FI102428B - Laitteisto kohteiden valvomiseksi ylikuumenemisen suhteen - Google Patents

Description

i 102428

Laitteisto kohteiden valvomiseksi ylikuumenemisen suhteen Keksinnön ala ia tekniikan taso

Keksintö kohdistuu laitteeseen kohteiden, kuten keittolevyjen ja sähköliesien, valvomiseksi ylikuumenemisen suhteen, jolloin laitteessa on ainakin yksi ilmaisin ylikuumenmis-tilanteen havaitsemiseksi ja yksi ilmaisimen ohjaama laite merkin tai hälytyksen antamiseksi ja/tai energiansyötön keskeyttämiseksi kohteeseen.

Selvitykset osoittavat, että suuri määrä onnettomuuksia tapahtuu ylikuumenneiden kohteiden syttymisen vuoksi. Niinpä esimerkiksi 30 % kaikista asuntopaloista aiheutuu sähköliesistä, ts. siitä syystä, että käyttäjä on unohtanut sulkea lieden. Jopa siinä tapauksessa, että tällainen laiminlyönti ei aiheuta tulipaloa, syntyy ylikuumenemisen vuoksi muunlaista taloudellista vahinkoa, nimittäin tuhoutuneita keittolevyjä ja/tai keittoastioita. Ylikuumenemisen seurauksena syntyy henkilö- ja omaisuusvahinkoja myös toisenlaisissa kohteissa, kuten sähkölaitteissa, koneissa ja moottoreissa.

Liesien suhteen voidaan todeta, että palovaara voi olla olemassa ilman, että keittolevyt kuumenevat luvattomalla tavalla. Ruoanlaitossa käytetään usein ainesosia, jotka voivat syttyä suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa. Olisi toivottavaa voida havaita tällaisten ainesosien syttyminen.

Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön tarkoituksena on antaa käyttöön valvontalaite, joka kykenee valvomaan kohteita, kuten keittolevyjä tai sähköliesiä, varsinkin ylikuumenemisen suhteen, jolloin laite sopivimmin on sellainen, että haluttu toiminta, kuten hälytys ja/tai virran katkeaminen, ei tapahdu ainoastaan asiaankuulumattoman ylikuumenemisen tapahtuessa vaan myös silloin kun syttyy tulipalo tai avotuli kohteen sellaisissa lämpötiloissa, jotka eivät ole yltäneet asiaankuulumattomille tasoille.

ϊ 102428 Tämä tarkoitus toteutuu keksinnön mukaan niillä erityispiirteillä, jotka selostetaan lähemmin jäljempänä seuraavissa patenttivaatimuksissa.

Ilmaisin on sopivimmin infrapunailmaisin (IR-detektor), joka on järjestetty välin päähän kohteesta tunnistamaan tästä lähtevän lämpösäteilyn. Tällä ratkaisulla päästään hyvin yksinkertaiseen ja tehokkaaseen rakenteeseen sikäli, että välimatkan päähän kohteesta järjestetty ilmaisin kykenee valvomaan kohteen tai sen ympäristön lämpötilaa ilman, että se on alttiina samalle lämmitykselle kuin kohde. Edelleen ilmaisin reagoi ei ainoastaan itse kohteen, esimerkiksi sen keittolevyjen lämpötilaan, vaan myös mahdolliseen avotuleen.

Lvhvt kuvaus piirustuksista

Liitteenä oleviin piirustuksiin viitaten seuraa alla tarkempi selostus keksinnön esimerkkeinä annetuista toteutusmuodoista.

Piirustuksissa on kuviot 1 ja 2 näkymiä paikoilleen asennetusta liedestä ja sen yhteyteen järjestetystä valvontalaitteesta edestäpäin ja vastaavasti sivultapäin, kuvio 3 näkymä itse valvontalaitteesta edestäpäin ja vastaavasti sivultapäin, kuvio 4 lohkokaavio, joka esittää valvontalaitteen toiminnan ja rakenteen, kuvio 5 kaaviokuva, joka esittää valvottavaan kohteeseen tapahtuvan normaalin virransyötön katkaisemiseen tarkoitetun laitteen muotoilun, kuvio 6 periaatteellinen kaaviokuva kuvion 5 katkaisulaitteen muodosta, kuvio 7 on kaaviokuva ilmaisinlaitteesta, ja kuvio 8 on kaaviokuva eräästä vaihtoehdosta kuvion 5 mukai- 3 102428 seksi toteutusmuodoksi.

Parhaimpina pidettyjen toteutusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Kuvioissa 1 ja 2 kuvataan keittolevyjä 2 käsittävän sähkölieden 1 tavanomainen asennus. Lieden yläpuolelle on tavallisesti järjestetty tuuletin tai käryt keräävä kupu 3.

Keksinnönmukainen valvontalaite on kuvioissa 1 ja 2 merkitty viitenumerolla 4 ja se kuvataan suuremmassa mittakaavassa kuviossa 3. Laitteessa on ilmaisin ylikuumenemistilan tunnistamiseksi ja ilmaisimen ohjaama laite hälytyksen antamiseksi tämänkaltaisista ylikuumenemistiloista. Nämä komponentit on sisäänrakennettu laatikkomaiseen koteloon 5. Ilmaisin on tarkemmin sanoen infrapunailmaisin (IR-detektor). Kuten käy ilmi kuvioista 1 ja 2, on laite 4 ja sen mukana ilmaisin tarkoitettu sijaitsemaan välimatkan päässä liedestä 1 ja sen keittolevyistä 2, jotta se tunnustelisi niistä lähtevää lämpösäteilyä. Tarkemmin sanoen on laite 4 sijoitettu keittolevyjen 2 yläpinnan yläpuolella olevalle tasolle. Sopivinta on tällöin, että ilmaisin on kiinnitetty pystysuoralle seinäpinnalle lähelle liettä. Tämä pystysuora - seinäpinta voi olla lieden takana oleva seinäpinta, niikuin kuvioissa 1 ja 2 kuvataan, tai vaihtoehtoisesti pystysuora seinäpinta lieden toisella sivulla. Näin laite 4 sijaitsee sivussa lieden yläpinnan keskikohdasta ja tämä aikaansaa sen, että liedestä lähtevä lämpö mahdollisimman vähäisessä määrin vaikuttaa laitteeseen 4. Laitteen 4 tämä sijoitus aikaansaa edelleen sen, että se on sivussa siitä ruoankäry-virrasta, joka lähtee liedelle asetetuista keittoastioista ylöspäin tuulettimeen 3 tai liesikupuun.

