DK141183B - Overvågningsanlæg. - Google Patents

Description

OD FREMLÆ66ELSESSKRIFT 141183 DANMARK α3 B " B “i« • (21) An—gning nr. 25U/77 (22) indhweratden 7· Jun. 1977 (23) Labedag 7. Jun. 1977 (44) An—gning— franslagt og

finilwjuunt—«»riftw åffmMggJort dm 2o. jan. 1 ggQ

DIREKTORATET FOR _ .

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet bageret fra d—

15· maj 1977, 20104/77, GB

(71) PAN DATA AB, Wallingatan 18, S-111 24 Stockholm, SE.

(72) Opfinder: Leif Wiberg, Observatoriegatan 15, S-115 29 Stockholm, SE.

(74) Fukhnegtlg under —g—s behandBng;

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Bout ard.

(64) Overvågnings anlæg.

Opfindelsen angår et overvågningsanlæg af den i patentkravets indledning angivne art.

Det er kendt i en sådan fejlindikeringsudrustning at anvende sendere, som ved ændring af det overvågede objekts forudbestemte tilstand varierer frekvensen på et til overvågningscentralen udsendt signal. Selv om en sådan kendt anordning er fordelagtig ved, at kun to ledere er nødvendige mellem overvågningscentralen og samtlige overvågede objekter, bliver udrustningerne for hvert objekt komplicerede og dyre, eftersom hvert objekt må kunne afgive en 2 141183 særskilt tone eller frekvens til centralen, for at man fra centralen hurtigt skal kunne afgøre, hvilket af de overvågede objekter, der har fået sin tilstand ændret.

Med det overvågede objekt menes eksempelvis en bolig, som skal overvåges med henblik på indbrud, en væsketank, som skal overvåges med hensyn til overfyldning af væske, o.s.v.

Det er fra beskrivelsen til tysk fremlæggelsesskrift nr. 1 157 665 kendt at fejllokalisere ved hjælp af modstandsmåling. Fejllokaliseringen kan ikke ske ved en direkte måling af målestrømmen (som er polvendt i forhold til driftsstrømmen). Lokalisering af fejlstedet sker ved en måling af resistansen ifølge velkendt teknik, og modstandsændringen afhænger af, hvor mange parallelkoblede modstande Rp, der findes før af brydnings stedet. Denne måleteknik kraver, at Rp er stor, hvilket også fremgår af beskrivelsen til fremlæggelses-skriftet. Hvis man skal bestemme fejlstedet alene med udgangspunkt fra den til tovejsledningen tilførte strøm og derved udnytter tilførselsstrømmen i et alarmanlæg, som ofte kun går op til nogle få milliampere pr. fejlindikeringsudrustning, skal man arbejde med meget svære ledninger og med konstant fødespænding. Hvis der anvendes spinkle ledninger, vil spændingsfaldet medføre, at den nærmest overvågningscentralen beliggende fejlindikeringsudrustning fødes med en helt anden spænding end en længere borte liggende udrustning, og kontaktkorrosion medfører også ukendte spændingsfald. En måling af sumstrømmen medfører følgelig, når strømmen er lille, meget u-sikre resultater og kræver en meget dyr udrustning, for at strøm-ændringer, som kan tyde på fejl, skal kunne indikeres.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et overvågningsanlæg af den indledningsvis angivne art, hvorved disse problemer undgås.

Dette opnås ved, at overvågningsanlægget er ejendommeligt ved det i patentkravets kendetegnende del angivne, eftersom hver fejlindikeringsudrustning forbruger en bestemt strøm uanset variationer i tilførselsspændingen fra centralen eller spændingsfald på ledningen.

Det konstante forbrug opnås ved hjælp af kredsen eller konstant-strømregulatoren og ved, at alle efterfølgende udrustninger afbrydes, når en udrustning har detekteret en fejl.

141183

Ved at overvågningscentralen forsyner hver fejlindikeringsudrust-ning med en konstant eller i det væsentlige konstant strøm, kommer en udkobling af samtlige fejlindikerlngsudrustnlnger, som følger efter en udrustning, som indikerer en afvigelse fra normaltilstanden, til direkte at angives som en tilsvarende strømformind-skelse i strømtilførslen fra overvågningscentralen, og dermed kan objektet hurtigt identificeres.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, som viser forskellige udførelsesformer, og hvorpå fig. 1 viser et forenklet anlæg ifølge opfindelsen, fig. 2 viser en som eksempel valgt konstantstrømregulator, som indgår i hver fejlindikeringsudrustning i fig. 1, fig. 3 viser en udførelsesform af en fejllndikeringsudrustning, som indgår i anlægget ifølge fig. 1, fig. 4 viser forenklet en polaritetsuafhængig konstantstrømgene-rator, fig. 5 viser en fejllndikeringsudrustning af samme type som udrustningen ifølge fig. 3, men med en anden type af giver, og fig. 6 viser en anden fejlindikeringskreds.

