DE1441433B2 - Alarmvorrichtung mit optischer Anzeige - Google Patents

Description

Alarm- und Anzeigevorrichtungen werden weitgehend in der Industrie zur Überwachung von Verfahrensabläufen, der Betriebsbereitschaft von Antriebs- und Regelvorrichtungen und für viele andere Zwecke verwendet. Im allgemeinen bestehen diese Alarmvorrichtungen aus einer Anzeigevorrichtung, die von Störungskontakten gesteuert wird. Letztere sprechen auf die zu überwachende Größe an und betätigen bei anomalen Bedingungen die Anzeigevorrichtung, die akustische oder optische Signale abgibt. Die Anzeigevorrichtung und ihre Steuervorrichtungen werden häufig bausteinartig ausgeführt, so daß sie zu Tafeln zusammengefaßt werden können. Als optische Anzeigevorrichtungen werden meist Klappen, Schauzeichen oder Glühlampen verwendet. Diese Bausteine sind aber oft schwer und kompliziert und benötigen erheblichen Platz. Sie verbrauchen viel Energie und geben viel Wärme ab und sind für Massenherstellung schlecht geeignet.

Es sind Alarmvorrichtungen zur Betätigung eines optischen Anzeigers bekannt, bei denen an einen oder mehrere Störungskontakte eine Kippschaltung angeschlossen ist, um auf Wunsch eine Daueranzeige bis zur Rückstellung der Vorrichtung von Hand zu erzeugen.

Ferner ist ein optischer Anzeiger bekannt, der als mit Wechselspannung gespeiste elektrolumineszente Anzeigetafel ausgebildet ist. Für eine Alarmvorrichtung sind solche Anzeiger aber bisher nicht verwendet worden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Alarmvorrichtung mit an einen Störungskontakt angeschlossener Kippschaltung in möglichst einfacher Weise mit einer elektrolumineszenten Anzeigetafel auszurüsten. Ein Elektrolumineszenzschirm erfordert nun aber im Gegensatz zu den bisher bei den optischen Anzeigern für Alarmvorrichtungen üblichen Glühlampen eine Erregung durch Wechselstromsignale. Solche Wechselstromsignale werden von den bekannten Kippschaltungen für Alarmvorrichtungen nicht unmittelbar geliefert; man müßte hier zu der Schaltung des Wechselstromes durch ein Relais od. dgl. greifen. Die Erfindung zeigt einen einfacheren und billigeren Weg zur Steuerung einer elektrolumineszenten Anzeigetafel durch ein Störungssignal.

Dieser Weg besteht darin, daß in dem Stromkreis zwischen der Wechselspannungsquelle und der Anzeigetafel die Parallelschaltung einer Diode und eines entgegengesetzt dazu gepolten, gesteuerten Gleichrichters liegt und daß die Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters mit dem Ausgang der Kippschaltung verbunden ist.

Ist nun der gesteuerte Gleichrichter gesperrt, so bleibt die Anzeigetafel dunkel, weil die Diode nur Signale einer Richtung durchläßt, die zur Erregung des elektrolumineszenten Schirms nicht ausreichen. Wird dagegen eine Störung gemeldet, so wird der gesteuerte Gleichrichter geöffnet, und es können Signale in beiden Richtungen auf die elektrolumineszente Anzeigetafel gelangen, weshalb diese aufleuchtet.

Auf diese Weise ergibt sich eine ebenso einfache wie zuverlässige Schaltung zum Betrieb der elektrolumineszenten Anzeigetafel.

Vorzugsweise ist die Kippschaltung als Multivibrator ausgebildet, der bei Erregung ein Flackerzeichen liefert. Zweckmäßig ist eine Umschaltvorrichtung vorgesehen, um wahlweise die Anzeige bis Zurückstellung von Hand fortdauern zu lassen oder die Anzeige nur während der Betätigung des Störungskontaktes vorzunehmen. Ferner kann der Multivibrator derart umschaltbar sein, daß er nach Betätigung des Störungskontaktes ein Dauersignal zwecks ständiger Erregung der Anzeigetafel liefert.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Alarmvorrichtung.

