DE1907587B2 - Verfahren und einrichtung zum erzeugen von alarm - Google Patents
Verfahren und einrichtung zum erzeugen von alarmInfo
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- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
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Description
Die Erfindung betrifft e:n Verfahren zum Erzeugen
von Alarm in Abhängigkeit von einer zu überwachenden physikalischen Größe, wobei fortlaufend ein dem
Wert der physikalischen Größe proportionales elektrisches Signal erzeugt wird und der Alarm ausgelöst
wird, wenn der Wert der physikalischen Größe einen ersten Schwellenwert erreicht.
Hei Systemen zur Feststellung von verwünschten
oder gefährlichen Zustanden εη zu überwachenden
Orten wird gewöhnlich eine physikalische Größe auf solche Werte hin überwacht, welche für das Vorhandensein
eines unerwünschten oder gefährlichen Zustandes kennzeichnend s'nd. Mittels eines solchen Systems
wird denn ein elektrisches Signal erzeugt, welches sich proportional dem Wert der physikalischen Größe
ändert. Wenn der Wert des elektrischen Signals einen vorbestimmten Wert erreicht, wird durch das System
ein Alarm ausgelöst.
Ein Beispiel für ein derartiges System bildet ein Rauchfeststellsystem, bei welchem e'ne Fotozelle von
e'nim vrn e'ner Lichtquelle mit konstanter Intensität
ausgehenden Lichtstrahl beleuchtet wird und als Fühleinrichtimg
dient. Durch Rauch zwischen der Lichtquelle vnd der Fotozelle sinkt die Intensität des auf die
Fotozelle auftreffenden Lichtstrahls, wodurch sich das
elektrische Ausgangssignal der Fotozelle entsprechend der Intensitätsi'nderung ändert. Bei Feuer tritt eine
Rauchentwicklung nur allmählich auf, und entsprechend ändert sich auch die Intensität des auf die Fotozelle
aufwertenden Lichtstrahls nur allmählich und um einen nxht allzugroßen Wert. Wenn sich dagegen die
Intensität des auf die Fotozelle auftreffendcn Lichtstrahls
plötzlich um c'nen sehr großen Wert ändert, also z. B. überhaupt ke'n Licht mehr auf die Fotozelle
auftrifft, so kann die Ursache dafür nicht Rauch sein. Vielmehr kennte &r Lichtstrahl etwa durch einen
zwischen der Lichtquelle und der Fotozelle abgestellten Gegenstand unterbrochen worden sein. Auf jeden Fall
ist e'ne derartige, rasch erfolgende Änderung des Ausgangssignals
der Fühleinrichtung um einen großen Wert nicht typisch für einen die Auslösung von Alarm
erfordernden gefährlichen Zustand, sondern lediglich typisch für einen nicht unmittelbar gefährlichen Stönmgszustand,
welcher nicht die Auslösung von Alarm, jedenfalls aber nicht die Auslösung von einen gefahr-
liehen Zustand anzeigenden Alarm erfordert. Das genannte
System kann zwischen diesen beiden Zuständen aber nicht unterscheiden.
Ähnliche Probleme treten bei z. B. aus der USA.-Patentschrift
2 678 433 bekannten, die Temperatur
ίο überwachenden Systemen auf, bei denin der Temperaturfühler
in der Nähe einjr plötzlich wirksam werdenden Wärmequelle, etwa in der Nähe einer Ofentür,
angeordnet ist.
Das gleiche gilt für ein z. B. aus der USA.-Patent-
Das gleiche gilt für ein z. B. aus der USA.-Patent-
schrift 2 455 376 bekanntes Kapazitätsalarmsystem, bei dem der Alarm durch eine Person, nicht aber einen
sehr großen Gegenstand, wie etwa einjn vorbeifahrenden Lastwagen, auslösbar sen soll.
