DE3012726C2

DE3012726C2 -

Info

Publication number: DE3012726C2
Application number: DE3012726A
Authority: DE
Inventors: Leif Vendelbo Soeborg Dk Jacobsen
Original assignee: ALBERTUS CHRISTIAN GUNDORF NAERUM DK; GIOERTZ LEIF HEEGAARD KOPENHAGEN/KOEBENHAVN DK; HANSEN ERIK STEINMANN SOEBORG DK
Current assignee: ALBERTUS CHRISTIAN GUNDORF NAERUM DK; GIOERTZ LEIF HEEGAARD KOPENHAGEN/KOEBENHAVN DK; HANSEN ERIK STEINMANN SOEBORG DK
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1990-08-09
Also published as: GB2050726B; DK146840C; US4323841A; DE3012726A1; DK146840B; BE882616A; SE440582B; FI69521B; DK138279A; FI801028A; SE8002547L; FI69521C; GB2050726A

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für Flugplatzbeleuchtungen zur Anzeige der Anzahl ausgefallener Lampen einer Gesamtzahl von Lampen gemäß Oberbegriff des einzigen Anspruchs.

Eine solche Überwachungseinrichtung ist aus der GB-PS 13 79 077 bekannt. Dort wird in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen zwei Spannungssignalen gearbeitet. Eine Integration wird nicht durchgeführt; es sind auch keine schaltungszeitigen Einrichtungen zur Integration vorgesehen. Eine korrekte Anzeige des Ausfalls einer bestimmten Anzahl von Lampen ist im übrigen nur solange möglich, wie die Kurvenform der Klemmenspannung des Leiterkreises sich nicht ändert und der Strom im Leiterkreis konstant gehalten ist. Machen bestimmte Wetterbedingungen, bspw. Nebel, eine Veränderung der Beleuchtungsintensität der Lampen erforderlich, so muß durch manuellen Eingriff der an sich festgesetzte konstante Strom verändert werden. Diese Veränderung oder jede andere Veränderung der Kurvenform des Stromes im Leiterkreis führt zu einer Veränderung der Phasendifferenz zwischen dem Strom des Leiterkreises und der Klemmenspannung desselben praktisch analog zu der Veränderung der Phasendifferenz, die sich beim Ausfall von Lampen einstellt. Die Zuverlässigkeit der bekannten Einrichtung ist also zumindest verbesserungswürdig.

Des weiteren sind aus den US-PS 30 54 991 und 30 61 828 Überwachungseinrichtungen bekannt, die in ihrem Aufbau verhältnismäßig weitgehend demjenigen der vorstehend erörterten GB-PS entsprechen, die aber in ihrem übrigen Aufbau sehr aufwendig und kompliziert ausgebildet sind und dennoch in ihrer Zuverlässigkeit Wünsche offen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungseinrichtung für Flugplatzbeleuchtungen zur Anzeige der Anzahl ausgefallener Lampen einer Gesamtzahl von Lampen der eingangs genannten Art in ihrer Zuverlässigkeit bei möglichst einfachem Schaltungsaufwand zu verbessern und von der gewählten Beleuchtungsstärke unabhängig zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des einzigen Anspruchs gelöst.

Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung zeichnet sich durch einen verhältnismäßig sehr einfachen Aufbau aus, was insbesondere von erheblichem Vorteil ist, weil dennoch eine Unabhängigkeit von der jeweiligen Beleuchtungsstärke erreicht ist, so daß durch ein eventuelles Hochfahren der Beleuchtungsintensität, bspw. bei Nebel, Smog o. dgl., die Überwachung als solche unbeeinflußt bleibt, was wiederum für die Zuverlässigkeit der Überwachungseinrichtung von erheblicher Bedeutung ist.