Fig. 1 viser et overvågningsanlæg ifølge opfindelsen med en overvågningscentral 1 og et antal til denne tilsluttede fejlindike-ringsudrustninger 2, 3 ... n. Fejlindikerlngsudrustningerne kan være indrettet til at indikere et indbrud, en brand, en oversvømmelse i en tank eller lignende og kan befinde sig eksempelvis i forskellige bygninger og i vilkårlig afstand fra hinanden. Tilslutningen til overvågningscentralen 1, som kan befinde sig i en fra fejlindikerlngsudrustningerne adskilt bygning, sker over en enkelt for samtlige fejlindikerlngsudrustnlnger fælles dobbeltleder med lederne 4 og 5- Endepunkterne til de to ledere 4, 5 er koblet til en tilslutningskreds, som udgøres af en konstantstrømregulator 6. En sådan konstantstrømregulator 6 indgår i samtlige 4 141183 fejlindikeringsudrustninger, og en udførelsesform beskrives herunder.

Overvågningscentralen 1 omfatter et strømforsyningsaggregat, som eksempelvis er tilsluttet over polklemmer 8, 9 til et vekselspændingsnet, og som omfatter et ensretteraggregat til på sin udgang at afgive en jævnspænding, som markeres med + respektivt -. For indikering af den fra aggregatet 7 afgivne jævnstrøms størrelse findes mellem aggregatets minuspol og den negative leder 4 en shuntmodstand 10, over hvilken et digitalvoltmeter 11 er tilslut tet. Som det senere skal forklares, forbruger hver fejlindikerings-udrustning 2-n og tilslutningskredsen en konstant eller i det væsentlige konstant strøm. Shuntmodstanden 10 dimensioneres således, at digitalvoltmeteret får opløsningen J i sidste ciffer, hvorved J er den strøm, som forbruges af respektive fejlindikeringsudrust-ninger og af tilslutningskredsen. Hvis samtlige fejlindikerings-udrustninger og tilslutningskredsen forbruger strøm, kommer digitalvoltmeteret 11 følgelig til at vise en værdi, som modsvarer n x J, og hvis eksempelvis kun fejlindikeringskredsene 2 og 3 i fig. 1 forbruger strøm, så kommer et tal tilsvarende 2 x J til at angives af digitalvoltmeteret 11. Anlægget er, som det senere forklares, således at samtlige efterfølgende fejlindikeringskredse, regnet fra overvågningscentralen til sløjfeafslutningskredsen kommer til at afbrydes ved en fejl eller afvigelse fra en forudbestemt tilstand, som indikeres af eksempelvis kredsen 2. Dette indebærer, at der kun forbruges strøm af kredsen 2, og digitalvoltmeteret indikerer en værdi 1 x J, som på sin side angiver, at afvigelsen fra den bestemte tilstand sker på pladsen for den første fejlindikeringsudrustning i serien, d.v.s. fejlindikeringsudrust-ningen 2.

Den viste overvågningscentral 1 er endvidere forsynet med en sammenligner 12 (operationsforstærker), som får fødespænding over ledere 14 og 15, og hvis indgang er tilsluttet til minuspolen ved aggregatet 7 over en leder 16 respektivt til en spændingsdeler. Spændings-deleren består af en fast modstand 17 og en variabel modstand 18 og er indkoblet mellem fødeledeme 4 og 5· Når strømforsyningsaggregatet 7 afgiver strømmen n x J, er udgangssignalet fra sammenlig- 5 141183 nerens 12 udgang 19 nul. Hvis aggregatet afgiver en stram, som i det mindste med en strømenhed J understiger værdien n x 8, kommer sammenligneren 12 til at afgive en udgangs spænding, som tilføres til en akustisk eller optisk alarmanordning 20, hvorved en konstant overvågning af digitalvoltmetrene ikke kraves.

