DE3731593A1 - Verfahren zum ueberwachen der innenraeume von gebaeuden durch erfassen von druckschwankungen sowie sensor und meldegeraet zur durchfuehrung eines solchen verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Innenräume von Gebäuden durch Erfassen von bestimmten Ereignissen, die sich in Form von Druckschwankungen innerhalb des Gebäudes auswirken, wie im wesentlichen das Öffnen und Schließen von Fenstern und Außentüren, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner ein nach diesem Prinzip arbeitendes Meldegerät, einen Sensor zur Erfassung der Druckschwankungen und die Verwendung einer bestimmten Schaltung für ein solches Meldegerät.

Melde- bzw. Überwachungsgeräte für die Überwachung von umbauten Räumen, wie Häusern, Büroetagen, Industriegebäuden und dergl., bei denen der Umstand nutzbar gemacht wird, daß beispielsweise das Öffnen und Schließen von Fenstern und Außentüren bestimmte Druckschwankungsverläufe innerhalb des Gebäudes erzeugt, sind bekannt. Solche, innerhalb des Gebäudes aufzustellende Geräte enthalten Sensoren bzw. Wandler, die die innerhalb der Räume auftretenden Druckschwankungen in elektrische Signale umwandeln, welche dann mit für bestimmte Ereignisse charakteristischen Merkmalen verglichen werden, um bei Erfüllen dieser Kriterien einen bestimmten Zustand, bzw. ein Alarmsignal auszulösen. Diese Überwachungsgeräte, die auch als Volumenüberwachungsgeräte oder als Infraschall-Überwachungsgeräte bekannt sind, erfreuen sich deshalb zunehmender Beliebtheit, weil bei ihrer Verwendung die ansonsten lästigen Verkabelungen weitgehend vermieden werden können.

Die zu überwachenden Ereignisse, nämlich im wesentlichen das Öffnen und Schließen von Fenstern und Außentüren erzeugen innerhalb des Gebäudes charakteristische Druckschwankungen im Infraschallbereich, insbesondere im Frequenzbereich zwischen 0,2 und 2,0 Hz. Die genannten Ereignisse erzeugen typischerweise z.B. zwei Druckimpulse von etwa 0,5 Sekunden Dauer, worauf ein Ausklingen der Schwingung stattfindet. Die bekannten Überwachungsgeräte sind z.T. mit elektronischen Auswertschaltungen versehen, die die empfangenen Signale auf das Vorliegen solcher Signalbilder überprüfen, damit nicht beispielsweise auch durch eine Druckschwankung im Schallbereich Alarm ausgelöst wird.

Leider hat sich gezeigt, daß auch gewisse Druckschwankungen, die u.U. weit außerhalb des Gebäudes erzeugt worden sein können, ähnliche Signalbilder aufweisen können, so daß durch sie eine Fehlmeldung ausgelöst wird. Solche Einflüsse können Wind, Überschallknall und statische Entladungen bei einem Gewitter sein. Zwar sind die Mauern eines Gebäudes im allgemeinen als druckfest gegen solche Einflüsse anzusehen, für das Gebäude insgesamt trifft dies aber nicht zu, da sich die außerhalb des Gebäudes auftretenden Druckschwankungen durch elastische Flächen wie Fensterscheiben, aber auch durch alle Undichtigkeiten im Gebäude auf dessen Innenraum übertragen können. Zwar ist je nach der Qualität des Gebäudes die Intensität der Druckschwankungen innerhalb des Gebäudes im allgemeinen wesentlich geringer als diejenige außerhalb des Gebäudes, jedoch hat sich gezeigt, daß der Druckschwankungsverlauf innerhalb des Gebäudes demjenigen außerhalb des Gebäudes weitgehend entspricht. Diejenigen äußeren Einflüsse, die ähnliche Signalbilder erzeugen wie die zu überwachenden Ereignisse, können daher durch die bekannten Geräte nicht erkannt werden. Eine Unterscheidung allein aufgrund der Signalintensität ist nicht möglich, da einerseits die Intensität der Außendruckschwankungen nicht unbedingt vorhersehbar ist, und andererseits durch entsprechende Ausregelungsmaßnahmen die Empfindlichkeit der Geräte für den Innenbereich herabgesetzt werden müßte.