Im folgenden wird eine beispielhaft zu verstehende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung bei Verwendung bei einer Flugplatzbeleuchtungsanlage sowie der theoretische Hintergrund dieser Einrichtung weiter ins einzelne gehend und unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematischer Blockschaltbild einer Flugplatzbeleuchtungsanlage unter Einschluß einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung und

Fig. 2 vier charakteristische periodische Kurven a, b, c und d zur Darstellung der Veränderung der Versorgungsspannung u des Leiterkreises und des Stroms i desselben über der Zeit t bei unterschiedlichen Begleitumständen.

In dem einen Schaltplan darstellenden Teil der Fig. 1 sind vier Lampen 1 bis 4 dargestellt, die über Transformatoren 1′ bis 4′ an einen Leiterkreis 5 angeschlossen sind, der auch eine Wechselstromquelle 6 in der Form eines Transformators zur Stromversorgung von n Lampen über n identische Transformatoren umfaßt, wobei von den n Lampen nur die oben angegebenen Lampen 1 bis 4 dargestellt sind. Diejenigen Teile des Leiterkreises 5, in denen die (n-4) Lampen über entsprechende Transformatoren eingesetzt sind, sind in gestrichelten Linien dargestellt und mit 5′ und 5″ gekennzeichnet.

Die Wechselstromquelle 6 besitzt Ausgangsanschlüsse 9 und 10, an denen der Leiterkreis 5, 5″, 5′ angeschlossen ist und an denen die Spannung u des Leiterkreises 5, 5″, 5′ anliegt, und Eingangsanschlüsse 7 und 8 zum Anschluß an das Versorgungsnetz über bekannte, nicht dargestellte Elemente zur automatischen Konstanthaltung des Stromes i des Leiterkreises 5, 5″, 5′ auf einem festgesetzten Wert unabhängig von den Veränderungen der Impedanz im Leiterkreis 5, 5″, 5′.

Zwischen dem Versorgungsnetz und den Eingangsanschlüssen 7 und 8 sind ebenfalls nicht dargestellte bekannte Elemente vorgesehen, um eine schrittweise Veränderung des festgesetzten Werts des Stroms i manuell auszuführen, und zwar im Hinblick auf die Veränderung der Beleuchtungsintensität der Lampen 1 bis 4 in Übereinstimmung mit Veränderungen der Sichtbedingungen oder auf Anforderung der Piloten.

Aus Fig. 1 ist des weiteren zu ersehen, daß ein Spannungstransformator 11 (Spannungs-Meßwandler) zwischen den Ausgangsanschlüssen 9 und 10 vorgesehen ist. Seine Sekundärspannung ist proportional der Spannung an den Ausgangsanschlüssen 9 und 10 und leistet einen Beitrag zur Gewinnung des Spannungsintegrals

in der elektronischen Schaltung.

Darüber hinaus ist ein weiterer Transformator 12 (Strom-Meßwandler) vorgesehen. Der Primärkreis desselben ist in den Leiterkreis 5, 5′, 5″ eingesetzt und so in Reihe zu den Primärkreisen der n Lampentransformatoren geschaltet. Wenn ein geeigneter Ohmscher Widerstand 13 den Sekundärkreis des weiteren Transformators 12 überbrückt, ist die Spannung über diesen Widerstand 13 proportional dem Strom i, der in dem Leiterkreis 5, 5″, 5′ fließt. Auch diese Spannung leistet einen Beitrag zur Gewinnung des Spannungsintegrals

Die Kurven a bis d der Fig. 2 sind je in ihrem eigenen Koordinatensystem dargestellt worden, wobei die Abszisse in allen vier Fällen den Ablauf der Zeit t, berechnet von einem gemeinsamen Nullpunkt aus, darstellt.

Für die Kurve a stellt die Ordinate die Versorgungsspannung u des Leiterkreises 5, 5″, 5′, gemessen in Volt, und für die Kurven b bis d stellt die Ordinate den Strom i des Leiterkreises 5, 5″, 5′, gemessen in Ampere, unter den nachfolgend angegebenen Betriebsbedingungen dar:
die Kurve b zeigt, wie sich der Strom i des Leiterkreises 5, 5″, 5′ verändert, wenn alle Lampen 1 bis 4 brennen,
die Kurve c gilt für den Fall, wenn eine bestimmte Anzahl von Lampen 1 bis 4 nicht brennt,
und die Kurve d gilt für den Fall, wenn die in Hinblick auf die Kurve c doppelte Anzahl von Lampen 1 bis 4 nicht brennt.