Ilmaisin on järjestetty sisälle koteloon 5, jossa kuviosta 3 ilmenevällä tavalla on ikkuna 6, jonka läpi tuleva in-frapunasäteily voi kulkea ikkunan takana sijaitsevaan ilmaisimeen. Ikkuna 6 on järjestetty kotelon viistoon seinäosaan 7, jolloin seinäosan 7 kaltevuus on sellainen, että lieden yläpinnalta tuleva infra-punasäteily saavuttaa ikkunan 6 ja sen taakse järjestetyn ilmai-simen. Esimerkissä on seinäosa 7 noin 45° kulmassa vaakatasoon nähden. Tämä 4 102428 kulma on sopiva laitteen 4 ajatellussa sijainnis-sa noin 40 cm lieden ylätason yläpuolella.

Laitteeseen 4 voidaan ensimmäisen vaihtoehdon mukaan syöttää sähkövirta aurinkokennoista, jotka on sijoitettu laitteen kotelon 5 päälle. Nämä aurinkokennot on yhdistettävä ladattavaan kennoon. Vaihtoehtoisesti voi laite toimia paristoilla.

Sopivimmin järjestetään kotelon ulkopinnasta erottuva osoitin 8, jonka on tarkoitus näyttää, että laite on toiminnassa ja joka saa sopivasti sähköä. Osoitin on sopivimmin valoa lähettävä, esimerkiksi ledi.

Kuten käy ilmi kuviosta 1, täytyy laite 4 sijoittaa lieden taakse sen keskelle.

Kuvion 4 lohkokaavio kuvaa laitteen sähköisen rakenteen, jolloin kaikki kuviossa 4 kuvatut komponentit on sisäänrakennettu lait-teen koteloon 5. Infrapunailmaisin on merkitty viitenumerolla 9 ja on sopivimmin järjestetty antamaan sähköinen lähtösignaali suhteessa mitattuun infrapunasätei-lyyn aallonpituusalueella 1 -3 mikrometriä. Ilmaisin voi olla valoa johtava kenno, ts. kenno puolijohdemateriaalista, jonka vastus muuttuu kun tulevat fotonit nostavat elektroneja johtavuuskaistalle. Kun puolijohdemateriaalin yli kohdistetaan jännite, voidaan sen. seurauksena infrapunasäteily havaita virranmuutoksesta. Hamamatsu-tehtaan ilmaisin, tyyppimerkinnältään P 394, on osoittautunut sopivan hyvin tähän tarkoitukseen.

Elektronisessa ohjausjärjestelmässä 10, joka on tarkoitettu ilmaisimen 9 lähtösignaalien perusteella ohjaamaan hälytin-laitetta 11, on kaksi ohjauspiiriä, nimittäin ensimmäinen 12, joka on tarkoitettu panemaan hälytin 11 toimimaan lieden ensimmäisellä lämpötilatasolla, ja toinen 13, joka on tarkoitettu panemaan hälytin 11 toimimaan toisella, korkeammalla lämpötilatasolla. Ensimmäinen ohjauspiiri 12 on tehty sellaiseksi, että käyttäjä inaktivoi sen manuaalisesti sinä aikana kun tämä ohjauspiiri 12 pitää hälyttimen 11 toiminnas 5 102428 sa, minkä seurauksena hälytys toiminto lakkaa. Toinen ohjauspiiri on tehty sellaiseksi, ettei käyt-täjä voi vaikuttaa siihen ja se on edelleen järjestetty jatkuvasti aktivoimaan hälyttimen heti, kun on päästy toiselle lämpötilatasolle, siitä riippumatta onko käyttäjä käyttäjä inaktivoinut ensimmäisen ohjauspiirin 12.

Kummassakin ohjauspiirissä 12 ja 13 on vertailuelin 14 ja 15. Nämä molemmat vertailuelimet vastaanottavat tuloihinsa 16, ja vastaavasti 17, lämpötilariippuvaisia signaaleja ja vertailuelimet on järjestetty vertaamaan näitä lämpötilariippuvaisia sig-naaleja referenssisignaaleihin, jotka tulevat tuloon 18, ja vastaavasti 19, ja jotka vastaavat ensimmäistä, ja vastaavasti toista, lämpötilatasoa.

Ensimmäisessä ohjauspiirissä 12 on viive-elin 20, joka senjälkeen kun käyttäjä on inaktivoinut tämän ohjauspiirin, pitää tämän inaktivoinnin voimassa määrätyn ajan, mutta senjälkeen uudelleen aktivoi mainitun ohjauspiirin.

Ohjauspiiri 12 käsittää elimen, jonka tässä muodostaa itse vertailuelin 14, joka kun esimerkiksi käyttäjän käsi tulee infrapunailmaisimen 9 ja lieden keittolevyjen väliin, keskeyttää ohjauspiirin 12 hälyttimen 11 toiminnassapitämisen ja aktivoi viive-elimen 20.

