DE2914588C3

DE2914588C3 - Einrichtung zur Untersuchung oder Prüfung der Empfindlichkeit von Funkenmeldern

Info

Publication number: DE2914588C3
Application number: DE19792914588
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 2411 Sandesneben Schierau
Original assignee: Preussag AG Feuerschutz
Current assignee: Preussag AG Feuerschutz
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1982-01-21
Also published as: DE2914588A1; DE2914588B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Funkenmelder dienen dazu, einen Raum, beispielsweise den Absaugkanal einer Sägespäne-Absaugeinrichtung, auf in dem Raum vorhandene und sich in ihm bewegende Funken zu überwachen und ggf. ein Meldesignal zu erzeugen. Die Empfindlichkeit solcher Funkenmelder ist in der Praxis nur schwierig zu bestimmen oder zu prüfen und erforderlichenfalls einzustellen, da in der Praxis die Erzeugung eines Meldesignals von drei verschiedenen Parametern abhängt, die nicht in einfacher Weise simuliert werden können. Diese Parameter sind die von einem zu erfassenden Funken ausgehende Lichtleistung, der Abstand, in dem der Funke an dem Funkenmelder vorbeifliegt, sowie die Geschwindigkeit dieses Funkens. Je nach dem Medium, das sich in dem zu überwachenden Raum befindet, beispielsweise mit Sägespänen beladene Luft, kann die Empfindlichkeit auch noch von der Lichtdurchlässigkeit dieses Mediums abhängen. Schließlich kommen bei Funkenmeldern ■ unterschiedlicher Bauart auch noch bauartbedingte Parameter, wie beispielsweise der Gesichtswinkel des Funkenmelders, hinzu. In der Praxis besteht jedoch ein großes Bedürfnis, die Empfindlichkeit eines gegebenen Funkenmelders angeben und erforderlichenfalls prüfen zu können. Beispielsweise soll angegeben werden können, daß ein gegebener Funkenmelder bei der Überwachung von sägespänebeladener Luft in einem Absaugkanal einen Funken mittlerer Intensität in jedem Fall erkennen kann, auch wenn er den Kanal an derjenigen Stelle des Gesichtsfeldes des Funkenmelders durchfliegt, die zum Melder am weitesten entfernt ist.

Bei bekannten Einrichtungen der eingangs genannten Art ist die Strahlungsquelle in kurzem Abstand zum Funkenmelder angeordnet, und die Strahlungsquelle wird mit einem kurzen Stromimpuls beaufschlagt, der hinsichtlich seiner Amplitude einstellbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mittels einer derartigen Einrichtung eine genaue Untersuchung oder Prüfung der Empfindlichkeit von Funkenmcldern nicht möglich ist. Dies beruht darauf, daß aufgrund der innerhalb des Funkenmelders vorhandenen Filter- und Verzögerungswirkungen der Funkenmelder praktisch immer nicht nur für die Amplitude, sondern auch für den zeitlichen

Verlauf des ihn beaufschlagenden Lichtimpulses empfindlich ist. Besonders gilt dies für Funkenmelder, die zur schnellen Erkennung von Funken nicht nur auf deren Flankenanstiegsgeschwindigkeit ansprechen, sondern in denen zusätzlich auch die zweite zeitliche Ableitung des Eingangssignals gebildet und verarbeitet wird, sowie für Funkentneider, die zusätzlich zur Erfassung von flackernden Flammen ausgebildet sind und hierzu ein entsprechendes Zeitverhalten aufweisen; ein solcher, zur Erfassung von Funken und flackernden Flammen ausgebildeter Feuermelder ist beispielsweise aus der DE-OS 28 52 971 bekannt.

Zur Feuererfassung ist es aus der DE-OS 21 40 297 bekannt, einen optischen Feuermelder zu verwenden, der mit Flackerfrequenzen von beispielsweise 5 bis 35 Hz flackernde offene Feuer erfassen kann, sowie zur Erfassung von Rauch diesen Melder in regelmäßigen Abständen jeweils mit mehreren Strahlungsimpulsen zu beaufschlagen: wird das von diesen Strahlungsimpulsen simulierte Feuersignal vom Melder einmal oder mehrmals nicht erfaßt, so wird auf das Vorliegen von Rauch geschlossen und ein entsprechendes Alarmsignal erzeugt. Die das Feuersignal simulierenden Strahlungsimpulse werden von einem Multivibrator geliefert, der eine Glühlampe mit einer im Flackerfrequenzbereich liegenden Frequenz ein- und ausschaltet, so daß die Strahlungsimpulse Sprünge und starke Nichtlinearitäten aufweisen.

Bei einer anderen, aus US 31 61 863 bekannten Feuermeldeeinrichtung wird wie im vorgenannten Fall mittels eines Flammenmelders der zu überwachende Bereich auf offene Flammen überwacht, während dem Flammenmelder in Abständen zugeführte Ultraviolettimpulse dazu dienen, ein Feuer zu simulieren; werden diese Ultraviolett-Impulse nicht empfangen, so wird auf das Vorliegen einer Störungsursache geschlossen und ein Störungssignal erzeugt. Die Beaufschlagung des Melders mit dem Ultraviolett-Impuls erfolgt dadurch, daß der Melder um seine Achse gedreht wird und dabei in einer bestimmten Winkelstellung kurzzeitig von der Strahlung einer dauernd strahlenden Ultraviolett-Lampe getroffen wird; die Beaufschlagung ist so kurzzeitig, daß sie im wesentlichen einem Rechteck- oder Nadelimpuls entspricht. Abgesehen vom Funktionieren oder Nichtfunktionieren des Melders ist hiermit keine weitere Untersuchung oder Prüfung der Empfindlichkeit des verwendeten Melders möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mittels derer die Untersuchung oder Prüfung der Empfindlichkeit von Funkenmeldern genauer als seither möglich ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung ist dafür gesorgt daß der den zu prüfenden Funkenmelder beaufschlagende Lichtimpuls während einer endlichen Dauer seiner Vorderflanke eine genau definierte, maximale Steigung hat und daß der Impuls in seinem Amplitudenbereich gerundet verläuft, so daß auch die zweite zeitliche Ableitung in diesen in der Praxis wichtigsten Bereichen stetig, d. h. ohne Sprünge und Zitterbewegungen, verläuft. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch die Untersuchungs- und Prüfungsergebnisse wesentlich besser reproduzierbar werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Einrichtung zur Untersuchung oder Prüfung von Funkenmeldern gemäß der Erfindung;

F i g. 2 den Kurvengenerator und die Anzeigevorrichtung der Einrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise des Kurvengenerators gemäß F i g. 1 und 2.