Die Kurve a ist eine graphische Darstellung der Ausgangsspannung des Transformators 11, während die Kurven b bis d je eine graphische Darstellung des Ausgangsstromes des weiteren Transformators 12 sind.

Im folgenden wird der theoretische Hintergrund für die Entwicklung der Überwachungseinrichtung angegeben.

Der augenblickliche Wert der Spannung u kann aus der nachfolgenden Differentialgleichung erhalten werden:

wobei i der augenblickliche Strom des Leiterkreises 5, 5″, 5′, t die Zeit, L die gesamte augenblickliche Induktanz und R der gesamte Ohmsche Widerstand des Leiterkreises 5, 5″, 5′ und C die Gesamtkapazität zwischen den Ausgangsanschlüssen 9 und 10 ist.

In der oben angegebenen Differentialgleichung sind das zweite und das dritte Glied

vernachlässigbar im Vergleich zu dem ersten Glied

weil C und auch der größte Wert von i klein sind.

Daher kann die Gleichung vereinfacht geschrieben werden als:

Wenn L₁, L₂, L₃, . . ., L _n die jeweilige Selbstinduktion der Transformatoren 1′, 2′, 3′, . . ., n′ ist, kann die Gleichung (4) auch geschrieben werden als:

Wenn angenommen wird, daß alle Transformatoren 1′, 2′, 3′, . . ., n′ im Leiterkreis identisch sind, und wenn ihre Primärkreise in Reihe im Leiterkreis 5, 5″, 5′ geschaltet sind, ist der durch den Primärkreis jedes der Transformatoren 1′, 2′, 3′, . . ., n′ fließende Strom zu jeder Zeit identisch.

Wenn eine Lampe defekt wird (ausbrennt), wodurch der zugehörige Transformator unbelastet wird, wächst die Selbstinduktion (Induktanz) des Transformators erheblich über diejenige eines mit einer brennenden Lampe belasteten Transformators an. Bei Transformatoren der für den hier in Frage kommenden Zweck verwendbaren Art wächst die Selbstinduktion um einen Faktor in der Größenordnung von etwa 50 bis 100. Jedoch wächst die Selbstinduktion nur in bestimmten Zeitintervallen innerhalb einer halben Periode des Wechselstroms i, der durch den Primärkreis des unbelasteten Transformators (und diejenigen der mit einer Lampe belasteten Transformatoren) fließt. Die genannten Zeitintervalle sind also diejenigen beiden, innerhalb der der Strom i von Null auf i = i _M ansteigt und von i _M auf Null abfällt (vgl. Kurven c und d der Fig. 2). Der Wert i _M, der sogenannte Sättigungsstrom des Transformators, ist ein charakteristisches Merkmal für jeden einzelnen Transformator, aber selbstverständlich für identische Transformatoren gleich und ist der Strom, der ausreicht, den Eisenkern des Transformators magnetisch zu sättigen.

In dem Zeitintervall zwischen den beiden oben angegebenen Intervallen steigt der Wert des Stroms i von i = i _M auf i = i _max und fällt wieder auf i = i _M ab. In diesem Zwischenintervall ist der Eisenkern des unbelasteten Transformators magnetisch gesättigt mit der Folge, daß die Selbstinduktion des betroffenden Transformators in diesem Zeitintervall nicht länger das 50 bis 100fache des Normalwertes beträgt, sondern fast Null. Dies bedeutet, daß in dem Zwischenintervall der unbelastete Transformator nur einen Ohmschen, aber praktisch keinen induktiven Widerstand für den Strom i darstellt, der durch den Leiterkreis fließt, der seinerseits die Primärkreise sowohl des unbelasteten Transformators als auch der normalerweise belasteten Transformatoren umfaßt.

