DE2721853A1 - Brandalarmsystem - Google Patents

Description

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DR.-INg1~HF.L0. DIPL-PHYS. WOLFF. Reg.-Nr. 125 378

STUTTGART 1, LANGE STRASSE 51

NOHMI BOSAI KOGYO CO., LTD. Tokyo/Japan

Brandalarmsystem

Die Erfindung betrifft ein Brandalarmsystem mit wenigstens einem Brandfühler, der ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem Brandphänomen, wie etwa Wärme, Rauch, Verbrennungsgase oder Licht bzw. Strahlung, abgibt, und einer zugehörigen Schwellenwertschaltung, die Signale abgibt, wenn die Brandfühler-Ausgangssignale verschiedene vorgegebene Schwellenwerte durchschreiten.

Die Ausgangssignale der Schwellenwertschalter eines solchen Brandalarmsystemes dienen dazu, bestimmte externe Brandschutzeinrichtungen zu betätigen, wie z.B. Rauchabsaugeinrichtungen, Evakuationsleitsysteme, Einrichtungen zum Verschliessen von Feuertüren und falls notwendig zur Auslösung von Brandlöscheinrichtungen. In der Praxis kann das vom Brandalarmsystem ausgewertete Brandphänomen, wie z.B. Wärme, Rauch, Verbrennungsgase oder elektromagnetische Strahlung, beträchtlich schwanken, und zwar sowohl bedingt durch die Brandeigenschaften, als auch durch Störeinflüsse. Infolge dieser Schwankungen ist es häufig, dass zunächst momentan einer der vorgesehenen Schwellenwerte überschritten wird, im nächsten Augenblick jedoch die Brandkenngrösse wie-

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der unter diesen Schwellenwert sinkt und kurz darauf wieder die Schwelle überschreitet. Am Ausgang des Schwellenwertschalters tritt dann ein fluktuierendes oder intermittierendes Signal auf. Dadurch worden auch die angeschlossenen Brandschutzeinrichtungen nur kurzzeitig und intermittierend betätigt. Dies führt zu einer unstabilen Arbeitsweise der entsprechenden Einrichtungen, z.B. der Rauchabsaugvorrichtungen, der Fluchtweganzeige und der Feuertür-SchIiesseinrichtungen.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Brandalarmsystem mit einfachem Aufbau zu schaffen, welches eine stabile und sichere Betätigung verschiedener angeschlossener Brandschutzeinrichtungen gewährleistet.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Speicherschaltungen vorgesehen sind, welche Ausgangssignale in Abhängigkeit von der Durchschreitung der einzelnen Schwellenwerte erzeugen und welche diese Ausgangssignale für vorgegebene Speicherzeiten konstant halten, wobei die angeschlossenen Brandschutzeinrichtungen durch jeweils ein Ausgangssignal der Speicherschaltungen ausgelöst werden.

Bei einer besonders zweckmässigen Weiterbildung

der Erfindung wird durch eine Speicherschaltung mit niedrigerem Schwellenwert zusätzlich während der zugehörigen Speicherzeit eine Speicherschaltung mit um wenigstens eine Stufe höherem Schwellenwert blockiert. In diesem Fall kann diese Speicherschaltung mit höherem Schwellenwert nicht durch kurzzeitige Störimpulse zur Abgabe eines Ausgangssignales veranlasst werden und die zugehörige Brandschutzeinrichtung wird erst nach Ablauf der Speicherzeit ausgelöst, wenn dann das Brandfühlersignal immer noch den höheren Schwellenwert übersteigt. Dadurch kann grösserer Schaden durch fehlerhafte Auslösung von Brandschutzeinrichtungen vermieden werden. Andererseits können jedoch auch andere Brandschutzeinrichtungen, die keinen Schaden verursachen können, ohne Zeitverzögerung ausgelöst werden.

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Die Erfindung wird anhand der in den Figuren wiedergegebenen Schaltbilder von Ausführungsbeispielen und Diagramme erläutert.

Figur 1 zeigt die Schaltung eines ersten Brandalarmsystems.

Figur 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Schaltung.

Figur 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Brandalarmsystems. Figur 4 zeigt die Schaltung eines dritten Beispieles.

Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung gemäss Figur 4.

Die Schaltung des in Figur 1 dargestellten Brandalarmsystems enthält einen Branddetektor DE und eine Signalzentrale RE, die mit den Leitungen 1χ, l2_f I3 miteinander verbunden sind. Der Branddetektor DE besteht aus einem Brandfühler A, zwei Schwellenwertschaltern Bi, B2, welche getrennt arbeiten und Signale abgeben, sobald das Ausgangssignal des Brandfühlers A zwei verschiedene Schwellenwerte überschreitet, sowie Speicherschaltungen ΤΜχ, TM2, welche getrennt voneinander Ausgangssignale in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Schwellenwertschalter B\, Β2 erzeugen und diese Ausgangssignale für eine vorbestimmte Zeit konstant halten und gleichzeitig dabei die Betätigung des Schwellenwertschalters B2 und der zugehörigen Speicherschaltung TM2 mit dem höheren Schwellenwert blockieren. Weiterhin ist eine Schaltung S zur Betätigung verschiedener Brandschutzeinrichtungen in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Speicherschaltungen ΤΜχ und TM2 über die Leitungen I2 und I3 vorgesehen. Die Signalzentrale RE enthält eine Gleichspannungsquelle E, die an die Leitungen I^ und I₂ eine Spannung abgibt und gleichzeitig an Steuereinrichtungen RIx,RI2 für verschiedene Brandschutzeinrichtungen, welche über Zenerdioden ZDi,ZD2 betätigt werden, die mittels ver-

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schiedener Signalspannungen auf den Leitungen 12/13 durchgeschaltet werden.