Dieser Lösungsweg allein bietet sich daher für eine wirksame Ausschaltung von Fehlmeldungen erzeugenden Außeneinflüssen nicht an.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Fehlmeldungen durch solche Außeneinflüsse auszuschalten, die ein den zu überwachenden Ereignissen ähnliches Signalbild im Inneren der zu überwachenden Räume erzeugen.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe erfindungsgemäß grundsätzlich dadurch gelöst, daß zusätzlich zu der Innenraumdruckerfassung auch die Druckschwankungen außerhalb des Gebäudes durch einen weiteren Außensensor erfaßt und der Auswertschaltung zugeführt werden, die ein Freigabesignal, beispielsweise für eine Alarmauslösung, nur dann abgibt, wenn das alarmauslösende Ereignis allein vom Innensensor, nicht aber vom Außensensor erfaßt worden ist. Sollten beide Sensoren innerhalb eines gewissen Zeitintervalles gleiche Signale registrieren, wird die Freigabe nicht erteilt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Verknüpfung der zwei Signale werden das Außensignal und das Innensignal nach eventuell erforderlicher Vorverstärkung gleichgerichtet, so daß beide Signale beispielsweise in positive pulsierende Gleichspannungssignale umgewandelt werden. Diese gleichgerichteten Signale werden auf die Eingänge eines Differenzverstärkers geschaltet, und zwar das Außensignal auf den invertierenden Eingang und das Innensignal auf den nicht invertierenden Eingang. Da bei Fehlen eines zu überwachenden Ereignisses, d.h., bei Vorherrschen von Außendruckschwankungen, das gleichgerichtete Außensignal im allgemeinen einen höheren Signalpegel aufweist als das gleichgerichtete Innensignal, ergibt sich bei der angegebenen Beschaltung des Differenzverstärkers ein negatives Summsignal. Dies gilt, solange das Außensignal und das Innensignal phasengleich verlaufen. Nun muß aber davon ausgegangen werden, daß durch Reflexion und Beugung der Außendruckwellen beim Eintritt in das und innerhalb des Gebäudes, in dem sich der Innensensor befindet, einzelne statistische Peaks mit völlig desorientierter Phasenlage am Ausgang des Differenzverstärkers auftreten können. Um zu vermeiden, daß solche kurzzeitigen Peaks das an sich negative Summensignal in ein positives Signal umwandeln, ist dem Differenzverstärker vorzugsweise ein Glättungsglied nachgeschaltet, welches beispielsweise aus einer einstellbaren RC-Kombination bestehen kann, deren Zeitkonstante so eingestellt wird, daß ein einzelner statistischer, von der Phasenlage abweichender Peak nicht die Nullinie in positiver Richtung überschreiten kann. Um solche Vorkommnisse auszuschließen, ist es auch zweckmäßig, Einstellmittel, beispielsweise in Form von Potentiometern vorzusehen, mit denen das Verhältnis der Amplituden des gleichgerichteten Außensignals und des gleichgerichteten Innensignals vor deren Aufschaltung auf den Differenzverstärker eingestellt werden kann. Insoweit Störeinflüsse und die Ausgleichbarkeit der zuvor beschriebenen Peaks durch das Glättungsglied dies zulassen, können die Signalpegel der beiden Signale soweit einander angenähert werden, daß sich ein gerade noch negativ bleibendes Summensignal ergibt. Hierdurch läßt sich innerhalb der durch die Störeinflüsse gegebenen Grenzen die Empfindlichkeit des Gerätes steigern.

Solange kein zu überwachendes Ereignis eintritt, kann bzw. sollte das Summensignal bei richtiger Einstellung der Schaltung nicht positiv werden, da das subtrahierte Außensignal bei Phasengleichheit immer größer ist als das Innensignal. Tritt nun als Summensignal ein eindeutig positives Signal auf, muß dieses allein nur von dem Innensensor herrühren. Dieser hat dann ein Ereignis erfaßt, welches keine Entsprechung im Außenbereich hat. Um eine eindeutige Schwelle für das Erkennen ereignisabhängiger Summensignale festzulegen, wird das Summensignal zweckmäßigerweise einer Logikschaltung zugeführt, die ein Freigabesignal durch einen Pegelsprung nur dann abgibt, wenn das Summensignal einen gewissen positiven Wert überschreitet.

In der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß das Außensignal und das Innensignal derart gleichgerichtet werden, daß beide eine positive Gleichspannung ergeben. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Haben die gleichgerichteten Signale unterschiedliche Polarität, müssen sie addiert werden. Wesentlich ist, daß das Innensignal als solches immer eine Polarität aufweist, die derjenigen des Summensignals bei nicht anstehendem Ereignis entgegengesetzt ist.

