DE3128777A1 - Gleichspannungsgespeister brandmelder - Google Patents

Description

• Gleichspannungsgespeister Brandmelder
• Die Erfindung betrifft einen gleichspannungsgespeisten Brandmelder mit einem rauch- oder strahlungsempfindlichen Sensor, dessen Ausgang mit dem einen Eingang eines Vergleichers verbunden ist, dessen anderer Eingang mit einer eine Bezugsspannung erzeugenden Schaltung verbunden ist und dessen Ausgang eine lichtemittierende Diode als optische Alarmanzeige nuchgeschaltet ist, die im Alarmfall aufleuchtet.
• Die Bestimmungen der Sachversicherer schreiben die regelmäßige Uberprüfung der Brandmelder vor Ort vor. Bei Ionisationsrauchmeldern wird diese Überprüfung beispielsweise in der Form vorgenommen, daß der Melder mit einem Testaerosol besprüht wird, das bei ordnungsgemäßem Arbeiten des Melders dessen Ansprechen auslöst, so daß dieser ein Alarmsignal abgibt. Bei schwer zugänglichen, insbesondere in hohen Räumen unter der Decke montierten Meldern ist diese Prilfmethode umständlich und zeitraubend.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der eine besonders einfache Überprüfung seiner Funktion ermöglicht.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches angegebenen Merkmale gelöst. Der Grundgedanke der Erfindung besteht hierbei darin, zur Uberprüfung der Funktionsfähigkeit nicht auf den Sensor innerhalb des Melders einzuwirken sondern zu Prüfzwecken durch Belichtung des fotoempfindlichen Elementes die Bezugsspannung, mit der das Sensorausgangssignal verglichen wird, um einen Betrag zu verschieben, der bei funktionsfähigem Melder dessen Ansprechen auslösen muß.
• Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen-sind in den Unteransprüchen angegeben. Besonders hervorzuheben ist hierbei die Ausführungsform nach den Ansprüchen 4 und 5, die es gestattet, durch die Überprüfung nicht nur eine einfache "Gut/ Schlecht-Aussage zu erhalten sondern auch ein Maß M r die Melderempfindlichkeit liefert.
• In der Zeichnung ist der Brandmelder nach der Erfindung in zwei beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt: Figur 1 - den vorliegend interessierenden Teil der Schaltung eines Brandmelders nach der Erfindung -Figur 2 - eine Weiterbildung der Schaltung nach Fig. 1 und Figur 3 - ein Spannungs/Zeitdiagramm für die Ausführungsform gemäß Fig. 2.
• Der in Fig. 1 dargestellte, mit seinen Anschlüssen 1, 2 an die Meldelinie angeschlossene Brandmelder besteht aus einem rauch-oder strahlungsempfindlichen Sensor 3, dessen Ausgangssignal US in einer Auswerteschaltung mit einer Bezugs spannung UR verglichen wird, die ein Alarmsignal, z.B. bestehend in einer Erhöhung des Linienstromes, abgibt, sobald die Sensorspannung US die Bezugsspannung UR um einen vorgegebenen Betrag über- oder unterschreitet.
• Die Auswerteschaltung umfaßt hierzu einen an der Speisespannung liegenden Spannungsteiler, bestehend aus einem Trimmer P und zwei Widerständen R1 und R2, der die Bezugsspannung UR am-Schleiferanschluß des Trimmers P liefert, sowie aus einem Differenzverstärker 4 als Vergleicher, dessen Ausgang über einen Strombegrenzungswiderstand R3 und eine lichtemittierende Diode LED mit dem oberen Speisespannungsanschluß plus Ut verbunden ist. Die Sensorau.gangsspannung U5 wird dem invertierenden--Ringang des Operationsverstärkers IJ zugeführt, die Bezugsspannung UR dem nichtinvertierenden Eingang. An diesen nichtinvertierenden Eingang ist außerdem als fotoempfindliches Element eine Fotodiode 5 angeschlossen, deren anderer Anschluß am Verbindungspunkt zwischen den Teilerwiderständen R1, R2 liegt. Anstelle der fotoempfindlichen Diode 5 kann selbstverständlich auch ein Fotowiderstand oder ein anderes fotoempfindliches i3auelement verwendet werden. Die fotoempfindliche Diode 5 ist so im Melder angebracht, daß sie zwar vom Umgebungslicht abgeschirmt ist, jedoch mittels einer geeigneten Lichtquelle von außen beleuchtet werden kann.
• Zur Prüfung wird die Fotodiode 5 mit einer geeigneten Prüflichtquelle beleuchtet. Bei dieser kann es sich um einen Helium-Neon-Laser mit einer kleinen Ausgangsleistung, von beispielsweise o,1 bis 1 mW handeln. Zur Abschirmung des fotoempfindlichen Elementes ist ein auf das Spektrum des Lasers abgestimmtes, hinreichend schmalbandiges Farbfilter zweckmäßig. Wegen der hohen spektralen KStrahlungsdichte des Lasers sind die Anforderungen an dieses Filter gering.
• Bei Belichtung der Fotodiode mittels der PrUflichtquelle erniedrigt sich die Bezugsspannung UR um einen im wesentlichen durch die Auslegung der Spannungsteilerkette vorgegebenen Betrag. Der Melder geht in den Alarmzustand, d.h. die lichtemittierende Diode LED leuchtet auf, wenn durch diese Erniedrigung der Bezugsspannung UR die.Differenz zu der Sensorausgangsspannung U5 den vorgegebenen Betrag erreicht oder über schreitet. Diese Spannungsdifferenz wird indessen nicht erreicht, wenn die Melderempfindlichkeit zu gering geworden ist, also die Sensorausgangsspannung IJS zu klein ist. Dieser Fall tritt beispielsweise bei Ionisationsbrandmeldern auf, deren Meßkammer durch Staub verschmutzt ist.
• Bei der in Fig. 2 dargestellten Weiterbildung wird bei. sonst gleichem Schaltungsaufbau die Bezugsspannung UR von einer Schaltung geliefert, die aus dem Trimmer P besteht, dessen Schleifer über einen Widerstand R4 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 4 verbunden ist, wobei dieser Eingang weiterhin über einen Kondensator C und eine Konstantstromquelle mit dem Bezugspotential (z.B. Masse) des Anschlusses 2 verbunden ist. Die Konstantstromquelle umfaßt einen selbstleitenden FET und einen Widerstand R5, zu dem die fotoempfindliche Diode 5 in Serie liegt.
• Bei Belichtung der Fotodiode sinkt die Bezugsspannung UR um den Betrag R5 x 1const Dieser Betrag ist so bemessen, daß-bei funktionstüchtigem Melder ein Alarmsignal erzeugt wird und dementsprechend die LED aufleuchtet.
• Entfernt man nun die belichtende Quelle, so steigt die Bezugsspannung UR wieder an. Nach einer Zeit