Im Brandfühler A ist ein Thermistor Th und ein Widerstand Ri in Serie zwischen den Leitungen 1\, I2 verbunden, wobei die Spannung am Verbindungspunkt den Schaltzustand eines Transistors Ti steuert, dessen Emitter über einen Widerstand R2 mit Leitung I2 verbunden ist. Der Schwellenwertschalter enthält einen Transistor T„, dessen Emitter am Abgriff eines Spannungsteilers R3, R4 zwischen den Leitungen Ii, I2 liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand R5 mit Leitung Ii verbunden ist. Dieser Transistor T2 wird durch den Spannungsabfall am Widerstand R2 an- und abgeschaltet, sobald sein Schwellenwert durchschritten wird.

Die an den Kollektorwiderstand R5 angeschlossene Speicherschaltung TM-^ enthält eine monostabile Schaltung aus zwei Transistoren T3 und T4. Transistor T3 wird dabei vom Spannungsabfall am Widerstand R5 gesteuert, d.h. bei Durchschreitung des Schwellenwertes an- und abgeschaltet und ist über einen Widerstand Rg, einen Kondensator Ci und einen Widerstand R7 mit der Leitung I2 verbunden. Transistor T4, dessen Basis vom Spannungsabfall am Widerstand R7 angesteuert wird, ist über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T3 und einen Widerstand Rg zwischen die Leitungen Ii und I2 geschaltet.

Weiterhin ist ein zweiter Schwellenwertschalter B2 mit einem Transistor T5 vorgesehen, welcher ebenso wie der erste Schwellenwertschalter vom Spannungsabfall am Widerstand R2 des Brandfühlers A angesteuert wird. Dieser Transistor T5 ist über die Widerstände Rn und Rio» einen weiteren Transistor Tg und eine Diode Di zwischen die Leitungen Ii und I2 geschaltet, wobei parallel zum Transistor T5 und dem Widerstand Rn ein weiterer Widerstand Rg liegt. Die Basis des Transistors Tg ist über Widerstände Ri3 und R12 mit Leitung Ii verbunden, deren Verbindungpunkt über eine Diode D2 mit dem Kollektor des Transistors T4 der

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Speicherschaltung TMi verbunden ist. Der Transistor T5 wird also vom Ausgangssignal der ersten Speicherschaltung angesteuert, d.h. er bildet eine Inhibitionsschaltung IN für den zweiten Schwellenwertdetektor in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der ersten Speicherschaltung.

Der Kollektor des Transistors 5 des zweiten Schwellenwertdetektors ist mit der Basis eines Transistors T7 in der zweiten Speicherschaltung TM2 verbunden, dessen Leitungszustand also vom Spannungsabfall am Widerstand R\\ gesteuert wird. Dieser Transistor T7 liegt über einem Widerstand R14, einem Kondensator C2 und einem Widerstand R^5 zwischen den Leitungen 1]_, I2» wobei die Basis eines weiteren Transistors T8 an den Abgriff zwischen Kondensator C2 und Widerstand R15 angeschlossen ist und die Kollektor-Emitter-Strecke dieses Transistors Tq über einen Widerstand R^g und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ty mit den Leitungen 1]_, I2 verbunden ist. Die Transistoren T7 und T8 bilden also ebenfalls eine monostabile Schaltung.

An die Ausgänge der beiden Speicherschaltungen TM^ und TM2 ist eine Steuerschaltung S angeschlossen, die einen Schaltkreis SA enthält, der die Ausgangssignale der Speicherschaltungen TM^, TM2 summiert und einen an den Kollektor des Transistors T^ angeschlossenen Widerstand R^ 7 in Serie mit einer Diode D3, einen an den Kollektor des Transistors T7 angeschlossenen Widerstand Riß in Serie mit einer Diode D4 und einen gemeinsamen Widerstand R-^g enthält, sowie einen Transistor Tg, der über einen Widerstand R20 zwischen den Leitungen I^ und I2 liegt und dessen Basis vom Spannungsabfall am Widerstand R^g angesteuert wird. Der Emitter dieses Transistors Tg ist über eine Leitung über Zenerdioden ZD^ und ZD2 mit den Betätigungseinrichtungen und RI2 in der Signalzentrale RE verbunden.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Brandalarmsystems wird anhand der in Figur 2 dargestellten Diagramme erläutert,

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und zwar für den zeitlichen Verlauf einer Brandkenngrösse,ζ.B. einer vom Brandfühler A wahrgenommenen Temperaturänderung wie in Figur 2 (1) dargestellt, wobei die Horizontalachse die Zeit t darstellt und die Vertikalachse beispielsweise die Temperatur h. oder eine entsprechende andere Brandkenngrösse. Die Linie a zeigt das Beispiel eines im Brandfall auftretenden Temperaturverlaufes und L^, L2 die Schwellenwerte der beiden Schwellenwertschalter Bi und B2-

Unterliegt der Brandfühler A einer Temperaturänderung, wie sie in Figur 2 (1) dargestellt ist, so nimmt der Widerstand des Thermistors Th ab, die Basisspannung am Transistor Ti steigt und dieser wird leitend, so dass sich am Widerstand R2.ein Spannungsabfall aufbaut, der wiederum die Basisspannung der Transistoren T2 und T5 in den Schwellenwertschaltern Βχ und B2 ansteigen lässt. Sobald die Temperatur h den ersten Schwellenwert L^ erreicht, schaltet Transistor T2 den Schwellenwertschalter Bi auf Durchgang, wie in Figur 2 (2) gezeigt wird, und veranlasst Transistor T3 in der Speicherschaltung ΤΜχ,ebenfalls wie in Figur 2 (3) dargestellt, über Widerstand Rg, Kondensator Ci und Widerstand R7 sowie über die dazu parallel liegende Schaltung von Widerstand R17, Diode D3 und Widerstand R^g in der Steuerschaltung S auf Durchgang zu schalten. Bei leitendem Transistor T3 wird Transistor T4 ebenfalls für eine bestimmte Zeit ti leitend, wobei diese Zeit ti durch die Zeitkonstante des Widerstandes Rg und des Kondensators Ci bestimmt wird, wie dies in Figur 2 (4) dargestellt ist. Während dieser Zeit ti sind die Transistoren T3 und T4 in Selbsthaltung. Daher bleibt Transistor T3 leitend, selbst wenn die Temperatur h inzwischen unter die Schwelle Li fällt und T^ wiederum sperrt.