ίο Die Alarmvorrichtung 10 enthält als Anzeigevorrichtung eine elektrolumineszente Anzeigetafel 12, die an eine Wechselspannungsquelle 14 mit der Frequenz von 500 Hz angeschlossen ist. In der Speiseleitung liegt ein gesteuerter Gleichrichter 16, der entweder intermittierendes oder dauerndes Aufleuchten hervorrufen kann. Der Gleichrichter 16 wird zu diesem Zweck von einem Multivibrator 18 mit pulsierenden oder gleichbleibenden Steuersignalen versorgt. Eine Eingangsstufe 20 spricht auf anomale Werte der zu überwachenden Größe an und betätigt gegebenenfalls über eine Steuervorrichtung 22 den Multivibrator 18. Die Steuervorrichtung 22 liefert ferner ein Hörzeichen und ist in verschiedener Weise umschaltbar.

Irff' einzelnen wird die Eingangsstufe 20 durch die unter dem Einfluß der Meßgröße stehenden Störungskontakte 28,30 derart gesteuert, daß sie ein Ausgangssignal abgibt, wenn ein anomaler Zustand eintritt. Die Eingangsstufe 20 enthält einen im Ruhezustand gesperrten Transistor 24, dessen Kollektor mit einer positiven Betriebsspannung von 12 Volt verbunden ist, während der Emitter über einen Vorwiderstand 26 mit einer negativen Betriebsspannung von 12 Volt verbunden ist. Die Eingangsstufe 20 kann wahlweise durch einen Ruhekontakt 28 oder durch einen Arbeitskontakt 30 betätigt werden. Wenn der Kontakt 30 verwendet werden soll, bleibt der Kontakt 28 geöffnet. Schließt sich nun der Arbeitskontakt 30 infolge einer anomalen Betriebsbedin- gung, so wird mittels des aus dem Widerstand 26 und den Widerständen 32 und 34 bestehenden Spannungsteilers zwischen der positiven und der negativen Spannungsklemme die Basis des Transistors 24" positiv gegen den Emitter vorgespannt, wodurch der Transistor leitend wird und einen positiven Impuls abgibt. Soll dagegen der Ruhekontakt 28 verwendet werden, so bleibt der Kontakt 30 ständig geschlossen. Da am Kontakt 28 eine negative Vorspannung liegt, bleibt die Basis des Transistors 24 trotz des geschlossenen Kontaktes 30 negativ. Tritt nun die anomale Betriebsbedingung ein und bewirkt die Öffnung des Kontaktes 28, so wird der Transistor 24 in der oben beschriebenen Weise leitend und liefert ein positives Ausgangssignal.

Das positive Ausgangssignal von der Eingangsstufe 20 gelangt auf die Steuervorrichtung 22 und wird mittels eines Kondensators 36 und eines Widerstandes 38 differenziert, so daß sich ein positiver Nadelimpuls ergibt, der auf die Basis eines normalerweise gesperrten Transistors 40 über eine Diode 42 gelangt. Der Kollektor des Transistors 40 ist über einen Widerstand 44 mit einem Schalter 46 verbunden, der je nach der gewünschten Anzeigeart auf einen Kontakt 46 a oder einen Kontakt 466 umgelegt werden kann. Die Schließung des Kontaktes 46 λ liefert eine Betriebsspannung für den Transistor 40, die nur so lange bestehen bleibt, als der Transistor 24 in der Eingangsstufe 20 leitend bleibt. Ist dagegen der Kon-

takt 46 & geschlossen, so bleibt der Kollektor des Transistors 40 ständig über den Widerstand 44 an ein positives Betriebspotential angeschlossen.