Ilmaisin 9 on esimerkissä järjestetty siten, että se antaa lähtöön jännitteeltään laskevan signaalin sitä mukaa kun tuleva infrapunasäteily lisääntyy. Kun jännite vertailuelimen mittaustulossa 16 on matalampi kuin referenssijännite pisteessä 18, muuttuu vertailuelimen lähtö "korkeaksi". Vertailuelin 14 on varustettu palautus- eli reset-tulolla R. Kun reset-tulossa on signaali "korkea", on vertailuelimen lähtö "matala". Viive-elimen 20 muodostaa monostabiili kiikku, jonka tulo 21 on liitetty vertailuelimen 14 lähtöön. Kiikku 20 laukeaa, kun tulo 21 muuttuu "korkeasta" "matalaksi" 'ja kun kiikku on lauennut, on vertailuelimen 14 reset-tuloon R liitetty lähtö "korkea" noin 2,5 min.

Vertailuelimen lähtö on yhdistetty tuloon 22 toisessa monos- « 102428 tabiilissa kiikussa 23, joka laukeaa, kun sen tulo muuttuu "matalasta" "korkeaksi". Kun kiikku on lauennut, on sen lähtö "korkea" noin 15 sekunnin ajan. Kiikussa 23 on lisäksi reset-tulo R. Kun tässä on signaali "korkea", on kiikun lähtö 24 "matala".

Vertailuelimen 14 lähtö on edelleen liitetty TAI-portin 25 tuloon. Tämän lähtö on liitetty äänigeneraattorin 26 signaalin sisääntuloon S. Jotta tämä värähtelisi, täytyy signaalitulon S olla "korkea". Äänigeneraattorissa on tulo 27 korkeaa tai matalaa tehoa varten sen lähdössä 28, jolloin kun tulo 27 on korkea, antaa lähtö 28 matalan tehon ja päinvastoin. Äänigeneraattorissa 26 on lisäksi reset-tulo R. Jos tässä on signaali "korkea", lakkaa generaattorin lähtö 28 värähtelemästä.

Hälytyssignaalin antolaite 29 antaa äänisignaalin kiinnittääkseen ympäristön huomion siihen, että liedessä tai kyseisessä kohteessa on jotain vialla.

Oskillaattori 30 värähtelee ja antaa lähtöön 31 suorakaide-aaltoa, jonka taajuus on esimerkiksi 1 Hz. Tämä lähtö on liitetty toi-saalta äänigeneraattorin 26-reset-tuloon R, toisaalta tuloon tehoasteessa 32, joka toimii sellaisen monostabiilin kiikun tavoin, jonka lähtö voi antaa suuren virran lyhyessä ajassa. Kun tehoasteen 32 tulo muuttuu "matalasta" "korkeaksi", generoituu lähtöön lyhyt pulssi, kestoltaan esimerkiksi 0,1 sekuntia. Tämä pulssi ajaa lediä 8 siten, että tämä palaa voimakkaasti lyhyen ajan. Näin ledi 8 ilmoittaa, että laite on toiminnassa ja saa sähköä.

. Ohjauspiirin 13 vertailuelin 15 on järjestetty siten, että kun ilmaisimesta 9 tuleva jännite tulossa 17 on matalampi kuin referenssijännite tulossa 19, muuttuu vertailuelimen lähtö "korkeaksi". Vertailuelimen 15 lähtö on liitetty sellaisen elimen 33 tuloon, jolla on toiminnasta pois kytkemistä viivyttävä toiminto.' Kun elimen 33 tulo muuttuu "korkeaksi", aiheuttaa tämä heti "korkean" lähtösignaalin elimen lähtöön. Kun sitävastoin elimen 33 tulo vertailueli-mestä 15 tuleville signaaleille muuttuu "matalaksi", on 7 102428 elimen 33 lähtö "korkea" noin 10 sekunnin ajan ja aika pitenee noin 10 sekunnilla joka kerta, kun tulo muuttuu "korkeasta" "matalaksi". Elimen 33 lähtö on liitetty toisaalta TAI-portin 25 tuloon, toisaalta kiikun 23 reset-tuloon R. Portti 25 antaa luonnollisesti "korkean" lähtösignaalin heti, kun sen toisessa tai molemmissa tuloissa on "korkea" tulosignaali.

Kuvion 4 mukainen toiminta on seuraavanlainen: jos jonkun keittolevyn tai sen päälle asetetun keittoastian lämpötila nousee yli normaalin tason, esimerkiksi sen seurauksena, että käyttäjä on unohtanut sulkea kyseisen keittolevyn, antaa ilmaisin 9 jännitteeltään laskevan signaalin, joka ensin aiheuttaa "kor-kean" tulon vertailuelimessä 14, koska sen referenssitulossa on korkeampi jännite kuin vertailuelimen 15 referenssitulossa. Vertailuelimestä 14 lähtevä signaali laukaisee kiikun 23, jonka lähtö on "korkea" noin 15 sekunnin ajan. Äänigeneraattori 26 antaa silloin matalatehoisen signaalin samassa ajassa ja sen seurauksena hälyttää myös hälytin 9 matalalla teholla. Äänigeneraattorin 26 toiminta on myös riippuvainen siitä, että TAI-portti 25 vastaanottaa vertailuelimen 14 korkean lähtösignaalin, joka TAI-portti äänigeneraattorin signaalituloon S antaa "korkean" signaalin. Mainitun 15 sekunnin ajanjakson jälkeen muuttuu kiikun 23 lähtö "korkeasta" "matalaksi" ja tämä ohjaa äänigeneraattoria .. 26 toimimaan edelleen suurella teholla ja tämä pätee silloin myös hälytyssignaalin antolaitteeseen 9. Viimemainitusta tuleva äänisignaali muuttuu sykkiväksi oskillaattorin 30 toiminnan seurauksena sikäli, että kun oskillaattorin lähtö on "korkea", lakkaa äänigeneraattori värähtelemästä, ja kun se on "matala", soi hälytin 9. Kun oskillaattorin 30 lähtö ’ muuttuu "matalasta" "korkeaksi", laukeaa tehoaste 32 siten, että se generoi lediä 8 ajavan pulssin. Niin kauan kuin oskillaattori 30 saa syöttöjännitettä, vilkkuu ledi 8.

