DE2600278A1 - Rauchdetektorschaltung - Google Patents

Description

MÜLLE R-B ORE · GROENING · DBU7EI- · SCHÖN · HERTEL

PA-TENTAN^-WaLTE

DR. WOLFGANG MÜUUER-BORE HANS W. GROENING, D1PU.-ING. DR. PAUL DEUFEU. DIPU-CHEM. DR. AUFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEU, DIPU.-PHYS.

Hl/We/th - E 1174-

-7. JAN. I97ß

ELECTEO SIGNAL LAB., INC.

1022 Hingham Street, Eockland, hass. 02370,

V.St.A.

Rauchdetektorschaltung

Die Erfindung betrifft eine Rauchdetektorschaltung. Eiermit wird auf die deutsche Offenlegungsschrift 2 312 977 sowie auf die deutsche Patentanmeldung P 23 58 706.6 Bezug genomnen, und diese beiden Druckschriften werden hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung erklärt.

Typische Partikeldetektoren haben eine Erregerlampe und eine I'otozelle, die normalerweise gegen direktes Licht abgeschirmt ist und auf Licht anspricht, welches von fiauchpartikeln oder anderen in einem Fluid enthaltenen Partikeln gestreut wurde, um eine Schwellenschaltung zu triggern, die dann ein Alarmsignal abgibt, welches eine Hupe oder eine andere am Ort oder entfernt angeordnete Alarmeinrichtung betätigt.

Wenn Glühlampen als Lichtquellen verwendet werden, so ist festzustellen, daß die Lebensdauer der Lichtquellen gering ist,

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welche in unvorhersehbarer Weise ausfallen können und den Detektor unbrauchbar werden lassen, was oft nicht einmal zu bemerken ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rauchdetektor oder eine ähnliche Einrichtung der oben näher erläuterten Art zu schaffen, welche besonders betriebssicher ist und insbesondere unabhängig von dem Ausfall einer Lampe ist, wobei ein hörbarer oder ein sichtbarer Alarm gegeben wird imd zwar auch dann, wenn eine Störung in der Anordnung selbst auftritt.

Glühlampen sind zuverlässiger und haben eine größere Lebensdauer, wenn sie unterhalb ihrer Nennspannung betrieben werden, und lichtemittierende Dioden sind noch wesentlich zuverlässiger, so daß für praktische Zwecke davon auszugehen ist, daß sie ein unendliche Lebensdauer haben. Während die Notwendigkeit zur Überwachung einer solchen Lampe auf eine Störung oder auf einen Ausfall stark vermindert ist, ist es dennoch zweckmäßig, einen Störungsalarm zu liefern, und zwar in der gleichen Weise wie ein Rauchalarm geliefert wird.-

Zur Lösung der obigen Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Kerkmale.

Gemäß der Erfindung wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß einerseits die außerordentlich hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Lampen wie lichtemittierenden Dioden ausgenutzt v/erden, während andererseits eine Störung oder ein Ausfall der Lampe durch einen entsprechenden Alarm angezeigt werden, wobei eine stark vereinfachte Schaltung verwendbar ist, die außerdem besonders preisgünstig herzustellen ist.

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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß eine Energieversorgungseinrichtung vorgesehen, daß weiterhin eine Lichtquelle vorhanden ist, daß weiterhin eine fotoelektrische Einrichtung vorgesehen ist, welche auf !artikeln anspricht, durch welche Licht gestreut wird, um ein Alarmausgangssignal zu liefern, wobei die Lichtquelle und die fotoelektrische Einrichtung in Eeihe zu der Energieversorgungseinrichtung geschaltet sind, daß weiterhin eine Schwellenschaltung vorhanden ist, die einen Eingang aufweist, v/elcher auf ein Alarmausgangssignal anspricht, um ein Alarmsignal zu liefern, daß weiterhin ein verhältnismäßig hoher Widerstand parallel zu der Lichtquelle angeordnet ist, daß weiterhin ein verhältnismäßig niedriger Widerstand parallel zu der fotoelektrischen Einrichtung angeordnet ist und daß die Widerstände einen gemeinsamen Anschluß haben, welcher in der Weise mit dem Eingang der Schwelleneinrichtung verbunden ist, daß ein Versagen der Lichtquelle eine Spannung an dem Anschluß erzeugt, welche die Schwelleneinrichtung dazu bringt, daß sie ein Alarmsignal abgibt.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Schaltbildes einer erfindungsgemäßen Rauchdetektorschaltung.