Eine noch größere Sicherheit gegen Fehlmeldungen kann dadurch erreicht werden, daß das Innensignal alleine noch auf bestimmte typische Signalbildmerkmale untersucht wird und das sich aus diesem Vergleich ergebende Signal zusammen mit dem aus dem Summensignal erhaltenen Signal auf ein UND-Gatter geschaltet wird, so daß eine endgültige Meldefreigabe erst dann erfolgt, wenn einerseits durch die Differenzschaltung das eindeutige Vorliegen eines Innensignals und durch die Überprüfung des Innensignals selbst die Gewißheit über das Vorliegen eines Innensignals mit bestimmten Merkmalen vorliegt.

Andererseits bietet bereits die Differenzschaltung, die schon die Aussage über das Vorliegen eines reinen Innensignals enthält, den Vorteil, daß unter Umständen auf eine zu aufwendige Überprüfung der Signalbildform des Innensignals verzichtet werden kann, die in jedem Fall erforderlich ist, wenn störende Außeneinflüsse nicht mit Sicherheit ausgeschaltet werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Außen- und das Innensignal erforderlichenfalls nach Gleichrichtung jedes in einem Signalverstärker verstärkt, wobei das verstärkte Außensignal mit Gegenkopplungswirkung auf den Verstärker für das Innensignal geschaltet wird, während das Ausgangssignal des Innensignalverstärkers einer Logikschaltung zugeführt wird, die bei Überschreiten eines Vergleichssollwertes ein Freigabesignal abgibt. Bei dieser Ausführungsform wird somit bei Auftreten ähnlicher Außen- und Innensignale der Verstärkungsfaktor für das Innensignal durch das Außensignal herabgesetzt, so daß das Innensignal den für eine Freigabe erforderlichen Signalpegel nicht erreicht.

Zur weiteren Absicherung der Schaltung gegen Störeinflüsse kann der Logikschaltung zusätzlich das verstärkte Außensignal zugeführt werden mit der Wirkung, daß vorrangig ein Freigabesignal immer dann verhindert wird, wenn das Außensignal einen gewissen Pegel überschreitet, auch wenn das Innensignal die Freigabebedingungen erfüllen sollte. Durch Phasenverschiebungen erzeugte Signalpeaks werden auch bei dieser Verfahrensvariante zweckmäßigerweise geglättet. Sie können auch dadurch ausgeschaltet werden, daß ein Freigabesignal nur dann abgegeben wird, wenn eine Mindestanzahl von Sollwertüberschreitungen innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit auftritt.

Ein erfindungsgemäßes Meldegerät kann mit Schaltungsanordnungen versehen sein, wie sie weiter unten unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen noch erläutert werden.

An den erfindungsgemäß zu verwendenden Außensensor werden hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit gestellt. Ein solcher Sensor muß daher wirksam gegen Klimaeinflüsse jeder Art, Feuchtigkeitseinflüsse, Staub und dergl. geschützt sein. Selbstverständlich kann ein diesen Anforderungen genügender Sensor auch als Innensensor verwendet werden.

Erfindungsgemäß werden diese Anforderungen durch einen speziell ausgebildeten Doppelwandler erfüllt, der aus einer Kombination eines druckthermischen und eines thermoelektrischen Wandlers besteht. In bevorzugter Ausführungsform weist dieser Wandler einen einseitig offenen Hohlzylinder aus Metall auf, dessen offenes Ende durch eine druckübertragende elastische Masse vergossen ist, welche einen hermetisch abgeschlossenen, gasgefüllten Hohlraum innerhalb des Zylinders begrenzt, in dem ein thermoelektrischer Wandler angeordnet ist. Da bei relativ schnellen Druckschwankungen Wärmeableitungseinflüsse im wesentlichen vernachlässigt werden können, erzeugen die durch die elastische Vergußmasse auf das eingeschlossene Gasvolumen übertragenen Druckschwankungen adiabatische Zustandsänderungen mit entsprechenden Temperaturänderungen, die von dem thermoelektrischen Sensor bzw. Wandler im wesentlichen trägheitslos erfaßt werden. Werden hier gekapselte Wandler verwendet, ist sicherzustellen, daß die Verkapselung mit einer oder mehreren Öffnungen versehen wird, so daß das den adiabatischen Zustandsänderungen unterworfene Gas unmittelbar mit dem Sensorelement in Berührung treten kann.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen im einzelnen noch näher erläutert. Darin stellen dar:

Fig. 1 ein auf Druckschwankungen reagierendes Meldegerät mit daran angeschlossenen druckelektrischen Wandlern;

Fig. 2 ein Blockschaltbild für den Signalverlauf innerhalb des Gerätes gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine beispielhafte Schaltungsausführung für eine Schaltung zur Kompensation von äußeren Druckeinflüssen außerhalb eines Gebäudes; und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform für eine Schaltung zur Kompensation von Druckeinflüssen von außerhalb eines Gebäudes, und

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch einen druckelektrischen Doppelwandler zum Erfassen von Druckschwankungen im Infraschallbereich.