Während der Transistor T4 leitend ist, wird die aus Widerstand ^R13,Basis-Emitter-Strecke des Transistors Tg und Diode D^ in der anderen Schwellenwertschaltung B2 gebildete Serieschaltung durch den Transistor T4 über die Diode D2 kurzgeschlossen und Transi-

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stor Tg wird während dieser Zeit ti in gesperrtem Zustand gehalten, wie in Figur 2 (5) dargestellt. Selbst wenn die Temperatur h den höheren Schwellenwert L2 des Schwellenwertschalters B2 erreicht, kann daher der Transistor T5 dieses Schwellenwertschalters nicht auf Durchgang schalten und die zugehörige Speicherschaltung TM2 kann nicht betätigt werden. Andererseits entsteht bei leitendem Transistor T3 jedoch trotzdem über dem Widerstand R19 in der Steuerschaltung S ein gewisser Spannungsabfall, so dass Transistor Tg einen gewissen Strom zieht und an dessen Emitter-Widerstand R₂Q eine Signalspannung VL^ entsprechend der Schwelle L]_ auftritt, wie in Figur 2 (9) dargestellt. Dadurch wird die Zenerdiode ZD^ in der Signalzentrale RE leitend und die Steuerschaltung RIi beispielsweise für die Rauchabzugeinrichtung oder ähnliches wird betätigt.

Wenn nun Transistor T4 nach Ablauf der Speicherzeit ti wieder sperrt, so ist Transistor Tg bereit, jederzeit auf Durchgang zu schalten. Wenn nun die Temperatur h bereits die höhere Schwelle L_? erreicht hat, wird Transistor T5 im zweiten Schwellenwertschalter E>2, wie in Figur 2 (6) gezeigt, sofort leitend und Transistor T7 in der zweiten Speicherschaltung TM₂ wird, wie in Figur 2 (7) gezeigt, ebenfalls über den Widerstand R14, den Kondensator C₂ und den Widerstand R15 und gleichzeitig über die parallel geschaltete Serieschaltung von Widerstand R\q, Diode D4 und Widerstand Rig in der Steuerschaltung S leitend. Dadurch wird nun Transistor T3 über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T7 und den Widerstand R-^g ebenfalls für eine gewisse Zeit t2,die durch die Zeitkonstante von Widerstand R14 und Kondensator C₂ bestimmt wird, ebenfalls leitend, wie in Figur 2 (8) dargestellt. Während dieser Zeit bilden die Transistoren T7, Tß eine Selbsthalteschaltung. Daher bleibt Transistor T7, wie in Figur 2 (7) gezeigt, leitend, selbst wenn die Temperatur h inzwischen unter die zugehörige Schwelle L2 fällt und Transistor T5, wie in Figur 2 (6) gezeigt, wieder zumindest zeitweilig sperrt. Andererseits steigt der Spannungsabfall am Widerstand R-._q der Steuer-

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schaltung S, da dem Strom durch Transistor T-, und Widerstand R17 nunmehr der Strom durch Transistor T-j und Widerstand R^ hinzugefügt wird. An der Leitung I3 am Ausgang der Steuerschaltung S tritt daher, wie in Figur 2 (9) gezeigt, eine Signalspannung VL2 auf, die dem erhöhten Spannungsabfall am Emitter-Widerstand R2O des Transistors Tg entspricht. Bei Erreichen des oberen Schwellen wertes L2 wird daher auch Zenerdiode ZD2 in der Signalzentrale RE leitend und die Steuerschaltung RI2 beispielsweise für Evakuationsleitanzeigen, Feuertür-Schliesseinrichtungen, etc. wird betätigt.

Selbst wenn Transistor 8 nach Ablauf der Speicherzeit t~ wieder sperrt, so bleiben sowohl Transistor T5 als auch Transistor T7 leitend und die Steuerschaltungen RIi und RI2 in der Signalzentrale RE bleiben weiter betätigt, solange die Temperatur h oberhalb der Schwelle L2 bleibt. Sobald jedoch die Temperatur h unter diese Schwelle L2 fällt, schalten beide Transistoren T5 und T7 ab, wie in den Figuren 2 (6) und 2 (7) gezeigt, und die Betätigung der Steuerschaltung RI2 in der Signalzentrale wird gestoppt. Solange jedoch die Temperatur h oberhalb der Schwelle Li bleibt, verharren die Transistoren T2, T3 in der Schwellenwertschaltung Bi in leitendem Zustand, wie die Figuren 2 (2) und 2 (3) zeigen, und die Steuerschaltung Rl^ bleibt betätigt. Wenn jedoch die Temperatur h unter die untere Schwelle Li fällt, werden die Transistoren T2 und T3 gesperrt und die Betätigung der Steuerschaltung Rli wird ebenfalls gestoppt.

Um die Speicherschaltung TM„ für eine bestimmte Zeit zu blockieren enthält die Schwellenwertschaltung B2 die vorstehend beschriebene Inhibitionsschaltung IN. Diese Schaltung kann jedoch auch, wie in Figur 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, ersetzt werden durch ein Relais Rli' im Emitterkreis des Transistors T^, dessen Oeffnungskontakt rlj_· im Emitterkreis des Transistors T7 liegt.