Der preiswerte Rauchdetektor gemäß Fig. 1 besteht allgemein aus einer Energieversorgungseinrichtung 1, welche eine Wechselspannung von 120 V und 60 Hz an den Klemmen A und C in eine Gleichspannung von 15 V an den Klemmen B+ und B- umwandelt. Eine Rauchabtastschaltung 2, welche eine lichtemittierende Diode D3 (Fairchild FLV-252) und zwei fotoelektrische Zellen I€1 und PC2 (Clairex Type 5M7M) aufweist, hat eine gemeinsame Ausgangsklemme T, welche auch der Eingang für eine Schwellen- und Alarmschaltung 3 ist, die einen Darlington-Emitterfolger Q1 (Motorola MFSA65) und einen siliziumgesteuerten Gleichrichter Q2 enthält, der eine Wechselspannungshupe H1 betätigt.

In der Energieversorgungseinrichtung 1 sind gekuppelte Sicherheitsverriegelungsschalter normalerweise geschlossen. Die Dioden D1 und D2 (IN4-OO5 und IN4001) richten den Wechselstrom jeweils gleich, und der dabei entstehende Gleichstrom wird durch einen Widerstand R1 (390 Ohm) und einen Kondensator C1 (25 mF) geglättet. Die Abtast- und die Schwellenschaltungen werden mit Gleichstrom versorgt, während der Wechselstrom an die Hupe H1 und über den Halbweggleichrichter Q2 geführt wird, der als siliziumgesteuerter Gleichrichter ausgebildet ist.

Die Abtastschaltung ist zur Verwendung in dem Rauchdetektor geeignet, der im einzelnen in der deutschen Patentanmeldung F 23 5# 706.6 näher erläutert ist, wobei Licht von der lichtemittierenden Diode D3 in eine Dunkelkammer eingestrahlt wird,

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die von der Rauchabtastzelle PC2 überwacht wird, und wobei Licht auch direkt auf die Kompensationszelle PC1 fällt, jedoch mit niedriger Intensität, wie es in der deutschen Offenlegungsschrift 2 312 977 im einzelnen näher erläutert ist. Wenn sich kein Rauch in der Kammer befindet, um das Licht auf die Rauchzelle PC2 zu streuen, hat die Rauchzelle einen hohen Widerstand im Vergleich zu der beleuchteten Kompensationszelle PC1 und zu der lichtemittierenden Diode, deren Potentialabfall etwa 2 V beträgt. Folglich ist die Spannung an dem Fotozellenanschluß 0? hoch, und sie liegt in der Nähe des Wertes B+. Wenn Rauch Licht auf die Rauchzelle PC 2 streut, fällt ihr Widerstand ab, und die Spannung an dem Anschluß T sinkt auf die 'Triggerspannung des Eingangs b der Darlington-Schwelleneinrichtung Q1 ab. Die Darlington-Schaltung liefert dann ein Alarmsignal an das Gatter g des siliziumgesteuerten Gleichrichters Q2, wodurch in jedem zweiten Halbzyklus Strom durch den siliziumgesteuerten Gleichrichter hindurch und zu der Hupe H1 fließt, so daß dadurch ein Alarmzustand oder ein Rauchzustand hörbar angezeigt wird.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Rauchdetektorschaltung ist ähnlich wie die Arbeitsweise der in der Deutschen üffenlegungsschrift 2 312 977 beschriebenen Schaltung. Danach wird zusätzlich zu dem üblichen Eauchalarm ein Störungsalarm geliefert, welcher sich akustisch von dem Rauchalarm unterscheidet, und zwar durch eine zusätzliche Pulsierschaltung und eine zusätzliche Relais einrichtung, welche die Rauchabtastschaltung mit der Pulsierschaltung verbindet. Trotz des verhältnismäßig komplizierten Aufbaues und des Aufwandes der zusätzlichen Schaltungselemente hat sich eine entsprechende Anordnung in Rauchdetektoren mit einer lichtemittierenden Diode als zweckmäßig erwiesen, und es hat sich bisher nicht gezeigt, daß die Störungsschaltung nennenswert vereinfacht werden könnte.

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Gemäß der Erfindung ist die lichtemittierende Diode D3 mit zwei Fotozellen PC1 und PC2 in Reihe geschaltet (oder mit einer einzigen Fotozelle, wenn die Kompensationszelle nicht vorhanden ist oder durch eine andere Impedanz ersetzt ist), und ein verhältnismäßig hochohmiger Widerstand R2 (820 Ohm) sowie ein verhältnismäßig niederohmiger Widerstand E3 (560 Ohm) sind jeweils parallel zu der lichtemittierenden Diode oder einer anderen Lichtquelle geschaltet und zu der fotoelektrischen Einrichtung, wobei der hochohmige und der niederohmige Widerstand einen gemeinsamen Verbindungspunkt J haben. Der gemeinsame Verbindungspunkt J ist durch einen Widerstand R4- (10 Megaohm) an den Eingang b einer Darlington-Schwelleneinrichtung Q1 geführt. Bei der oben beschriebenen Störungsschaltung ist zu bemerken, daß die Lichtquelle und die Fotozellen keine zusätzlichen Elemente zu denjenigen Elementen sind, welche für die Rauchabtastung erforderlich sind.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Störungsalarmschaltung ist folgende:

