DE3008315A1 - ERROR INDICATOR FOR SMOKE DETECTORS - Google Patents
ERROR INDICATOR FOR SMOKE DETECTORSInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Detektoren für Verbrennungsprodukte, beispielsweise auf Rauchdetektoren, auf der Grundlage der Streuung des Lichtes durch Rauchteilchen zwischen einer LED und einer Fotozelle, wobei hierdurch ein Alarmsignal erzeugt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schaltung zur Anzeige des Vorhandenseins eines Fehlers oder einer anderen Störung in der Rauchdetektorschaltung.The invention relates to detectors for combustion products, for example on smoke detectors, based on the scattering of light by smoke particles between an LED and a photocell, thereby an alarm signal is generated. In particular, the invention relates to a circuit for indicating the presence a fault or other malfunction in the smoke detector circuit.
Bei derartigen Rauchdetektoren ist üblicherweise ein Oszillator oder ein anderer Taktgeber vorgesehen, um die periodische Einschaltung der Lichtquelle zu steuern, um Energie zu sparen. Das Licht von der Lichtquelle wird in eine Rauchkammer derart geleitet, daß das Licht außerhalb des Rauchdetektors nicht sichtbar ist. Ferner verwenden zahlreiche derartige Rauchdetektoren eine Infrarot-Lichtquelle, deren Licht für das menschliche Auge unsichtbar ist, wenn das Licht außerhalb der Einheit auftreten sollte. Es gibt also keine Möglichkeit, zu beobachten, ob die Schaltung im Detektor richtig arbeitet oder nicht. Insbesondere besteht keine Möglichkeit, festzustellen, ob die Lichtquelle selbst oder die Zeitgeberschaltung, die deren Einschaltung steuert, richtig arbeitet.In such smoke detectors, an oscillator or some other clock is usually provided to the to control the periodic switching on of the light source in order to save energy. The light from the light source is in directed a smoke chamber so that the light is not visible outside of the smoke detector. Also use Many such smoke detectors use an infrared light source whose light is invisible to the human eye is when the light should appear outside the unit. So there is no way to see if the Circuit in the detector is working properly or not. In particular, there is no way to determine whether the light source itself or the timer circuit that controls its activation is working properly.
Schaltungen zur Anzeige von Fehlern in der Lichtquellenschaltung eines Rauchdetektors sind bekannt, und eine derartige wird in der ÜS-PS 4 025 915 beschrieben. Der Fehleralarm dieser Vorrichtung ist jedoch nicht vom Rauchalarm unterscheidbar, und es ist unmöglich, andere Fehler als die in der lichtemittierenden Diode der Lichtquelle selbst festzustellen.Circuits for displaying errors in the light source circuit a smoke detector are known, and such is described in US-PS 4,025,915. Of the However, the fault alarm of this device is indistinguishable from the smoke alarm, and it is impossible to differentiate Faults than detect those in the light emitting diode of the light source itself.
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Andere Vorrichtungen, wie sie in den US-Patentschriften 4 065 759 und 3 846 773 dargestellt sind, verwenden hilfslichtemittierende Dioden, um Fehler im Hauptrauchdetektorkreis festzustellen. Bei der Vorrichtung nach der US-PS 3 846 773 ist die Hilfsschaltung einfach dafür vorgesehen, um eine zu geringe Batteriespannung anzuzeigen, und diese Hilfsschaltung kann keine anderen Fehler im Rauchdetektorkreis feststellen. Bei der Vorrichtung nach der US-PS 4 065 759 dient die Hilfs-LED lediglich dazu, die Impulsgeberschaltung zu überwachen,und ein getrennter hörbarer Alarm wird verwendet, um Fehler in der Hauptlichtquelle anzuzeigen. Bei diesen beiden bekannten Vorrichtungen sind die Hilfs-LEDs in Kreisen parallel zur Hauptlichtquelle geschaltet, so daß sie einen zusätzlichen Strom ziehen. Dies bildet kein Problem nach der Vorrichtung nach der US-PS 4 065 759, da diese von einer Wechselstromquelle gespeist wird. Bei einem batteriebetriebenen System, wie es in der US-PS 3 846 773 beschrieben wird, erhöht diese Parallelschaltung die Strombelastung der Batterie und beeinträchtigt in nachteiliger Weise die Lebensdauer dieser Batterie.Other devices such as those in U.S. patents 4,065,759 and 3,846,773 shown use auxiliary light emitting diodes to identify faults in the main smoke detector circuit ascertain. In the device of US Pat. No. 3,846,773, the auxiliary circuit is simply therefor provided to indicate insufficient battery voltage, and this auxiliary circuit cannot cause any other faults determine in the smoke detector circuit. In the device according to US Pat. No. 4,065,759, the auxiliary LED is only used to monitor the pulser circuit, and a separate audible alarm is used to indicate faults in the main light source. With these two well-known Devices are the auxiliary LEDs connected in circles parallel to the main light source, so that they one draw additional electricity. This is not a problem according to the device of US Pat. No. 4,065,759, since it is of fed by an alternating current source. In a battery powered system as described in U.S. Patent 3,846,773 this parallel connection increases the current load on the battery and adversely affects Way the life of this battery.
Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Detektor für Verbrennungsprodukte, wie beispielsweise auf einen Rauchdetektor, der eine Schaltung aufweist, die eine Anzahl von Fehlern in Rauchdetektorschaltungen ermöglicht, wobei die Nachteile der bisher bekannten Systeme ausgeschaltet werden.The invention relates to an improved combustion product detector such as a A smoke detector which includes circuitry that enables a number of faults in smoke detector circuits, whereby the disadvantages of the previously known systems are eliminated.
Es ist ein allgemeines Ziel der Erfindung, einen Rauchdetektor zu schaffen, der eine sichtbare Fehleranzeige aufweist, um eine Anzeige zu schaffen, die in ihrer ArtIt is a general object of the invention to provide a smoke detector which has a visual fault indication to create an advertisement that in its kind
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unterschiedlich, ist vom Rauchalarmsignal.different, is from the smoke alarm signal.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es,einen Rauchdetektor zu schaffen, der eine sichtbare Fehleranzeigeschaltung aufweist, die unterschiedliche Arten von Fehlern im Rauchdetektorkreis anzeigen kann.Another object of the invention is to provide a smoke detector that has a visual fault indicator circuit that identifies different types of faults in the smoke detector circuit can display.
Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, einen Rauchdetektor der beschriebenen Art zu schaffen, wobei die Fehleranzeigeschaltung zu keiner zusätzlichen Strombelastung führt.It is also an object of the invention to provide a smoke detector of the type described, wherein the fault indicator circuit does not lead to any additional current load.
Diese und andere Ziele der Erfindung werden dadurch erreicht, daß ein Rauchdetektor vorgesehen ist, der eine Lichtquelle und eine Schalteinrichtung aufweist, die in Serie zu einer Spannungsquelle geschaltet sind, wobei ein Taktgeber vorgesehen ist, um periodisch die Schalteinrichtung zu schließen, und wobei ferner eine Fotozelle vorgesehen ist, die auf Licht anspricht, welches von Rauchteilchen gestreut wurde, um einen Alarm abzugeben. Die erfindungsgem^ße Verbesserung umafßt einen Kondensator, der parallel mit der Lichtquelle und der Schalteinrichtung geschaltet ist, und der von der Spannungsquelle aufgeladen wird, wenn die Schalteinrichtung offen ist, und der über die Lichtquelle und die Schalteinrichtung entladen wird, wenn die Schalteinrichtung geschlossen ist, um die Lichtquelle einzuschalten, und es sind ferner Anzeigeeinrichtungen in Serie mit der Spannungsquelle und dem Kondensator geschaltet, die eingeschaltet werden, wenn der Kondensator aufgeladen ist, um eine Ausgangsanzeige zu erzeugen.These and other objects of the invention are achieved by providing a smoke detector which is one A light source and a switching device which are connected in series to a voltage source, wherein a clock is provided to periodically close the switching device, and wherein further a photocell is provided which is responsive to light scattered by smoke particles to give an alarm. The improvement according to the invention comprises a capacitor which is connected in parallel with the light source and the switching device, and which is charged by the voltage source when the switching device is open and which is discharged via the light source and the switching device, when the switching device is closed to switch on the light source, and there are also display devices connected in series with the voltage source and the capacitor, which are switched on when the capacitor is switched on is charged to produce an output display.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert werden, in der ein schematisches Schaltbild eines Rauchdetektors dargestellt ist, welches die erfindungsgemäße Fehleranzeigeschaltung aufweist.An embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing, in which a schematic Circuit diagram of a smoke detector is shown, which has the error display circuit according to the invention.