Aus der deutschen Patentf.-hrift 956 117 ist eine
Alarm- oder Kontrollanlage bekannt, welche vier Betriebszustände einnehmen kann. Im ersten Betriebszustand
ist alles normal, d. h., es liegt weder eine Störung noch eine ein;n Alarm auslösende Bedingung vor.
Im .-weiten Betriebszustand, in welchem beide Leitun-
«5 gen durch wenigstens einen der Schalter geöffnet sind,
liegt ein die Auslösung von Alarm erfordernder Zustand vor. Durch Einschaltung einer Wheatstoneschen
Brücke nach Aberregung von zwei Relais kann der Ort festgestellt werden, an welchem ein Fühler für die Feststellung
eines gefährlichen Zustandes ausgelöst wurde. Bei dem dritten Betriebszustand ist ein Kurzschluß
zwischen den Leitungen vorhanden, welcher den Abfall eines Relais zur Folge hat. Hierdurch wird lediglich ein
Signalkreis geschlossen, um das Überwachungspersonal
auf diesen Fehler im System hinzuweisen. Bei dem vierten Betriebszustand liegt eine Unterbrechung in
einer der Leitungen vor. Dadurch wird wiederum ein Signal ausgelöst, welches das Überwachungspersonal
auf diesen Fehler im System hinweist.
Die Alarm- oder Kontrcllanlage nach dieser Patentschrift kann jedoch nicht zwischen einer für einen gefährlichen
Zustand typischen, verhältnismäßig kleinen Änderung der zu überwachenden physikalischen Größe
und einer verhältnismäßig rasch erfolgenden großen
Änderung dieser Größe, welche nicht typisch für einen gefährlichen Zustand ist, unterscheiden.
Ferner ist durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 713 708 eine Feuermeldeanlage für explosionsgefährdete
Räume bekannt. Diese Anlage kann zwischen drei Betriebszuständen unterscheiden. Der erste Betriebszustand
ist der Normalzustand, in welchem weder eine Störung noch ein gefährlicher Zustand vorliegt. Im
zweiten Betriebszustand liegt eine Unterbrechung der Leitungen vor, durch welche ein Relais abfällt und eine
Hupe ertönen läßt. Im dritten Betriebszustand wird infolge e'nes gefährlichen Zustandes ein Schalter geschlossen,
wodurch ein weiteres Relais erregt wird und Alarm auslöst. Auch diese Anlage kann nicht zwischen
verschieden großen Änderungen e'ner zu überwachenden physikalischen Größe unterscheiden.
In der deutschen Patentschrift 904 990 ist schließlich
e:n Grenzwertmelder beschrieben. Für diesen sind den Diagonalzweig e'ner Brückenschaltung bildende, bewegliche
Abgriffe vorgesehen. Wenn der e:ne Abgriff aus einer Luge unterhalb des anderen Abgriffs in eine
Lage oberhalb desselben bewegt wird, kehrt sich die Stromrichting e'nes in der Brückendiagonalen und
damit in einem in der Brückendiagonalen liegenden,
polarisierten Relais um, und es wird ein Alarmsignal F- i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer elektrischen
abgegeben. Durch die Einstellage des anderen Abgriffs Alarme'nrichüing einer Bauart, bei welcher die Erfin-
ist also ein Grenzwert festgelegt, bei dessen Über- dung anwendbar ist;
schreiten durch eine entsprechende Verlagerung des F i g. 2 und 2A zeigen Blockschaltbilder von elektri-
eincn Abgriffs ein Alaim ausgelöst wird. 5 scb.en AlarmeinrichU ngen gemäß Fifindi ng;
In dieser Patentschrift ist auch eine Ausfühn ngs- F i g. 3 zeigt ein kombiniertes Blockschaltbild und
iorm gezeigt, bei welcher beim Überschreiten sowohl en Schaltbild einer elektrischen Alarmeinrichtung