Der in Fig. 2 dargestellte Vergleich zwischen den Kurven a bis d läßt erkennen, daß der Auftritt des Ausfalls einer oder mehrerer Lampen (mit den hieraus folgenden drastischen Induktanzänderungen für kleine Werte des Stromes i wie angegeben) zu einer Veränderung der Kurvenform der Kurven c und d führt im Vergleich zur Kurve b. Der Vergleich zeigt des weiteren, daß der Ausfall einer oder mehrerer Lampen einen weiteren Effekt zur Folge hat, nämlich eine Verschiebung nach rechts zwischen der Spannungskurve a einerseits und den Stromkurven b bis d andererseits.

Anders oder genauer ausgedrückt kann festgestellt werden, daß mit zunehmender Anzahl der ausgefallenen Lampen (d. h., der unbelasteten Transformatoren) die Stromkurven flacher werden nahe an dem Punkt, wo der Strom i gleich Null ist, und die erwähnte Verschiebung um so größer ist.

Die Gleichung (5) wird jetzt modifiziert, um den vorstehenden Erläuterungen Rechnung zu tragen. Die Integration, der die Glieder zu beiden Seiten des Gleichheitszeichens unterzogen werden, wird jetzt ausgeführt zwischen festgesetzten Werten für t und i, nämlich zwischen t = t₀ entsprechend i = 0 und t = T entsprechend i = i _M, d. h., dem weiter oben erwähnten Sättigungsstrom. Im Stromintervall i = 0 bis i = i _M ist der Kern keiner der Transformatoren gesättigt. Wenn m Lampen von n Lampen ausgefallen sind, lautet die modifizierte Gleichung:

wobei L _T die Selbstinduktion eines Transformators mit unbelastetem Sekundärkreis und L _N die Selbstinduktion eines Transformators ist, dessen Sekundärkreis mit einer Lampe belastet ist.

Wird jetzt berücksichtigt, daß L _T und L _N von i unabhängig sind, was so lange möglich ist, wie i im Intervall von i = 0 bis i = i _M variiert, so lautet die Gleichung:

Aufgelöst nach m ergib sich die Gleichung dann zu:

Durch Einfügung von

wird der nachfolgende bedeutsame Ausdruck erreicht:

Diese Gleichung sagt aus, daß, ausgehend von einem konstanten Wert B, die Anzahl m der ausgefallenen Lampen jederzeit proportional dem Integral der Vorsorgungsspannung u des Leiterkreises in dem gegebenen Intervall (von t₀ bis T) ist. Es sollte beachtet werden, daß die angegebene Gleichung Gültigkeit hat für irgendwelche zwei Angaben der Zeit t₀ und T, wenn nur die entsprechenden festgesetzten Werte von i die Bedingung 0≦i _t₀<i _T≦i _M erfüllen, wobei sich jedoch die Werte von A und B mit der Wahl von i _t₀ und i _T verändern. Wenn bzw. da i=0 und i = i _M leicht und einfach reproduzierbar sind, wird jedoch in bevorzugter Weise t₀ als die Zeit gewählt, zu der i von Null ansteigt, und T als die Zeit gewählt, zu der i den Wert i _M annimmt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wie die Aussage gemäß Gleichung (9) in der Praxis auf der Basis von Signalen dargestellt wird, die von dem Transformator 11 und dem weiteren Transformator 12 empfangen werden, und wie die elektronische Schaltung, die durch die mit den Bezugsziffern 13 bis 23 in Fig. 1 bezeichneten Teile identifiziert ist, erfindungsgemäß gestaltet ist.

Bedingt durch den die Sekundäranschlüsse des weiteren Transformators 12 überbrückenden Widerstand 13 wird der Sekundärstrom des weiteren Transformators 12 zu einer Spannung proportional dem Strom i in dem Leiterkreis 5, 5″, 5′ umgeformt.