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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel eines Brandalarmsystems enthält nur einen Branddetektor DE in einem überwachten Bereich. Im Fall eines sehr grossen Ueberwachungsbereiches können statt vieler einzelner Brandmelder, wie bei vorbekannten Brandalarmsystemen, nur eine Anzahl von Brandfühlern A verwendet werden, die parallel an eine gemeinsame Auswerteschaltung angeschlossen sind. In diesem Fall ist zwischen dem Emitter des Transistors T\ jedes Brandfühlers und der Basis der Transistoren T21 T5 in der gemeinsamen Auswerteschaltung, wie gestrichelt eingezeichnet, eine Diode Dq geschaltet und die Brandfühler können so an verschiedenen Orten des Ueberwachungsgebietes angeordnet sein. Wenn ein Feuer in dem überwachten Gebiet ausbricht, so werden die Steuerschaltungen Rl]_, RI2 in der Signalzentrale R^ von dem in diesem Gebiet installierten Brandsensor, der dem stärksten Brandphänomen ausgesetzt ist, angesteuert und betätigt.

Obwohl in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nur ein Brandmelder DE dargestellt ist, bei welchem die Schwellenwertschalter B]_, B2, die Speicherschaltungen ΤΜχ, TM2 und die Steuerschaltung S mit dem Brandsensor A zusammengefasst sind, ist es auch möglich, den Brandsensor A allein oder den Brandsensor und den Schwellenwertschalter,zusammen getrennt von den übrigen beispielsweise in der Signalzentrale RE angeordneten Teilen, vorzusehen.

In Figur 3 ist die Schaltung eines solchen Ausführungsbeispieles wiedergegeben, wobei der Brandmelder DE lediglich einen Brandfühler A analog wie in Figur 1 enthält und mit den Schwellenwertschaltungen Bj_, B2 in der Signalzentrale RE mit den Signalleitungen Ii, I2, I3 verbunden ist. Im Unterschied zum ersten Beispiel ist hier der Emitter des Transistors Τχ mit der Basis der Transistoren T2 und T₁- in den Schwellenwertschaltungen B-. und B2 zum Schutz von in der Leitung I3 induzierten Störspannungen über Widerstände R21 und R₂2 verbunden. Im übrigen stim-

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men die Details der Schwellenwertschalter B,, B2 und der Speiohersohaltungen TMj, TM2 mit denen in Figur 1 überein. Jedoch werden im Beispiel nach Figur 3 die Steuereinrichtungen RIi, RI2 für die verschiedenen Brandschutzeinrichtungen direkt von den Ausgängen der Speicherschaltungen TM^, TM2 betätigt, anstatt über eine Steuerschaltung S. Ausserdem sind parallel zu den Steuereinrichtungen RIn, RI2 Dioden D5, Dg zur Spannungsbegrenzung vorgesehen, für den Fall, dass die Stromzuführung zu den Steuereinrichtungen RIi, RI2 unterbrochen ist.

Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles ist nahezu mit der des ersten Beispieles identisch. Bei der Ueberwachung eines grosser) Bereiches können mehrere Detektoren DE parallel geschaltet werden, wenn eine Diode Dq zwischen den Emittern der Transistoren T^ in jedem Detektor und der Leitung I3 angebracht wird. Die verschiedenen Detektoren können dann an verschiedenen Punkten des überwachten Gebietes angeordnet werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen sind jeweils zwei Schwellenwertschalter Bi und B2 vorgesehen, welche Ausgangssignale abgeben, wenn der Brandsensor A zwei verschiedene Schwellen überschreitet. Falls nötig können jedoch auch mehr Schwellenwertschalter Bi, B2, B3 ... vorgesehen sein und eine entsprechende Anzahl von Speicherschaltungen TM-^, TM2, TM3 ..., welche Ausgangssignale liefern, wenn das vom Brandfühler A oder Brandmelder DE wahrgenommene Brandphänomen drei oder mehr verschiedene Schwellen überschreitet. Dabei können ebenfalls eine grössere Anzahl von Brandschutzeinrichtungen Rl]_, RI2» RI3 ···» ■ z.B. Rauchabzugeinrichtungen, Evakuationsleitsysteme, Feuertür-Schliesseinrichtungen, usw., nacheinander von den einzelnen Schwellenwertschaltern mit verschiedenem Schwellenwert betätigt werden. Dazu kann z.B. ein weiterer Schwellenwertschalter B3 und eine zugehörige Speicherschaltung TM3 zwischen die Speicherschaltung TM2 und die Steuerschaltung S in Figur 1 geschaltet werden. Dazu ist beim Schwellenwertdetektor B3, der den gleichen Aufbau