Gelangt nun der positive Nadelimpuls über die Diode 42 auf die Basis des Transistors 40, so wird diese positiv gegen den Emitter und der Transistor wird leitend, so daß ein Strom in der Emitterleitung fließt. Diese führt über einen Widerstand 52 und einen normalerweise geschlossenen Schalter 50 sowie einen Summer 48 zur negativen Sammelleitung. Wird also der Transistor 40 geöffnet, so ertönt ein hörbares Alarmzeichen. Der Stromfluß durch den Transistor 40 erzeugt ferner einen Spannungsabfall am Widerstand 44, wodurch die Basis eines zweiten normalerweise gesperrten Transistors 54 in der Steuervorrichtung 22 negativ gegen den zugehörigen Emitter wird. Der Emitter dieses Transistors bleibt im Ruhezustand negativ gegen die Basis, weil ein Strom über eine Diode 56 und einen Widerstand 57 fließt, bis der Transistor 40 leitend wird. Wenn der Transistor 54 geöffnet wird, erscheint praktisch das gesamte Betriebspotential der Vorrichtung 10 an einem Kollektorwiderstand 58. Die am Widerstand 58 abfallende Spannung wird unmittelbar auf die Basis des Transistors 40 rückgekoppelt und hält somit diesen Transistor im geöffneten Zustand, solange an seinem Kollektor eine positive Betriebsspannung liegt. Die Spannung am Widerstand 58 wird ferner dem Multivibrator 18 zugeführt.

Der Multivibrator 18 enthält zwei Transistoren 60 und 62, deren Kollektoren und Basen über zwei Kondensatoren 64 und 66 kreuzweise verbunden sind. Der Emitter des Transistors 60 liegt unmittelbar am negativen Potential, und der Emitter des Transistors 62 wird über einen Spannungsteiler, der aus zwei Dioden 68 und 70 und einem Widerstand 72 besteht und sich zwischen der positiven und der negativen Betriebsspannung befindet, auf einem festen Potential gehalten. Dieser Spannungsteiler liefert auch ein bestimmtes Potential für den Emitter eines im Ruhezustand gesperrten Ausgangstransistors 74.

Der Kollektor des Transistors 62 ist über zwei Widerstände 76 und 78 mit dem positiven Potential verbunden. Da der Spannungsabfall an der Diode 70 den Emitter des Transistors 62 stärker positiv als die Basis dieses Transistors macht, die über einen Widerstand 30 an das negative Potential angeschlossen ist, bleibt der Transistor 62 normalerweise gesperrt. Kollektor und Basis des Transistors 60 können über zwei Widerstände 82 und 84 eine positive Spannung vom Transistor 54 erhalten, wenn dieser leitend geworden ist.

Das positive Signal am Kollektor des Transistors 54 wird bei dessen Öffnung ferner über eine Diode 86 und einen Widerstand 88 auf die Basis des normalerweise gesperrten Transistors 62 gegeben. Die von der Diode 86 gelieferte Spannung ersetzt die vorher über eine Diode 90 vom Emitter des Transistors 24 gelieferte Spannung und macht die Basis des Transistors 62 positiv gegen dessen Emitter. Dadurch wird der Transistor 62 leitend, und der im Ruhezustand geladene Kondensator 66 macht die Basis des Transistors 60 stärker negativ, um zu gewährleisten, daß dieser Transistor gesperrt wird. Wenn der Transistor 62 geöffnet wird, wird die Basis des Ausgangstransistors 74 gegen dessen Emitter negativ, so daß der Transistor 74 ebenfalls leitend wird. Der Kollektor des Transistors 74 ist über zwei Widerstände 92 und 94 mit dem negativen Potential verbunden. Die Verbindungsstelle der Widerstände 92 und 94 ist mit der Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters 16 verbunden. Wenn also der Transistor 74 sich öffnet, so wird ein positives Öffnungssignal auf die Steuerelektrode des Gleichrichters 16 gegeben, dem eine entgegengesetzt gepolte Diode 96 parallel liegt. Der Gleichrichter 16 wird also während der richtigen Halbwellen der von der

ίο Wechselspannungsquelle 14 gelieferten 500-Hz-Signale leitend. Damit beginnt die Anzeigetafel 12 aufzuleuchten und liefert so eine sichtbare Anzeige des Alarmzustandes.

