwärtsspannung bzw. Summen-Vorwärtsspannung den vorgegebenen Grenzwert des Hauptstroms (I1) bestimmt (Fig. 2).
- 14. Meldeeinrichtung nach Anspruch 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz eine in Sperrichtung geschaltete Zenerdiode (Z1) ist, deren Zenerspannung den vorgegebenen Grenzwert des Hauptstroms (I1) bestimmt (Fig. 3).
- 15. Meldeeinrichtung nach Anspruch 8, 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz die Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors (Q.) ist, die zwischen die Steuerelektrode des in Reihe mit dem Lastwiderstand (R4) und dem Speicherkondensa-809884/0807tor (C) geschalteten Transistors (Q2) einerseits und den dem Speicherkondensator (C) abgewandten Anschluß des Lastwiderstands (R4) andererseits geschaltet ist und dessen Steuerelektrode an dem den Speicherkondensator (C) zugewandten Anschluß des Ladewiderstands (R.) liegt (Fig. 4).
- 16. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der in Reihe mit dem Lastwiderstand (R4) und dem Speicherkondensator (C) geschaltete Transistor (Q2) mit seiner Hauptstromstrecke zwischen den positiven Anschluß des Melders (3) und den positiven Belag des Speicherkondensators (C) geschaltet ist.
- 17. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in der Zentrale ein den Linienstrom messendes Meßglied sowie eine von diesem gesteuerte Auswerteschaltung vorgesehen sind, die bei Vorliegen eines Meldesignals ein Alarmsignal erzeugt und vorzugsweise hierzu an die Spannungsquelle anschaltbar ist, und wobei die Erzeugung des Alarmsignals bei Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme der Meldeeinrichtung während einer vorgegebenen Zeitdauer verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Parallelpfad zur Hauptstromstrecke des mit dem Ladewiderstand (R4) und dem Speicherkondensator (C) in Reihe geschalteten Transistors (Q2) eine derart veränderliche Impedanz, vorzugsweise eine Zenerdiode (Z2), liegt, daß diese bei einer vorgegebenen Potentialdifferenz zwischen den Hauptelektroden dieses Transistors (Q2) leitend wird.(Fig. 5).809884/0807
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