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hat wie der Schwellenwertdetektor B2,der Abgriff des den Widerständen Ri2' ^13 entsprechenden Spannungsteilers mit dem Kollektor des Transistors T4 über eine D2 entsprechende Diode verbunden und ein zusätzlicher Transistor ist in Serie zwischen dem T5 entsprechenden Transistor und der D^ entsprechenden Diode geschaltet. Die Speicherschaltung TM3 ist ebenfalls analog zu TM2 aufgebaut, und der T7 entsprechende Transistor ist mit der Basis des Transistors T9 der Steuerschaltung wiederum über ein Widerstand und eine Diode verbunden. Der zugehörige Steuerschalter RI3 liegt dann zusammen mit einer weiteren Zenerdiode mit einer höheren Zenerspannung als die von ZD2 parallel zu den anderen Steuerschaltern mit den zugehörigen Zenerdioden. Wird hierbei auf einen Inhibitionsschaltkreis verzichtet, so ist wiederum das Relais Rl·)' im Emitterkreis des Transistors T3 anzuordnen und dessen Oeffnungskontakt im Emitterkreis des dem T7 entsprechenden Transistors.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele enthalten einen Schaltkreis, welcher die Speicherschaltungen TM2 ·-·, die einem höheren Schwellenwert entsprechen, für eine vorgegebene Zeit blockiert. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen Steuerschalter Rl-., Rl-, ... für Rauchabzugeinrichtungen, Evakuationsleitsysteme, Feuertür-Schliesseinrichtungen, usw., nacheinander zuverlässig entsprechend der Entwicklung eines Brandes ausgelöst werden, ohne durch Fluktuationen und Störspannungen beeinträchtigt zu werden. Damit wird jedoch der Nachteil in Kauf genommen, dass bestimmte Steuerschaltungen, z.B. Rl2/ bei einem sich sehr schnell entwickelnden Feuer verzögert betätigt werden. Bei der Verwendung der beschriebenen Brandalarmsysteme in Gebäuden, wo eine schnelle Feuerentwicklung wahrscheinlich ist, kann es zweckmässig sein, bestimmte Inhibitionsschaltungen IN, z.B. für die Speicherschaltung TM2, wegzulassen, sodass die entsprechende Brandschutzeinrichtung durch den zugehörigen Steuerschalter RI2 ohne Zeitverzögerung betätigt werden kann.

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Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines aus der japanischen Gebrauchsmuster-Anmeldung Sho 50-163205 bekannten Brandmelders DE mit konstanter Spannung, bei welchem Brandsensor und Schwellenwertschalter ein impulsförmiges Signal erzeugen und ein Gleichspannungssignal, wenn die Ausgangsspannung des Brandfühlers eine erste bzw. eine zweite Schwelle überschreitet. Dabei weist die Signalzentrale RE zwei unterschiedliche Mittel zum Nachweis des impulsförmigen Signales und des Gleichspannungssignales vom Brandmelder DE auf und deren Ausgangssignale zur Ansteuerung verschiedener Brandschutzeinrichtungen werden für vorbestimmte Zeiten konstant gehalten.

Der Brandmelder DE des in Figur 4 dargestellten Brandalarmsysttrmes enthält eine Brandfühlerschaltung AB, welche bestimmte Ausgangssignale abgibt, wenn das nachgewiesene Brandphänomen bestimmte Schwellenwerte überschreitet, sowie einen Impulsgenerator C, einen Spannungsstabilisatorkreis F und einen Ausgangskreis D. Alle Teile des Brandmelders DE liegen zwischen der Leitung 11' , die über den Transistor T* des Spannungsstabilisationskreises F mit der positiven,zur Signalzentrale RE führenden Leitung I^ verbunden ist und der Leitung I2¹/ welche direkt mit der negativen, zur Signalzentrale RE führenden Signalleitung I2 verbunden ist. Der Brandfühler AB enthält wiederum einen Thermistor Th in Serie mit einem Widerstand R]_, deren Verbindungspunkt mit der Basis eines Transistors T^ verbunden ist, dessen Leitungszustand vom Spannungsabfall über den Widerstand R^ gesteuert wird und der mit den Widerständen R3, R. und R5 zwischen den Leitungen liegt, wobei parallel zum Widerstand R5 ein Transistor T3 und parallel zum Transistor T]_ und dem Widerstand R3 ein weiterer Widerstand R2 liegt. Der Verbindungspunkt von Transistor Tj_ und Widerstand R3 ist an die Basis eines Transistors T2 angeschlossen, dessen Leitungszustand vom Spannungsabfall am Widerstand R3 bestimmt wird. Der Transistor T^ liegt in Serie mit den Widerständen Rr und R,,, zwischen den Leitungen. Der

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zwischen den Leitungen Ιχ¹, 12* liegende Impulsgeber C enthält die Serieschaltungen der Widerstände Rg und R^q sowie des Widerstandes Ri ·. und des Kondensators C^. Parallel zum Kondensator C^ liegt eine Serieschaltung eines PUT, dessen Steuerelektrode an den Abgriff des Spannungsteilers Rg, R^q angeschlossen ist und der Widerstände R7, Rg, deren Verbindungspunkt an die Basis des Transistors T-, angeschlossen ist. Der Spannungsstabilisationskreis F enthält eine Zenerdiode Ζϋχ in Serie mit einem Widerstand R13, welcher zwischen Kollektor und Basis eines Transistors T. geschaltet ist. Die Ausgangsschaltung D weist einen Transistor T5 auf, der vom Spannungsabfall am Widerstand R^ 9^e~ steuert wird, und der in Serie mit einer Zenerdiode ZD2 und einer Leuchtdiode LD zwischen den Leitungen Ιχ und I2¹ liegt.

Die Signal zentrale RE enthält eine Speicherschaltung TM2, die ein Ausgangssignal entsprechend einem Gleichspannungssignal vom Brandmelder DE liefert und dieses für eine vorbestimmte Zeit konstant hält und an die ein Steuerschalter RI2 für eine bestimmte Brandschutzeinrichtung angeschlossen ist. Weiterhin ist ein Impulsgeber P vorgesehen, der bei Eintreffen eines impulsförmigen Signales vom Brandmelder DE einen impulsförmigen Strom erzeugt, sowie eine Schaltung AD, die den impulsförmigen Strom in einen Gleichstrom umwandelt,und eine Speicherschaltung ΤΜχ , die ein Ausgangssignal entsprechend dem Gleichstrom der Schaltung AD erzeugt und diesen für eine vorbestimmte Zeit konstant hält und an die ein weiterer Steuerschalter Rl^ für eine andere Brandschutzeinrichtung angeschlossen ist. Eine Gleichspannungsquelle E versorgt die gemeinsamen Leitungen dieser Schaltungen I]/', I2" und die daran angeschlossenen, zum Brandmelder führenden Signalleitungen Ιχ, l2 mit einer Gleichspannung.