Das in Fig. 1 andeutungsweise dargestellte Meldegerät besteht aus einem Zentralgerät 2, welches die (nicht dargestellten) elektronischen Schaltungsgruppen enthält und an seiner Vorderseite mit Anzeigelampen 4 für die verschiedenen Meldezustände und mit den erforderlichen Abgleichsreglern für die Schaltung versehen ist. Das Zentralgerät 2 ist innerhalb eines umbauten Gebäuderaumes 6 angeordnet, von dem lediglich eine Außenwand 8 gestrichelt angedeutet ist. An das Zentralgerät sind mittels Verbindungskabel ein druckelektrischer Sensor 10 angeschlossen, der im Innenraum des Gebäudes angeordnet ist, und ein druckelektrischer Sensor 12, der im freien Raum 14 außerhalb des Gebäudes angeordnet ist.

Ein Blockschaltbild für den Signalfluß in einer möglichen Schaltung zur Verknüpfung der von den beiden Sensoren 10 und 12 erhaltenen Signale, wie er in den im Zentralgerät 2 enthaltenen Schaltungen erfolgen kann, ist in Fig. 2 dargestellt. Die über die Signalleitungen 16 für den Außensensor und 18 für den Innensensor erforderlichenfalls bereits verstärkten Signale werden einer Gleichrichtereinrichtung 20 zugeführt, in der jedes der von den Sensoren kommenden Wechselstromsignale zu einem positiven pulsierenden Gleichstromsignal gleichgerichtet wird. In einem Differenzverstärker 22, der zweckmäßigerweise mit einer Verstärkung v=1 arbeitet, wird ein Summensignal in der Weise gebildet, daß das Außensignal vom Innensignal subtrahiert wird, so daß sich in der Regel ein negatives Summensignal ergibt. Dieses Summensignal wird einem Glättungsglied 24 zugeführt, um kurzzeitige Spitzen im Signal zu dämpfen, die sich durch Phasenverschiebungen zwischen dem Außensignal und dem Innensignal ergeben können. In einem Logikglied 26 wird das geglättete Summensignal beispielsweise mit einem Referenzpegel verglichen, wird dieser Referenzpegel von dem Summensignal überschritten, was auf das reine Vorliegen eines nicht von außen beeinflußten Innensignals hindeutet, bewirkt dies beispielsweise, daß das Ausgangssignal des Logikgliedes 26 von Null auf Eins übergeht. Der Ausgang des Logikgliedes 26 steuert ein Schaltglied 28, welches zeitbegrenzt ein Freigabesignal für das Auslösen einer Meldung abgeben kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird das gleichgerichtete Innensignal noch einer herkömmlichen Auswerteinheit 30 zugeführt, in der es auf Vorliegen bestimmter Merkmale überprüft wird. Liegen die Merkmale eines zu überwachenden Ereignisses vor, gibt die Auswerteinheit 30 ihrerseits ein Freigabesignal ab. Die Freigabesignale des Schaltgliedes 28 und der Auswerteinheit 30 sind nun auf ein UND-Gatter 32 geschaltet, welches eine Meldung bzw. einen Alarm nur dann auslöst, wenn eine Freigabe sowohl von dem Schaltglied 28 wie auch von der Auswerteinheit 30 erfolgt.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer Schaltung dargestellt, wie sie ein Teil des Blockschaltbildes nach Fig. 2 verkörpert. Die Differenzverstärkerstufe 22 besteht aus einem Operationsverstärker 34, auf dessen invertierenden Eingang über einen Vorwiderstand die Leitung 16 für das Außensignal und auf dessen nichtinvertierenden Eingang ebenfalls über einen Vorwiderstand von 12 Kiloohm die Leitung für das Innensignal 18 geschaltet ist. Der Operationsverstärker 34 arbeitet als Differenzverstärker und ist im übrigen auf bekannte Art und Weise in seinem Außenbereich beschaltet. Die Rückkopplung wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Verstärkung v=1 ist. Dem Operationsverstärker 34 ist das Glättungsglied 24 nachgeschaltet, welches aus einem in Reihe in die Signalleitung gelegten Regelwiderstand 36 und einem parallel dazugeschalteten Kondensator 38 besteht. Schließlich wird das aus dem RC-Dämpfungsglied hervorgehende gedämpfte Summensignal einem Logikglied 26 zugeführt, das im Ausführungsbeispiel ein als Pegelumsetzer verwendeter Schmitt-Trigger ist.