In Fig. 1 ist ein Kurvengenerator 10 vorgesehen. Dieser erzeugt nach seinem Inbetriebsetzen einmalig ein Ausgangssignal, das die Form eines stark geglätteten Impulses hat und das beispielsweise denjenigen zeitlichen Verlauf hat, der in Fig.3 in der untersten Teilfigur dargestellt ist; auf die Erzeugung dieses Ausgangssignals wird noch eingegangen. An den Ausgang des Kurvengenerators 10 ist eine Amplitudenmeßvorrichtung 12 angeschlossen, die ein der Amplitude des Ausgangssignals des Kurvengenerators entsprechendes Signal erzeugt und im Ausführungsbeispiel auch anzeigt. Weiter ist dem Kurvengenerator 10 über einen Umschalter 14 eine Folgeregeleinrichtung 16 nachgeschaltet, der das Ausgangssignal des Kurvengenerators 10 als Sollwertsignal zugeführt wird; mittels des Umschalters 14 kann anstelle des Ausgangssignals des Kurvengenerators 10 zu einem noch zu erläuternden Zweck auch das Ausgangssignal der Amplitudenmeßvorrichtung 12 der Folgeregeleinrichtung 16 aufgeschaltet werden. Die Folgeregeleinrichtung 16 erzeugt ausgangsseitig einen entsprechend dem Ausgangssignal des Kurvengenerators 10 verlaufenden Strom, der eine Strahlungsquelle speist, die beim Ausführungsbeispiel von mehreren, in Reihe geschalteten Leuchtdioden 18 gebildet ist. Die Leuchtdioden 18 sind innerhalb eines senkrecht zur Zeichenebene durchströmbaren Kanales auf dessen einer Seite in nicht näher dargestellter Weise gegen Verschmutzung geschützt angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals 20 weist dieser eine Öffnung 22 auf, in der ein Funkenmelder 24 mittels einer Dichtung 25 gegen Umgebungslicht abgedichtet derart gehalten ist, daß seine Lichteintrittsöffnung dem Inneren des Kanals 20 zugekehrt ist und daß alle Leuchtdioden 18 innerhalb seines Gesichtsfeldes liegen. Der Funkenmelder 24 ist elektrisch mit einer Untersuchungs- oder Prüfschaltung 26 verbunden, die entweder das vom Funkenmelder vor der ggf. erfolgenden Abgabe eines Meldesignals erzeugte, aus dem ihn beaufschlagenden Licht gewonnene und verarbeitete, beispielsweise gefilterte, analoge Signal aufzeichnet, oder die das beim Ansprechen des Funkenmelders erzeugte Meldesignal registriert. Beim Registrieren eines Meldesignals kann gemäß einer noch zu beschreibenden Ausgestaltung über einen Signalkanal 28 eine Rückwirkung auf ein weiteres Ausgangssignal der Amplitudenmeßvorrichtung 12 erfolgen, das seinerseits über einen Signalkanal 30 die Amplitude <les vom Kurvengenerator 10 erzeugten Ausgangssignals steuert.

Zum Ingangsetzen des Kurvengenerators 10 wird beim Ausführungsbeispiel ein Tastschalter 32 betätigt, dem ein Impulsgenerator 34 nachgeschaltet ist Dieser erzeugt ausgangsseitig einen kurzen Einzelimpuls, der dem Kurvengenerator 10 zugeführt wird. In Abwandlung hiervon wäre es ebenfalls möglich, einen länger einschaltbaren Schalter oder eine von Tastschaltern ein- und ausschaltbare Schaltvorrichtung vorzusehen und den Impulsgenerator 34 so auszubilden, daß er während des betätigten Zustands des Schalters bzw. der Schaltvorrichtung eine Folge von Einzelimpulsen

erzeugt, deren zeitlicher Abstand größer ist als die größte betriebsmäßig auftretende Dauer eines Einzelimpulses des Ausgangssignals des Kurvengenerators 10, so daß dieser dann eine periodische Folge solcher Impulse erzeugt.

Mittels der Folgeregeleinrichtung 16 erfolgt eine Spannungsregelung mit einer untergeordneten Stromregelung. Hierzu wird eingangsseitig mittels eines Differenzglieds 36 die Regelabweichung zwischen dem als Spannung vorliegenden Ausgangssignal des Kurvengenerators 10 bzw. dem als Spannung vorliegenden Ausgangssigna! der Amplitudenmeßvorrichtung 12 einerseits und einem Spannungsistwert andererseits gebildet, der aus dem verstärkten Ausgangssignal eines optoelektrischen Meßwandlers 38 gewonnen wird. Der Meßwandlcr 38 ist auf derselben Seite wie der Funkenmelder 24 vor Verstaubung geschützt in die Wandung des Kanals 20 derart eingelassen, daß er mit von allen Leuchtdioden 18 herrührendem Licht beaufschlagbar ist. Die spektrale Empfindlichkeit des Meßwandlers 28 ist zumindest annähernd derjenigen des Funkenmelders 24 gleich, was erforderlichenfalls durch vorgeschaltete Filter erreicht werden kann. Der Meßwandler 38 erzeugt somit ein Ausgangssignal, das der den Funkenmelder 24 beaufschlagenden Lichtintensität genau proportional ist. Dieses Ausgangssignal hat die Form eines Stromes, der in einem nachgeschalteten Verstärker 40 in eine dem Differenzglied 36 zugeführte Istwertspannung umgewandelt wird. Mit dem so am Differenzglied 36 erhaltenen Regelabweichungssignal wird ein Regelverstärker 42 beaufschlagt, der beim Ausführungsbeispiel ein PI-Verhalten hat. Zur Erzeugung des die Leuchtdioden 18 speisenden Stromes sind dem Regelverstärker 42 ein weiterer Regelverstärker 44 und ein Leistungsverstärker 46 nachgeschaltet.

Zur Erzielung der untergeordneten Stromregelung wird der an die Strahlungsquelle abgegebene Strom gemessen. Ist die Strahlungsquelle wie beim Ausführungsbeispiel von mindestens einer Leuchtdiode 18 gebildet, so dient als Meßglied für den Istwert dieses Stromes zweckmäßig ein optoelektrischer Koppler 48 mit einer Leuchtdiode 50, die hinsichtlich ihres Strom-Spannungs-Verhaltens, zweckmäßig auch hinsichtlich der spektralen Verteilung des von ihr abgegebenen Lichts, den Leuchtdioden 18 zumindest annähernd gleicht. Das von dem Koppler 48 abgegebene Strom-Istwertsignal wird zur Bildung einer Regelabweichung einem zwischen den Regelverstärkern 42 und 44 eingeschalteten Differenzgüed 52 zugeführt, dem als Sollwert das Ausgangssignal des Regelverstärkers 42 vorgegeben wird.

Obwohl die beschriebene Folgerege!einnchu>ng 16 in geeigneten Anwendungsfällen auch entfallen kann, hat sich gezeigt, daß hierdurch die Genauigkeit bei der Untersuchung oder Prüfung der Empfindlichkeit von Funkenmeldern wesentlich gesteigert werden kann. Durch die untergeordnete Stromregelung, die in manchen Anwendungsfällen auch ohne die übergeordnete Spannungsregelung als einzige Regelung angewendet werden kann, wird ein Strom und damit eine von der Strahlungsquelle abgegebene Lichtintensität erzwungen, die zeitlich dem vorgegebenen Sollwert sehr genau folgt d. h. es werden Nichtlinearitäten im Strom-Spannungs-Verhalten der Strahlungsquelle kompensiert. Dadurch wird es auch möglich, anstelle der Leuchtdioden 18 beispielsweise mindestens eine Glühlampe als Strahlungsquelle zu verwenden, obgleich sich Leuchtdioden 18 wegen ihrer geringen Trägheit als besonders geeignet erwiesen haben. Andererseits wird durch die übergeordnete Spannungsregelung, die in geeigneten Fällen auch ohne eine untergeordnete Stromregelung zur Anwendung kommen kann, eine derartige Modifi-

■; zicrung der von den Leuchtdioden 18 oder einer andeien Strahlungsquelle abgegebenen Intensität erzwungen, daß nicht diese, sondern die von dem Funkenmelder 24 aufgenommene Intensität ir, ihrem zeitlichen Verlauf genau dem zeitlichen Verlauf des

ίο Ausgangsimpulses des Kurvengenerators entspricht. Hierdurch wird eine noch bessere Reproduzierbarkeit erhallen, da es so für den zeitlichen Verlauf der empfangenen Lichtintensität nicht auf die ggf. spektral unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften des im

r> Kanal 20 vorhandenen Mediums ankommt, vielmehr solche Störeinflüsse kompensiert werden. Letzteres ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn die Sichtweite des Funkenmelders 24 in einem mit Partikeln beladenen Medium, beispielsweise in mit Sägespänen beladener Luft, untersucht oder überprüft werden soll.