eines oberen als auch eines unteren Grenzwertes eine gemäß Eifnding;
Anzeige oder Signalisiert ng erfolgt. F i g. 4 zeigt e η schematisches Schaltbild einer elek-
Aus der deutschen Patentschrift 904 990 sind also io irischen Alarme nrichti ng gemäß Etfndung;
lediglich Anordnungen bekannt, welche jedesmal, F i g. 5 zeigt e η Blockschaltbild e ner Ausführungswenn ein oberer oder unterer Grenzwert über- bzw. form e ner elektrischen Alarmeinrichtung gemäß Erunterschritten wird, eine Anzeige oder Signalisierung fnding;
lediglich Anordnungen bekannt, welche jedesmal, F i g. 5 zeigt e η Blockschaltbild e ner Ausführungswenn ein oberer oder unterer Grenzwert über- bzw. form e ner elektrischen Alarmeinrichtung gemäß Erunterschritten wird, eine Anzeige oder Signalisierung fnding;
abgeben. Sie unterscheiden aber nicht zwischen F i g. 6 rnd 7 zeigen nach Verbindung entlang der
solchen Fällen, in denen zwar ein Grenzwert über- 15 Linie6-6 en Schaltbild der in F i g. 5 gezeigten Ausbzw,
interschrittcn wird, aber aus bestimmten Grün- führt ngsform der Eifnimg.
den kene /nzeige oder Signalisierung erforderlich ist, Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung weist einen
und solchen Fällen, in denen bei Über- bzw. Unter- Fühler 10, e;ne Signaleinrichtung 11 und eine Alarmschreiten
e.nes Grenzwertes die Anzeige oder Signali- einrichtung 12 auf. Der Fühler 10 ist εη dem zu übersiertng
erforderlich ist. ao wachenden Ort ingeordnet und erzeugt ein in seiner
Alle diese Anordnungen oder Systeme kennen nicht Größe dem enes Umgebungszustandes an dem Ort
sicher zwischen gefährlichen und nichtgefährlichen z.B. Temperatur, Kapazität gegen Erde, Lichtüber-
Werten der zu überwachenden physikalischen Größe tragungseigenschaften von Luft, proportionales elektri-
unterscheiden. sehet' Signal. Das elektrische Signal wird auf die Signal-
Durch die Erfndung sollen ein Verfahren und eine 95 einrichti ng 11 geführt, welche in Tätigkeit gesetzt wird,
Einrichtung geschaffen werden, durch welche zwischen wenn das elektrische Signal einen vorbestimmten Wert
einer für einen gefährlichen Zustand typischen Ände- erreicht, wobei das elektrisch»; Signal diesen durch Anrung
der überwachten physikalischen GröEe und einer steigen oder Absinken erreichen kann,
größeren, aber nicht für einen gefährlichen Zustand Wenn die Signale nrichtung 11 anspricht, beginnt
typischen Grefe unterschieden werden kann. 30 eine Alarmeinrichtung 12 Alarm zu erzeugen.
Gemäß Erfindung wird dies bei einem Verfahren von Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung unterscheidet
der eingc ngs erwäl nten Art dadurch erreicht, daß der nicht zwischen erstens e ner geringfügigen Änderung
Alarm nach ener voigegebenen Zeitverzögert ng bei des elektrischen Signals, welche von einer verhähnis-
Erreicren des ersten Schwellenwertes ausgelöst wird, mäßig klcnen Änderung des Umgebungszustandes
wobei ene Unterdrückt ng des Alarms erfolgt, wenn 35 herrührt, welche für enen Alarmzustand charakteri-
die physikalische Größe innerhalb der vorgegebenen stisch ist, ι nd zweitens e ner größeren Änderung des
Zeinerzcgen ng e nen zweiten vom ersten verschiede- elektrischen Signals, welche von einer verhältnismäßig
nen Sehwelhnwert erreicht. großen Ändenng des Umgebungszustandes herrührt.