In der Speicherschaltung TM2 ist ein Transistor T5 in Serie mit den Widerständen R,,. und Rx^ zwischen den Leitungen Ιχ", I2" 9^e~ schaltet. Parallel zum Widerstand Rx7 liegt ein Kondensator C2. Während die Leitung Ιχ" direkt mit der Signalleitung Ιχ verbun-

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den ist, ist zwischen Leitung 1 " und Signal 1eitung I2 ein
Widerstand R25 angeordnet, welcher durch die Serieschaltung der Widerstünde Ri 4, Ri 7 überbrückt wird. Parallel zum Kondensator C 2 1 ^!· ■. 1 die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors T7 , der vom Spann¹· ·■: τ j .7" --< ] 1 am Widerstand Ri 7 gesteuert wird und dessen
Kolloktor üljer einen Widerstand R^n einen Kondensator C3 und
einen Widerstand R]8 wit dor Leitung li" verbunden ist. Der
Verbindungspunkt von Widerstand R13 ^unc^ Kondensator C3 ist an
die Basis des Kollektors dos Transistors Tg angeschlossen.
Zusätzlich liegt zwischen dem Kollektor von Transistor Ty und
der Leitung 1η" der genannte Steuerschalter RI2 mit einer parallel geschalteten Diode Di .

Der Impu1sgoberkreis P enthalt einen Transistor Tg, der über
den Widerstand R2] vom Spannungsabfall über den Widerstand R20 gesteuert wird, welcher über einen Kondensator C4 mit dem
Widerstand R^ 5 verbunden ist. Parallel zu diesem Transistor Tß liegt der Schiiesskontakt rl 2 des Steuerschalters RI2 in Serie mit einem Widerstand R₂2 zwischen den Leitungen. Die Schaltung AD enthält eine Scr icscha 1 tung der Widerstände R24, Γ?23 ^unc^ einer Diode D2 parallel zum Widerstand R22 sowie eine Seriescha.ltung der Widerstände R-,₄» R25 ^mit dem Transistor T 9 zwischen den Leitungen 1 ]_" , I2"· Weiterhin ist ein Transistor Tig vorgesehen,
der durch den Spannungsabfall am Widerstand R24 gesteuert wird und der in Serie mit einem Kondensator C5 und den Widerständen R26 ^un<3 R27 zwischen den Leitungen liegt. Parallel zum Kondensator C5 liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors und parallel zum Widerstand R27 die Basis-Emitter-Strecke

des Transistors Tg. Die Basis des Transistors T^ ist über Widerstand R28 ^un(3 Diode D, an den Verbindungspunkt von Widerstand R22 und Transistor Tg angeschlossen. Die Speicherschaltung TM^
schliesslich enthält eine Serieschaltung der Widerstände R29/
R3,, die zusammen mit dem Transistor Tiq der Schaltung AD zwischen den Leitungen liegt. Ausserdem ist ein Transistor T,^ in Serie mit den Widerständen R30r R31 zwischen die Leitungen ge-

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schaltet. Parallel zum Widerstand R^i liegt die Bas i s-Eini tter Strecke eines Transistors Τχ3, dessen Kollektor über einen Widerstand R^t einen Kondensator Cg und einen Widerstand R32 an die positive Leitung Ii " angeschlossen ist. Weiterhin ist an den Kollektor dieses Transistors Tj^ der St euerschal ter mit einer parallel geschalteten Diode D 4 angeschlossen.

Wenn der Kondensator C]_ im Impulsgenerator C des Bi .indrne lders DK über den Widerstand Rt, aufgeladen wird und die Anodenspan— nung fies PUT grosser wird als die Steuerspannung beginnt der PUT zu leiten und am Widerstand Rg fällt, hervorgerufen durch den Gate-Strom durch den Widerstand R und den Anodenstrom, der hauptsächlich durch den Entladestrom des Kondensators C^ hervorgerufen wird, eine Spannung ab. Sobald der PUT leitend ist, entlädt sich der Kondensator Cn durch diesen und die Widerstände R7, Rq₁ bis der Fnt 1 adestrom unter den Haltest rom des PIJT fällt, so dass dieser während vorbestimmten Zeiten an- und wieder abgeschaltet wird. Dieser Vorgang wird mit einer vorbestimmten Frequenz zyklisch wiederholt und es entsteht eine impuIsförmige Spannung mit einer Impulsdauer r und einer Periode T, wie in Figur 5 (1) dargestellt, am Widerstand Rg. Dabei stellt die Horizontalachse die Zeit t dar und die Vertikalachse die Spannung v. Synchron mit der Impulsspannung schaltet der Transistor T, in Kreis AB und schliesst den Widerstand R5 periodisch kurz.

Infolgedessen schwankt auch das Ansprechniveau des Brandfühlerkreises AB mit dieser Periode T und Impulsbreite τ periodisch zwischen zwei Schwellenwerten L^, L 2, wie in Figur 5 (2) dargestellt. Wenn daher der Thermistor Th eine Temperaturänderung gemäss Kurve a in Figur 5 (2) erfährt und sich die Basisspannung des Transistors T^ entsprechend ändert, so schalten die Transistoren T, und T2 nacheinander nach der Zeit t. auf Durchgang, wenn die Temperatur h die untere Schwelle Li erreicht hat. Durch den Spannungsabfall am Widerstand R^2 schaltet dann auch Transistor T5 an, so dass zwischen den Leitungen L und 1_ ein hin-

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reichend grosser impulsformiger Strom fliesst, um den Schwellenwertschalter zu betätigen. Die Zenerdiode ZD2 legt die Spannung V2, d.h. die Differenz zwischen Spannungsabfall am Schwelli'iiwn t scliallcr bei Eintreffen eines Signales und der Spannung Vo zwischen den Leitungen l\ und I2 bei nicht angesprochenem Brcimlinelder auf eine solchen Wert fest, dass die Spannungsstabi-1 isierungsschaltung F ihre Ausgangsspannung Vi, wie in Figur 5 (3), konstant hält und gleichzeitig die Leuchtdiode LD veranlasst, während der Zeit 1 zu leuchten. Wie aus Figur L> (4) zu erkennen, wiederholen sich die Stromimpulse in den Leitungen 1^, I2 periodisch, wenn die Temperatur h die untere Schwelle L^ überschreitet.