Der Kurvengenerator 10 kann grundsätzlich von beliebiger bekannter Bauart sein, solange die noch zu erläuternden Eigenschaften seines Ausgangssignals erreicht werden. Derartige Kurvengeneratoren sind in analoger Bauart wie auch in digitaler Bauart bekannt, wobei im letzteren Fall die erzeugte Treppenkurve durch geeignete Glättungsmittel soweit geglättet wird, daß das Ausgangssignal keine nennenswerten Oberwellen mehr enthält. Bekannte Bauarten von Kurvengeneratoren erfordern jedoch einen hohen Bauaufwand. Durch das im folgenden anhand von F i g. 2 beschriebene Ausführungsbeispiel des Kurvengenerators wird dagegen ein Ausgangssignal der gewünschten Art mit besonders einfachen Schaltungsmitteln erzielt.

Gemäß Fig. 2 umfaßt der Kurvengenerator 10 (F i g. 1) grundsätzlich einen Trapezkurvengenerator 54 und einen diesem nachgeschalteten ersten Integrator 56, dessen Ausgangssignal das Ausgangssignal des Kurvengenerators 10(F ig. 1) bildet.

Der Trapezkurvengenerator 54 liefert ein Ausgangssignal Tr, dessen zeitlicher Verlauf in der zweiten Kurve der F i g. 3 näher dargestellt ist. Hiernach entspricht der zeitliche Verlauf zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Trapezen unterschiedlichen Vorzeichens. Das erste Trapez beginnt zu einem Zeitpunkt ίο und hat zunächst bis zu einem Zeitpunkt fi eine erste Vorderflanke 58 vorgegebener endlicher Steigung. Hieran schließt sich zwischen den Zeitpunkten t\ und f2 eine erste konstante Amplitude 60 von vorgegebenem Vorzeichen und vorgegebener endlicher Dauer an. An die Amplitude 60 schließt sich zum Zeitpunkt ti eine erste Rückflanke 62 vorgegebener endlicher Steigung an. die zu einem Zeitpunkt /3 die Nullinie erreicht und deren Steigung (erste zeitliche Ableitung) gegenüber der Steigung der ersten Vorderflanke 58 ein entgegengesetztes Vorzeichen hat. Erste Vorderflanke 58, erste Amplitude 60 und erste Rückflanke 62 bilden zusammen mit der Nullinie das erste Trapez mit der Fläche (Zeitintegral) A 1. Unmittelbar an dieses erste Trapez schließt das zweite Trapez an. Dieses weist zwischen dem Zeitpunkt i3 und einem Zeitpunkt u eine zweite Vorderflanke 64 vorgegebener endlicher Steigung auf; das Vorzeichen der ersten zeitlichen Ableitung dieser zweiten Vorderflanke 64 stimmt mit demjenigen der ersten zeitlichen Ableitung der ersten Rückflanke 62 überein. Zwischen dem Zeitpunkt U und dem Zeitpunkt h schließt an die zweite Vorderflanke 64 eine zweite konstante Amplitude 66 an, deren Vorzeichen demjenigen der ersten

Amplitude 60 entgegengesetzt ist. Vom Zeitpunkt /, an schließt sich hieran eine zweite, sich bis zum Zeitpunkt ft, erstreckende Rückflanke 68 vorgegebener endlicher Steigung an, deren erste zeitliche Ableitung dasselbe Vorzeichen wie die erste zeitliche Ableitung der ersten Vorderflanke 58 hat. Durch die zweite Vorderflanke 64, die zweite Amplitude 66 und die zweite Rückflanke 68 wird zusammen mit der Nullinie das zweite Trapez gebildet.

Die vorstehenden Eigenschaften des Ausgangssignals Tr des Trapezkurvengenerators 54 (Fig. 2) sind notwendig, um mittels des nachgeschalteten ersten Integrators 56 das gewünschte Ausgangssignal des Kurvengenerators 10 (Fig. 1) zu bilden. Weitere Eigenschaften des Ausgangssignals Tr gemäß der zweiten Kurve in F i g. 3 bilden zweckmäßige Ausgestaltungen, die für den Sonderfall von Funkenmeldern 24 (Fig. 1) gelten, deren Gesichtsfeld von zu erfassenden Funken zumindest annähernd senkrecht zur optischen Achse durchquert wird. Hierbei ist das zweite Trapez bezüglich des Zeitpunkts fj auf der Nullinie punktsymmetrisch zum ersten Trapez ausgebildet, so daß die erste Rückflanke 62 sich geradlinig in der ersten Vordei flanke 64 fortsetzt, die zweite Amplitude 66 denselben Betrag wie die erste Amplitude 60 aufweist und die zweite Rückflanke 68 parallel zur ersten Vorderflanke 58 verläuft, so daß wegen der Flächengleichheit beider Trapeze auch die Dauer der zweiten Vorderflanke 64 gleich der Dauer der ersten Rückflanke 62, die Dauer der zweiten Amplitude 66 gleich der Dauer der ersten Aplitude 60 und die Dauer der zweiten Rückflanke 68 gleich der Dauer der ersten Vorderflanke 58 ist.

Der dem Trapezkurvengenerator 54 nachgeschaltete erste Integrator 56 weist einen Operalionsverstärker 70 auf, zwischen dessen Ausgang und invertierenden Eingang ein Kondensator 72 geschaltet ist. Weiter ist dem invertierenden Eingang ein Widerstand 74 vorgeschaltet, der zusammen mit dem Kondensator 72 als RC-GUed die Integrationszeitkonstante bestimmt. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 70 ist über einen weiteren Widerstand 76 an Masse gelegt, um eine Drift zu vermeiden. Zusätzlich weist der Operationsverstärker 70 eine verzögerte Gleichstromrückkopplung auf, die aus der Reihenschaltung zweier zwischen Ausgang und invertierenden Eingang geschalteter Widerstände 78, 80 und aus einem zwischen deren Verbindungspunkt und Masse liegenden Kondensator 82 besteht. Dieser Rückkopplungspfad hat eine so hohe Zeitkonstante, daß er während der Dauer (t_u bis t_b in F i g. 3) eines einzelnen Ausgangssignals Tr des Trapezkurvengenerators 54 praktisch unwirksam ist. Dagegen wird hierdurch das Aus^an^ssi^ns! ^^s ^n^ifi<Tr^;ii'~*r^<; ^* langsam auf NiJI zurückgeführt, falls es diesen Wert nach Abgabe eines einzelnen Ausgangsimpulses nicht wieder erreicht haben sollte.