Eine weitere Ausführungsform einer Signalverknüpfungsschaltung für die Eliminierung von äußeren Druckeinflüssen, die von außerhalb eines Gebäudes angeordneten druckelektrischen Wandlern erfaßt werden, ist in Fig. 4 wiedergegeben. Dargestellt sind der Innensensor 10 und der Außensensor 12, die über Signalleitungen 40 bzw. 42 mit der Schaltung verbunden sind. Auf Einzelheiten der Schaltungsausführung und -bemessung soll nicht im einzelnen eingegangen werden, da erforderliche Einzelmaßnahmen dem Fachmann geläufig sind, insoweit das Grundprinzip der Schaltung und der mit ihr zu erreichende Zweck ausreichend erläutert sind. So können die Sensoren 10 und 12 erforderlichenfalls bereits Gleichrichter enthalten, oder solche Gleichrichter in den Signalleitungen 40 und 42 angenommen sein, falls gleichgerichtete Signale für die weitere Signalverarbeitung erforderlich sind bzw. zu einer besseren Signalauswertung führen.

Die Ausgangssignale beider Sensoren 10, 12 sind über die Singalleitungen 40, 42 mit Signalverstärkern 44 bzw. 46 verbunden. Der Signalverstärker 44 für das Innensignal und der Signalverstärker 46 für das Außensignal sind im Ausführungsbeispiel als Operationsverstärker dargestellt, bei denen das Signal jeweils über einen Spannungsteiler für die Betriebsspannung auf den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers geschaltet ist. Die Rückkopplungswiderstände beider Signalverstärker sind dabei so gewählt, daß eine verhältnismäßig hohe Signalverstärkung erfolgt. Dabei können die Verstärkungen jedoch so abgeglichen sein, daß in Anbetracht der unterschiedlichen Signalstärken, wie sie aus den Wandlern 10 und 12 erhalten werden, am Ausgang der Signalverstärker Signalpegel erhalten werden, wie sie für die Weiterverarbeitung der Signale geeignet sind. Der Ausgang des Verstärkers 44 für das Innensignal ist über eine Signalleitung 48 unter Zwischenschaltung eines geeignet bemessenen Vorwiderstandes 50 mit einem Komparator 52 verbunden. Dieser Komparator 52 ist eine Logikschaltung, die das Ausgangssignal des Verstärkers 44, nämlich das verstärkte Innensignal, mit einem Sollwert vergleicht, um beim Überschreiten des Sollwertes am Ausgang 54 des Komparators 52 ein Freigabesignal zu erzeugen. Der Ausgang des Signalverstärkers 46 für das Außensignal ist in erster Linie, insoweit erforderlich, über einen Gleichrichter 56 mit dem invertierenden Eingang eines Zwischenverstärkers 80 verbunden, der im Ausführungsbeispiel im wesentlichen der Signalinversion dient. Über einen Regelwiderstand 60 ist der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 58 einstellbar. Der Ausgang des Zwischenverstärkers 58 ist mit einer Transistorregelstufe 62 über einen regelbaren Vorwiderstand 64 verbunden, mit dem die Basisvorspannung der Transistorregelstufe 62 einstellbar ist. Durch die Transistorregelstufe 62 ist das Spannungsteilerverhältnis des mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 44 verbundenen Spannungsteilers regelbar, über den der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 44 veränderbar ist.

Erfaßt der Innensensor 10 ein Ereignissignal, ohne daß der Außensensor 12 gleichzeitig ein entsprechendes Signal empfängt, wird dieses über den Verstärker 24 verstärkt und dem Komparator 52 zugeleitet, der bei bestimmter Signalstärke ein Freigabesignal an seinem Ausgang 54 abgibt. Tritt jedoch gleichzeitig mit einem Ereignissignal am Innensensor 10 auch ein Ereignissignal am Außensensor 12 auf, so wird das im Signalverstärker 46 verstärkte Außensignal nach Inversion im Zwischenverstärker 58 der Transistorregelstufe 62 zugeführt, deren Kollektorstrom gesperrt wird, wodurch über den invertierenden Eingang des Signalverstärkers 44 dessen Verstärkungsfaktor herabgesetzt wird. Das Auftreten eines einem Ereignissignal des Innensensors 10 entsprechenden Ereignissignals des Außensensors 12 führt also dazu, daß das Innensignal durch den Verstärker 44 nicht mehr im vorgegebenen Maße verstärkt wird und daher kein Freigabesignal durch den Komparator 52 an dessen Ausgang 54 mehr auslösen kann.