Hälytys voidaan lopettaa vähentämällä infrapunasäteilyn pääsyä ilmaisimeen 9. Tämä voi tapahtua esimerkiksi siten, että käyttäjä esimerkiksi kädellä tai asettamalla keittoastian keittolevylle estää ilmaisinta näkemästä infrapunaläh-dettä. Tämä aiheuttaa ilmaisimesta 9 lähtevän kasvavan 8 102428 lähtösignaalin, joka signaali tietyllä tasolla aiheuttaa sen, että vertailuelimen 14 lähtö muuttuu "korkeasta" "matalaksi". Kun näin tapahtuu, laukeaa monostabiili kiikku 20 ja sen lähtö muuttuu "korkeaksi" noin 2,5 minuutiksi.

Tämä lähtö pitää vertailuelimen 14 reset-tulon R "korkeana", mikä aiheuttaa sen, että vertailuelin on poissa toiminnasta 2,5 min. Vertailuelimen 14 matala lähtösignaali vertailuelimen 15 matalaan lähtösignaaliin yhdistettynä tekee sen, että TAI-portti 25 antaa matalan lähtösignaalin, joka pysäyttää äänigeneraattorin 26. Tänä 2,5 min aikana annetaan keittolevyn jäähtyä, jotta hälytys ei toistu, edellyttäen että keittolevy on kytketty poispäältä. Jos keittolevy kuitenkin edelleen olisi kytkettynä, toistuu hälytys 2,5 min kuluttua, koska monostabiilin kiikun 20 lähtö muuttuu "matalaksi" ja vertailuelimen 14 lähtö voi antaa korkean signaalin. Hälytys voidaan kuitenkin toistaa myös aikaisemmin, jos lämpötila nousisi niin korkealle, että vertailuelimen 15 lähtö antaa korkean signaalin siitä syystä, että äänigeneraattori 26 TAI-portin 25 kautta saa käynnistyssig-naalin samanaikaisesti kun kiikun 23_lähtö on "matala" ja näin aiheuttaa sen, että äänigeneraattori 26 toimii suurella teholla.

Rakenne, jossa on kaksi rinnan toimivaa ohjauspiiriä 12 ja 13, tuo sen ratkaisevan edun, että saadaan kaksi erilaista hälytystasoa, joista matalamman käyttäjä ohjauspiirin 12 ansiosta voi inaktivoida tietyssä, ennaltamäärätyssä ajassa, kun sitävastoin korkeampi, jota edustaa ohjauspiiri 13, aina takaa hälytyksen silloin, kun lämpötila ylittää asetetun korkeamman tason.

!*; Ohjauspiirin 13 päältä pois kytkemistä viivyttävä elin 33 varmistaa sen, että hälytys annetaan tietyssä minimiäjassa mikäli hetkellinenkin liekki syttyisi.

Ohjausjärjestelmän 10 olennainen tunnusmerkki on edelleen se, että ensimmäinen ohjauspiiri 12 esimerkiksi kuvatun kiikun muodossa olevan komponentin 23 seurauksena, on järjestetty ohjaamaan hälytyksen antoa siten, että tällä ensiksi on matala taso ja tietyn ajan kuluttua korkea taso, tai vaih 9 102428 toehtoisesti jatkuvasti kasvava taso, kun taas ohjauspiiri 13, joka tulee toimintaan korkeammissa lämpötiloissa, antaa aina korkean hälytystason.

Kuviossa 5 kuvataan eräs mahdollinen toteutusmuoto laitteesta 34 virransyötön katkaisemiseksi lieteen tai muuhun kyseessä olevaan kohteeseen. Laite 34 on luonteeltaan pistotulppayk-sikkö, jossa on tavanomaiseen pistorasiaan 36 sopiva kyt-kinelementti 35. Yksikössä 34 on edelleen naaraskytkinelemen-tit lieteen tai vastaavaan normaalisti kuuluvan pistotulpan kytkinelementtien 37 vastaanottamiseksi. Käyttäjän on näin hyvin helppo itse asettaa katkaisin 34. Katkaisin 34 voidaan tietenkin myös tehdä kiinteästi asennettavaksi, missä tapauksessa täytyy käyttää asiaankuuluvaa asennushenkilökun-taa.

Kuviossa 6 kuvataan kaaviomaisesti katkaisimen 34 rakenne. Tähän kuuluu esimerkissä mikrofoni 38, joka on järjestetty langattomasti pyydystämään hälyttimen 11 antamat hälytyssig-naalit. Mikrofoni 38 on liitetty ohjausyksikköön 39, joka kun mikrofoniin tulee hälytyssignaaleja, ohjaa käyttömekanismia 40 vaikuttamaan katkaisimeen 41 siten, että virransyöttö lieteen tai vastaavaan lakkaa. Esimerkissä annetaan yk-sivaihejärjestelmä, jossa on vaihe R, 0-johdin ja maa 42. Katkaisu voi tapahtua esimerkiksi tietyn hälytyssignaalimää-rän jälkeen tai tietyn hälytysajan jälkeen.