Die Wirkung des ersten Integrators 56 sei anhand der untersten Kurve in F i g. 3 erläutert, die einen Signalimpuls darstellt, wie er vom ersten Integrator 56 und damit dem Kurvengenerator 10 (Fig. 1) abgegeben wird. Da zwischen den Zeitpunkten t_a und fi das Ausgangssignal Tr, das dem ersten Integrator 56 ggf. gedämpft oder verstärkt zugeführt wird, eine lineare Steigung hat, nimmt das Integrationsergebnis In während dieser Zeit entsprechend einer Parabel derart zu, daß die Steigung von dem Wert Null beginnend allmählich zunimmt, bis zum Zeitpunkt t\ die maximale Steigung erreicht ist. Da von hier an das Ausgangssignal Tr des Trapezkurvengenerators 54 die erste konstante Amplitude 60 aufweist, steigt nun das Integrationsergebnis In mit der maximalen Steigung konstant an, bis der Zeitpunkt i? erreicht ist. Hier nun tritt die erste Rückflanke 62 im Ausgangssignal Tr des Trapezkurvengenerators 54 auf, weswegen sich das Integrationsergebnis In, mit der maximalen Steigung beginnend, allmählich abflacht, bis es zum Zeitpunkt ij, bei dem das erste Trapez beendet ist und das zweite Trapez beginnt, einen Maximalwert erreicht, zu dem hin es parabelförmig verläuft. Vom

K) Zeitpunkt ti bis zum Zeitpunkt u nimmt das Integralionsergebnis In qualitativ in derselben Weise ab, in der es zuvor zugenommen hat, d. h. bis zum Zeitpunkt (4 ergibt sich eine absteigende Parabel, daran schließt bis zum Zeitpunkt is eine Gerade konstanter negativer Steigung an und hieran schließt bis zum Zeitpunkt f_b eine auslaufende Parabel an. Bei bezüglich des Zeitpunkts Tj punktsymmetrischem Verlauf der beiden Trapeze des Ausgangssignals Tr des Trapezkurvengenerators 54 ergibt sich zudem die Besonderheit, daß die Kurve des Integrationsergebnisses In bezüglich der durch den Zeitpunkt ij gelegten Ordinate spiegelsymmetrisch verläuft. In jedem Fall gehen alle Abschnitte der so gebildeten Kurve stetig und knickfrei ineinander über, da ja auch ihre erste zeitliche Ableitung, das Ausgangssignal Tr des Trapezkurvengenerators 54, zeitlich stetig verläuft. Am Ende des Ausgangsimpulses des ersten Integrators 56, d. h. zum Zeitpunkt t_b, muß das Integrationsergebnis In theoretisch stets wieder den Wert Null erreichen, da die Flächen A 1, A 2 der beiden Trapeze des Ausgangssignals Tr des Trapezkurvengenerators 54 untereinander gleich sind: in der Praxis wird dieses Ergebnis mit sehr guter Annäherung erreicht, und soweit noch eine geringe Abweichung verbleibt, wird diese durch die bereits beschriebene.

3t verzögert wirkende Gleichstromrückführung des ersten Integrators 56 beseitigt.

Zur Veränderung des Maximums des Integrationsergebnisses In und damit der Amplitude des Ausgangssignals des Kurvengenerators 10 (Fig. 1) ist dem ersten Integrator 56 (Fig. 2) ein Stellglied vorgeschaltet, dessen Widerstandswert gering gegenüber dem Widerstandswerl des Widerstands 74 ist. Beim Ausrührungsbeispiel ist als ein solches Stellglied ein dem Trapezkurvengenerator 54 nachgeschaltetes Potentiometer 84 vorgesehen, an dessen Abgriff der erste Integrator 56 angeschlossen ist. Bei anderen möglichen Ausführungsformen kann anstelle eines derartigen Dämpfungsglieds auch ein verstellbarer Verstärker vorgesehen sein. Wegen des geringen Innenwiderstands des Stellglieds, im Ausführungsbeispiel des Potentiometers 84, gegenüber dem Widerstand 74 wird bei einer Verstellung Her Ampliliidp Hie I Ihertragungskonstantp des Integrators 56 nicht nennenswert verändert, so daß hierdurch sich der Verlauf des Integrationsergebnisses In in F i g. 3 grundsätzlich nicht ändert, sondern lediglich der Amplitudenmaßstab verändert wird. Entsprechend ändert sich die Amplitude der vom Funkenmelder 24 (Fig. 1)aufgenommenen Lichtintensität.

Zur Ausbildung des Trapezkurvengenerators 54 gilt grundsätzlich das bereits zur Ausbildung des Kurvengenerators 10 Gesagte, d. h. es könnte auch ein Kurvengenerator bekannter Bauart verwendet werden, jedoch bietet das Ausführungsbeispiel eine besonders günstige Lösung.

Gemäß F i g. 2 besteht der Trapezkurvengenerator 54 aus einem Rechteckkurvengenerator 86, einem diesem nachgeschalteten zweiten Integrator 88 und letzterem zugeordneten Begrenzungsmitteln für das Integrations-

crgebnis.

Der Rechteckkurvengenerator 86 weist einen Komparator 90 auf, dessen nicht invertierender Eingang an einen von Widerständen 92, 94 gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist, während sein invertierender Eingang an einen von Widerständen 96, 98 gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist, wobei die Spannungsteilerverhältnisse so gewählt sind, daß das Ausgangssignal des !Comparators 90 im Ruhezustand Null ist. Mittels eines elektronischen Schalters 100 kann dem Widerstand 92 ein Widerstand 102 parallelgeschaltct werden, so daß sich die Eingangsspannung des nicht invertierenden Eingangs erhöht und das Ausgangssignal positiv wird. Mittels eines weiteren elektronischen Schalters 104 kann dem Widerstand % ein weiterer Widerstand 106 parallelgeschaltet werden, so daß sich die Eingangsspannung des invertierenden Eingangs erhöht und das Ausgangssignal negativ wird. Der Schalter 100 ist von einem von der Vorderflanke eines Ausgangsimpulses des Impulsgebers 34 (F i g. 1) in Gang setzbaren Zeitgeber in Gestalt eines ersten Kippglieds 108 betätigbar, das während seiner einstellbaren Verzögerungs- oder Kippdauer den Schalter 100 betätigt und somit die Abgabe eines im Ausführungsbeispiel positiven Ausgangsimpulses bewirkt. Von der Rückflanke des Ausgangssignals des ersten Kippglieds 108 ist ein weiteres Zeitglied in Gestalt eines zweiten Kippglieds 110 in Gang setzbar, das während seiner einstellbaren Kippdauer den Schalter 104 schließt und hierdurch die Abgabe eines unmittelbar an den ersten Ausgangsimpuls anschließenden, zweiten Ausgangsimpulses von gegenüber dem ersten Ausgangsimpuls entgegengesetztem Vorzeichen bewirkt. Das somit erhaltene Ausgangssignal des Rechteckimpulsgenerators 86 ist in der obersten Kurve der F i g. 3 dargestellt. J5 Wie dort ersichtlich, beginnt der positive Rechteckimpuls zum Zeitpunkt t₀, der zweite Rechteckimpuls schließt an den ersten zum Zeitpunkt ri an. und der zweite Rechteckimpuls endet zum Zeitpunkt fs.

Andere Ausführungsformen des Rechteckimpulsgenerators 86 als beim Ausführungsbeispiel sind ebenfalls denkbar. So kann beispielsweise eine Sinuswelle erzeugt und nach Verstärkung mittels einer Amplitudenbegrenzerschaltung so abgeschnitten werden, daß sich praktisch eine Rechteckschwingung als Ausgangssignal ergibt.

Das in der obersten Kurve der Fig. 3 mit R bezeichnete Ausgangssignal des Rechteckkurvengenerators 86 wird über einen Widerstand 112 dem invertierenden Eingang eines als Komparator geschalteten Operationsverstärkers 114 zugeführt, der im zweiten Integrator 88 eingangsseitig enthalten ist. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 114 ist über einen Widerstand 116 zur Vermeidung einer Drift an Masse gelegt. Weiter ist der Ausgang mit dem invertierenden Eingang über einen Widerstand 118 gegengekoppelt. Dabei sind der Operationsverstärker 114 und seine Gegenkopplung so ausgelegt, daß der Operationsverstärker 114 bei positiven und negativen Werten des Ausgangssignals R des Rechteckimpuisgenerators 86 übersteuert werden kann. Mit dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 114 ist die Reihenschaltung zweier entgegengesetzt gepolter Zenerdioden 120, 122 von untereinander gleichen Zenerspannungen gespeist, die eine noch genauere Begrenzung des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 114 bewirken, als dies durch dessen Übersteuerung möglich wäre: zweckmäßig wird die bei einer Übersteuerung ohne vorhandene Zenerdioden 120, 122 mögliche Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 114 so bemessen, daß sie kurz oberhalb der Zenerspannung der Zenerdioden 120, 122 liegt, so daß auch beim Ausfall letzterer die grundsätzliche Wirkungsweise erhalten bleibt. Den Zenerdioden 120, 122 ist ein Potentiometer 124 parallelgeschaltet, an dessen Abgriff die ggf. noch weiter verminderte Ausgangsspannung abnehmbar ist.