Wesentlich an der Schaltung ist, daß ein vom Außensensor 12 empfangenes Ereignissignal mit gegenkoppelnder Wirkung auf den Signalverstärker 44 für das Innensignal geschaltet ist, um das Innensignal bei entsprechend auftretendem Außensignal derart in seiner Verstärkung zu reduzieren, daß kein Freigabesignal auftritt. Dem Fachmann ist es geläufig, daß beispielsweise der Zwischenverstärker 58 entfallen kann, wenn für die Transistorregelstufe 62 ein komplementärer Transistor verwendet wird. Entscheidend ist die Gegenkopplungswirkung auf den Verstärker 44.

Im Ausführungsbeispiel ist der Signalverstärker 46 für das Außensignal zusätzlich noch direkt über einen Vorwiderstand 66 mit dem Komparator 52 verbunden. Diese Schaltungsmaßnahme dient der zusätzlichen Absicherung gegen einen Fehlalarm. Der Komparator 52 ist nämlich derart ausgebildet, daß er auch bei Anstehen eines bestimmten Signalpegels vom Signalverstärker 44 gegen ein Freigabesignal am Ausgang 54 gesperrt ist, wenn das Ausgangssignal des Signalverstärkers 46 einen bestimmten Sollwert überschreitet. Diese Sperrung hat Vorrang vor den Freigabebedingungen für das Ausgangssignal vom Signalverstärker 44. Die dargestellte Schaltung wirkt also derart, daß bei einem "echten Ereignisfall", der nur vom Innensensor 10 festgestellt wird, der Komparator 52 über den Vorwiderstand 50 ein wesentlich stärkeres Signal empfängt als über den Vorwiderstand 66, während in einem sog. "unechten Ereignisfall", in dem beide Sensoren ein Ereignis erkennen, die Signalverhältnisse am Eingang des Komparators 52 umgekehrt sind und in jedem Fall zur Sperrung eines Freigabesignals führen.

Fig. 5 zeigt im schematischen Schnitt einen Doppelwandler zur Umwandlung von Gasdruckschwankungen in elektrische Signale, wie er im Rahmen des beschriebenen Gerätes vorzugsweise verwendet wird. Dieser Sensor weist eine hohe Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit auf und ist gegen störende, insbesondere klimatische Außeneinflüsse in hohem Maße geschützt.

Der Doppelwandler besteht aus einem Metallzylinder 68 mit einer Zylinderlänge von ca. 5 cm und einem Zylinderdurchmesser von ca. 3 cm. Der innere Durchmesser des Zylinders 68 beträgt etwa 2 cm. Der Zylinder ist nur nach einer Seite geöffnet. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, ist ein wärmeempfindlicher Sensor 70 in dem Zylinder 68 angeordnet, dessen elektrische Zuleitung 72 seitlich durch eine Öffnung 74 durch die Zylinderwand hinausgeführt ist. Der Zylinder 68 ist etwa zur Hälfte mit einer elastischen Masse 76 vergossen. Eine Zwischenwand 78 sorgt dafür, daß die Vergußmasse nicht an den Sensor 70 gelangt. Die elastische Masse 76 wirkt als Übertrager für die ankommenden Druckschwankungen. Die Masse 76 dichtet auch gleichzeitig die Öffnung 74 für die elektrische Zuleitung 72 ab. Der in der Zeichnung dargestellte wärmeempfindliche Sensor 70 ist ein handelsübliches Bauteil, welches in einem standardisierten Transistorgehäuse untergebracht ist. Damit die in dem hermetisch abgeschlossenen Gasraum des Volumens V auftretenden adiabatischen Zustandsänderungen den eigentlichen Sensor erreichen, ist das Gehäuse mit Löchern 80 versehen.

Wie bereits weiter oben erwähnt, werden auf den Sensor einwirkende äußere Druckschwankungen durch die elastische Masse 76 auf das eingeschlossene Gasvolumen V übertragen, welches dadurch adiabatischen Zustandsänderungen unterworfen wird, deren Temperaturschwankungen von dem Sensor 70 erfaßt werden. Im Ausführungsbeispiel ist als thermoelektrischer Wandler ein pyroelektrischer Kristall eingesetzt.