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In der Zeichnung ist ein vereinfachter Rauchdetektor 10 dargestellt, bei dem die Aufnahme von Licht verwendet wird, welches von Rauchteilchen gestreut wurde, um ein Alarmsignal zu erzeugen. Die Lichtquelle ist eine lichtemittierende Diode 11, die üblicherweise Infrarotlicht abstrahlt. Der Lichtstrahl der LED 11 wird durch eine nicht dargestellte Rauchkammer zu einem Empfänger geführt, der eine Fotodiode 12 aufweist. Die Anschlüsse dieser Fotodiode sind mit den Eingangsanschlüssen eines Verstärkers 13 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 13 ist mit dem Eingang einer Alarmtreiberschaltung 14 verbunden, und deren Ausgang ist mit einem Alarmgeber verbunden, beispielsweise mit einem Signalhorn 15.In the drawing, a simplified smoke detector 10 is shown in which the recording of light is used which has been scattered by smoke particles to generate an alarm signal. The light source is a light emitting one Diode 11, which is usually infrared light radiates. The light beam of the LED 11 is guided through a smoke chamber, not shown, to a receiver, which has a photodiode 12. The connections of this photodiode are with the input connections of a Amplifier 13 connected. The output of amplifier 13 is connected to the input of an alarm driver circuit 14, and its output is connected to an alarm transmitter, for example with a horn 15.
Im Betrieb treten in der Umgebung befindliche Rauchteilchen in die Rauchkammer ein und streuen dort den Lichtstrahl von der LED auf die Fotodiode 12, um in dieser einen elektrischen Strom zu erzeugen, der dann von dem Verstärker 13 auf einen derartigen Pegel verstärkt wird, daß die Alarmtreiberschaltung 14 in Betrieb genommen wird, um das Signalhorn 15 zu betätigen, wodurch ein hörbares Alarmsignal von vorbestimmter Dauer erzeugt wird, das in an sich bekannter Weise das Vorhandensein von Rauch anzeigt. Smoke particles in the vicinity occur during operation into the smoke chamber and there scatter the light beam from the LED onto the photodiode 12 in order to be in this to generate an electric current which is then amplified by the amplifier 13 to such a level, that the alarm driver circuit 14 is operated to operate the horn 15, whereby an audible Alarm signal of a predetermined duration is generated, which indicates the presence of smoke in a manner known per se.
Die LED 11 wird von einer Gleichspannungsquelle gespeist, beispielsweise von einer nicht dargestellten Batterie, deren positiver Anschluß mit B bezeichnet ist. Die Anode der LED 11 ist mit der Kathode einer LED 20 verbunden, die einen sichtbaren Lichtstrahl erzeugt, und deren Anode ist über einen Widerstand 16 mit dem Pluspol B der Batterie verbunden. Die Kathode der LED 11 ist über einen Widerstand 21 mit dem Kollektor eines Transistors verbunden, beispiels-The LED 11 is fed by a DC voltage source, for example from a battery (not shown), the positive terminal of which is denoted by B. The anode the LED 11 is connected to the cathode of an LED 20 which generates a visible light beam and is the anode of which is Connected via a resistor 16 to the positive terminal B of the battery. The cathode of the LED 11 is through a resistor 21 connected to the collector of a transistor, for example
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weise eines Darlington Transistors 22, dessen Ausgangsemitter geerdet ist. Ein Kondensator 23 ist zwischen die Anode der LED 11 und der Masse geschaltet, und ein Widerstand 24 ist parallel zur LED 20 geschaltet. Es ist ein Zeit- oder Taktgeber 25 vorgesehen, der mit dem Pluspol B in Verbindung steht und ein erstes Ausgangssignal erzeugt, welches über eine Leitung 26 einem Verstärkersteueranschluß des Verstärkers 13 zugeführt wird, und ein zweites Ausgangssignal·, welches über die Leitung 27 der Basis des Darlington Transistors 22 zugeführt wird. Der Zeitgeber 25 erzeugt Ausgangssignale, die eine Dauer von etwa 30 bis 40 ms haben, und zwar gleichzeitig in den Leitungen 26 und 27 in Intervallen von etwa 20 Sekunden. Der Ausgang des Verstärkers 13 wird wirksam blockiert, mit Ausnahme des Vorhandenseins einer dieser kurzen Zeitgebersignale in der Leitung 26, und der Darlington Transistor 22 ist normalerweise nicht ieitend und wird alle 20 Sekunden durch die Taktsignale in der Leitung 27 leitend gemacht.as a Darlington transistor 22, whose output emitter is grounded. A capacitor 23 is connected between the anode of the LED 11 and the ground, and is on Resistor 24 is connected in parallel to LED 20. There is a timer or clock 25 is provided with the Positive pole B is connected and generates a first output signal, which via a line 26 to an amplifier control terminal of the amplifier 13 is supplied, and a second output signal ·, which via the line 27 is fed to the base of Darlington transistor 22. The timer 25 generates output signals, the one Have a duration of about 30 to 40 ms, and that simultaneously on lines 26 and 27 at intervals of about 20 Seconds. The output of amplifier 13 is effectively blocked except for the presence of one of these short timer signals on line 26, and Darlington transistor 22 is normally not conductive and is made conductive every 20 seconds by the clock signals on line 27.