Fig. 2 viser en udførelsesform for en konstantstrømregulator 6, som indgår i hver og en af fejlindikeringgudrustningerne og i af- -slutningskredsen. Konstants tramregulatorerné, som er indkoblet mellem stramfødningsledeme 4 og 5» er forsynet med en indstillelig modstand 21, gennem hvilken hoveddelen af': den for hver fejlindike-ringsudrustning og afslutningskredsen karakteristiske, konstante eller i det væsentlige konstante stram J passerer. For at strømmen J skal holdes konstant, skal spændingen over modstanden 21 værre konstant, og spændingsreguleringen opnås ved hjælp af en zenerdiodé · 22, som får sin strømforsyning over en FES 25, som er koblet som en strømregulator. En anden PET 24, som ligeledes arbejder som strømregulator, er indrettet til at forsyne en operationsforstærker 25 med arbejdsstrøm og arbejdsspænding, som stabiliseres véd hjælp af en zenerdiode 26. Strømmen gennem zenerdioden 22 og gennem operationsforstærkeren 25 er betydeligt mindre end strømmen gennem modstanden 21, hvorfor felteffekttransistoremes 23 og 24 temperatur- og spændingsafhængighed ikke kommer til at påvirke den totale strøm i nævneværdig grad. Til referencedioden 22, som eksempelvis har en arbejdsspænding på 6,8 volt, er tilsluttet forstærkerens 25 ikke-inverterede indgang 27· Den inverterede indgang 28 er tilsluttet til modstanden 21. Eftersom forstærkeren 25, som det er velkendt, søger at holde spændingerne til de to indgange 27» 28 ens, kommer forstærkeren til via en transistor 29 at regulere strømmen gennem modstanden 21. Eftersom spændingen over zenerdioden 22 holdes konstant, bliver også spændingen over modstanden 21 konstant, og dermed kommer også strømmen gennem modstanden 21 til at blive konstant. Hvis modstanden 21, som det er vist på fig. 2, er variabel, kan den ønskede konstante strøm let indreguleres.

Fig. 3 viser en komplet fejlindikeringskreds med en konstantstram-regulator 6 af den beskrevne art. Mellem fødelederen 5 og konstantstrømregulator en er i dette tilfælde indkoblet en diode 30 til at forhindre skader på kredsene, hvis tilslutningen til fødelederne skulle ske fejlagtigt.

6 141183

Mellem konstantstrømregulatoren 6 og den negative fødeleder 4 er indkoblet den egentlige fejlindikeringskreds, som skal indikere, hvis en afvigelse fra en forudbestemt tilstand indtræffer. Det antages her, at overvågningen skal ske af et lokale, som skal være konstant oplyst, og at mørke angiver, at en afvigelse fra den forudbestemte tilstand er indtruffet. Aftastningskredsen omfatter en spændingsdeler med et potentiometer og et lysaftastende legeme 32, hvis modstand ændres ved ændring af belysningen. Spændingsdeleren 31, 32 er tilsluttet til en Smitt-trigger 33, som danner en spændingsniveaudetektor, og denne niveaudetektor styrer derpå via en transistor 34 en strømkontakt bestående af transistorerne 35 og 36.

Når transistoren 34 er ledende, flyder strøm gennem relæviklingen 37, og derved holdes en sluttekontakt 38 lukket. Kontakten 38 er indkoblet i ledningen 5 og bryder således strømmen til kredse, som følger efter kontakten, d.v.s. kredse til højre for kontakten i fig. 3· Se også fig. 1, på hvilken kontakten 38 er markeret. I af-tastningskredsen er modstandene 39 og 41 ens og meget større end viklingens 37 resistans. Formålet med modstandene 39' og 41* er at opnå passende arbejdsspænding for de respektive transistorer 35 og 36. Kredsen omfatter endvidere en spændingsstabilisator 42 til at stabilisere spændingen til niveaudetektoren 33· Stabilisatoren 42 kan i enkleste tilfælde bestå af en zenerdiode. Potentiometeret 31 anvendes til indstilling af niveaudetektorens tærskelværdi, d.v.s. den værdi, ved hvilken den skal omstilles i afhængighed af ændret resistans af det lysfølsomme element 32. Hvis belysningen af elementet 32 ophører, kommer relæviklingen 37 ikke til at modtage strøm, og dermed åbnes relækontakten 38, og samtlige fejlindikeringsudrustninger, som følger efter, samt afslutningskredsen brydes. En strømformindskelse modsvarende antallet af brudte kredse kommer til at indikeres i overvågningscentralen, og samtidig med at en fejl indikeres, kan man følgelig direkte se, hvor fejlen er indtruffet. Eftersom kontakten 38 i det foreliggende tilfælde befinder sig i den sidste fejlindikeringsudrustning i kæden, vil der kun ske en brydning af afslutningskredsen, som udgøres af en konstantstrømregulator 6, og den totale til fødeledningerne 4 og 5 fra aggregatet 7 tilførte strøm falder med en enhed J, d.v.s. med den strøm, som normalt forbruges af afslutningskredsen. Afslutningskredsens funktion er således kun at tilvejebringe en 7 141183 nødvendig strømformindskelse til at indikere en fejl i det tilfælde, hvor den sidste fejlindikeringsudrustning. træder i funktion.