14 und 15 sind Tiefpaßfilter, die dazu dienen, unerwünschte "Fremd"-Frequenzen, "Geräusche", aus der Spannungskurve zu beseitigen, die die Spannung an den Sekundäranschlüssen des Spannungs-Meßwandlers 11 und des Strom-Meßwandlers 12 darstellt.

16 und 17 sind Gleichrichter, und 18 ist eine logische Schaltung zur Steuerung eines Integrators 19. Die Funktion der Elemente 18 und 19 wird noch beschrieben werden.

20 ist eine Subtraktionsschaltung, der eine Spannung von einem Potentiometer 21 aus zugeführt wird. 22 ist ein Anzeiger (Anzeigeeinrichtung), ein Zeigerinstrument, zur Anzeige, wieviele, nämlich m, von n Lampen zu einem gegebenen Augenblick nicht brennen. Seine Skala kann so kalibriert sein, daß der Zeiger direkt die Anzahl m oder den Prozentsatz m/n×100 ausgefallene Lampen anzeigt. 23 stellt Anschlüsse dar, an denen modifizierte Anzeiger angeschlossen werden können, beispielsweise ein Alarmgeber für ein sichtbares Signal (rote Lampe) oder ein hörbares Signal (Glocke), wenn der Prozentsatz der nicht brennenden Lampen den Wert von etwa 10 überschreitet, und der auch ein Signal liefern kann, wenn der Prozentsatz den Wert von etwa 20 überschreitet.

Die aus den Elementen 13 bis 21 bestehende elektronische Schaltung arbeitet beim Ausfall von m Lampen von insgesamt n Lampen wie folgt.

Der Spannungs-Meßwandler 11 liefert ein Wechselspannungssignal, das jederzeit proportional dem augenblicklichen Wert der Spannung u an den Ausgangsanschlüssen 9 und 10 ist. Nach seiner Filterung im ersten Tiefpaßfilter 14 und Gleichrichtung im ersten Gleichrichter 16 wird das Spannungssignal dem ersten Eingang des Integrators 19 zugeführt.

In ähnlicher Weise liefert der Strom-Meßwandler 12, bedingt durch den Widerstand 13 ein Wechselstromsignal, das jederzeit proportional dem augenblicklichen Wert des Stromes i in dem Leiterkreis 5, 5″, 5′ ist. Das von dem Strom-Meßwandler 12 kommende Spannungssignal wird im zweiten Tiefpaßfilter 15 gefiltert und im zweiten Gleichrichter 17 gleichgerichtet und anschließend der logischen Schaltung 18 zugeführt.

Diese logische Schaltung 18 verfügt über ein übliches Einstell/Rückstell- Flip-Flop, das durch zwei Vergleicher betätigt wird, und zugehörige Potentiometer.

Jeder Vergleicher besitzt zwei Eingänge und einen Ausgang. Das Flip-Flop besitzt einen Ausgang und zwei Eingänge, d. h., einen "Einstell"-Eingang und einen "Rückstell"-Eingang. Der "Einstell"-Eingang ist an den Ausgang des ersten Vergleichers angeschlossen. Der "Rückstell"-Eingang ist an den Ausgang des zweiten Vergleichers angeschlossen. Der Ausgang des Flip-Flop ist an einen zweiten Eingang des Integrators 19 angeschlossen, der insgesamt zwei Eingänge und einen Ausgang besitzt.

Das Ausgangssignal des zweiten Gleichrichters 17 wird in der logischen Schaltung 18 sowohl einem Eingang des ersten Vergleichers als auch dem entsprechenden Eingang des zweiten Vergleichers zugeführt. Jedes der beiden Potentiometer ist in der Lage, eine Spannung zu liefern, die für das erste Potentiometer einen Wert entsprechend i=0 und für das zweite Potentiometer einen Wert entsprechend i = i _M besitzt. Die Spannung des ersten Potentiometers wird dem verfügbaren Eingang des ersten Vergleichers zugeführt, und die Spannung des zweiten Potentiometers wird dem verfügbaren Eingang des zweiten Vergleichers zugeführt.