Im normalen Betrieb ist zwischen Taktsignalen der Darlington Transistor 22 nichtleitend, und die LED 11 leuchtet nicht. Jedoch fließt Strom von der Spannungsquelle über den Widerstand 16 und die LED 20 schnell, um den Kondensator 23 aufzuladen. Am F.ndo dos 2O Sekunden—Intervalls macht das Taktsignal· in der Leitung 27 dan Darlinqton Transistor 22 kurzleitend, um schnell den Kondensator 23 über die LED 11, den Widerstand 21 und den Transistor 22 zu entladen. Dadurch leuchtet die LED 11 auf und erzeugt einen Infrarot-Lichtimpuls. Wenn Rauch in der Rauchkammer während dieses Lichtimpulses vorhanden ist, wird das Licht auf die Fotodiode 12 gestreut, um ein Eingangssignal amIn normal operation, the Darlington transistor 22 is non-conductive between clock signals, and the LED 11 does not light up. However, current flows from the voltage source through the resistor 16 and the LED 20 quickly to charge the capacitor 23. At the F.ndo dos 20 second interval makes the clock signal · on line 27 dan Darlinqton transistor 22 short-conducting in order to quickly discharge the capacitor 23 via the LED 11, the resistor 21 and the transistor 22. As a result, the LED 11 lights up and generates an infrared light pulse. If smoke in the smoke chamber during this light pulse is present, the light is scattered onto the photodiode 12 to produce an input signal
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Verstärker 13 zu erzeugen, der gleichzeitig durch das Taktsignal in der Leitung 26 aktiviert wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 13 betätigt die Alarmtreiberschaltung 14, und dadurch wird das Signalhorn 15 für eine vorbestimmte Zeitdauer in Betrieb genommen, welche durch die Schaltung der Alarmtreiberschaltung 14 bestimmt wird.To generate amplifier 13, which is simultaneously through the Clock signal in line 26 is activated. The output of the amplifier 13 operates the alarm driver circuit 14, and thereby the horn 15 for a predetermined Period of time taken into operation, which is determined by the circuit of the alarm driver circuit 14.
Am Ende des 30 bis 40 ms.-Taktsignals wird der Transistor 22 wieder nichtleitend, und der Kondensator 23 wird wieder über die LED 20 aufgeladen. Während des normalen Betriebes wird dieser Zyklus beliebig lang wiederholt. Es sei bemerkt, daß der Wert des Widerstandes 16 derart eingestellt ist, daß der Kondensator 23 schnell aufgeladen wird, wodurch ein relativ kurzer Lichtimpuls von der LED 20 in den 20 Sekunden-Intervallen erzeugt wird, und zwar unmittelbar nach jeder Entladung des Kondensators 23. Ein Impuls der LED 20 in 20 Sekunden-Intervallen ist eine positive Anzeige dafür, daß die Kondensatorentladeschaltung einschließlich der LED 11 des Transistors 22 und des Zeitgebers 25 richtig arbeiten.At the end of the 30 to 40 ms. Clock signal, the transistor 22 again non-conductive, and the capacitor 23 is charged again via the LED 20. During normal During operation, this cycle is repeated as long as required. It should be noted that the value of resistor 16 is set so that the capacitor 23 is charged quickly, creating a relatively short pulse of light is generated by the LED 20 in the 20 second intervals, immediately after each discharge of the capacitor 23. A pulse of the LED 20 at 20 second intervals is a positive indication that the capacitor discharge circuit including LED 11 of transistor 22 and timer 25 work properly.