Fig. 4 viser, hvorledes konstantstrømregulatoren 6 kan indkobles i en diodebro 43-46, for at vilkårlig tilslutning til fødelederen skal kunne ske.

Fig. 5 anskueliggør en fejlidentificeringskreds til at kontrollere, at væske i en tank 47 ikke stiger over et vist niveau. Til styring af væskeniveauet findes to elektroder 48, 49, som normalt akal ligge med deres nedre ender over væskeoverfladen 50. Hvis væskeoverfladen 50 stiger over enderne, som vist på fig. 5, skal kontakten 381 (fig. l) åbnes og afbryde samtlige efterfølgende kredse. Kreds-elementet, som er beskrevet i tilslutning til fig. 3, har de tidligere anvendte betegnelser og beskrives ikke yderligere her. Den væsentlige forskel mellem kredsen ifølge fig. 3 og kredsen ifølge fig. 5 består i, at en oscillator 51 findes. Udgangssignalet fra oscillatoren 51 tilføres over en kondensator 52 til elektroden 49. Kondensatoren 52 bortfiltrerer jævnspændingskomposanten i den afgivne vekselspænding, som kan udgøres af eksempelvis en firkantbølge eller en sinusbølge, og denned undgås polarisering. Vekselspændingen ensrettes af en ensretter 53 og oplader en kondensator 54.

Når der ikke findes væske mellem elektrodespidserne, befinder anlægget sig i den bestemte tilstand, og kontakten 38f skal således være sluttet. For at kontakten 38’ i den viste kreds skal være sluttet i denne bestemte tilstand, kræves det, at niveaudetektoren 33 er påvirket, og at transistoren 34 leder strøm. Når transistoren 34 fører strøm, er transistoren 35 lukket, og transistoren 36 fører strøm, hvorved der går strøm gennem relæviklingen 37, og kontakten 38* dermed holdes sluttet. Hvis niveauet i tanken 47 vokser således, at elektrodernes 48, 49 spidser dyppes ned i den elektrisk ledende væske i tanken, dannes en spændingsdeler bestående af oscillatorens 51 indre resistans og resistansen mellem eléktrodespidserne, hvorved spændingen på dioden 53 og kondensatoren 54 falder. Kondensatoren 54 aflades over en modstand 55, og når indgangsspændingen til niveaudetektoren 33 er faldet til en vis værdi, slår niveaudetektoren 35 fra. Transistoren 34 lukkes derved, transistoren 35 bliver 1A1183 8 ledende, og transistoren 36 lukkes, hvorved relæviklingen 37 afmagnetiseres, og kontakten 38' åbner, så en alarm udgår.

En yderligere udførelsesform af en fejlindikeringsudrustning er vist i fig. 6. I dette tilfælde udgøres det aftastende element af en kontakt 56, som er indrettet til at sluttes ved eksempelvis brand i det lokale, som overvåges. I den normale tilstand af anordningen ifølge fig. 6 tilfører konstantstrømgeneratoren 6 strøm gennem relæviklingen 37 på grund af, at transistoren 57 fører strøm. Modstanden 58 har væsentligt større resistans end relæviklingen 37· Hvis kontakten 56 sluttes, kommer strømmen gennem modstanden 58 og går over kontakten 56 i stedet for til transistorens 57 basis, og derved lukkes transistoren, og strømmen gennem relæviklingen 37 brydes, hvorved kontakten 38" åbnes. Når kontakten 38" åbnes, afbrydes efterfølgende kredse, og fejlindikering opnås på digitalvoltmetret 11, og en alarm opnås fra alarmanordningen 20.

Selv om relæviklingen er beskrevet som en hvilestrømsvikling, som er indrettet til at holde tilhørende kontakt sluttet i fejlindike-ringsudrustningens normale tilstand, er det givetvis også muligt først af magnetisere viklingen, når en fejl eller afvigelse fra den normale tilstand er opdaget.