NO153194B - Roekdetektor med en pulsstyrt straalingskilde - Google Patents

Description

Oppfinnelsen går ut fra en røkdetektor av den type som er angitt i innledningen til krav 1.

En slik røkdetektor er f.eks. kjent fra CH-PS 417 405 (US-PS

3 316 410). En strålingskilde styres av en pulsgiver og sender ut kortvarige strålingspulser. Bedømmelseskoplingen som er koplet til mottakeren for spredt stråling blir styrt slik av strålingskildens pulsgiver at den ved opptak av spredt stråling bare er i stand til å avgi et utgangssignal under strålingskildens pulsfaser. Forstyrrende pulser som opptrer mellom strålingspulsene, blir derfor blokkert i bedømmelses-koplingen og kan ikke føre til utløsning av et varslingssignal. En ulempe ved denne anordning er at forstyrrende pulser som tilfeldigvis opptrer samtidig som strålingspulsene kan utløse et falskt signal.

For å unngå denne ulempe er det allerede foreslått å kople

en integrator eller teller etter en slik røkdetektor som arbeider i koinsidens, f. eks. som angitt i CH-PS 580 848 (US-PS 3 946 241). Likevel kan også en slik røkdetektor utløses utilsiktet ved raskt etter hverandre følgende forstyrrelser, f.eks. ved høyfrekvent, elektromagnetisk stråling.

Endelig er det fra EP patentsøknad 14 779 kjent en detektor for spredt lys som arbeider i koinsidens, hvor bedømmelses-koplingen omfatter en telleanordning, som teller både strålingskildens pulser og utgangspulsene fra strålingsmottakeren og som til enhver tid ved en odde tellerstand etter en valgfri strålingspuls stiller telleren tilbake på null, men utløser et signal ved oppnåelse av en bestemt like tellerstand. Heller ikke ved denne røkdetekter er feilvarsling ute-lukket, da det ved høyfrekvente, elektromagnetiske forstyrrelser kan dannes en forstyrrende puls under hver puls. Dessuten er koplingen komplisert og derfor mindre pålitelig.

Et annet problem ved de ovenfor omtalte røkdetektorer ligger

i strålingssendernes temperaturavhengighet. Ved optiske røk-detektorer, hvor en projeksjonslampe brukes som lyskilde,

kan temperaturkompensasjon oppnås ved hjelp av en termistor

(GB-PS 1 172 354).

Ved de mest anvendte halvlederelementer avtar den utsendte stråling sterkt med økende temperatur. Det er gjort forsøk på å kompensere denne strålingsreduksjon ved at en NTC-motstand koples i serie med LED (Motorola, European MOS Select-ion 1979, 9-334). NTC-motstandenes motstandsverdier har dog så stor spredning at den oppnådde kompensasjon ikke er tilstrekkelig .

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å unngå de nevnte ulemper ved kjente røkdetektorer og spesielt tilveie-bringe en røkdetektor, hvor falsk signalavgivning som følge av elektriske forstyrrelser unngås og hvor reduksjonen i røkømfintlighet som følge av strålingskildens temperaturavhengighet samtidig er bedret med økt temperatur.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i hovedkravets karakteriserende del. Foretrukne utfø-relsesformer og ytterligere utformninger av oppfinnelsen er angitt i de øvrige krav.

Ved en utformning av røkdetektoren ifølge oppfinnelsen er det for strømforsyning av strålingskilden anordnet en oscillator, og for forsterkning av utgangspulsene fra strålings-mottakeren er det anordnet en forsterker. Sperrepulsen genereres av en elektrisk puls fra oscillatoren og føres til forsterkeren med omvendt fortegn. Etter forsterkeren er det koplet til en terskelverdi-detektor, som bedømmer forskjellen mellom sperrepuls og utgangspuls fra strålingsmottakeren. Ved fravær av røk er forskjellen så stor at terskelverdi-detektoren utløses og det dermed utløses en tilbakeførings-puls til tellerinnretningen. Foreligger derimot røk i røkmå-lekamret, blir differansen mindre og tilbakeføringspulsen undertrykkes.

En høyfrekvent, elektrisk forstyrrelse som opptrer så lenge strålingskilden avgir strålingspulser, kan dermed i høyden fremkalle et ekstra tilbakeføringssignal til tellerinnretningen. Røkdetektoren blir dermed sikrere mot utløsning av falsk alarm.

En utførelsesform av røkdetektoren ifølge oppfinnelsen skal

i det følgende beskrives nærmere under henvisning til teg-ningen, hvor

fig. 1 viser koplingen for et foretrukket utførelseseksempel av røkdetektoren ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser en utførelsesform, hvor tellerinnretningen er erstattet av en integrator (kondensator),

fig. 3 viser ytterligere en utførelsesform, hvor et korrelasjonselement er anordnet mellom terskelverdi-detektoren og integratoren.