Die Vorrichtung 10 bleibt in dem Zustand, in welchem die Tafel 12 erleuchtet ist, bis der Kondensator 66 sich über den leitenden Transistor 62 entladen hat. In diesem Zeitpunkt wird die Basis des Transistors 60 wegen ihrer Verbindung über den Widerstand 84 mit dem Kollektor des Transistors 54 positiv gegen die zugehörige Emitterelektrode, und der Transistor 60 wird leitend. Infolgedessen macht der Kopplungskondensator 64 die Basis des Transistors 62 negativ gegen dessen Emitter, so daß nunmehr der Transistor 62 gesperrt wird. Dadurch wird die Öffnungsspannung von der Basis des Ausgangstransistors 74 weggenommen und auch Transistor 74 wird gesperrt. Infolgedessen verschwindet das Öffnungssignal des Siliziumgleichrichters 16, so daß dieser in der nächsten Halbperiode mit umgekehrter Polarität gesperrt wird und die Erregung der Elektrolumineszenztafel 12 beendet.

Wenn der Transistor 62 sich gesperrt hat, beginnt sich der Kondensator 66 aufzuladen und der Kondensator 64 entlädt sich über den nunmehr leitenden Transistor 60. Hat sich der Kondensator 64 ausreichend entladen, so beginnt der Transistor 62 wieder zu leiten, und der Kopplungskondensator 66 macht die Basis des Transistors 60 negativ, so daß Transistor 60 gesperrt wird. Auf diese Weise gibt der Multivibrator 18 über den Ausgangstransistor 74 einen Öffnungsimpuls auf die Steuerelektrode des Gleichrichters 16. Dieses Spiel setzt sich ständig fort, so daß die Anzeigetafel 12 ein Flackerzeichen abgibt, das den Alarmzustand entsprechend der öffnung des Kontaktes 28 bzw. der Schließung des Kontaktes 30 bezeichnet. Dieses Flackerzeichen und das gleichzeitige Hörzeichen werden unabhängig von der Einstellung des Umschalters 46 so lange erfolgen, als der Transistor 24 durch die Kontakte 28 bzw. 30 leitend gemacht wird, d. h., solange der anomale Zustand der zu überwachenden Größe anhält.

Die Betriebsweise der Vorrichtung 10 ist auch unabhängig von der Einstellung des Schalters 46 in den Fällen, in welchen der Schalter 50 betätigt wird, um den Summer 48 außer Betrieb zu setzen, während die anomale Bedingung fortdauert. In beiden Stellungen des Schalters 46 wird durch Öffnung des Schalters 50 von Hand der Summer 48 stillgesetzt. Gleichzeitig wird der Emitterkreis des Transistors 40 unterbrochen, so daß dieser Transistor in den gesperrten Zustand zurückkehrt. Damit verschwindet die negative Vorspannung für die Basis des Transistors 54, und dieser Transistor kehrt ebenfalls in den gesperrten Zustand zurück. Sind die Transistoren 40 und 54 einmal gesperrt worden, so können sie durch Schließung des Schalters 50 nicht mehr leitend gemacht werden, auch wenn der

anomale Zustand fortdauert, also der Transistor 24 weiter leitend bleibt.

Wenn die Transistoren 40 und 54 gesperrt sind, ist auch kein Spannungsabfall am Widerstand 58 mehr vorhanden, so daß weder dem Transistor 60, noch der Basis des Transistors 62 über die Diode 86 eine Betriebsspannung zugeführt wird. Damit arbeiten die Transistoren 60 und 62 nicht mehr als Multivibrator. Wegen der fortdauernden Öffnung des Transistors 24 wird jedoch ein positives Potential über die Diode 90 und den Widerstand 88 auf die Basis des Transistors 62 übertragen. Infolgedessen bleibt der Transistor 62 leitend, so daß der Transistor 74 ebenfalls leitend bleibt. Somit gelangt nunmehr vom Transistor 74 ein Öffnungsgleichstrom auf den Gleichrichter 16, so daß die Anzeigetafel 12 nicht mehr intermittierend aufleuchtet (flackert), sondern ständig erregt bleibt. Dieses Dauerlicht zeigt an, daß die Anomalität der zu überwachenden Größe fortdauert, obwohl das akustische Warnsignal 48 abgeschaltet wurde. Wenn dagegen die überwachte Größe wieder in den Normalzustand zurückkehrt, wird der Transistor 24 gesperrt, und es kann keine positive Spannung mehr über die Diode 90 auf die Basis des Transistors 62 gelangen. Dadurch wird dieser Transistor gesperrt, und Transistor 74 wird ebenfalls abgeschaltet, wodurch die Erregung der Anzeigetafel beendet wird. Die Alarmvorrichtung ist dann in ihren Ruhezustand zurückgekehrt.

