DE2611692B2 - Glass break detector for quiescent current alarm systems - Google Patents
Glass break detector for quiescent current alarm systemsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Glasbruchmelder für Ruhestrom-Alarm-Anlagen, wobei an der zu sichernden Scheibe ein Schwingungswandler angebracht ist und an den Schwingungswandler ein Frequenzfilter angeschlossen ist, dessen Schwingungen über eine Verstärkerschaltung verstärkt sind.The invention relates to a glass break detector for quiescent current alarm systems, where to be secured Disk a vibration transducer is attached and a frequency filter is connected to the vibration transducer whose vibrations are amplified via an amplifier circuit.
Es ist bekannt, daß sich der Bruch einer Glasscheibe im wesentlichen in zwei Phasen aufteilen läßt. In der ersten Phase, die mit dem Anbruch der zunächst noch intakten Glasscheibe identisch ist, wird infolge der hohen aufgewendeten mechanischen Energie im ersten Augenblick der Zerstörung ein kurz andauerndes mechanisches Schwingungsgemisch hoher Amplitude erzeugt. Unmittelbar danach beginnt die weitere Zersplitterung des Glases, die sich unter wesentlich geringerem Energieaufwand vollzieht. In dieser zweiten Phase ist daher die Amplitude der entstehenden Schwingungen entsprechend geringer. Entscheidend ist jedoch, daß die zweite Phase, abhängig von der Größe, Dicke und Beschaffenheit der Glasscheibe, wenigstens um dem Faktor 10 länger andauert als die Phase 1. Die Frequenzen der Schwingungen, die in beiden Phasen entstehen, reichen vom hörbaren Bereich mit abnehmender Amplitude bis hin zu einigen Megahertz. In der Praxis hat sich der Bereich zwischen etwa 150 und 200 Kilohertz zur Auswertung bewährt Darunter lassen sich Schwingungen zu leicht künstlich nachbilden, während darüber die mit wirtschaftlichen Mitteln erzielbare elektrische Schwingungsamplitude einen zuIt is known that the breakage of a pane of glass can essentially be divided into two phases. In the first phase, with the dawn of the initially still intact glass pane is identical, as a result of the high mechanical energy used in the first Moment of destruction, a short-lasting mechanical mixture of high amplitude vibrations generated. Immediately afterwards, the further shattering of the glass begins, which is essentially with less energy consumption. In this second phase, therefore, the amplitude is the emerging Vibrations correspondingly lower. It is crucial, however, that the second phase, depending on the size, Thickness and quality of the glass pane, lasts at least 10 times longer than phase 1. The Frequencies of the vibrations that arise in both phases range from the audible range with decreasing Amplitude up to a few megahertz. In practice, the range has been between about 150 and 200 kilohertz proven for evaluation Underneath, vibrations can be artificially simulated too easily, while above it the electrical oscillation amplitude achievable with economic means increases
ίο geringen Wert besitzt.ίο has little value.
Es ist ein Glasbruchmelder bekannt (GB-PS 14 02 530), bei dem die beiden Phasen eines Glasbruches für das Alarmsignal herangezogen werden, wobei eine logische Verknüpfung der beiden Phasen erfolgt Beim Ansprechen des Schwingungswandlers auf den charakteristischen Frequenzbereich wird die Schaltung durchgesteuert und das Verstärkungsprodukt mit dem Sollwert verglichen, wobei bei Überschreiten des Sollwerts das Alarmsignal ausgelöst wird. Diese bekannte Schaltung arbeitet in der Bereitschaftsstellung nur, wenn gleichzeitig auch ein entsprechender Ruhestrom fließt. Dies ist auch bei einem anderen bekannten Glasbruchmelder (GB-PS 14 15 498) der Fall, indem in den einzelnen Stufen ein Ruhestrom fließt Diese bekannten Glasbruchmelder sind insofern nachteilig, als sie nur mit einem beachtlichen schaltungstechnischen Aufwand verwirklicht sind und insbesondere im Ruhezustand ein Betriebsstrom fließt. Dieser Ruhestrom macht es aber unmöglich, ein solches Gerät ohneThere is a glass break detector known (GB-PS 14 02 530), in which the two phases of a broken glass can be used for the alarm signal, with a logical link between the two phases The circuit will respond to the vibration transducer in the characteristic frequency range controlled and the gain product compared with the target value, with the exceeding of the The alarm signal is triggered. This known circuit works in the standby position only if a corresponding quiescent current flows at the same time. This is also the case with another well-known Glass break detector (GB-PS 14 15 498) the case, in that a quiescent current flows in the individual stages known glass breakage alarms are disadvantageous in that they only have a considerable circuitry Effort are realized and an operating current flows in particular in the idle state. This quiescent current but makes it impossible to use such a device without
jo zusätzlich herangeführten Betriebsstrom in eine der üblichen, mit einem Endwiderstand abgeschlossenen Meldelinien einzufügen.jo additionally introduced operating current into one of the usual, terminated with a terminal resistor Insert reporting lines.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glasbruchmelder so auszubilden, daß bei einer logisehen Verknüpfung der beiden Phasen des Glasbruches im Wartezustand Stromverbrauch vermieden wird.The invention is based on the object of designing a glass breakage alarm so that one can see logis Linking the two phases of glass breakage in the waiting state power consumption is avoided.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die im Wartezustand stromlose Verstärkerschaltung durch eine Regelspannungserzeugung und Rückführung zu den Basisanschlüssen der Halbleiter der Verstärkerschaltung diese hystereseartig für eingangsseitige Wechselspannungen mit geringer Amplitude sensibilisiert.This object is achieved according to the invention in that the amplifier circuit which is currentless in the waiting state by generating a control voltage and returning it to the base terminals of the semiconductors of the Amplifier circuit this hysteresis-like for input-side AC voltages with a low amplitude sensitized.
Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daß ein Glasbruchmelder geschaffen wird, der eine hohe Betriebssicherheit besitzt und ohne zusätzliche Stromversorgungsleitungen in theoretisch unbegrenzter Anzahl an eine einzige Meldelinie angeschlossen werden kann. Durch die erfindungsgemäße AusführungsformThe invention has the particular advantage that a glass break detector is created which has a high Has operational reliability and without additional power supply lines in a theoretically unlimited number can be connected to a single detection line. By the embodiment according to the invention
so lassen sich die beim Glasbruch auftretenden Phasen wirtschaftlich ausnutzen.in this way, the phases that occur during glass breakage can be used economically.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß als Verstärkungsschalter zwei bipolare Transistoren vorgesehen sind.An advantageous embodiment consists in the fact that two bipolar transistors are used as the gain switch are provided.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß zur Regelspannungserzeugung und Rückführung eine Gleichrichterverdoppelungsschaltung
und ein Speicherkondensator vorgesehen sind.
, Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform geht man so vor, daß beim Ausbleiben
ausreichender Glasbruchschwingungen zum Entladen des Speicherkondensators Entladewiderstände geschaltet
sind.
Es ist weiterhin von Vorteil, daß am Ausgang der Verstärkeranordnung ein Zeitglied für die Verzögerung
der Alarmmeldung vorgesehen ist.Furthermore, it is advantageous that a rectifier doubling circuit and a storage capacitor are provided for the control voltage generation and feedback.
According to a further advantageous embodiment, the procedure is such that if there are no sufficient glass breakage vibrations to discharge the storage capacitor, discharge resistors are connected.
It is also advantageous that a timer for delaying the alarm message is provided at the output of the amplifier arrangement.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß alle charakteristischen Signalimpulse mit einer definiertenAn advantageous embodiment provides that all characteristic signal pulses with a defined
Mindestamplitude von einer Zählschaltung gezählt werden und daß bei Erreichen einer Mindestanzahl an Impulsen der Alarm ausgelöst wird.Minimum amplitude are counted by a counting circuit and that when a minimum number is reached Pulses the alarm is triggered.
Schließlich ist es vorteilhaft, daß zum Auslösen des Alarms eine bistabile Kippstufe vorgesehen ist und in deren Strompfad eine Leuchtdiode angeschlossen istFinally, it is advantageous that to trigger the Alarms a bistable multivibrator is provided and a light-emitting diode is connected in the current path
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigtThe invention is illustrated in the following description with reference to one in the drawings Exemplary embodiment explained in more detail It shows
F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung des Glasbruchmelders, F i g. 1 is a diagrammatic representation of the glass break detector,
F i g. 2 einen Querschnitt durch das Gerät,F i g. 2 a cross section through the device,
Fig.3 eine Ausführungsform für die elektrische Schaltung des Glasbruchmelders und3 shows an embodiment for the electrical circuit of the glass break detector and
Fig.4 die elektrische Anordnung des Melders innerhalb der Meldelinie.Fig. 4 the electrical arrangement of the detector within the reporting line.
Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Gerät besitzt ein zweiteiliges Gehäuse, bestehend aus einer Haube 1 und einer Wanne 2. Der elektrische Anschluß erfolgt über ein Kabel 3. In den Gehäuseboden ist eine •r'.urch einen Teller geschützte Scheibe 4 eines Schwingungswandlers eingelassen. Die elektronische Schaltung S ist zum Schutz gegen Witterungseinflüsse in eine Vergußmasse 6 eingebettet Ferner befindet sich in der Haube 1 eine Leuchtdiode 7. Das Gerät wird mit der zur Scheibe 4 angeordneten Seite auf denn zu überwachenden Objekt mit möglichst intensivem Kontakt befestigtThe in the F i g. 1 and 2 shown device has a two-part housing consisting of a hood 1 and a tub 2. The electrical connection is via a cable 3. In the bottom of the housing is a • r '. through a Plate protected disc 4 of a vibration transducer embedded. The electronic circuit S is for Protection against the effects of the weather embedded in a potting compound 6 Light-emitting diode 7. The side of the device facing disc 4 is on the object to be monitored fastened with the closest possible contact
Das elektrische Schaltbild in Fig.3 zeigt den Schwingungswandler 4, der die mechanischen Schwingungen in entsprechende Spannungsimpulse umsetzt, wobei diese Spannungsimpulse von einem Schwingkreis mit der Spule 8 und dem Kondensator 9 aufgenommen werden und dieser Schwingkreis die glasbruchtypischen Frequenzen um 170 Kilohertz ausfiltert Diesem Schwingkreis 8,9 ist ein erster Verstärker in Form eines Transistors 11 nachgeschaltet, wobei die Spannungsimpulse an die über die Spule 8 und den Widerstand 10 gleichspannungsmäßig an Masse liegende Basis des Transistors 11 gelangen und dieser durch die Schwingungen der ersten Phase in deren Rhythmus durchgesteuert wird. Am Arbeitswiderstand 12 werden verstärkte Impulse erzeugt. Die Basis eines weiteren Verstärkers ist mit dem Kollektor des ersten Verstärkers über einen Kondensator 13 verbunden, wobei der Transistor 16 des zweiten Verstärkers über die an der Basis angeordneten Widerstände 14,15 und 10 gesperrt ist Die über den Transistor 11 ankommenden Impulse steuern diesen intermittierend in den Sättigungsbereich, wodurch am entsprechenden Arbeitswiderstand 17 eine ebenfalls impulsförmige Spannung erzeugt wird. Aus ihr wird über den Kondensator 18 mittels der Dioden 19,20 eine pulsierende Gleichspannung erzeugt, die den integrierenden Kondensator 21 auflädt. Die so gewonnene Regelspannung gelangt über die Widerstünde 14,The electrical circuit diagram in Fig.3 shows the Vibration converter 4, which converts the mechanical vibrations into corresponding voltage pulses, these voltage pulses being recorded by an oscillating circuit with the coil 8 and the capacitor 9 and this oscillating circuit filters out the typical glass breakage frequencies around 170 kilohertz Resonant circuit 8, 9 is followed by a first amplifier in the form of a transistor 11, with the voltage pulses to the base of the DC voltage connected to ground via the coil 8 and the resistor 10 Get transistor 11 and this controlled by the oscillations of the first phase in their rhythm will. Reinforced pulses are generated at the working resistor 12. The basis of another Amplifier is connected to the collector of the first amplifier via a capacitor 13, the The transistor 16 of the second amplifier is blocked via the resistors 14, 15 and 10 arranged on the base The impulses arriving via the transistor 11 control it intermittently into the saturation range, whereby a pulse-shaped voltage is also generated at the corresponding working resistor 17. From her is via the capacitor 18 by means of the diodes 19,20 a pulsating DC voltage is generated which charges the integrating capacitor 21. The one won in this way Control voltage comes through the resistors 14,
15 an die Basisanschlüsse der Verstärkertransistoren 11,15 to the base connections of the amplifier transistors 11,
16 und steuert diese zuerst in den für Kleinsignale optimalen Arbeitspunkt-A-Bereich und sodann weiter in den Sättigungsbereich. Hieraus resultiert eine zunächst wachsende Verstärkungsziffer der gesamten Anordnung, die jedoch bei Erreichen des Sättigungsbereichs wieder sinkt Gleichermaßen sinkt, bezogen auf eine gleichbleibende Eingangswechselspa/wung, die Ausgangswechselspannung des Verstärkers. Dies hat eine sinkende Regelspannung zur Folge, die zunächst wiederum eine höhere Verstärkungsziffer bewirkt. Die Verstärkung wird also selbsttätig von einem Minimalwert im Wartezustand in den Optimalbereich geregelt 16 and controls this first in the working point A range that is optimal for small signals and then further into the saturation area. This results in an initially increasing gain for the whole Arrangement which, however, decreases again when the saturation range is reached. Equally decreases, based on a constant input change payment that AC output voltage of the amplifier. This has a falling control voltage as a result, initially again causes a higher gain factor. The gain is therefore automatically regulated from a minimum value in the waiting state into the optimum range