Samanaikaisesti kun katkaisin 41 katkaisee virransyötön, painuu se päin kytkintä 43, joka on liitetty ilmaisimeen 44 johtimen 45 välityksellä. Ilmaisin on liitetty 0-johtoon toisen johdon 46 kautta. Ilmaisin 44 on siten järjestetty ja esimerkiksi ohjausyksikkö 39 ohjaa sitä siten, että kun katkaisin 41 on katkaissut virransyötön lieteen, se antaa merkkisignaaleja johtimeen 45 tai 46. Liedessä tai vastaavassa on joukko omia virtakaisimia, jotta käyttäjä voi kytkeä keittolevyn, uunin jne. päälle ja päältä pois. Kun lieden kaikki omat virtakatkaisimet ovat poissa päältä, ovat kaikki lieden virtapiirit poikki, mutta jos joku lieden virrankat-kaisimista olisi kytkettynä, on liedessä virtapiiri, joka aiheuttaa sen, että ilmaisimen johtimissa 45, 46 virtaa 10 102428 merkkivirta. Ilmaisin on järjestetty siten, että niin kauan kuin liedessä tai vastaavassa on suljettu virtapiiri, ohjaa katkaisulaite pitämään virransyötön lieteen tai vastaavaan katkaistuna. Jotta käyttäjä voisi käyttää liettä, täytyy hänen niinollen kytkeä pois päältä kaikki lieden omat virtakatkaisimet, minkä ilmaisin havaitsee siten, että virta ei enää kulje johtimissa 45, 46. Ilmaisin 44 siirtää silloin liitoksen 47 kautta signaalin ohjausyksikköön 39, joka ohjaussignaali aiheuttaa sen, että ohjausyksikkö 39 ohjaa käyttömekanismia 40, esimerkiksi sähkömagneettia, lopettamaan virransyötön lieteen, joka silloin jälleen on käyttökunnossa. Sanotusta käy ilmi, että käyttömekanismi 40 sopivimmin on bistabiili.

Yksikkö 34 voi saada komponenttien 38, 39, 40 ja 44 käyt-töenergian paristosta tai vastaavasta, mutta on myös mahdollista, kuten kuviossa 6 viitenumerolla 48 on osoitettu, järjestää tasasuuntaajan käsittävä muuntaja antamaan energiaa yksikön 34 komponentteihin, jolloin muuntaja johtimen kautta on liitetty lieden syöttöjohtoon ja saa siitä syöttövirran.

Kolmivaiheasennuksessa on toteutustapa luonnollisesti periaatteessa samanlainen, vain sillä erolla, että ilmaisin 44 silloin kaikissa kolmessa vaiheessa panee päälle hälytys-signaalit.

Kuvion 6 toteutusmuodossa mikrofonin sijasta voisi ohjausyksikkö 39 luonnollisesti olla järjestetty vastaanottamaan signaaleja infrapunailmaisimesta johtimien kautta.

Kuviossa 7 kuvataan hyvin kaavamaisesti ns. pyrosähköinen .. ilmaisin. Tällainen ilmaisin on tarkemmin sanottuna sel- : lainen, joka on järjestetty havaitsemaan suhteellisen nopeita lämpötilavaihteluja. Toiminta perustuu siihen, että LiTa03-kide 50 vlittömästi polarisoituu pimeässä. Kiteen pinta on aina sähköinen, mutta ilmassa olevat ionit neutraloivat sen. Kun infrapunavalo tulee kotelossa olevan" ikkunan 51 läpi ilmaisimeen ja kohtaa kiteen ja tämä absorboi sen, nousee kiteen lämpötila, mikä johtaa välittömän polaroitumis-tilan muutokseen. Tämä muutos näkyy lähdössä jännitemuutok- U 102428 sena. Koska pyrosähköinen ilmaisin havaitsee infrapunavalon vain kun LiTaOa-kiteessä tapahtuu lämpötilannousu, ei ilmaisin ilman muuta ole käyttökelpoinen sellaisten paikoil-laanpysyvien kohteiden mittaamiseen, joissa tapahtuu suhteellisen hitaita lämpötilamuutoksia.

Koska tämäntyyppiset pyrosähköiset ilmaisimet ovat erittäin edullisia hintansa ja mittauskykynsä suhteen, ehdotetaan, kuten kuviossa 7 esitetään, että ilmaisimen ikkunan 51 eteen järjestetään nestekidesuojus, jota suojusta 51 varten on järjestetty sähköinen ajopiiri 57 suojuksen panemiseksi vuorotellen peittämään ilmaisimen 49 kyseessä olevasta kohteesta lähteviltä infrapunasäteiltä ja paljastamaan ilmaisimen niille. Nestekidesuojukseen 52 kuuluu nestekide-solu 53, joka sisältää viitenumerolla 54 kaaviomaisesti merkittyjä nestekiteitä. LC-kennossa on levyjä 55 lasista tai muusta läpinäkyvästä materiaalista, ja siinä on elektrodeja kiteiden orientoimiseksi sähköisesti siten, että ne joko päästävät läpi infrapunasäteilyn tai vaihtoehtoisesti estävät tällaisen säteilyn läpipääsyn.· Suojus 52 on läpinäkyvä ja infrapunasäteilyn läpipääsy estyy olennaisesti vain silloin, kun nestekiteet on orientoitu aikaansaamaan tällainen esto. LC-suojukset ovat sinänsä hyvin tunnettuja ja pitää ymmärtää, että minkälaisia tahansa voidaan käyttää edellyttäen, että ne täyttävät vaatimukset päästää toisaalta riittävässä määrin läpi infrapunasäteilyä ja toisaalta estää tällaisen säteilyn läpipääsy.

Edut tällaisen LC-suojuksen käytöstä ovat siinä, että se on luonteeltaan staattinen ja voidaan toteuttaa hyvin halvoilla kustannuksilla. LC-suojusta käytettäessä mittaa pyrosähköinen ilmaisin 49 käytännössä mittauskohteen ja LC-suojuksen takapuolen välisiä lämpötilaeroja. Tietenkin voidaan ilmaisin 49 ja suojus 52 yhdistää rakenteellisesti yhdeksi kokonaisuudeksi .

On sopivaa ajaa suojusta 52 taajuudella, joka on 1 - 1000 Hz.

Kuviossa 8 kuvatussa kuvioon 6 nähden vaihtoehtoisessa toteutusmuodossa käytetään niin pitkälle kuin mahdollista 12 102428 samoja viitenumerolta kuin kuviossa 6 lisäämällä niihin "a". Uudenaikaiset sähköliedet on usein varustettu sähköisillä tai elektronisilla komponenteilla, esimerkiksi kellolaitteilla jne., mikä aikaansaa yhden tai useampia suljettuja virtapiirejä lieteen vaikkakin se tai ne lieden virtakat-kaisimet, jotka aiheuttavat sellaisia ylikuumenemistilan-teita, jotka tämän keksinnön mukaisesti täytyy havaita, ovat avoinna. Jotta vältyttäisiin siltä, että tällaiset lieden apukomponenttien virtapiirit aiheuttavat virheellisiä havaintotuloksia, ehdotetaan, että kuvion 8 mukaisessa toteutusmuodossa käytetään merkkisignaaleina, suhteellisen lyhyinä ajanjaksoina, lieden syöttöjohtimen säännöllistä syöttövirtaa. Näin tulee havaintosignaaleista olennaisesti korkeampia kuin ne suhteellisen vähäiset virrat, jotka kulkevat lieden apukomponenttien kautta ja joita lieden virtakatkaisin ei säädä, mikä voi johtaa ylikuumenemistilaan. Kuviossa 8 ajatellaan, että lieteen tulee koImivaihejohtimet R, S ja T, ja että näiden lisäksi on tavanomainen nolla- ja maajohdin.

Katkaisulaite 34a käsittää mikrofonin 38a hälyttimestä 11 tulevien äänisignaalien pyydystämiseksi. Mikrofonista tulevat signaalit menevät vahvistimen 58 kautta, kaistanpäästösuoti-men 59 kautta, joka on viritetty hälytinlaitteesta 11 tulevaan äänisignaaliin ja AC/DC-muuntimen 60 kautta ver-tailuelimeen 61. Tämä vertaa mikrofonista 38a tulevia signaaleja vertailusignaaliin. Vertailue1imen lähtö on liitetty roonostabiilin multivibraattorin 62 ja laskimen 63 tuloon. Multivibraattorin 62 lähtö on liitetty TAI-piirin 64 tuloon, jonka piirin lähtö on liitetty laskimen 63 reset-tuloon R.

Laskimen 63 lähtö Q on yhdistetty J-K-kiikun 65 kellotuloon C. Kiikun lähtö Q on liitetty JA-portin 66 tuloon, kun taas lähtö Q on liitetty TAI-portin 67 tuloon. Tämän lähtö on kytketty katkaisinlaitteeseen 41a, joka esimerkiksi voi olla toteutettu syöttöjohtimiin R, S, T järjestettyjen triacien avulla. Pulssigeneraattorin 68 lähtö antaa JA-porttiin 66 ajallisesti erotettuja pulsseja, ja portin 66 lähtö on kytketty toisaalta portin 67 tuloon, toisaalta JA- 13 102428 porttiin 68. Tämän lähtö on kytketty toisaalta portin 64 tuloon, toisaalta kiikun 65 reset-tuloon.

Kelat 70 on järjestetty mittaamaan induktiivisesti sitä virtaa, joka kulkee lieteen syöttöjohtimien R, S, T kautta. Yksi mittausyksikkö 71 vastaanottaa tuloonsa keloilta 70 tulevan indusoituneen vaihtojännitteen. Mittausyksikön 71 tulo on kytketty portin 66 lähtöön, ja yksikön 71 lähtö on kytketty portin 68 tuloon. Koko laite 34a voi saada siihen kuuluvien komponenttien käyttöenergian paristoista tai vastaavista, mutta on myös mahdollista, niinkuin kuviossa 8 viitenumerolla 48 esitetään, järjestää tasasuuntaajan käsittävä muuntaja energian syöttämiseksi laitteen 34a komponentteihin, jolloin muuntaja johtimen kautta on liitetty lieden syöttöjohtoon ja saa siitä syöttövirtansa. Komponentti 72 on järjestetty jännitteen päälle tullessa (vaihtoehtoisesti laitetta 34a asennettaessa) aikaansaamaan laskurin 63 ja JK-kiikun 65 palautumisen, tarkemmin sanoen siten, että se antaa lähdöstään signaalin portin 69 tuloon.

Kuvattu laitteisto 34a toimii seuraavalla tavalla. Kun laitteisto 11 (kuvio 4) antaa hälytyksen ylikuumenemistilas-ta, pyydystää mikrofoni 38a äänen. Kun vertailuelimeen 61 tuleva tasasuunnattu signaali nousee määrätyn referenssitason yli, muuttuu vertailuelimen 61 lähtö nollasta ykköseen. Referenssitaso voi olla esimerkiksi asetettu sellaiseksi, että vertailuelimen 61 muutos tapahtuu vasta kun laitteisto 11 ohjauspiirin 13 pakottamana antaa hälytyksen korkeammalla tasolla. Kun äänisignaali lakkaa, muuttuu vertailuelimen 61 lähtö jälleen ykkösestä nollaan.

Kun vertailuelimen 61 lähtö muuttuu nollasta yhteen, laukeaa monostabiili multivibraattori 62 siten, että sen lähtö muuttuu ykkösestä nollaan lyhyehköksi aikaa. Multivibraat-torin 62 lähtö menee silloin TAI-portin 64 kautta laskimen 63 reset-tuloon. Laskuri voi silloin alkaa laskea ja ottaa vastaan kellosignaaleja tuloonsa C. Multivibraattorin 62 aikavakio on sovitettu sellaiseksi, että jos yksittäiset äänisignaalit kulkisivat mikrofonista vertailuelimen 61 lähtöön, täytyisi silloin seuraavan äänisignaalin tulla 1« 102428 noin kahden hälytyslaitteistosta 11 tulevan äänisignaalin aikana. Näin siksi, että laskuri 63 ei varastoisi yksittäisiä äänisignaaleja pitkiä aikoja ja näin katkaisisi lieteen menevää virtaa.