Wc· η η jedoch die zweite, höhere Schwelle L2 zur Zeit t2 überschritten wird, werden die Transistoren Ti, T2 und T5 leitend und bleiben in diesem leitenden Zustand, solange die Temperatur h grosser als die Schwelle L2 bleibt. Die Leuchtdiode LD leuchtet ebenfalls konstant und in den Leitungen 1^, I2 fliesst ein Gleichstromsignal. Wie in Figur 5 (4) dargestellt, ist das Signal in den Leitungen lj_, I2 also impulsförmig, wenn die Temperatur zwischen den Schwellen L, und L2 liegt und ein Dauersignal, wenn die Temperatur über der oberen Schwelle L2 liegt. Das Signal ist jedoch Null,wenn die Temperatur unter die Schwelle L^ fällt.

Wenn also die Umgebungstemperatur h die untere Schwelle L^ überschreitet, so wird ein impulsförmiges Signal über die Leitungen zur Signalzentrale RE gesandt. Am Widerstand R\^ fällt dann eine gleichartige impulsförmige Spannung VR15 ab. Der Spannungsabfall am Widerstand R20 entspricht dann wegen des Kondensators C4 dem Differentialwert, wie in Figur 5 (5) dargestellt, und ebenso der Leitungszustand des Transistors T3.

Durch die nunmehr am Widerstand R24 abfallende Spannung wird auch Transistor T]Q, wie in Figur 5 (6) dargestellt, auf Durch-

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gang geschaltet und Kondensator C5 wird über dip ^Tiderstände R25, R27 geladen. Durch diesen, durch den Widerstand R27 fliessenden Ladestrom, schaltet auch Transistor T„ auf Durchgang. Sobald nun die Spannung ain Kondensator C5 einen bestimmten Wert erreicht, schaltet auch Transistor T,, an, wie in Figur 5 (7) gezeigt, und der Kondensator C_r wird w.'ihrend der Impulse kaum noch geladen. Γη dein 1 mpu 1 szwi s< Ίχ "·;ι t .' i \ 11; u ■ η werden die Transistoren Tg und T,, wieder nichtleitend und Kondensator C5 wird, wie in Figur 5 (8) gezeigt, geladen. Die Aufladezeit te wird durch die Zeitkonstantc von Kondensator Cr und Widerstand R26 bestimmt, ist jedoch länger als die Inipulszwischenräume. Daher werden die Transistoren Tg und T] γ durch den nächsten Impuls wieder angeschaltet, bevor die Ras i sspar.nung des Transistors Tg abnimmt und dieser nichtleitend wird. Der Kondensator C5 kann sich daher nicht, entladen und Transistor Tg bleibt leitend. Daher bleibt auch Transistor Tjq,wie in Figur 5 (6) gezeigt, solange leitend, wie die Tinpul s fol g..v kontinuierlich von Brandmelderteil DE eintrifft. Infolge des Spannungsabfalls am Widerstand R32 wird auch Transistor T-, 3 voranlasst, ^(1lJl Durchgang zu schalten, wie in Figur 5 (9) gezeigt.

Durch den Widerstand R33; den Kondensator Cg und den Widerstand R32 fliesst also nach den Anschalten des Transistors Ti 3 ein Strom und T-^ iⁿ ^er Speicherschaltung TM. wird, wie in Figur 5 (lo) gezeigt, während einer Zeit ti auf Durchgang geschaltet. Die Transistoren T₁-, und T,., bilden während dieser Zeitdauer t·^, die durch die Zeitkonstante von Kondensator Cg und Widerstand R33 bestimmt ist, eine Selbsthalteschaltung. Selbst wenn die Temperatur h während dieser Zeit unter die untere Schwelle Li fällt, und Transistor T^q nichtleitend wird, bleibt Transistor T^, leitend. Sobald Transistor Ti 3 angeschaltet wird, wird der Steuerschalter Rl₁ entsprechend Figur 5 (9) betätigt und löst beispielsweise die Rauchabzugeinrichtung aus. Inzwischen wird der Kondensator C2 durch die Impulsspannung am Widerstand Ri5 der Speicherschaltung TMt geladen. Durch geeignete Wahl der Kapazität des

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Kondensators C2 und des Widerstandes R^₇ wird erreicht, dass die Aufladung durch einen Impuls während der Impulszwischenräume wieder verschwindet. Daher kann Transistor T₇ nicht auf Durchgarn schalten.

Sobald die Umgebungstemperatur zu einem späteren Zeitpunkt t_ den zweiten Schwellenwert L2 erreicht, wird über die Leitungen 1^, I2 ein Gleichstromsignal zur Signalzentrale RE gesandt. Wie in Figur 5 (4) gezeigt, entsteht dann am Widerstand R15 ebenfalls ein dauernder Spannungsabfall. Diese Gleichspannung wird mit einer gewissen kleinen Zeitverzögerung, bedingt durch die Aufladung des Kondensators C 2 auf den Widerstand R^₇ übertragen und Transistor T7 schaltet über die Widerstände R^g/ ^R19 ^un(^ Kondensator C₃, wie in Figur 5 (11) gezeigt, auf Durchgang. Durch den Spannungsabfall am Widerstand R^ß wird weiterhin Transistor Tg über die Widerstände R^g und Rj₇, wie in Figur 5 (12) gezeigt, leitend, so dass die Speicherschaltung TM2 mit den Transistoren Tg, T₇ während einer Zeit t2,bestimmt durch die Zeitkonstante von Kondensator C3 und Widerstand R^g₁ in Selbsthaltung gerät. Selbst wenn die Temperatur h während dieser Zeit unter die Schwelle L2 fällt und am Widerstand R15 wiederum statt einer Gleichspannung eine Impulsspannung auftritt, bleibt Transistor T₇, wie in Figur 5 (11) gezeigt, leitend. Dadurch wird gemäss Figur 5 (11) auch die Steuerschaltung Rl- betätigt, durch die beispielsweise eine Evakuationsleitanzeige ausgelöst wird. Dabei wird gleichzeitig der Arbeitskontakt r^ geschlossen, so dass die Transistoren T,~ und T^ die in den Figuren 5 (6) und 5 (7) dargestellt, leitend bleiben und der Steuerschalter Rl^ kontinuierlich betätigt bleibt.

Wenn die Umgebungstemperatur h zu einem späteren Zeitpunkt unter die Schwelle L₂ fällt, tritt am Widerstand R,,- wiederum eine-Impulsförmige Spannung auf, Transistor T₇ schaltet ab und der Kon takt rl2 des Steuerschalters wird geöffnet. Fällt dann die Temperatur h auch noch wnter die Schwelle Lj_, verschwindet auch das

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impulsförmige Signal und die Transistoren Tg und T^ werden nichtleitend, Kondensator C^ wird nach einer Zeit te, die sich aus der Kapazität des Kondensators C5 und dem Widerstand 1*25 ergibt, wie in Figur 5 (8) gezeigt, aufgeladen und die Transistoren T^g, T,., und der Steuerschalter Rl, schalten nach Verlauf dieser Zeit te ab, wie Figuren 5 (6) und 5 (9) zeigen.

Falls es nötig ist, auch die Betätigung der Speicherschaltung TM2 um eine vorbestimmte Zeit,nachdem TM^ ein Ausgangssignal abgegeben hat, verzögern, muss ein Relais Rl^¹ im Emitterkreis des Transistors T^2 der Speicherschaltung TM, vorgesehen sein, wie gestrichelt eingezeichnet, und dessen Oeffnungskontakt rl.· muss im Kollektorkreis des Transistors T7 der Speicherschaltung TM2 vorgesehen sein, wie ebenfalls gestrichelt eingezeichnet,

Die Erfindung wurde in den vorstehend beschrieben Beispielen anhand eines Temperaturdetektors beschrieben. Stattdessen kann der Brandfühler auch so ausgebildet sein, dass er auf andere Brandphänomene reagiert, z.B. auf Rauch, Verbrennungsgase, auf Flammenstrahlung oder auf Beleuchtungsänderungen durch Rauch. Zu diesem Zweck ist der Thermistor Th der vorbeschriebenen Beispiele durch einen anderen Sensor zu ersetzen, z.B. durch eine Ionisationskammer, ein photoelektrisches Element, einen Gassensor oder durch andere bekannte Elemente.

Das beschriebene Brandalarmsystem erlaubt trotz einfachen Aufbaues eine sichere und zuverlässige Betätigung angeschlossener Brandschutzeinrichtungen, auch bei schwankenden und fluktuierenden Branderscheinungen.

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Claims (5)

1. FATENTANSPRUECHE

   1/ Brandalarmsystem mit wenigstens einem Brandfühler, der Ausgangssignale in Abhängigkeit von einem Brandphänomen, wie etwa Wärme, Rauch, Verbrennungsgase oder Licht bzw. Strahlung, abgibt, und einer zugehörigen Schwellenwertschaltung, die Signale abgibt, wenn die Brandfühler-Ausgangssignale verschiedene vorgegebene Schwellenwerte überschreiten, gekennzeichnet durch SpeicherschaltungeniTMi, TM2), welche Ausgangssignale in Abhängigkeit von der Ueberschreitung der genannten Schwellenwerte erzeugen und diese Ausgangssignale für vorgegebene Speicherzeiten (T]_, T2) konstant halten,und durch Mittel (S) zur Auslösung von Brandschutzeinrichtungen (RLi, RL2) durch jeweils ein Ausgangssignal der Speicherschaltungen (TM^, TM2).
2. 2. Brandalarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speicherschaltung (TM^) mit niedrigerem Schwellenwert eingerichtet ist, die Abgabe eines Ausgangssignales durch eine Speicherschaltung (TM2) mit um wenigstens eine Stufe höherem Schwellenwert während der Speicherzeit (t^) der Speicherschaltung (ΤΜχ) mit niedrigerem Schwellenwert zu blockieren.
3. 3. Brandmeldesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherschaltungen (TM^, TM2) jeweils eine monostabile Schaltung (T3, T4; T7, Tg) mit einem über einen Widerstand (R) aufladbaren Kondensator (C) aufweisen, wobei die Zeitkonstante dieses RC-Gliedes die Speicherzeit (t±, der entsprechenden Speicherschaltung bestimmt.

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   ORIGINAL INSPECTED
4. 4. Brandmeldesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der monostabilen Schaltungen (T3, T4) mit einem Schwellenwertschalter (B2) mit höherem Schwellenwert in der Weise verbunden ist, dass dieser Schwellenwertschalter (B2) während der Schaltzeit der monostabilen Schaltung (T3, T4) blockiert ist.
5. 5. Brandalarmsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwertschalter (B2) mit höherem Schwellenwert zwei Schaltelemente (T5, Tß) in Serie enthält, wovon das-eine (T5) durch den Brandfühler (A) und das andere (T5) von der monostabilen Schaltung (T3, T4) angesteuert wird.

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