Von der am Potentiometer 124 abgenommenen Spannung wird die eigentliche Integrationsschaltung des zweiten Integrators 88 gesteuert, die einen Operationsverstärker 126 sowie Kondensatoren Ci, G, d umfaßt, von denen jeweils einer mittels eines Schaltkontakts 128 zwischen den Ausgang und den inverlierenden F.ingang des Operationsverstärkers 126 eingeschaltet wird. Weiter umfaßt die integrierende Schaltung einen Widerstand R\, der mit einer Diode 130 in Reihe geschaltet ist, sowie einen Widerstand /?i, der mit einer zur Diode 130 entgegengesetzt gepolten Diode 132 in Reihe geschaltet ist, und diese parallel zueinander geschalteten Reihenschaltungen liegen zwischen dem Abgriff des Potentiometers 124 und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 126, wobei sie mit dem jeweils eingeschalteten Kondensator, in der Darstellung dem Kondensator Ci, ein die Übertragungskonstante bestimmendes RC-G\\ed bilden. Durch unterschiedliche Bemessung der Widerstände R\. /?2 ergeben sich dabei unterschiedliche Übertragungskonstanten für die Aufladung bzw Entladung des Kondensators, und zwar ist die zu Beginn des Ausgangssignals R (F i g. 3), also unmittelbar nach dem Zeitpunkt ίο, sowie nach dem Ende einer Rechteckschwingung, also nach dem Zeitpunkt /5, gellende Aufladezeitkonstante geringer als diejenigen Entladezeitkonstante, mit der nach dem Zeitpunkt fj aufgrund des Übergangs vom ersten zum zweiten Rechieckimpuls eine Umladung erfolgt. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 126 ist zur Vermeidung einer Drift über einen Widerstand 134 an Masse gelegt.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 126 des zweiten Integrators 88 ist über einen Umkehrverstärker 136 mit dem invertierenden Eingang des eingangsseitigen Operationsverstärkers 114 im Sinne einer Gegenkopplung rückgekoppelt. Dadurch kann das Ausgangssignal djs Operationsverstärkers 114 nur drei mögliche Signalzustände annehmen. Bei Abwesenheit eines Eingangssignals und Abwesenheit eines Ausgangssignals des Operationsverstärkers 126 (Integrationsergebnis Null) ist das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 114 Null, so daß sich das durch Integration erhaltene Ausgangssignal des zweiten Integrators 88 nicht verändert. Bei Auftreten des ersten Rechteckimpulses im Ausgangssignal Λ des Rechteckimpulsgenerators 86 liefert der Operationsverstärker 114 am nachgeschalteten Potentiometer 124 ein auf eine vorgegebene Amplitude mit einem ersten Vorzeichen begrenztes, zu integrierendes Signal. Sobald das durch Integration gewonnene Ausgangssignal Tr einen vorbestimmten Grenzwert erreicht, bewirkt die Rückkopplung über den Umkehrverstärker 136. daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 114 wieder den Wert Null annimmt, so daß das Ausgangssignal Tr die einmal erreichte Amplitude zunächst beibehält. Beim Auftreten des zweiten, gegenüber dem ersten Rechteckimpuls in seinem Vorzeichen entgegengesetzten Rechteckimpulses wird der Operationsverstärker

114 nach seiner entgegengesetzten Seite hin übersteuert, so daß er nun am Potentiometer 116 ein Ausgangssignal mit betragsmäßig derselben Amplitude wie zu Beginn, jedoch von entgegengesetztem zweiten Vorzeichen liefert Die Integration dieses Ausgangssignals liefert die erste Rückflanke 62 (Fig. 3) des somit zu Ende gehenden ersten Trapezes und die zweite Vorderflanke 64 des nunmehr beginnenden zweiten Trapezes. Bei Erreichen von dessen Amplitude, der zweiten Amplitude 66, reicht das rückgekoppelte Integrationsergebnis wieder aus, das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 114 zu Null zu machen, so daß das Integrationsergebnis beibehalten wird. Am Ende des zweiten Rechteckimpulses verändert sich die Eingangsspannung des Operationsverstärkers 114 wiederum so, daß wie bei Beginn des ersten Rechteckimpulses eine Aufintegration erfolgt, bis das Integrationsergebnis den Wert Null erreicht hat, worauf die am Potentiometer 124 abgenommene Ausgangsspannung wieder den Wert Null annimmt, da auch der Operationsverstärker 114 vom Ausgang des Rechteckimpulsgenerators 86 kein Signal mehr erhält.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ohne weiteres ersichtlich werden dürfte und wie in F i g. 3 bei Vergleich der ersten beiden Kurven der Signale R. Tr erkennbar ist. wird mittels des Integrators 88 durch Integration und Begrenzung des Integrationsergebnisses aus der Rechteckkurve des Ausgangssignals des Rechteckimpulsgenerators 86 die Trapezkurve als Ausgangssignal Tr des Trapezkurvengenerators 54 erhalten. Die Begrenzung muß dabei offensichtlich so gewählt sein, daß sie einsetzt, bevor der erste bzw. zweite Impuls der Rechteckschwingung endet. Dies erfolgt durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses des vom Ausgang des Operationsverstärkers 126 zurückgeführten Signals zu der Signalamplitude des Eingangssignals des zweiten Integrators 88, beispielsweise durch entsprechende Wahl des Wertes des Widerstands 112, des Verstärkungsfaktors des Umkehrverstärkers 136 oder des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers 126. Beim Einsetzen der Begrenzung zum Zeitpunkt t\ ist die erste Vorderflanke 58 beendet und es beginnt die erste Amplitude (30. Die Steigung (Betrag der zeitlichen ersten Ableitung) der ersten Vorderflanke 58 wird durch die Wahl der entsprechenden Zeitkonstante des zweiten Integrators 88. beispielsweise R\C2, bestimmt. Beim Wechsel vom ersten rum zweiten Rechteckimpuls zum Zeitpunkt f₂ beginnen dann die erste Rückflanke 62 und die zweite Vorderflanke 64, deren Steigung (Betrag der ersten zeitlichen Ableitung) unterschiedlich von der Steigung der ersten Vorderflanke 58 ist und die beispielsweise /?₂G beträgt. Wenn die zweite Amplitude 66 zum Zeitpunkt U erreicht ist, wird deren Wert bis zum Zeitpunkt fs beibehalten, zu dem der zweite Rechteckimpuls endet. Die dann anschließende zweite Rückflanke 68 hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel des zweiten Integrators 88 dieselbe Steigung (Vorzeichen und Betrag) wie die erste Vorderflanke 58.