Laskuri 63 on palautettu (nollattu) silloin, kun tulo R vastaanottaa ykkösen. Laskuri laskee yhden askelen ylöspäin silloin, kun tulo C muuttuu ykkösestä nollaan. Kun laskuri on laskenut ennaltamäärätyn määrän kertoja, esimerkiksi noin 30 (joka vastaa samaa määrää hälytyslaitteesta 11 tulevia signaaleja), muuttuu lähtö Q nollasta ykköseksi, mikä johtaa kiikun 65 laukeamiseen. Sen lähtö Q muuttuu nyt nollasta ykköseksi ja lähtö Q muuttuu ykkösestä nollaksi. Q-lähtö on ykkönen laitteen 34a normaalitilassa, ts. kun lieteen syötetään normaalisti sähköä. Tällöin antaa Q-lähtö ykkösen TAI-portin 67 kautta triaceihin, jotka lähdön ollessa ykkönen päästävät virran lieteen.

Kun kiikun 65 lähtö on ykkönen, ts. normaali, ylikuumenemis-tilan aiheuttava virransyöttö lieteen on katkaistu, kytketään virta päälle taas lyhyiksi, ajallisesti erotetuiksi jaksoiksi pulssigeneraattorin 68 avulla, jotka porttien 66 ja 67 kautta syöttää ykkösen triaceihin siten, että tiettyinä jaksoina virran syöttö lieteen kytketään triacien avulla ja virta voidaan mitata keloilla 70. Virran päällekytkentä triacien 41a avulla näiden lyhyiden ajanjaksojen aikana muodostaa tässä siis ne havaintosignaalit, joiden avulla ja kelojen 70 ja mittausyksikön 71 avustuksella määrätään, onko liedessä suljettuja virtapiirejä, jotka uudestaan voisivat aiheuttaa ylikuumenemistilan. Todettakoon tässä, että mittalaite 71 on sellainen, että se reagoi ainoastaan sensuuruisiin virtoihin, jotka syntyvät, kun triacit 41a kytkevät virransyötön päälle, ts. niitä pieniä virtoja, joita syötetään apukomponentteihin, kuten kelloon tai vastaavaan, ei huomioida.

Pulssigeneraattorin 68 synnyttämien pulssien välinen aika (esimerkiksi 6 s) on olennaisesti suurempi kuin yhden pulssin kesto, joten valvontaa varten oleva katkaisulaite 41a kytkee virransyötön päälle niin lyhyeksi osaksi kokonaisaikaa, että 15 102428 lieden keittolevyjen ja/tai uunin vaarallista lämpiämistä ei tapahdu.

Mittausyksikkö 71 generoi ykkösen porttiin 68 yhdistettyyn lähtöön, jos liesi on kytkettynä pois päältä (jolloin virta lieteen on pieni tai nolla). Mittausyksikkö 71 toimii silloin, kun portin 66 tulo on yksi, ja liesi on poissa päältä, kun portin 68 tulo on ykkönen.

Kun laitteisto 34a on mittaustilassa, säätää pulssigeneraat-tori 68 mittausaikaa. Mittaus jatkuu niin kauan kuin mittausyksikön 71 lähtö porttiin 68 on nolla. Kun lieden omat lieden levyken ja/tai uunin säätöön tarkoitetut virtakytkimet ovat poissa päältä, generoituu ykkönen porttiin 68 liitettyyn mittausyksikön 71 lähtöön ja samanaikaisesti generoituu ykkönen pulssigeneraattorista 68 portin 66 kautta porttiin 68 ja tämä antaa yhdessä mittausyksiköstä tulevan ykkösen kanssa ykkösen portin 68 lähtöön, joka portin 69 kautta palauttaa kiikun 65, ja portin 64 kautta laskimen 63.

Kun kiikku 65 palautetaan, saadaan sen lähtöön Q ykkönen ja triadt 41a kytkevät virransyötön lieteen normaalivalvontaa varten.

On selvä, että laitetta voidaan modifioida useilla tavoilla . keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esimerkkinä voidaan mainita, että keksintö ei millään tavoin ole rajattu sähkö-liesien muodossa olevien kohteiden valvontaan. Kohteena voivat sensijaan olla kaikenlaiset esineet, joissa virransyöttö aiheuttaa ylikuumenemistilan. Ei myöskään ole tarpeen, että lämpötilannousu, jota tarkkaillaan, tapahtuu suoraan sähköisesti. Esimerkkinä voidaan mainita sellainen käyttötilanne, jossa sähkömoottori käyttää mekaanista laitetta. Lämpötilanilmaisin voi silloin olla järjestetty tarkkailemaan tämän mekaanisen laitteen laakerien tai muiden elimien ylikuumenemistilaa, ja antamaan tällöin siitä merkin, hälytyksen ja/tai katkaisemaan energiansyötön sähkömoot-·. toriin siten, että mekaaninen laite silloin pysähtyy.

Kuvioiden 6 ja 8 avulla selostetut piirit olisi tällöin järjestetty valvomaan sitä, onko sähkömoottoriin vievässä ie 102428 syöttöjohdossa oleva kytkin suljettu tai auki, ja katkaisulaitteen kautta pitämään moottoriin tapahtuvan virransyötön katkaistuna siihen asti, kunnes on todettu, että kytkin on avautunut, eikä ylikuumenemistilannetta uudelleen esiinny.

Claims (11)