Ved den kopling av en røkdetektor ifølge oppfinnelsen som er vist i fig. 1, er det mellom to likespennings-førende lednin-ger og L2 anordnet en strålings-detektor S, en strålings-opptager A, en terskelverdi-detektor N, et integreringstrinn I og et alarmtrinn, utformet som vippetrinn K.

Strålingssenderen S består av en oscillator, som omtrent hvert annet sekund leder en strøm på ca. IA under ca. 100 us gjennom strålingskilden 1, som består av en diode som sender ut lys eller infrarød stråling. Effekttransistoren 2 kopler inn denne strøm, som begrenses av motstandene 3 og 4. Transistoren 2 utløses av transistoren 5 via begrensnings-motstanden 6. Kondensatoren 7 og motstanden 8 avgir den positive feedback for oscillatoren. Den store kondensatoren 9 avgir strømpulsen og lades igjen opp via motstanden 10. Pulsen blir utløst så snart motstandene 11 og 12 avgir den spenning som setter i gang transistorene 2 og 5 til transis-torens 5 basis.

Strålingsopptakeren A forsterker det negative inngangssignal for strålingsmottakeren 13 og det positive sperresignal på motstand 4, som reduseres av motstand 14, via koplingskondensatoren 15, transistoren 16 og feedback-motstanden 17. Forsterkeren omfatter dessuten kollektormotstanden 18 og koplingskondensatoren 19.

Terskelverdi-detektoren N består av transistoren 20, basis-motstanden 21 og kollektormotstanden 22.

Integrerings-trinnet I består av en tellerinnretning 23, som mottar et tellesignal ved hver puls fra motstand 6.Såfremt den negative forskjell mellom sperrepuls og mottakspuls er stor nok, genererer terskelverdi-detektoren N et tilbakekoplingssignal, som kopler tellerinnretningen minst en enhet tilbake. Koplingselementene for tellerinnretningen (23) -kan også være innrettet slik at innretningen koples tilbake på

Tl — 1

null. Etter 2 pulser, hvor det ikke ble generert tilbake-koplingssignaler, går Qn fra 0 til 1 og genererer dermed en alarmpuls.

Vippetrinnet K består av en tyristor 24, som utløses av en alarmpuls fra telleren 23, en begrensningsmotstand 25, en lampe eller LRD 26 og en forsinkelseskondensator 27, som bevirker at tenningen av tyristoren forsinkes med minst sende-pulsintervallet etter alarmpulsen.

Koplingen bevirker at det, i likhet med koplingen ifølge EP-patentsøknad 14 779, kreves et visst antall etter hverandre følgende pulser med tilstrekkelig høy utgangspuls fra strålingsmottakeren 13, for at vippetrinnet K skal tenne. Dersom bare en puls mangler, blir tellerinnretningen 23 koplet tilbake igjen. Elektriske forstyrrelser, som opptas av motta-kercellen, kan vanligvis bare generere en tilbakekoplingspuls og kan dermed ikke fremkalle et feilalarm-signal.

Reduksjonen i lyseffekten av LED 1 ved høyere temperatur vil kompenseres på følgende mpte: Ved høyere temperatur blir

basis-emitter-spenningen på transistoren 5, hvor sendepulsen starter, redusert. På grunn av spenningsdelingen via motstandene 11 og 12 innebærer dette at spenningen på kondensatoren 9 ved start av pulsen blir lavere ved høyere temperatur.

Sperrepulsen på motstanden 4 blir dermed mindre. Dermed blir forskjellen mellom sperrepuls og mottakspuls mindre, slik at bare en mindre utgangspuls fra strålingsmottakeren er nød-vendig for undertrykning av tilbakekoplingssignalet.

Det er selvsagt mulig å erstatte tellerinnretningen 23 av en integrator (kondensator), som vist i fig. 2. Kondensatoren 28 lades da opp via motstanden 29. Så snart den er ladet tilstrekkelig, utløses transistoren 30 med zenerdioden 31 og motstanden 3 2 og tenner vippetrinnet K. Koplingen kan gjøres enda rner sikker overfor forstyrrelser, hvis det mellom terskelverdi-detektoren N og integratoren I koples inn et korrelasjonselement C, slik det er vist i fig. 3. Sistnevnte ele-ment består f.eks. av transistoren 33 og motstandene 34 og 35. Spenningen på tellerinnretningens 23 klokkeinngang er normalt høy og dermed er transistoren 3 3 ledende, slik at tilbakekoplingsinngangen R for tellerinnretningen 23 blokke-res. Transistoren 33 sperrer bare under pulsen, slik at en tilbakekoplingspuls bare kan leses inn da. Ved denne kopling vil varsleren varsle med større sikkerhet ved røk.