In der logischen Schaltung 18, die beispielsweise in der oben beschriebenen Weise gestaltet sein kann, läuft innerhalb einer Halbperiode von i und innerhalb der anschließenden Halbperiode folgender Vorgang ab.

Wenn der Strom i in dem Leiterkreis 5, 5″, 5′ (zur Zeit t₀) den Wert Null erreicht, wird der erste Vergleicher betätigt, um so daß Flip-Flop einzustellen und festzuhalten, bis der Strom i (zur Zeit T) den Wert i _M erreicht. Sobald dies geschieht, wird der zweite Vergleicher betätigt, der seinerseits das Flip-Flop zurückstellt und festhält, während i von i _M auf i _max anwächst und wieder von i _max über i _M auf i=0 abfällt, wenn eine neue Halbperiode beginnt und das Flip-Flop wieder eingestellt wird, usw. Mit anderen Worten ist das Flip-Flop im ersten Teil der Halbperiode von t = t₀ bis t = T erregt (oder auf "logisch 1" geschaltet) und im übrigen Teil "abgefallen" (oder auf "logisch 0" geschaltet), d. h., der Ausgang der logischen Schaltung 18 liefert einen Spannungsimpuls während der Zeitspanne von t = t₀ bis t = T in jeder Halbperiode und keinen Impuls im übrigen Teil der Halbperiode.

Der genannte Impuls ist oben bereits angesprochen worden als derjenige, der dem zweiten Eingang des Integrators 19 zugeführt wird, in dem er zur Betätigung eines Analogschalters verwendet wird, der es der logischen Schaltung 18 möglich macht, die Ausgangsspannung des ersten Gleichrichters 16 zwischen den Grenzen t₀ und T zu integrieren und den Mittelwert desselben zu errechnen, der dann als Ausgangssignal des Integrators 19 in Erscheinung tritt. Dieses Ausgangssignal ist das, was im Anspruch als das elektrische Signal bezeichnet wird, das in der elektronischen Schaltung bewirkt wird, und zwar als proportional zum Spannungsintegral

wobei aus dem Vorstehenden zu ersehen ist, daß es sich tatsächlich so verhält.

An dieser Stelle der Beschreibung ist es zweckmäßig, einen weiteren Blick auf Fig. 2 zu werfen, da diese in graphischer Darstellung zeigt, was in der elektronischen Schaltung, insbesondere in den Teilen 18 und 19 derselben, vorgeht.

In dem Koordinatensystem sind zwei die Stromkurve b betreffende charakteristische Ordinaten gezeichnet und nach oben bis zum Schnitt mit der Spannungskurve a verlängert. Eine dieser beiden Ordinaten geht durch den Punkt, in dem die Stromkurve b die Abszisse bzw. Zeitachse t schneidet. Dieser Punkt stellt die Zeit t₀ dar, zu der i gleich Null ist. Die andere Ordinate geht durch den Punkt, in dem die Kurve b eine Linie parallel und in einem Abstand von i = i _M oberhalb der Zeitachse schneidet. Dieser Punkt stellt die Zeit T dar, zu der i = i _M ist.

Die beiden somit ein Paar bildenden Ordinaten sind in einem Abstand voneinander dargestellt, der in Fig. 2 mit 24 bezeichnet ist und der ein Zeitintervall gleich T-t₀ darstellt.

Die Spannungskurve a umschließt zusammen mit den beiden Ordinaten und der Zeitachse für die Kurve a einen Bereich, der in Fig. 2 nicht schraffiert ist.

Entsprechende Paare von Ordinaten sind hinsichtlich der Stromkurven c und d dargestellt, wodurch zwei weitere Bereiche in Erscheinung treten, deren einer auf den Ordinaten der Stromkurve c basiert und nach "unten rechts" schraffiert ist und deren anderer auf den Ordinaten der Stromkurve d basiert und nach "oben rechts" schraffiert ist. Der Abstand zwischen den Ordinaten der genannten Paare ist für die beiden letztgenannten Fälle mit 25 und 26 bezeichnet.