Falls die überwachte Größe in ihren Normalzustand zurückkehrt, bevor der Schalter 50 zwecks Stillsetzung des Summers 48 geöffnet wurde, so hängt das weitere Verhalten der Schaltung von der Stellung des Umschalters 46 ab. Falls der Kontakt 46 α geschlossen ist und der Normalzustand erreicht wird. bevor der Schalter 50 geöffnet wurde, fällt mit der Rückkehr des Transistors 24 in seinen gesperrten Ruhezustand die einzige Betriebsspannungsquelle für die Transistoren 40 und 54 weg, so daß diese in den gesperrten Zustand zurückkehren und die Erregung des Summers 48 beenden. Gleichzeitig wird die Betriebsspannung für den Transistor 60 über die Widerstände 82 und 84 weggenommen. Auch die Spannung an der Basis des Transistors 62 verschwindet, so daß beide Transistoren 62 und 64 in den gesperrten Zustand zurückkehren. So verschwindet das Steuersignal für den Gleichrichter 16 und die Anzeigetafel 12 wird nicht mehr periodisch erregt, so daß das Flackern aufhört. Damit ist in der Stellung 46 α nach Rückkehr der überwachten Größe in ihren Normalzustand die Alarmvorrichtung wieder in Ruhe.

Befindet sich dagegen der Schalter 46 in der Stellung 46 b, so kehrt die Anordnung nach dem Aufhören des Alarmzustandes nicht in die Ruhelage zurück, sondern liefert weiterhin eine Anzeige. Kehren nämlich die Störungskontakte 28 und 30 in die Ruhelage zurück und bewirken die Sperrung des Transistors 24, so bleiben die Transistoren 40 und leitend, weil ihre Betriebsspannung über den geschlossenen Kontakt 46 & geliefert wird. Damit bleibt der Summer 48 eingeschaltet und der Transistor 54 liefert weiterhin die Betriebsspannung für den Transistor 60 über die Widerstände 82 und 84. Demzufolge bleibt die Schaltung 10 in dem Zustand, in welchem die Anzeigetafel 12 flackert und das akustische Signal 48 ertönt, obwohl die Anomalität nicht mehr vorhanden ist. Die Schaltung wird erst durch Öffnung des Schalters 50 in den Ruhezustand zurückgeführt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Alarmvorrichtung mit an einen Störungskontakt angeschlossene Kippschaltung, zur Betätigung eines optischen Anzeigers, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeiger als mit Wechselspannung gespeiste elektrolumineszente Anzeigetafel (12) ausgebildet ist, daß in dem Stromkreis zwischen der Wechselspannungsquelle (14) und der Anzeigetafel (12) die Parallelschaltung einer Diode (96) und eines entgegengesetzt dazu gepolten, gesteuerten Gleichrichters (16) liegt und daß die Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters mit dem Ausgang der Kippschaltung (18) verbunden ist.

2. Alarmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung (18) als Multivibrator (60, 62) ausgebildet ist, der bei Erregung ein Flackerzeichen liefert.

3. Alarmvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Umschaltvorrichtung (46), um wahlweise die Anzeige bis Zurückstellung von Hand fortdauern zu lassen oder die Anzeige nur während der Betätigung des Störungskontaktes (28) vorzunehmen.

4. Alarmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator derart umschaltbar ist, daß er nach Betätigung des Störungskontaktes ein Dauersignal zwecks ständiger Erregung der Anzeigetafel liefert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen