DE4232245C2

DE4232245C2 - Schaltung, Abschlußschaltung und Einrichtung zur Temperaturüberwachung

Info

Publication number: DE4232245C2
Application number: DE19924232245
Authority: DE
Inventors: Klaus Kinnstaetter; Bernd Milzarek; Gerhard Neuner
Original assignee: Bernd Milzarek; Gerhard Neuner
Current assignee: MILZAREK, BERND, 91336 HEROLDSBACH, DE NEUNER, GER
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2012-09-26
Also published as: DE4232245A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Tempe raturüberwachung, eine Abschlußschaltung zur Temperaturüber wachung und eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung.

Aus der US 2 408 660, die den nächstliegenden Stand der Technik bildet, ist eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Thermoelementen mit einer Rückleitung bekannt, die an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Wenn ein Thermoelement zu heiß wird, öffnet es den elektrischen Schaltkreis und löst so einen Alarm aus. Zugleich schließt das auslösende Thermoele ment die Rückleitung kurz, so daß aus dem resultierenden Lei tungswiderstand das alarmauslösende Thermoelement ermittelbar ist. Der Leitungswiderstand ergibt sich dabei wahlweise aus dem intrinsischen Leitungswiderstand der Leitung selbst oder durch das Einfügen von ohmschen Widerständen in die Leitung.

Eine ähnliche Schaltung ist aus der JP 54-136 887 in Patents Abstracts of Japan, Vol. 3/No. 156, 21. Dez. 1979, E-161 bekannt, wobei allerdings statt der Thermoelemente Leckagedetektoren verwendet werden.

Aus der JP 54-138 483 in Patents Abstracts of Japan, Vol. 3/No. 156, 21. Dez. 1979, E-161 ist eine Vielzahl von in Reihe geschal teten Zenerdioden mit einer gemeinsamen Rückleitung bekannt, die an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen sind. Von der Wechselspannungsquelle aus gesehen vor den Zenerdioden sind Leckagedetektoren angeordnet, welche gegebenenfalls die Rückleitung kurzschließen. Die Detektion auf Kabelbruch, Kurzschluß und Alarmauslösung ergibt sich dabei aus dem ge messenen Spannungsverlauf an der Rückleitung. Auch der Lecka geort ist detektierbar.

Die einzelnen Detektoren einer Einrichtung zur Temperaturüberwa chung sind unter Umständen weit voneinander entfernt angeordnet. Sie sind daher in der Regel als separate Schaltungen ausgeführt, an welche eine Leitung anschließbar ist. Die Auf gabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Schaltun gen derart auszugestalten, daß Fehlverdrahtungen möglichst ausgeschlossen sind.

Die Aufgabe wird für eine Schaltung zur Temperaturüberwachung durch die Merkmale des Anspruchs 1, für eine Abschlußschal tung zur Temperaturüberwachung durch die Merkmale des An spruchs 2 und für eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung,

Fig. 2 eine Schaltung zur Temperaturüberwachung und

Fig. 3 eine Abschlußschaltung zur Temperaturüberwachung.

Nach Fig. 1 soll ein flächiger Gegenstand 2, hier insbeson dere eine Mülldeponie, an einer ganzen Anzahl von Meßstellen auf Vorliegen von gefährlichen Hitzequellen überwacht werden. Dazu ist eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung vorgesehen, das eine Anzahl von temperaturempfindlichen Schaltungen 4 be sitzt, welche am oder im Gegenstand 2 verteilt angeordnet sind, beispielsweise mäanderförmig und in genau definierten Abständen, beispielsweise alle 100 Meter. Die einzelnen Schaltungen 4 sind so ausgebildet, daß sie das Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturgrenzwertes, der das Vorhanden sein oder Entstehen einer gefährlichen Hitzequelle charakte risiert, an eine Auswertestation 6 melden, die ihrerseits wiederum mit einer Anzeigeeinrichtung 8, beispielsweise mit einer Alarmeinrichtung oder einer Anzeigelampe, ausgerüstet ist. Die einzelnen temperaturempfindlichen Schaltungen 4 um fassen jeweils eine Bimetallkontaktstelle 10', die im Normal fall geöffnet ist und bei Überschreiten des vorgegebenen Temperaturgrenzwerts schließt. Die einzelnen Bimetallkontakt stellen 10' sind parallel geschaltet. Die Schaltungen 4 sind mit einer Abschlußschaltung 4e abgeschlossen und mit der ver änderbaren Spannungsquelle 12 verbunden. Die Hinleitung ist mit 14, die Rückleitung mit 16 bezeichnet. In einer dieser Leitungen 14, 16 kann noch ein Strombegrenzungswiderstand 18 angeordnet sein. Festzuhalten ist, daß ein nur zweiadriges Kabel 14, 16 erforderlich ist.

Der Aufbau der Schaltung 4 ist in Fig. 2, der der Abschluß schaltung 4e in Fig. 3 dargestellt. Der Widerstandswert der Widerstände 30, 36 beträgt z. B. 1 kOhm, die Sperrspannung der Zenerdioden 32 7 V, die der Zenerdioden 38 2 V und die Durch laßspannung der Zenerdioden 32, 38 0,6 V.

Der Auswertestation 6 werden von einem Strommesser 20 der durch die Schaltung fließende Überwachungsstrom I und von ei nem Abgriff 22 die Eingangsspannung U_O, die gleich der Klem menspannung der Spannungsquelle 12 ist, als Signale zuge führt.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform ist eine Einrichtung mit Lieferung einer Ortsinformation. Das heißt, man bekommt bei dieser Ausführungsform im Alarmfall die Information, wo die gestiegene Temperatur vorliegt.

Vorliegend ist die Auswertestation 6 so ausgebildet, daß sie mit Hilfe der zugeführten Meßwerte U_O, I den Widerstand er mittelt, der zwischen den Klemmen der Spannungsquelle 12 liegt, also im Verlaufe der Leitungen 14, 16 unter Einschluß des Kabelwiderstands.

Im Alarmfall spricht mit an Sicherheit grenzender Wahrschein lichkeit nur eine der Bimetallkontaktstellen 10' an. Je nach der Stelle, an der diese Bimetallkontaktstelle 10' sitzt, ist der ohmsche Widerstand der Leitungen 14, 16 sowie der dann eingeschlossenen Widerstände 30, 36 aufgrund der unterschiedlichen Leitungslänge und aufgrund der unterschiedlichen An zahl der eingeschlossenen Widerstände 30, 36 verschieden. So mit ist es möglich, vom Widerstand zwischen den Klemmen auf die Kabellänge und somit auf den Sitz der auslösenden Schal tung 4 zu schließen, wodurch die gewünschte Ortsinformation erhalten wird.

Es sei im folgenden angenommen, daß in der Einrichtung gemäß Fig. 1 die dritte Schaltung 4 auslöst, das heißt, daß in dieser dritten Schaltung 4 die Kontaktstelle 10' schließt. Beträgt die angelegte Spannung U_O beispielsweise 1,5 V, so fließt kein Strom, weil die Zenerspannung U_Z der Zenerdioden 32, 38 größer als die angelegte Spannung U_O ist. Wird jetzt die an gelegte Spannung U_O auf 7 V erhöht, so fließt ein Strom I, da nun die Zenerspannung U_Z der Zenerdioden 38 kleiner als die angelegte Spannung U_O ist. Der wirksame Gesamtwiderstand er gibt sich zu R = 5 × 2 × 1 kohm = 10 kOhm, und der in diesem Fall fließende Strom I beträgt I = (U_O - U_Z)/R = 4,4 V/10 kOhm = 0,44 mA.

Wird nun angenommen, daß ein Kurzschluß vorliegt, beispiels weise eine Verbindung der beiden Leitungen 14, 16 zwischen der zweiten und dritten Schaltung 4, so fließt sofort ein ge ringer Strom bereits bei der Spannung U_O = 1,5 V, weil in diesem Fall keine Zenerspannung U_Z zu überwinden ist. Das Fließen eines Stroms I bei Anlegen einer Spannung U_O, die kleiner ist als die Zenerspannung U_Z, ist also ein Indiz da für, daß ein Kurzschluß vorliegt. Dies kann von der Auswerte station 6 ebenfalls angezeigt werden.