Koplingen gjør det også mulig å konstruere en røkdetektor på en enkel måte, slik at den blir mer følsom ved raskt økende temperatur og ved en bestemt temperatur avgir et varslingssignal selv uten røk. For å oppnå dette, er det tilstrekkelig å kople en NTC-motstand, som ikke er vist i fig. 1, i parallell med strålingsmottakeren 13. NTC-motstanden rager fortrinnsvis frem av røkdetektorens ytre mantel og kan dermed reagere raskt på varme. NTC-motstanden har lavere motstand ved høyere temperatur og reduserer dermed sperrepulsen. Så snart denne puls er liten nok, genereres det ingen tilbakekoplingspuls og derfued fremkalles et varslingssignal.

Claims (13)

1. Røkdetektor med en pu.lsvis drevet strålingskilde (1) , en strålings-mottaker (13), som er anordnet utenfor strålingskildens direkte strålingsområde, blir utløst ved nærvær av røk i strålingsområdet ved spredt stråling og avgir en utgangspuls, og en bedømmelseskopling, som omfatter koplingselemen-ter (N, N, I), som når utgangspulsene overskrider en bestemt terskel under et bestemt antall pulser sender et signal til et vippetrinn (K) for avgivning av et varslingssignal, karakterisert ved at det foreligger organer (4, 14), som genererer en elektrisk sperrepuls, at det videre foreligger organer, av hvilke differansen mellom sperrepuls og utgangspuls fra strålings-mottakeren (13) ledes som tilbakekoplingssignal til en tellerinnretning (23)eller en integrator (28), og at det foreligger ytterligere organer (6), som kopler tellerinnretningen (23) eller integratoren (28) videre når tilbakekoplingssignalet uteblir og ved oppnåelse av et bestemt innhold av tellerinnretningen (23) eller integratoren (28) leder signalet videre til vippetrinnet (K).

2. Røkdetektor som angitt i krav 1, karakterisert ved at det er anordnet en oscillator, som avgir strøm til strålingskilden (1) og en forsterker (16,17), som forsterker utgangspulsene fra strålings-mottakeren (13), og at sperrepulsen genereres av en elektrisk puls fra oscillatoren, at sperrepulsen går til samme inngang av forsterkeren (16,17) som utgangspulsen fra strålings-mottakeren (13) og at differansedannelsen mellom sperrepuls og utgangspuls fra strålings-mottaker (13) skjer ved hjelp av forsterkeren (16, 17) .

3. Røkdetektor som angitt i krav 1, karakterisert ved at det foreligger en differensialforsterker, som forsterker utgangspulsene fra strålings-mottaker (13) og at utgangspulsen fra strålings-mottaker (13) og sperrepulsen går til forskjellige innganger for differensialforsterkeren.

4. Røkdetektor som angitt i ett av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det er anordnet kop-lingselementer (20, 21, 22), som genererer et tilbakekoplingssignal som kopler tellerinnretningens (23) tellerstand minst en enhet tilbake, når differansen mellom sperrepuls og utgangspuls fra strålings-mottakeren (13) overstiger en bestemt verdi.

5. Røkdetektor som angitt i ett av kravene 1 til 4, karakterisert "ved at det er anordnet kop-lingselementer, ved hjelp av hvilke den tellerstand hvor et signal blir avgitt kan innstilles efter ønske.

6. Røkdetektor som angitt i ett av kravene 1 til 5, karakterisert ved at tellerinnretningen (23) er innrettet slik at det avgis et signal ved en tellerstand på fire.

7. Røkdetektor som angitt i ett av kravene 4 til 6, karakterisert ved at koplingselementene for generering av et tilbakekoplingssignal er innrettet slik at de kopler tellerinnretningens (23) tellerstand tilbake til null.

8. Røkdetektor som angitt i ett av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det som integrator er anordnet en kondensator (28).

9. Røkdetektor som angitt i krav 8, karakterisert ved at kondensatorens (28) oppladningstid utgjør minst to pulsintervaller.

10. Røkdetektor som angitt i ett av kravene 4 til 9, karakterisert ved at det er anordnet et korrelasjonselement (C), som er innrettet slik at tilbakekoplingssignalet bare kan kople tellerinnretningen (23) tilbake så lenge strålingskilden (1) avgir strålingspuiser.

11. Røkdetektor som angitt i et av kravene 2 og 4 - 10, karakterisert ved at det parallelt med strålings-mottaker (13) er anordnet en NTC-motstand.

12. Røkdetektor som angitt i krav 11, karakterisert ved at NTC-motstanden er anordnet utenfor røkdetektorens hus.

13. Røkdetektor som angitt i et av kravene 11 og 12, karakterisert ved at NTC-motstanden er utformet slik at sperresignalet er så lite ved oppnåelse av en bestemt temperatur, fortrinnsvis i området 50 - 80°C, at det avgis et signal til varslingstrinnet fra tellerinnretningen (23) uten at det trenger røk inn i røkdetektoren.