Die Verfahiensschritte hierzu sind damit angegeben. welche für einen Nicht-Alarm-Zustand charakteristisch
Wenn also zum Eeispiel bei e nem nach dem Verfahren 40 ist. Beispiele dafür wurden bereits oben gegeben,
arbeitenden Rauchfeststellsystem der Lichtstrahl für In Fig. 2 kennen der Fühler 10, die Signaleinrich-
die Fotozelle durch e nen lichtundurchlässigen Gegen- tvng 11 md die Alarmeinrichtung 12 gleich den ent-
stt nd plötzlich unterbrochen wird, ändert sich das sprechenden Elementen von F i g. 1 sein. In F i g. 2
elektrische Ausgr ngssi£nal dieses Systems rasch und ist jedoch e'ns zweite Signale η-ichtung 13 und ein
urne nen großen Wert, entsprechend der großen Inten- 45 durch die Einrichti ng 13 gesteuerter Schalter 14 vor-
sitätsinefen ng des auf die Fotozelle auffallenden gesehen. Die zweite Signale nrichtung 13 spWcht rasch,
Lichts. Dadurch wird der zweite Schwellenwert für das aber wenger empfndlich an als die Einrichtung 11.
elektrische Signal so rasch eireicht, daß infolge der Somit wird bei ener verhältnismäßig kleinen Änderung
Verzögerung der Alarmauslösi ng bei Erreichen des des elektrischen Ausgcngssignils des Fühlers 10 die
ersten Schwellenwertes die Alarmauslösung unter- 50 Einrichtung 11, aber nicht die Einrichtung 13 arbeiten,
bleibt. Bei ener verhältnismäßig großen Änderung des elektri-
Eei ener elektrischen Alarmeinrichtung zur Ausfüh- sehen Ausgangssignals des Fühlers 10 werden beide
rung dieses Verfahrens mit Fühlern zur Überwachung Einrichtungen 11 und 13 arbeiten. Da jedoch die Eineiner
bestimmten physikalischen Größe und zur Aus- richtung 13 rascher als die Einrichtung 11 anspricht,
lösung vcn Alarm bei Erreichen eines vorbestimmten 55 arbeitet die Einrichtung 13 vor der Einrichtung 11, und
Schwellenwertes dieser physikalischen Größe wird diese somit wird der Schalter 14 geöffnet, um ein Arbeiten
Aufgabe dadurch gelöst, daß erste und zweite auf ver- der Alarme'nrichtung 12 zu verh'nde n. Auf diese
schiedene Schwellenwerte des Signals ansprechende Weise wird die AlarmsignalanTeige unterdrückt. Selbst-Einrichtungen,
z. B. Relais, elektrisch mit den Fühlern verständlich kennte durch das Arbeiten der Einrichverbunden
sind, wobei die zweite Einrichtung rascher 60 tung 13 auch die Einrichtung 11 außer Tätigkeit geals
die erste anspricht, wobei der Alarm durch eine setzt werden an Stelle den Schaltkreis zur Einrichtung
Steuereinrichtung unterdrückbar ist, wenn die zweite 12 zu öffnen. In gleicher Weise kennte das In-Tätigkeit-Einrichtung
innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer Treten der Einrichtung 13 dazu verwendet werden, die
anspricht. Einrichtung 12 außer Tätigkeit zu setzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung 65 Zusätzlich zur Unterdrückung der Alarmanzeige
werden aus der nachfolgenden Erläuterung von bevor- kann das In-Tätigkeit-Treten der Einrichtung 13 zui
zugten Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung Übertragung e'nss Störungs- oder Überwachungsersichtlich,
signals verwendet wurden, um anzuzeigen, daß, wäh-
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rend kein Alarm aufgetreten ist. die Betriebszustände Alarm. Wie bekannt, kann die Glocke 44 durch eine
normal sind. Übertragungsschaltung oder -einrichtung ersetzt wer-
Falls es erwünscht sein sollte, auf ein Signal an- den, um einen Alarm zu einer entfernten zentralen
sprecUnde Einrichtungen, z. B. Relais, mit im wesent- Station zu signalisieren.