Während die lichtemittierende Diode DJ normalerweise leitet, und einen geringen Fotentialabfall hervorruft, wird der verhältnismäßig hohe Widerstand R2 durch die lichtemittierende Diode wirksam geshuntet oder kurzgeschlossen, und der niederohmige Widerstand hält den Widerstandsanschluß J auf einem hohen Wert und zwar in der Nähe der Spannung B+. Die Anschlußspannung, welche dem Eingang der Darlington-Schaltung zugeführt wird, liegt somit oberhalb von deren Triggerspannung (etwa 7 V), und der siliziumgesteuerte Gleichrichter Q2 ist im gesperrten Zustand. Wenn jedoch die lichtemittierende Diode ausfallen sollte, was typischerweise derart geschieht, daß ein offener Kreis entsteht, so hört sie nicht nur auf, die Kompensationszelle zu erregen, sondern sie shuntet auch den hohen Widerstand R2 nicht mehr. Die Kompensationszelle FC1 und in geringerem Ausmaß die Rauchzelle PC2 nehmen annähernd einen

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unendlichen Widerstand an,so daß die Spannung am Punkt T und der Eingang der Schwelleneinrichtung der Spannung an dem Wxderstandsanschlußpunkt J folgen. Die Widerstandsanschlußspannung wird nun jedoch durch den Spannungsteiler des nicht mehr geshunteten hohen Widerstandes R2 und des geringeren Widerstandes R3 festgelegt. Der hohe Widerstand R2 vermindert die Spannung am Punkt J sowie die Eingangsspannung der Darlington-Schaltung in Richtung auf den Wert B-unter die Schwellenspannung der Darlington-Schaltung Q2. Die Darlington-Schwelleneinrichtung schließt dann den siliziumgesteuerten Gleichrichter Q2, so daß die Hupe ΗΊ einen Alarm abgibt. Während der auf diese Weise erzeugte Störungsalarm nicht von dem Rauchalarm unterscheidbar ist, gewährleistet die Zuverlässigkeit der lichtemittierenden Diode, daß keine häufigen Fehlalarme auftreten. Solche Störungsalarme, die das außerordentlich seltene Versagen des Detektors anzeigen, sind von hoher Bedeutung, so daß gerechtfertigt ist, einen vollen Alarm zu geben, während dennoch die einfache, zuverlässige und preiswerte Störungsschaltung verwendbar ist.

- Patentansprüche -

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Leerseite

Claims (7)

Patentansprüche

1./Vorrichtung zur Ermittlung von in einem Fluid enthaltenen ^-" Partikeln, dadurch gekennz eichnet, daß eine Energieversorgungseinrichtung vorgesehen, daß weiterhin eine Lichtquelle vorhanden ist, daß weiterhin eine fotoelektrische Einrichtung vorgesehen ist, welche auf Partikeln anspricht, durch welche Licht gestreut wird, um ein Alarmausgangssignal zu liefern, wobei die Lichtquelle und die fotoelektrische Einrichtung in Reihe zu der Energieversorgungseinrichtung geschaltet sind, daß weiterhin eine Schwellenschaltung vorhanden ist, die einen Eingang aufweist, welcher auf ein Alarmausgangssignal anspricht, um ein Alarmsignal zu liefern, daß weiterhin ein verhältnismäßig hoher Widerstand parallel zu der Lichtquelle angeordnet ist, daß weiterhin ein verhältnismäßig niedriger Widerstand parallel zu der fotoelektrischen Einrichtung angeordnet ist und daß die Widerstände einen gemeinsamen Anschluß haben, welcher in der Weise mit dem Eingang der Schwelleneinrichtung verbunden ist, daß ein Versagen der Lichtquelle eine Spannung an dem Anschluß erzeugt, welche die Schwelleneinrichtung dazu bringt, daß sie ein Alarmsignal abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Festkörper-Elektrolumineszenz-Einrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine lichtemittierende Diode (LED) ist.

4-. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrische Einrichtung zwei fotoelektrische Einrichtungen in Reihe aufweist, welche an ihrem Verbindungspunkt einen Ausgang haben.

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ORIGINAL INSPECTED

5· 'Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung Energieklemmen hat, daß die Schwelleneinrichtung auf eine Spannung anspricht, welche sich der Spannung von einer der Energieklemmen nähert, und daß der niedrige Widerstand mit der einen Energieklemme verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Widerstand mit der anderen Energieklemme verbunden ist.

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