Jeder der drei Bereiche ist proportional zu

und zwar gleichgültig, ob auf der Grundlage der Kurve a, b, c und d, jedoch sind die Werte von t₀ und T in den drei Fällen unterschiedlich, nämlich wie folgt:
Kurve b: t₀ ist die Zeit, wenn i=0 ist, und T ist die Zeit, wenn i = i _M ist, wobei die Kurve b den Verlauf des Stromes i darstellt, wenn alle Lampen brennen (nicht schraffierter Bereich).
Kurve c: hier ist der Verlauf des Stromes i für den Fall darstellt, wenn eine bestimmte Anzahl der Lampen nicht brennt ("nach unten rechts" schraffierter Bereich).
Kurve d: Hier ist der Verlauf des Stromes i dargestellt, wenn gegenüber der Kurve c die doppelte Anzahl der Lampen nicht brennt ("nach oben rechts" schraffierter Bereich).

Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu ersehen, wie das Spannungsintegral

graphisch dargestellt wird als ein Bereich und daß dieser Bereich proportional dem Ausgangssignal des Integrators 19 ist, der in oben angegebener Weise gesteuert ist.

Das Ausgangssignal des Integrators 19 ist die konstante, einfache arithmetische mittlere Spannung als Ergebnis der in dem Integrator 19 durchgeführten "Glättung" für einen gegebenen Wert der Anzahl m der ausgefallenen Lampen.

Diese Anzahl ist zwar nicht proportional dem genannten "elektrischen Signal", jedoch kann die Beziehung durch die nachfolgende Gleichung beschrieben werden:

wobei A und B konstant sind, und zwar so lange, wie t₀ und T konstant gehalten sind und 0≦i≦i _M ist.

Wenn m=Null ist, d. h., wenn alle Lampen brennen, soll das endgültige Ausgangssignal, das dem eigentlichen Anzeiger zugeführt wird, Null sein. Aus der Gleichung (9) ist zu ersehen, daß in diesem Fall B gleich sein muß

Wenn m = m<Null ist, kann die Gleichung (9) neu geschrieben werden wie folgt, und zwar durch Einfügung des Wertes für B, wie eben angegeben:

wobei das erste Integral sich mit m verändert, während das letztgenannte Integral konstant ist und m=0 entspricht. Dies bedeutet, daß eine festgesetzte Spannung, die Kompensationsspannung, subtrahiert werden muß in der Subtraktionsschaltung 20 von

um den Anzeiger 22 so abzustimmen, daß er die echte Anzahl m der defekten Lampen anzeigt.

wird dargestellt durch den nicht schraffierten, oben in Verbindung mit der Kurve a der Fig. 2 erwähnten Bereich. Sein Erscheinen in den Gleichungen (9) und (10) beruht auf der Tatsache, daß sogar dann, wenn alle Lampen brennen (m=0), eine Induktanz im Leiterkreis 5, 5″, 5′ zu beobachten sein würde, die Veranlassung zu einer bestimmten Ablenkung des Zeigers des Anzeigers 22 geben würde, wenn dieser direkt an den Integrator 19 angeschlossen wäre. Wenn m Lampen defekt sind, würde die genannte bestimmte Ablenkung zusätzlich zu der Ablenkung hinzukommen, die auf den m defekten Lampen beruht. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit zur Subtraktion einer Kompensationsspannung von dem elektrischen Ausgangssignal des Integrators 19, wobei die Kompensationsspannung gleich ist

wobei diese Subtraktion in der Subtraktionsschaltung 20 durchgeführt wird.

Zu diesem Zweck ist ein Potentiometer 21 vorgesehen, von dem aus eine Gleichstrom-Kompensationsspannung der Subtraktionsschaltung 20 zugeführt wird, in der diese von dem Ausgangssignal subtrahiert wird, so daß eine Spannung gleich

am Ausgang der Subtraktionsschaltung 20 zur Verfügung steht.

Der eigentliche Wert der Spannung, der von dem Potentiometer 21 geliefert werden muß, kann aus der Gleichung

errechnet werden, aber es ist einfacher, leichter und genauer, das Potentiometer experimentell einzustellen, wenn die gesamte Anlage betriebsbereit installiert ist, nämlich wie folgt:

Der Anzeiger 22 wird elektrisch an die Ausgangsanschlüsse der Subtraktionsschaltung 20 angeschlossen, und es wird sichergestellt, daß alle n Lampen brennen, d. h., daß m=0 ist. Unter diesen Bedingungen sollte der Zeiger des Anzeigers 22 auf Null stehen, er wird jedoch ohne Zweifel abgelenkt sein, da das Potentiometer 21 zufällig eingestellt ist. Das Potentiometer 21 wird dann so eingestellt, daß der Zeiger die Null genau erreicht. Bei dieser Einstellung des Potentiometers 21 wird die richtige Spannung dann in der Subtraktionsschaltung 20 subtrahiert.

Im übrigen wird die Kalibrierung der äquidistanten Skala auf dem Anzeiger 22 in einer entsprechenden Weise nach Einstellung des Potentiometers 21 ein für allemal eingestellt, wobei eine Lampe entfernt wird, damit der Zeiger zu einem bestimmten Punkt auf der Skala ausschlägt. Dieser Punkt wird mit 1 markiert. Dann wird eine weitere Lampe entfernt, damit der Zeiger einen zusätzlichen Ausschlag ausführt. Der so erreichte Punkt wird mit 2 markiert, usw.

Claims

Überwachungseinrichtung für Flugplatzbeleuchtungen zur Anzeige der Anzahl (m) ausgefallener Lampen (1 bis 4) einer Gesamtzahl (n) von Lampen (1 bis 4), die einzeln über die Sekundärwicklung eines jeweils zugehörigen Transformators (1′ bis 4′) elektrisch versorgt sind, wobei alle Transformatoren (1′ bis 4′) untereinander identisch sind und mit ihren in Reihe geschalteten Primärwicklungen einen von einer Wechselstromquelle (6) elektrisch versorgten Leiterkreis (5, 5″, 5′) bilden und in diesem ein Spannungs-Meßwandler (11) und ein Strom-Meßwandler (12) zur Erzeugung eines der Klemmenspannung der Wechselstromquelle (6) proportionalen Spannungssignals bzw. eines dem im Leiterkreis (5, 5″, 5′) fließenden Strom proportionalen Spannungssignals vorgesehen sind, die beide in einer Anzeigeeinrichtung (22) zur Anzeige der Anzahl (m) der ausgefallenen Lampen (1 bis 4) dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-Meßwandler (11) zur Weiterleitung seines Spannungssignals über einen ersten Gleichrichter (16) und der Strom-Meßwandler (12) zur Weiterleitung seines Spannungssignals über einen zweiten Gleichrichter (17) und eine diesem nachgeschaltete logische Schaltung (18) jeweils an eine Integrationseinheit (19) angeschlossen sind, wobei die logische Schaltung (18) aus zwei potentiometergesteuerten Vergleichern und einem Rückstell-Flip-Flop besteht, daß der Integrationseinheit (19) eine Subtraktionseinheit (20) nachgeschaltet ist, die zur Versorgung mit einer negativen Kompensationsspannung an ein verstellbares Potentiometer (21) und zur Weiterführung ihres Ausgangssignales an die Anzeigeeinrichtung (22) angeschlossen ist, und daß die Integrationseinheit (19) ausschließlich im Zeitraum t₀ bis T jeder Halbperiode durch das Ausgangssignal des Rückstell-Flip-Flops der logischen Schaltung (18) die Integration durchführt, wobei zur Zeit t = t₀ der im Leiterkreis (5, 5″, 5′) fließende Strom i _t₀=0, zur Zeit t = T der im Leiterkreis (5, 5″, 5′) fließende Strom i _T = i _M, der Strom i in einem Bereich 0<i<i _M veränderbar und i _M der sogenannte Sättigungsstrom für jeden der identischen Transformatoren (1′ bis 4′) ist.