liehen gleichen zeitlichen Ansprechcharakteristiken zu 5 Wenn die durch Kapazitätsänderung auslösbare Einverwenden,
können getrennte Einrichtungen zur Ver- richtung so eingestellt ist, daß sie auf die Annäherung
zögerung des Arbeitens der ersten Signaleinrichtung 11 einer Person an eine der Antennen anspricht, kann eine
für eine ausreichende Zeitdauer verwendet werden. viel größere Kapazitätsänderung, welche durch ein in
damit die zweite Signaleinrichtung 13 arbeiten kann. einiger Entfernung vorbeifahrendes Fahrzeug hervor-Eine
derartige Einrichtung ist in Fig. 2A gezeigt, to gerufen wird, zu einem falschen Alarm führen. Eine
wobei eine Verzögerungseinrichtung 15. welche ein solche größere Kapazitätsänderung ergibt eine größere
parallel zur Relaisspule liegender Kondensator sein Änderung des Anodenstroms der Röhre 36. Um einen
kann, ent'prechend der Darstellung auf die erste Signal- falschen Alarm unter derartigen Bedingungen zu vereinrichtung
11 einwirkt. meiden, ist ein zweites symmetrisches Relais 50 vorge-
Gemäß F i g. 2 A halten normalerweise offene Kon- ts sehen, und die Spule 39 des Relais R ist, etwa durch
takte 14'. welche durch die Einrichtung Il betätigt die Verwendung eines durch die dicke Linie 51 ange-
werden. den Alarm aufrecht, wenn die Einrichtung 11 deuteten Verzögerers, so ausgebildet, daß es ein träges
arbeitet. Arbeitsverhalten zeigt. Die Spule 52 des Relais 50 ist
In F i g. 3 ist eine praktische Anwendung der Ein- mit der Anode der Röhre 36 und der Spule 39 in Reihe
richtung gemäß Erfindung auf ein Feueralarmsystem ao geschaltet, und eine Spule 53 wird von einer Energie-
der in F i g. 2 gezeigten Bauart gezeigt. Die Schaltung quelle über einen veränderlichen Widerstand 54 mit
weist vier Thermosäulendetektoren 16, 17, 18 und 19, Strom gespeist. Normalerweise geschlossene Kontakte
eine Meßeinrichtung 20, ein erstes Relais 21 (erste 55 des Relais 50 sind in Reihe zwischen die Kontakte 42
Signaleinrichtung), eine Batterie 22 und eine Alarm- und die Glocke 44 geschaltet, so daß deren Erregung
einrichtung 23 auf. «5 verhindert wird, wenn das Relais 50 arbeitet.
Veiter ist ein Relais 25 (zweite Signaleinrichtung) Das Relais 50 besitzt eine verhältnismäßig geringe
vorgesehen, welches zum Arbeiten mehr Strom als das Ansprechempfindlichkeit hinsichtlich geringer Ändeerste
Relais erfordert. Die Ansprechgeschwindigkeit nmgen des durch einen Eindringling verursachten
des ersten Relais 21 ist durch einen parallel zu seiner Anodenstroms, welche jedoch das Relais R arbeiten
Wicklung geschalteten Kondensator 26 verzögert. 30 lassen. Bei einer großen Änderung des Anodenstroms,
Weiter ist eine Schalteinrichtung mit normalerweise wie sie für das Vorbeifahren eines Fahrzeugs eigentümoffenen
Kontakten 27 und normalerweise geschlosse- lieh ist, tritt das Relais 50 in Tätigkeit und öffnet die
nen Kontakten 28 des ersten Relais 21 bzw. zweiten Kontakte 55, wodurch das Signalisieren eines Alarms
Relais 25 in die Alarmschaltung eingeschaltet. verhindert wird.