Beim Test auf Kabelbruch wird mit einer Prüfspannung gearbei tet, die größer als 7 V ist und z. B. 10 V beträgt. Beim Test auf Kurzschluß wird mit einer Spannung gearbeitet, die klei ner als 2 V ist und z. B. 1,5 V beträgt. Im Normalbetrieb liegt die Spannung U_O zwischen 2 V und 7 V; sie beträgt dann z. B. 5 V.

Claims

1. Schaltung zur Temperaturüberwachung mit folgenden Merkma len:

- sie weist eine Reihenschaltung von zwei gegeneinander ge schalteten Zenerdioden (38) und einer bei Überschreiten ei nes vorgegebenen Temperaturgrenzwertes die Reihenschaltung schließenden Bimetallkontaktstelle (10') auf,
- das eine Ende der Reihenschaltung ist über einen ersten Eingangswiderstand (30) mit einem ersten Eingangsanschluß und über einen ersten Ausgangswiderstand (36) mit einem er sten Ausgangsanschluß verbunden,
- das andere Ende der Reihenschaltung ist über einen zweiten Eingangswiderstand (36) mit einem zweiten Eingangsanschluß und über einen zweiten Ausgangswiderstand (30) mit einem zweiten Ausgangsanschluß verbunden,
- die vier Eingangs- und Ausgangswiderstände (30, 36) haben jeweils den gleichen Widerstandswert,
- die beiden Zenerdioden (38) haben die gleiche Sperrspan nung.

2. Abschlußschaltung zur Temperaturüberwachung mit folgenden Merkmalen:

- sie weist zwei Anschlüsse auf, zwischen denen eine aus ei ner ersten und einer zweiten Reihenschaltung bestehende Pa rallelschaltung angeordnet ist,
- die erste Reihenschaltung besteht aus zwei gegeneinander geschalteten ersten Zenerdioden (38) und einer bei Über schreiten eines vorgegebenen Temperaturgrenzwertes die erste Reihenschaltung schließenden Bimetallkontaktstelle (10'),
- die zweite Reihenschaltung besteht aus zwei gegeneinander geschalteten zweiten Zenerdioden (32),
- die beiden ersten Zenerdioden (38) haben die gleiche Sperr spannung,
- die beiden zweiten Zenerdioden (32) haben die gleiche Sperrspannung,
- die Sperrspannung der beiden zweiten Zenerdioden (32) ist größer als die Sperrspannung der beiden ersten Zenerdioden (38).

3. Einrichtung zur Temperaturüberwachung mit folgenden Merkmalen;

- sie weist eine Spannungsquelle (12) auf, an die eine zwei adrige Leitung (14, 16) angeschlossen ist,
- in die zweiadrige Leitung (14, 16) ist mindestens eine Schaltung (4) nach Anspruch 1 eingeschleift,
- die zweiadrige Leitung (14, 16) ist durch eine Abschluß schaltung (4e) nach Anspruch 2 abgeschlossen,
- die Sperrspannung der Zenerdioden (38) der Schaltung (4) nach Anspruch 1 ist gleich der Sperrspannung der ersten Ze nerdioden (38) der Abschlußschaltung (4e) nach Anspruch 2,
- die Spannungsquelle (12) kann mindestens eine untere, eine mittlere und eine obere Spannung abgeben, wobei
- - die untere Spannung unterhalb der Sperrspannung der Ze nerdioden (38) der Schaltung (4) nach Anspruch 1 liegt,
- - die mittlere Spannung zwischen der Sperrspannung der Ze nerdioden (38) der Schaltung (4) nach Anspruch 1 und der Sperrspannung der zweiten Zenerdioden (32) der Abschluß schaltung (4e) nach Anspruch 2 liegt und
- - die obere Spannung oberhalb der Sperrspannung der zwei ten Zenerdioden (32) der Abschlußschaltung (4e) nach An spruch 2 liegt,
- zwischen der Spannungsquelle (12) und der ersten in die zweiadrige Leitung (14, 16) eingeschleiften Schaltung (4) nach Anspruch 1 ist eine Auswerteschaltung (6) an die Lei tung (14, 16) angeschlossen,
- die Auswerteschaltung (6) erfaßt die an der Leitung (14, 16) anliegende Spannung und den in der Leitung (14, 16) fließen den Strom und ermittelt daraus den Leitungswiderstand.