Wenn die LED 11, der Transistor 22 oder der Zeitgeber 25 ausfallen, kann sich der Kondensator 23 nicht entladen. Wenn einmal der Kondensator 23 entladen ist, kann die LED 20 nicht einmal aufleuchten. Das Fehlen eines Lichtimpulses von der LED 20 nach einem 20 Sekunden-Intervall ist eine Anzeige für einen Fehler in der Kondensatorentladeschaltung .When the LED 11, the transistor 22 or the timer 25 fail, the capacitor 23 cannot discharge. Once the capacitor 23 is discharged, the LED 20 doesn't even light up. The absence of a pulse of light from the LED 20 after a 20 second interval is an indication of a fault in the capacitor discharge circuit .
Wenn der Kondensator 23 oder der Transistor 22 kurzgeschlossen werden, oder in nicht richtiger Weise leitend werden, dann ist die sichtbare lichtabgebende LED 20 dauernd eingeschaltet, und dies gibt eine positive AnzeigeIf the capacitor 23 or the transistor 22 are short-circuited, or not conducting properly then the visible light emitting LED 20 is continuously switched on and this gives a positive indication
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für einen Kurzschluß. Es ist zu erkennen, daß entweder ein Kurzschluß oder eine Unterbrechung in einer der verschiedenen Komponenten der Kondensatorentladeschaltung positiv durch die Fehleranzeigeschaltung gemäß der Erfindung festgestellt werden können. Da die LED 20 in Serie mit dem Kondensator 23 während dessen Aufladung geschaltet ist, und in Serie mit der LED 11 in dem Fall geschaltet ist, in dem der Kondensator 23 kurzgeschlossen ist, zieht die Anzeige LED 20 nicht mehr Strom als den, der normalerweise erforderlich ist, um den Kondensator 23 wieder aufzuladen und um die Rauchanzeige LED 11 einzuschalten. Der Widerstand 24 bildet einen anderen Aufladeweg für den Kondensator 23. Wenn beispielsweise die LED 20 unterbrochen wird, kann dennoch die Rauchdetektorschaltung arbeiten.for a short circuit. It can be seen that either a short circuit or an open circuit in one of the various Components of the capacitor discharge circuit positive through the error display circuit according to the invention can be determined. Since the LED 20 is connected in series with the capacitor 23 while it is being charged and is connected in series with the LED 11 in the case where the capacitor 23 is short-circuited, The display LED 20 does not draw more current than that which is normally required to the capacitor 23 to recharge and to switch on the smoke indicator LED 11. The resistor 24 forms another charging path for the capacitor 23. If, for example, the LED 20 is interrupted, the smoke detector circuit can still work.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Widerstand 16 auf 220 Ohm, 1/4 Watt ausgelegt, der Widerstand 21 ist auf 3,9 Ohm, 1/2 Watt ausgelegt, und der Widerstand 24 ist 68 Kiloohm und 1/4 Watt ausgelegt. Der Kondensator 23 weist eine Kapazität von 10 Mikrofarad auf. Es wurde eine vereinfachte Form des Rauchdetektors 10 zur Erläuterung beschrieben, und es sei bemerkt, daß der Rauchdetektor ebenfalls Schaltungen aufweist, die eine zu geringe Batteriespannung anzeigen, und es kann eine Schaltung vorgesehen sein, um die Taktfolge beim Vorhandensein von Rauch zu ändern, und dies ist alles an sich bekannt.In one embodiment of the invention, resistor 16 is rated at 220 ohms, 1/4 watt, resistor 21 is rated at 3.9 ohms, 1/2 watt, and resistor 24 is rated 68 kilo ohms and 1/4 watt. The capacitor 23 has a capacity of 10 microfarads. A simplified form of the smoke detector 10 has been described for the purpose of illustration, and it should be noted that the smoke detector also has circuits that have too low a battery voltage indicate, and a circuit may be provided to the clock sequence in the presence of smoke change, and this is all known in itself.
Den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß ein verbesserter Rauchdetektor geschaffen wurde, der eine Fehleranzeigeschaltung aufweist, welche eine positive Anzeige von verschiedenen Fehlern in der RauchdetektorschaltungFrom the foregoing it can be seen that an improved smoke detector has been provided which incorporates a fault indicator circuit which is a positive indication of various faults in the smoke detector circuit
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ermöglicht. Diese Fehleranzeige ist von unterschiedlicher Art, und zwar verschieden vom Rauchsignal, und benötigt keinen zusätzlichen Strom aus der Spannungsquelle. enables. This error indication is of different types, namely different from the smoke signal, and does not require any additional current from the voltage source.
Es wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, und es ist klar, daß verschiedene Abänderungen vorgenommen werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen.A preferred embodiment of the invention has been illustrated and it will be understood that various Changes can be made that are within the scope of the invention.
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