In der Praxis ist es erwünscht, die Dauer des auf den Funkenmelder 24 (Fig. 1) auftreffenden Lichtimpulses zu Prüfzwecken verändern zu können, um hiermit unterschiedliche Geschwindigkeiten und Abstände des Funkens zum Funkenmelder 24 simulieren zu können; in der Praxis führt eine größere Geschwindigkeit zu einer geringeren Dauer und ein größerer Abstand zu einer größeren Dauer des empfangenen Lichtimpulses, letzteres weil ein größerer Abstand dazu führt, daß der kegelförmige Gesichtsbereich des Funkenmelders 24 während einer längeren Dauer durchlaufen wird. Hierzu wird zweckmäßig die Dauer der Rechteckschwingung des Ausgangssignals R des Rechteckimpulsgenerators 86 verändert. Zu diesem Zweck sind die Kippglieder 108, 110 hinsichtlich ihrer Kippdauer verstellbar ausgebildet. Es genügt nun jedoch nicht in jedem Fall, die Dauer des ersten Rechteckimpulses und diejenige des zweiten Rechteckimpulses im selben Verhältnis zu

ίο verkürzen bzw. zu verlängern. Vielmehr soll bei einer Veränderung der Gesamtdauer des Ausgangssignals Tr des Trapezkurvengenerators 54 im allgemeinen die einmal gewählte Kurvenform hinsichtlich des zeitlichen Verhältnisses ihrer verschiedenen Abschnitte beibehalten werden, was bei einer Veränderung der Gesamtdauer eine Veränderung der Integrationszeitkonstanten des zweiten Integrators 88 bedingt, und diese wiederum können, sofern sie nicht verhältnisgleich verändert werden, eine unterschiedliche Veränderung der Dauer der beiden Rechteckimpulse erforderlich machen. Dies kann man sich in der zweiten Kurve der Fig.3 so vorstellen, daß die Steigung der zweiten Rückflanke 62 und der ersten Vorderflanke 64 steiler gemacht wird, daß hierdurch die Dauer der zweiten Amplitude 66 verlängert wird und daß daher der zweite Rechteckimpuls verkürzt werden muß, wenn das zweite Trapez weiterhin punktsymmetrisch oder zumindest flächengleich zum ersten Trapez bleiben soll.
Aus den vorstehenden Gründen ist es zweckmäßig,

jo die den ersten Rechteckimpuls und den zweiten Rechteckimpuls erzeugenden Schaltungen, im Ausführungsbeispiel die Kippglieder 108, HO des Rechteckimpulsgenerators 86, und mindestens ein Element der die Übertragungskonstanten des zweiten Integrators 88 bestimmenden /?C-Glieder gemeinsam verstellbar und zweckmäßig in Stufen umschaltbar auszubilden. Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die gemeinsame Umschaltung der Kippglieder 108, 110 und des Schaltkontakts 128, mittels dessen jeweils einer der Kondensatoren Q,

w Ci, C} wirksam gemacht wird, mittels eines Stufenschalters 140. Am Stufenschalter 140 sind unterschiedliche Wertesätze der Kippdauern und der Integrationskonstanten einstellbar, bei denen sich hinsichtlich der zeitlichen Anteile der einzelnen Kurvenabschnitte an der Gesamtkurve gleiche Kurvenverläufe des Ausgangssignals Tr des Trapezkurvengenerators 54 ergeben.

Grundsätzlich wäre es abweichend vom Dargestellten auch möglich, zur Erzielung unterschiedlicher Integrationskonstanten des zweiten Integrators 88 nicht die Kondensatoren Ci, Ci, Ci umzuschalten, sondern den Widerstandswert der Widerstände R\, Ri durch Parallelschalten weiterer Widerstände oder in sonstiger geeigneter Weise zu verändern. Hierdurch könnten

erforderlichenfalls die Übertragungskonstanten unabhängig voneinander verändert werden. Glücklicherweise hat sich jedoch gezeigt, daß eine verhältnisgleiche Veränderung beider Übertragungskonstanten bei einet Veränderung der Dauer des Ausgangsimpulses de; Kurvengenerators 10 in den meisten Fällen genügt werden die erste Vorderflanke 58 und die zweite Rückflanke 68 (F i g. 3) steiler gemacht, so wird die erste Rückflanke 62 und die zweite Vorderflanke 64 ir entsprechendem Maße steiler. Dabei lassen sich sogai Wertesätze finden, bei denen die Kippdauern dei Kippglieder 108, 110 in untereinander gleichem Maße verändert werden müssen, so daß dann einfachheitshal ber deren gemeinsame Verstellung mittels eine«

einzigen Stellglieds erfolgen kann.

Durch die Verstellmöglichkeiten mittels des Potentiometers 84 und des Stufenschalters 140 wird durch Verändern von somit nur zwei Parametern in einfacher Weise eine Veränderung der vom Funkenmelder 24 (Fig. 1) empfangenen Lichtimpulse hinsichtlich dreier in der Praxis wichtiger Parameter möglich. Es sind dies die Geschwindigkeit und der Abstand des zu erfassenden Funkens vom Funkenrnelder, die die Gesamtdauer des empfangenen Lichtimpulses bestimmen, die mittels des Stufenschalters 140 einstellbar ist, sowie die Intensität des Funkens, die zusammen mit dem Quadrat seines Abstands vom Funkenmelder die Amplitude des empfangenen Lichtimpulses bedingt, die mittels des Potentiometers 84 einstellbar ist

Bei gegebener Kurvenform und Dauer des vom Funkenmelder 24 empfangenen Lichtimpulses ist für die die Empfindlichkeit des Funkenmelders 24 überprüfende oder untersuchende Bedienungsperson die Amplitude des Lichtimpulses ein anschauliches Maß für die Empfindlichkeit. Daher ist dem Kurvengenerator 10 die Amplitudenmeßvorrichtung 12 nachgeschaltet, deren Aufbau in Fig.2 näher dargestellt ist. Das Ausgangssignal des Kurvengenerators 10 (Fig. 1) wird hier über einen Umkehrverstärker 142 und eine Diode 144 einem Kondensator 146 zugeführt, der somit betragsmäßig bis zur Amplitude des Ausgangssignalimpulses aufgeladen wird und sich dann aufgrund der Wirkung der Diode 144 nicht mehr entlädt. Die am Kondensator 146 anstehende Spannung wird über einen weiteren Umkehrverstärker 148 einem Anzeigeinstrument 150 zugeführt, das die Amplitude anzeigt. Mittels eines beispielsweise handbetätigten, dem Kondensator 146 parallelgeschalteten Schalters 152 kann der Kondensator 146 entladen und die Anzeige auf Null zurückgestellt werden, bevor durch einen Ausgangsimpuls des Impulsgebers 34 (F i g. 1) ein weiterer Lichtimpuls ausgelöst wird. Gewünschtenfalls kann auch der Schalter 152 jeweils durch den Ausgangsimpuls des Impulsgebers 34 betätigt werden, wie dies durch eine gestrichelte Verbindungslinie 154 w angedeutet ist.

Eine Eichung der Einrichtung kann dadurch erfolgen, daß anstelle des zu prüfenden Funkenmelders 24 ein Funkenmelder mit bekannter Empfindlichkeit bei gegebener Kurvenform des empfangenen Lichtimpulses «5 eingesetzt wird, die Kurvenform mittels des Stufenschalters 140 entsprechend eingestellt wird und nun durch Verstellung des Potentiometers 84 die Amplitude der empfangenen Lichtimpulse stufenweise solange erhöht wird, bis der geeichte Funkenmelder anspricht. Damit ist der entsprechenden Anzeigestellung des Instruments 150 eine bestimmte Empfindlichkeit zugeordnet. Gewünschtenfalls kann durch Verwendung mehrerer geeichter Funkenmelder auch eine Skala aus weiteren Eichpunkten für das Instrument 150 erhalten werden. Ebenfalls ist es möglich, zur Eichung Funkenmelder zu verwenden, die hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit bekannt sind und die nicht auf die Kurvenform des empfangenen Lichtimpulses ansprechen. In diesem Falle kann durch Umlegen des Schalters 14 zunächst eine Folge von Lichtimpulsen mit ansteigender Amplitude erzeugt werden, wodurch die Skala des Instruments 150 geeicht wird, und nach erneutem Umschalten des Umschalters 14 kann dann die Empfindlichkeit von zu prüfenden oder untersuchenden Funkenmeldern 24 «>5 bestimmt werden.

Bei der Prüfung der Empfindlichkeit von Funkenmeldern 24 kann, wie bei der vorbeschriebenen Eichung, das Potentiometer 84 von geringen Amplituden ausgehend zu höheren hin solange verstellt werden, bis der Funkenmelder 24 anspricht. Die Anzeige des Instrumente 150 liefert dann ein Maß für die Empfindlichkeit Anstelle einer Verstellung des Potentiometers 84 von Hand ist hierbei jedoch auch eine Regelung in der Weise möglich, daß nach jedem Lichtimpuls, der nicht von einem Ansprechen des Funkenmelders 24 gefolgt ist, die Amplitude des nächstfolgenden Lichtimpulses um eine Stufe erhöht wird. Dies kann mittels eines Reglers 154 erfolgen, der den Schleifer des Potentiometers 84 verstellt oder in anderer geeigneter Welse die Dämpfung oder Verstärkung zwischen dem Ausgang des Trapezkurvengenerators 54 und dem Eingang des ersten Integrators 56 beeinflußt Wie als mögliche Ausgestaltung gestrichelt angedeutet, kann dem Regler 154 das mittels der Amplitudenmeßvorrichtung 12 erhaltene, der Amplitude proportionale Signal als Istwertsignal über ein Differenzglied 156 zugeführt werden, dem zur Bildung einer Regelabweichung das Ausgangssignal eines Treppenkurvengenerators 158 als Sollwertsignal zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Treppenkurvengenerators 158 wird jeweils nach dem Ende eines Lichtimpulses um eine Stufe erhöht, beispielsweise indem der Treppenkurvengenerator 158 von den Impulsen des in diesem Falle periodisch Ausgangsimpulse erzeugenden Impulsgebers 34 beaufschlagt wird, und indem die Erhöhung jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen, der maximal möglichen Dauer des Lichtimpulses entsprechenden Verzögerungszeit erfolgt. Die Rückstellung des Treppenkurvengenerators 158 auf einen niedrigen Anfangswert erfolgt dann über den Signalkanal 28 beim Ansprechen des Funkenmelders 24. Damit der Regler 154 nicht während der Dauer eines Lichtimpulses wirksam ist, kann er beispielsweise mittels einer dem zweiten Kippglied 110 des Rechteckimpulsgenerators 86 nachgeschalteten Zeitverzögerungsglieds 160 jeweils nach dem Ende eines Lichtimpulses während einer vorgegebenen, zur Durchführung des Regelabgleichs genügenden Zeit wirksam geschaltet werden.

Außer zur Prüfung von Funkenmeldern 24 ist die Einrichtung auch zu Untersuchungen geeignet, bei denen für einen Feuermelder mit zuvor festgestellter Empfindlichkeit die Sichtweite in Medien festgestellt werden soll, die in unterschiedlicher Weise mit Partikeln beladen sind, beispielsweise in Luftströmen, die mit unterschiedlichen Mengen je Volumeneinheit an Sägespänen beladen sind. Hierdurch werden die entsprechenden Gemische durch den Kanal 20 geleitet, und es wird festgestellt, welche Intensität der von den Leuchtdioden 18 abgegebenen Lichtimpulse erforderlich ist, um den Funkenmelder 24 noch zum Ansprechen zu bringen. Hieraus läßt sich dann umgekehrt auf die Sichtweite bei gegebener Intensität schließen.

Während die vorstehenden Ausführungen sich mit der Untersuchung und Prüfung von Funkenmeldern beschäftigten, bei denen zu erfassende Funken sich zumindest annähernd senkrecht zur optischen Achse des Funkenmelders bewegen, ist die beschriebene Einrichtung mit geringen Abwandlungen auch geeignet zur Prüfung solcher Funkenmelder, bei denen sich die zu erfassenden Funken annähernd parallel zur optischen Achse bewegen, also beispielsweise auf den Funkenmelder zu und an diesem vorbeifliegen. Hierbei ergibt sich in der Praxis ein den Funkenmelder beaufschlagender Lichtimpuls, der gegenüber dem Integrationsergebnis In der untersten Kurve der F i g. 3 in der Weise verändert

ist, daß die Ruckflanke wesentlich steiler verläuft. Die qualitative Kurvenform bleibt dabei jedoch unverändert. Daher kann auch ein derartiger impulsverlauf mittels eines Trapezkurvengenerators und des nachgeschalteten Integrators 56 (Fig. 2) erhalten werden. Bei der Trapezkurve muß lediglich das zweite, auch in diesem Falle notwendigerweise zum ersten Trapez flächengleiche zweite Trapez eine höhere Amplitude und eine geringere Dauer haben. Zur Erzeugung einer derartigen Trapezschwingung kann der Trapezkurvengenerator 54 in F i g. 2 erforderlichenfalls geeignet abgewandelt werden, indem ähnlich wie bei der Erzeugung unterschiedlicher Integrationskonstanten bei der Aufintegration und Abintegration mittels antiparalleler Dioden unterschiedliche Rückführungswege vom Ausgang des Operationsverstärkers 126 zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 114 geschaffen werden, in denen mittels gesonderter, an die Stelle des Umkehrverstärkers 136 tretender Verstärker unterschiedliche Verstärkungen oder Dämpfungen für

ίο die beiden Trapeze geschaffen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Untersuchung oder Prüfung der Empfindlichkeit von Funkenmeldern, die auf die Intensität und den zeitlichen Verlauf der auf sie auftreffenden Funkenstrahlung ansprechen und die ein oder mehrere gleichzeitig der Funkenstrahlung ausgesetzte optoelektrische Wandlerelemente aufweisen, mit einem gegen die Umgebungsstrahlung abschirmenden Gehäuse zur Aufnahme des Funkenmelders und mindestens einer im Gehäuse feststehend angeordneten, elektrisch gespeisten Strahlungsquelle zur Erzeugung einer den Funkenmelder beaufschlagenden Prüfstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Strahlungsquelle (18) abgegebene Prüfstrahlung vom Ausgangssigna] eines Kurvengenerators (10) gesteuert ist und daß dieses Ausgangssignal den zeitlicher. Verlauf eines Impulses hat, der im Bereich (h bis U) seiner Amplitude gerundet verläuft und im Bereich (to bis /2) seiner Vorderflanke derart schräg ansteigt, daß diese Vorderflanke einen Teilbereich (u bis f2) mit einer Dauer von mindestens 10% der Dauer der Vorderflanke aufweist, in dem die maximale Steigung der Vorderflanke liegt und in dem diese Steigung konstant ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls eine derart schräg abfallende Rückflanke hat, daß diese Rückflanke einen Teilbereich (u bis Γ5) mit einer Dauer von mindestens 10% der Dauer der Rückflanke aufweist, in dem die betragsmäßig maximale Steigung der Rückflanke liegt und in dem diese Steigung konstant ist.

3. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls im zeitlichen Teilbereich (to bis fi) seiner Vorderflanke zwischen seinem Beginn und dem Beginn des Teilbereichs (t\ bis /2) der maximalen Steigung abgerundet derart verläuft, daß die Steigung von Null beginnend bis zum Erreichen der maximalen Steigung stetig zunimmt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls im zeitlichen Teilbereich (h bis t_b) zwischen dem Ende des Teilbereichs (U bis t<,) der betragsmäßig maximalen Steigung der Rückflanke und dem Ende des Impulses abgerundet derart verläuft, daß die Steigung von der betragsmäßig maximalen Steigung beginnend bis zum Erreichen der Steigung Null stetig abnimmt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvengenerator (10) einen Trapezkurvengenerator (54) und einen diesem nachgeschalteten, ersten Integrator (56) umfaßt, wobei der zeitliche Verlauf des Ausgangssignals (Tr) des Trapezkurvengenerators (54) zusammengesetzt ist aus einer ersten Vorderflanke (58) vorgegebener endlicher Steigung, einer ersten konstanten Amplitude (60) vorgegebenen Vorzeichens und vorgegebener endlicher Dauer und einer ersten Rückflanke (62) vorgegebener endlicher Steigung, die zusammen mit der Nullinic ein erstes Trapez bilden, sowie einer zweiten Vorderflanke (64) vorgegebener endlicher Steigung, einer zweiten konstanten Amplitude (66) vorgegebener endlicher Dauer von gegenüber der ersten Amplitude (60) entgegengesetztem Vorzeichen und einer zweiten Rückflanke (68) vorgegebener endlicher Steigung, die zusammen mit der Nullinie ein zweites, zum ersten Trapez flächengleiches Trapez bilden.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Integrator (56) einen ■· Verstärker (70), vorzugsweise einen Operationsverstärker, und einen Kondensator (72) aufweist, der zwischen Ausgang und invertierenden Eingang dieses Verstärkers (70) geschaltet ist, und daß zusätzlich zwischen Ausgang und invertierenden

ic Eingang dieses Verstärkers eine verzögert wirkende Gleichstromrückführung (78, 80, 82) vorgesehen ist, deren Zeitkonstante groß ist gegenüber der längsten betriebsmäßig vorkommenden Gesamtdauer (to bis tb) des ersten und zweiten Trapezes.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Integrator (56) Mittel (84) zur verstellbaren Dämpfung oder Verstärkung des ihm zugeführten trapezförmigen Ausgangssignals (Tr) des Trapezkurvengenerators

μ (54) vorgeschaltet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trapezkurvengenerator (54) einen Rechteckkurvengenerator (86), einen diesem nachgeschalteten zweiten Integrator

(88) und Mittel (136, 114, 120, 122) zur Begrenzung des Integrationsergebnisses des zweiten Integrators (88) umfaßt, wobei der zeitliche Verlauf des Ausgangssignals (R) des Rechteckimpulsgenerators (86) zusammengesetzt ist aus einem ersten Recht-

'" eckimpuls vorgegebenen Vorzeichens und einem unmittelbar daran anschließenden zweiten Rechteckimpuls entgegengesetzten Vorzeichens, der zweite Integrator (88) für Änderungen seines Eingangssignals abhängig von dem Vorzeichen

^ dieser Änderungen unterschiedliche Integrationszeitkonstanten (R\Ü2, R2C2) aufweist und die Grenzen des Integrationsergebnisses des zweiten Integrators (88), die mittels der Begrenzungsmittel (136, 114, 120, 122) vorgegeben sind, so gering gewählt sind, daß diese Grenzen nach dem Beginn des ersten Rechteckimpulses und nach dem Beginn des zweiten Rechteckimpuls^s zeitlich jeweils vor deren Ende erreichbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- ^ zeichnet, daß diejenige Integrationszeitkonstante, mit der der zweite Integrator (88) nach dem Ende des ersten Rechteckimpulses umgeladen wird, geringer ist als diejenige Integrationszeitkonstante, mit der das Integrationsergebnis des zweiten Integrators (83) dem Beginn des ersten Rechteckimpulses und dem Ende des zweiten Rechteckimpulses folgt.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Integra-

^r>"> tionsergebnisses des zweiten Integrators (88) diesem ein vorzugsweise als Komparator geschalteter Verstärker (114) vorgeschaltet ist, der mit dem Ausgangssignal des Rechteckkurvengenerators (86) beaufschlagt wird, dieser Verstärker (114) übersteu-

^wl erbar ausgebildet und/oder ihm eine Amplitudenbegrenziingsschaltung(120,122) nachgeschaltet ist und der Ausgang des zweiten Integrators (88) mit einem Eingang des genannten Verstärkers (114) im Sinne einer Gegenkopplung rückgekoppelt ist.

^Μ Ii. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Element (Ci, C2, Ci) der die Integrationszeitkonstanten des zweiten Integrators (88) bestimmenden RC-

Glieder verstellbar, vorzugsweise umschaltbar, ausgebildet ist

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den ersten Rechteckimpuls und den zweiten Rechteckimpuls des Rechteckkurvengenerators (86) erzeugenden Schaltungen (Kippglieder 108, 110) hinsichtlich der Dauer des Rechteckimpulses verstellbar, vorzugsweise umschaltbar, ausgebildet sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein handbetätigter Schalter (140) zur gleichzeitigen Umschaltung mindestens eines Elements (Q, Ci, Cj) der die Integrationszeitkonstanten des zweiten Integrators (88) bestimmenden RC-Glieder und der die Rechteckimpulse erzeugenden Schaltungen (Kippglieder 108, 110) vorgesehen ist.

14. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kurvengenerator (10) und die iltrahlungsquelle (18) eine Folgeregeleinrichtung (16) eingeschaltet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (20) ein von der Strahlungsquelle (18) beaufschlagbarer optischelektrischer Meßwandler (38) vorgesehen ist und daß die Folgeregeleinrichtung (16) einen die Strahlungsquelle (18) speisenden Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Regelabweichung zwischen dem Ausgangssignal des Kurvengenerators (10) als Sollwertsignal und dem vom ggf. verstärkten w Ausgangssignal des Meßwandlers (38) erhaltenen Istwertsignal erzeugt.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung (50) für den Istwert des Stromes vorgesehen ist, mit is dem die Folgeregeleinrichtung (16) die Strahlungsquelle (18) speist, und daß die Folgeregeleinrichtung (16) diesen Strom in Abhängigkeit von der Regelabweichung zwischen einem aus dem Ausgangssignal des Kurvengenerators (10) als Sollwert gewonnenen Signal und dem Istwert des Stromes erzeugt.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle von mindestens einer Leuchtdiode (18) gebildet ist und daß die Meßvorrichtung für den Istwert des Stromes von einem eine Leuchtdiode (50) aufweisenden optoelektrischen Koppler (48) gebildet ist, dessen Leuchtdiode (50) hinsichtlich ihres Strom-Spannungs-Verhaltens der als Strahlungsquelle vorgesehenen Leuchtdiode (18) zumindest annähernd gleicht.

18. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als von einem Strömungsmittel durchströmbarer Kanal (20) ausgebildet ist, in dem die Strahlungsquelle (18) auf einer Seite angeordnet und der Funkenmelder (24) auf der gegenüberliegenden Seite mit Abstand zur Strahlungsquelle (18) aufnehmbar ist. hl)

19. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kurvengenerator (10) eine Amplitudenmeßvorrichtung (!2), vorzugsweise mit einer Anzeigevorrichtung (!50) für die Amplitude eines Ausgangssignals h5 des Kurvengenerators(lO), nachgeschaltet ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, din.) ein Umschalter (14) vorgesehen ist, mittels dessen die Steuerung der Strahlungsquelle (18) wahlweise durch das Ausgangssignai des Kurvengenerators (10) oder das Ausgangssignal der Amplitudenmeßvorrichtung (12) erfolgt.

21. Einrichtung nach Anspruch 7 oder nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Treppenspannungsgenerator (158) vorgesehen ist, der jedesmal nach dem Auslösen des Kurvengenerators (10) und nach dem Ablauf von dessen Ausgangssignalimpuls die Dämpfung bzw. Verstärkung im Sinne einer Erhöhung der von der Strahlungsquelle (18) abgegebenen Lichtleistung um eine Stufe verstellt.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Treppenspannungsgenerator (158) in Abhängigkeit vom Ansprechen des untersuchten oder geprüften Funkenmelders (24) auf einen niedrigen Anfangswert seines Ausgangssignals zurückstellbar ist.