  L

  / S UR /US ~ UR lX

  t = 0 R40 IConst t /U, Iconst + 2)

  ist der vorhergehende Ruhewert wieder erreicht. Der Melder geht in den Ruhezustand zurück, die optische Anzeige erlischt. Die Zeit t kann mit einer Stoppuhr von -Hand und vor Ort oder, bei entsprechender Ausstattung, auch elektronisch in der Zentrale gemessen werden. Sie liefert ein Maß für den Unterschied zwischen der Sensorausgangsspannung Us und der eingestellten Bezugsspannung UR und damit ein Maß für die Melderempfindlichkeit und eine Entscheidung darüber, ob der Melder zu reinigen oder auszutauschen ist.
• Aus dem Diagramm der Fig. 3 gehen diese Zusammenhänge im einzelnen hervor. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate die Spannung UR. Im Zeitpunkt to wird die Fotodiode 5 kurzzeitig belichtet. Die Bezugsspannung UR sinkt zunächst auf den durch die Dimensionierung der Schaltung vorgeebenen Wert ab und steigt von dort exponentiell wieder auf ihren ursprünglichen Ausgangswert an. Erlischt die im Zeitpunkt to aufleichtende LED bereits im Zeitpunkt tl, so entspricht dies einer stark abgesunkenen Sensorausgangsspannung Usl, also einem unempfindlichen Melder. Das Erlöschen der LED im Zeitpunkt t2. entspricht sinngemäß einer normalen Melderempfindlichkeit, das Erlöschen erst im Zeitpunkt t3 einer besonders hohen Melderempfindlichkeit.

Claims (7)

1. PATENTANSPRUCHE: Gleichspannungsgespeister Brandmelder mit einem rauch-oder strahlungsempfindlichen Sensor, dessen Ausgang mit dem einen Eingang eines Vergleichers verbunden ist, dessen anderer Eingang mit einer eine Bezugspannung erzeugenden Schaltung verbunden ist und dessen Ausgang eine lichtemittierende Diode als optische Alarmanzeige nachgeschaltet ist, die im Alarmfall aufleuchtet, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bezugsspannung erzeugende Schaltung (Rl, R2, P.) ein fotoempfindliches Element (5) enthält, das bei Belichtung die Bezugsspannung (UR) in entgegengesetzter Richtung zu der beim Ansprechen des Sensors (3) auftretenden Änderung dessen Ausgangsspannung (Us) um einen dieser Ausgangsspannungsänderung etwa entsprechenden Betrag ändert.
2. 2. Brandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung erzeugende Schaltung aus einem von der Speisespannung versorgten, mindestens einen einstellbaren Widerstand (P) enthaltenden Spannungsteiler besteht.
3. 3. Brandmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoempfindliche Element (5) parallel zu einem Teilwiderstand (R1, P) des Spannungsteilers liegt.
4. Il. Urandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bezugsspannung erzeugende Schaltung einen Spannungsteiler umfaßt, dessen Abgriff über einen Widerstand (R4) mit dem zweiten Eingang des Vergleichers (4) und der Parallelschaltung aus einer Konstantstromquelle und einem Kondensator (C) verbunden ist, und daß in Serie mit der Konstantstromquelle das fotoempfindliche Element (5) liegt.
5. 5. Brandmelder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle aus der Srienschaltung eines FET und eines Widerstandes (R5) besteht, wobei die Gateelektrode des FET mit dem nicht mit diesem verbundenen Anschluß des Widerstandes (R5) verbunden ist.
6. 6. Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung des fotoempfindlichen Elementes (5) ein Helium-Neon-Laser verwendet wird.
7. 7. Brandmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem fotoempfindlichen Element (5) ein optisches Filter vorgeschaltet ist, daß außerhalb des Spektralbereiches des J1elium-Neon-Lasers liegende-Strahlung weitgehend von dem fotoempfindlichen Element fernhält.