Claims (25)

1. Verfahren zum Überwachen der Innenräume von Gebäuden durch Erfassen von bestimmten Ereignissen, die sich in Form von Druckschwankungen innerhalb des Gebäudes auswirken, wie im wesentlichen das Öffnen und Schließen von Fenstern und Außentüren, bei dem diese Druckschwankungen durch einen innerhalb des Gebäudes angeordneten Sensor bzw. Wandler in elektrische Innensignale umgewandelt werden, und bei dem mittels einer Auswerteinrichtung Voraussetzungen für einen bestimmten Zustand, beispielsweise Freigeben eines Alarms, gegeben werden, wenn das ausgewertete elektrische Innensignal bestimmte Kriterien erfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die außerhalb des Gebäudes auftretenden Druckschwankungen mit einem außerhalb des Gebäudes angeordneten weiteren Sensor bzw. Wandler (12) erfaßt und in elektrische Außensignale umgewandelt und eine Signalverknüpfung in der Weise erfolgt, daß dieser bestimmte Zustand nur dann freigegeben wird, wenn das Innensignal, nicht aber gleichzeitig auch das Außensignal die bestimmten Vergleichsmerkmale erfüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innensignal und das Außensignal gleichgerichtet und so eingestellt werden, daß der absolute Betrag des Außensignals zu jedem Zeitpunkt bei nicht anstehendem Ereignis im Innern des Gebäudes im allgemeinen gleich oder größer ist als der absolute Betrag des Innensignals, daß bei gleichpoligen Signalen das Außensignal vom Innensignal subtrahiert bzw. bei gegenpoligen Signalen das Innensignal und das Außensignal addiert werden, wodurch ein verknüpftes Summensignal erhalten wird, welches im allgemeinen gegenpolig zum Innensignal ist oder im Bereich von Null liegt, und daß dieser bestimmte Zustand nur freigegeben wird, wenn das verknüpfte Summensignal einen bestimmten gegenpoligen Pegel überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Innensignal und das Außensignal zu einem positiven Signal gleichgerichtet und das Außensignal vom Innensignal subtrahiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Subtraktion der Signale dadurch erfolgt, daß das gleichgerichtete Außensignal auf den invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers (22, 34) und das gleichgerichtete Innensignal auf den nicht invertierenden Eingang geschaltet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Summensignal zum Dämpfen kurzzeitiger Signalspitzen geglättet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Glätten des Summensignales mittels eines einstellbaren RC-Gliedes (24, 36, 38) erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Außensignal und/oder das Innensignal vor der Summen- bzw. Differenzbildung geglättet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Summensignal in einer Logikschaltung (26) mit einem Vergleichswert verglichen wird und beim Überschreiten des Vergleichswertes auf einen üblichen Logik-Signalpegel umgesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innensignal und das Außensignal getrennt voneinander in Verstärkern verstärkt werden, wobei das verstärkte Außensignal in Gegenkopplung dem Verstärker für das Innensignal aufgeschaltet wird, und daß das verstärkte Innensignal in einer Logikschaltung mit einem Vergleichswert verglichen und beim Überschreiten des Vergleichswertes auf einen üblichen Logik-Signalpegel umgesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch das verstärkte Außensignal der Logikschaltung zugeführt wird, um bei Überschreiten eines bestimmten Vergleichswertes die Logikschaltung vorrangig für Abgabe eines Freigabesignals zu sperren.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Innensignal unabhängig von der Verknüpfung mit dem Außensignal auf bestimmte Kriterien überprüft wird, und der bestimmte Zustand nur dann ausgelöst wird, wenn das verknüpfte Signal einen bestimmten absoluten Pegel überschreitet und gleichzeitig das Innensignal die bestimmten Kriterien erfüllt.

12. Meldegerät zum Überwachen der Innenräume von Gebäuden auf bestimmte Ereignisse, die sich in Form von Druckschwankungen innerhalb des Gebäudes auswirken, wie im wesentlichen das Öffnen und Schließen von Fenstern und Außentüren, mit einem innerhalb des Gebäudes anzuordnenden Sensor bzw. Wandler zum Erfassen der Druckschwankungen und zu deren Umwandlung in elektrische (Innen-) Signale, einer mit dem Sensor verbundenen Auswertschaltung zur Aufbereitung der von diesem erhaltenen Signale und zum Vergleich der Signale mit bestimmten Kriterien, sowie von der Auswertschaltung ansteuerbaren Schaltmitteln für die Schaltung eines bestimmten Zustandes, wenn die bestimmten Kriterien der Signale erfüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
ein weiterer außerhalb des Gebäudes anzuordnender Sensor bzw. Wandler (12) zum Erzeugen elektrischer Außensignale vorgesehen ist,
und daß die Auswertschaltung eine Signalverknüpfungsschaltung aufweist, durch die die Schaltmittel nur dann für die Schaltung des bestimmten Zustandes ansteuerbar sind, wenn das Außensignal die bestimmten Kriterien nicht erfüllt.

13. Meldegerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Signalverknüpfungsschaltung mit
Gleichrichtmitteln (20) zur getrennten Gleichrichtung der Innen- und Außensignale,
einer mit den Gleichrichtmitteln (20) verbundenen Signalsummiereinrichtung (22) zur Bildung eines verknüpften Summensignals als jeweilige Differenz zwischen den absoluten Beträgen des gleichgerichteten Innensignals und des gleichgerichteten Außensignals,
sowie einer Vergleichseinrichtung (26) für den Vergleich des Summensignals mit einem einstellbaren Vergleichswert.

14. Meldegerät nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch vor der Signalsummiereinrichtung (22) vorgesehene Einstellmittel zum Einstellen des Verhältnisses der Signalpegel von Innen- und Außensignal.

15. Meldegerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Signalsummiereinrichtung (22) und der Vergleichseinrichtung (26) ein Signalglättungsglied (24) vorgesehen ist.

16. Meldegerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalglättungsglied (24) ein einstellbares RC-Glied (36, 38) ist.

17. Meldegerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung aufweist, einen Signalverstärker für das Innensignal, dessen Ausgang mit einer Logikschaltung verbunden ist, die das Innensignal bei Überschreiten eines Vergleichswertes in ein Freigabesignal umsetzt, und einen Signalverstärker für das Außensignal, dessen Ausgang in gegenkoppelnder Weise mit dem Verstärker für das Innensignal verbunden ist.

18. Meldegerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Ausgang des Verstärkers für das Außensignal mit der Logikschaltung verbunden ist, um vorrangig die Sperrung eines Freigabesignals zu bewirken, wenn das Außensignal einen bestimmten Vergleichswert überschreitet.

19. Meldegerät nach einem der Ansprüche 13-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (2) zusätzlich eine Innensignalvergleichseinrichtung (30) zum Vergleich des Innensignals mit bestimmten Kriterien aufweist, und daß das Ausgangssignal der Signalverknüpfungsschaltung (26) und das Ausgangssignal der Innensignalvergleichseinrichtung (30) auf ein Logikglied (32), z.B. ein UND-Gatter geschaltet sind, dessen Ausgangssignal die Schaltmittel ansteuert.

20. Sensor für das Erfassen von Gasdruckschwankungen und deren Umwandlung in elektrische Signale für die Verwendung in einem Meldegerät nach einem der Ansprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß er als Doppelwandler, und zwar als eine Kombination bestehend aus einem druckthermischen Wandler und einem thermoelektrischen Wandler ausgebildet ist.

21. Sensor nach Anspruch 20, bestehend aus einem einseitig offenen Metallzylinder (40), dessen offenes Ende durch eine Druckschwankungen übertragende, elastische Masse (48) vergossen ist, und in dessen durch diese Masse hermetisch abgeschlossenem, gasgefülltem Hohlraum (V) der thermoelektrische Wandler (42) angeordnet ist.

22. Sensor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Masse und dem Hohlraum eine dünne Zwischenwand (50) vorgesehen ist.

23. Sensor nach einem der Ansprüche 20-22, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoelektrische Wandler (42) ein pyroelektrischer Kristall ist.

24. Sensor nach einem der Ansprüche 21-23, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlänge des Zylinders (40) etwa dem 1,5-fachen bis 3-fachen des Innendurchmessers entspricht, und daß die elastische Masse (48) sich etwa über die Hälfte der Zylinderinnenlänge erstreckt.

25. Verwendung für die Eliminierung des Einflusses von Außendruckschwankungen auf ein Meldegerät zur Überwachung der Innenräume von Gebäuden auf Ereignisse einer Schaltung, in der die Ausgangssignale zweier druckelektrischer Wandler derart miteinander verknüpft werden, daß ein Ereignissignal nur dann erzeugt wird, wenn der erste Wandler ein Ereignis meldet, nicht aber gleichzeitig der zweite Wandler.