102428

1. Laite kohteiden, kuten keittolevyjen ja sähköliesien valvontaan ylikuumenemisen suhteen, joka laite käsittää ainakin 5 yhden ilmaisimen (9, 49) ylikuumenemistilan tunnistamiseksi, yhden ilmaisimen ohjaaman laitteen (11) hälytyksen antamiseksi ja sähköisen ohjauslaitteen (10), joka on järjestetty ilmaisimen (9) lähtösignaalien perusteella ohjaamaan hälytyslaitetta (11) ja jossa on ainakin kaksi ohjauspiiriä, nimit-io täin ensimmäinen (12), joka on tarkoitettu panemaan hälytyslaitteen toimintaan kohteen tai sen lähiympäristön ensimmäisellä lämpötilatasolla, ja toinen (13), joka on tarkoitettu panemaan hälytyslaitteen toimintaan toisella, korkeammalla lämpötilatasolla, tunnettu siitä, että ensimmäinen ohjauspii-i5 ri (12) on järjestetty sellaiseksi, että käyttäjä voi inak-tivoida sen manuaalisesti ohjauspiirin pitäessä hälytyslaitteen toiminnassa, jolloin tämä toiminto lakkaa, että toinen ohjauspiiri (13) on järjestetty sellaiseksi, ettei käyttäjä voi siihen vaikuttaa ja että se jatkuvasti aktivoi hälytys-20 laitteen heti kun toinen lämpötilataso on saavutettu siitä riippumatta, onko käyttäjä inaktivoinut ensimmäisen ohjaus-piirin vai ei, ja että ensimmäisessä ohjauspiirissä (12) on viive-elin (20), joka käyttäjän ensimmäisen ohjauspiirin inaktivoinnin jälkeen pitää voimassa tämän inaktivoinnin mää-25 rätyn ajan, mutta senjälkeen uudelleen aktivoi mainitun ohjauspiirin .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että hälytyslaite (11) on järjestetty antamaan hälytyksen äänisig- 30 naalin muodossa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäinen ohjauspiiri (12) on järjestetty ohjaamaan hälytyksen antoa siten, että sillä ensiksi on matala taso ja tie- 35 tyn ajan kuluttua korkea taso, tai vaihtoehtoisesti jatkuvasti is 102428 kasvava taso, kun taas toinen ohjauspiiri (13) on järjestetty aina antamaan korkean hälytystason.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laite, tunnettu 5 siitä, että ensimmäisessä ohjauspiirissä (12) on elin (14, 25), joka kun esimerkiksi käyttäjän käsi peittää siihen kuuluvan ilmaisimen (9) kohteelta, katkaisee ohjauspiirin hälytyslaitteen toiminnassapidon ja aktivoi viive-elimen (20). io 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kumpikin ohjauspiiri (12, 13) käsittää ver- tailuelimen (14, 15), että nämä molemmat vertailuelimet on liitetty ilmaisimeen (9) , jotta ne vastaanottaisivat tästä tulevia lämpötilariippuvia signaaleja, ja että vertailuelimet is on järjestetty vertaamaan näitä lämpötilasta riippuvia signaaleja referenssisignaaleihin, jotka vastaavat ensimmäistä ja vastaavasti toista lämpötilatasoa.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, joka 20 käsittää ensimmäisen laitteen (11) hälytyksen antamiseksi ja toisen laitteen (34) kohteeseen, varsinkin sähkölieteen, tapahtuvan energiansyötön katkaisemiseksi, tunnettu siitä, että katkaisulaite käsittää mikrofonin (38), joka on järjestetty langattomasti pyydystämään hälytyslaitteen (11) antamat häly-25 tyssignaalit, katkaisimen (41), joka on järjestetty katkaisemaan kohteen virransyötön, ja ohjausyksikön (39), joka on järjestetty sellaiseksi, että kun mikrofoni on pyydystänyt hälytyssignaalit, se ohjaa katkaisimen (41) katkaisemaan virransyötön. 30

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laite, joka kä sittää ilmaisimen (9) ohjaaman, kohteeseen, erityisesti sähkölieteen, tapahtuvan normaalin energiansyötön katkaisemiseen tarkoitetun laitteen (34, 34a), jolloin varsinaisessa koh- 35 teessä on yksi tai useampia omia, muita virtakatkaisimia, tunnettu siitä, että se käsittää toisen ilmaisimen (44, 44a) 19 102428 sen valvomiseksi, ovatko kohteen omat virtakatkaisimet kiinni vai auki senjälkeen, kun normaali virransyöttö kohteeseen on katkaistu katkaisulaitteella, että toinen ilmaisimista (44, 44a) on järjestetty tekemään samanlaista tunnistamista anta-5 maila kohteen syöttöjohtimeen signaaleja sen toteamiseksi, onko kohteen jokin virtapiiri kiinni siksi, että yksi tai useampia kohteen omista virtakatkaisimista on kiinni, ja että toinen ilmaisimista on järjestetty ohjaamaan katkaisulaitetta pitämään normaalin virransyötön kohteeseen katkaistuna siihen io asti, kunnes on todettu, että kohteen mainitut omat virran-katkaisimet ovat auki ja vasta sitten ohjaa katkaisulaitetta aloittamaan normaalin virransyötön kohteeseen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että is ilmaisin (44a) käsittää elimiä (68, 66, 67) kohteeseen tapahtuvan virransyötön kytkemiseksi toistuvasti lyhyeksi ajaksi katkaisuelimien (41a) avulla, ja elimiä (70, 71) sen havaitsemiseksi, aiheuttaako tämä toistuva lyhytaikainen kytkentä sellaista sähkövirtausta kohteeseen, joka merkitsee, että yk- 2o si tai useampia kohteen omista virtakatkaisimista on kiinni.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, jossa ilmaisin on sentapainen pyrosähköinen infrapunailmaisin (49), joka on järjestetty havaitsemaan suhteellisen nopeita lämpö- 25 tilavaihteluita, tunnettu siitä, että laitteessa on ilmaisimen eteen järjestetty varjostin (52), jossa on nestekiteitä ja sähköinen ajopiiri (57) varjostimen ajamiseksi vuorotellen peittämään ilmaisimen (49) kohteesta tulevilta infrapunasäteilyltä ja paljastamaan ilmaisimen infrapunasä- 30 teilylle.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ilmaisin (9, 49) on infrapunasäteilyn il maisin, joka on järjestetty välin päähän kohteesta tämän lä- 35 hettämän lämpösäteilyn ilmaisemiseksi. 20 1 0 2 4 2 8

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, jolloin kohteen muodostavat sähkölieden keittolevyt, tunnettu siitä, että ilmaisin on järjestetty pystysuoralle seinäpinnalle, mieluiten lieden takana sijaitsevalle seinäpin-5 nalle, lähelle liettä kohtaan, joka sijaitsee keittolevyjen yläpinnan yläpuolella. * 2i 102428