In diesem Zustand ist die Schaltung bereit für die Verarbeitung der zweiten Phase, wobei die durch die zweite Phase auftretenden schwachen Impulse ausreichen, die Transistoren 11, 16 durchzusteuern, und zwar so lange das Eingangssignal einen bestimmten Minimalwert nicht unterschreitetIn this state the circuit is ready for the processing of the second phase, whereby the through the Second phase occurring weak pulses are sufficient to control the transistors 11, 16, namely as long as the input signal does not fall below a certain minimum value
Für die Verarbeitung dieses Stromes ist der Verstärkeranordnung ein Zeitglied, bestehend aus dem Widerstand 22 und dem Kondensator 23 nachgeschaltet das bei Überschreiten der Ermittler-Basis-Schwellspannung des Transistors 26 die aus den Transistoren 26 und 27 bestehende bistabile Kippstufe in den leitenden Zustand schaltet und somit ein entsprechendes Meldesignal erzeugt wird, indem sich über den Schutzwiderstand 28 und die Meldelinienanschlüsse 24 und 25 die Linienspannung auf einen sich aus den Komponenten 26, 27 und 28 und dem Linienstrom ergebenden Sättigungswert verringert Ein Kondensator 30 hält die Betriebsspannung des Verstärkers für die Dauer der Auswertung stabil, wobei die Diode 29 die Schaltung gegen Falschpolung und inverse Induktionsspannungen schütztFor processing this current, the amplifier arrangement is a timing element consisting of the The resistor 22 and the capacitor 23 are connected downstream when the detector base threshold voltage is exceeded of the transistor 26, the bistable multivibrator consisting of the transistors 26 and 27 in the conductive State switches and thus a corresponding message signal is generated by going over the protective resistor 28 and the alarm line connections 24 and 25 the line voltage on one from the components 26, 27 and 28 and the line current resulting saturation value is reduced. A capacitor 30 holds the Operating voltage of the amplifier stable for the duration of the evaluation, with the diode 29 controlling the circuit protects against reverse polarity and inverse induction voltages
j« Reicht die über den Kondensator 18 abgegebene Energie nicht mehr aus, die Verstärkeranordnung im Sättigungsbereich zu halten — beispielsweise dann, wenn nicht das aus Phase 1 und Phase 2 bestehende Schwingungspaket ansteht — dann fällt die Schaltung in den stromlosen Zustand zurück, wobei eine Entladung über die Widerstände 15,10 erfolgtj «is sufficient for the output via the capacitor 18 Energy is no longer enough to keep the amplifier arrangement in the saturation range - for example, if the vibration package consisting of phase 1 and phase 2 is not present - then the circuit falls into back to the de-energized state, a discharge taking place via the resistors 15, 10
Die Wirkungsweise des Gerätes innerhalb der Meldelinie erläutert F i g. 4. An die Meldezentrale 31 ist über die Direktklemmen 32 und 33 die zweiadrige Meldelinie angeschlossen. Sie führt über die Anschlußleitungen 24 und 25 zum Endwiderstand 34. Der Zwischen den Adern der Meidelinie bestehende Potentialunterschied 35 ist mit der Betriebsspannung des Glasbruchmelders identisch. Nach der Auslösung eines Glasbruchmelders 36 bricht die Spannung 35 zusammen und löst die Meldung aus.The mode of operation of the device within the reporting line is explained in FIG. 4. To the reporting center 31 is The two-wire signal line is connected via direct terminals 32 and 33. It leads over the connecting cables 24 and 25 to the end resistor 34. The one existing between the veins of the avoidance line Potential difference 35 is identical to the operating voltage of the glass break detector. After the trip a glass breakage alarm 36 breaks the voltage 35 and triggers the message.
Aus Fig.4 erklärt sich auch die Bedeutung der Betriebsstromfreiheit des Gerätes. Die Gleichspannungsquelle 37 bestimmt zusammen mit dem lnnenwiderstand 38 und dem Endwiderstand 34 die Linienspannung 35, die von einer Meßvorrichtung 39 permanent überwacht wird. Jeder parallel zu 34 fließende Strom würde die Linienspannung verändern.The meaning of the No operating current of the device. The DC voltage source 37 determines together with the internal resistance 38 and the terminal resistor 34 the line voltage 35, which is measured by a measuring device 39 is permanently monitored. Any current flowing in parallel to 34 would change the line voltage.
Sie müßte jedem zusätzlich eingesetzten Glasbruchmeider mit entsprechendem Aufwand neu angepaßt werden. Auch wäre dies wegen der physikalischen Gesetzmäßigkeit nur begrenzt möglich. Gleichzeitig müßte der durch jeden Melder fließende Strom mit einem der Meßtoleranz der Anordnung 39 entsprechendem hohen Aufwand stabilisiert sein.It would have to be readjusted with the corresponding effort for each additionally used glass breakage breaker will. This would also only be possible to a limited extent due to the laws of physics. Simultaneously the current flowing through each detector would have to correspond to a measurement tolerance of the arrangement 39 be stabilized at great expense.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (7)
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Also Published As
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