Ein ein Feuer darstellender Wännezustand läßt die 35 Wenn die Kapazitätsänderung aufhört, kehrt der
Detektoren (einen oder mehrere von ihnen) einen gerin- Anodenstrom der Röhre 36 wieder auf seinen Normalgen
Strom erzeugen, welcher, nach einer kurzen, durch wert zurück, und sowohl das Relais R als auch das
den Kondensator 26 hervorgerufenen Verzögerung, das Relais 52 fallen ab. Sollte jedoch das Relais R in Tätigerste
Relais 21 arbeiten läßt und somit die Alarmein- keit bleiben, nachdem das Relais 52 abgefallen ist,
richtung 23 an die Batterie 22 anschließen läßt. Durch 40 was dann der Fall sein würde, wenn sich ein Eindringeinen
stärkeren Strom in Abhängigkeit von dem ling in der Nähe einer der Antennen 10 A, 11Λ bewegen
Betrieb eines Heizgebläses 24 wird jedoch zuerst das würde, nachdem das vorbeifahrende Fahrzeug wegzweite
Relais 25, d. h. vor dem Relais 21, in Tätigkeit gefahren ist, würde ein Alarm abgegeben werden. Es
treten, wodurch der Alarmstromkreis bei den Kontak- könnte ein zusätzliches Paar von normalerweise offenen
ten 28 geöffnet wird, so daß ein nachfolgendes In- 45 Kontakten (nicht gezeigt) vorgesehen sein, oder das
Tätigkeit-Treten des ersten Relais 21 keine Tätigkeit Relais R könnte die Kontakte 55 nebenschließen, um
der Alarmeinrichtung 23 auslöst. einen Alarm aufrechtzuerhalten, wenn das Relais R in
In F i g. 4 ist eine durch Kapazitätsänderung auslös- Tätigkeit gesetzt wurde.
bare Einrichtung gezeigt. Bei dieser sind zwei Anten- Im Blockschaltbild von F i g. 5 ist ein modernes
nen 10 A bzw. 11A vorgesehen, welche an eine elektro- 50 Rauchfeststellsystem mit Lichtschranke gezeigt. Ein
nische Schaltung 30 angeschlossen sind. Dabei nimmt Lichtstrahl 60 wird von einer Quelle 61 erzeugt, welche
der Anodenstrom einer Pentode 36 zu oder ab. wenn zweckmäßig eine elektronisch mit etwa 30 Hz modu-
die Kapazität gegen Erde von einer der Antennen etwa lierte Glühlampe aufweist und mit einem Reflektor und
durch die Annäherung oder das Entfernen eines Ein- einer geeigneten Linse versehen ist, um einen parallelen
dringlings verändert wird. 55 Lichtstrahl zu erzeugen. Eine Empfangseinrichtung 62
Der Anodenstrom der Röhre 36 fließt durch Wick- weist eine fotoleitende Zelle und eine Anordnung mit
lungen 39 eines symmetrischen Relais R. Das Relais R Linse und Spiegel zur Konzentrierung des Lichtstrahls
besitzt eine zweite Spule 40, welche mit einem Strom auf der Zelle auf. Die Empfangseinrichtung ist an eine
über einen veränderlichen Widerstand 41 gespeist getrennte Steuereinrichtung durch ein Kabel 63 ange-
wird, welcher so eingestellt ist, daß symmetrische 60 schlossen.
Stromflüsse in den Spulen 39 und 40 vorliegen, wenn Der Ausgang der Zelle wird zuerst durch einen Verbei
den Antennen 10Λ, UA der Ruhezustand herrscht. stärker 64 verstärkt, welcher besonders dazu ausgebil-Eine
leichte Zunahme oder Abnahme des in der Röhre det ist, eine Ausgangsspannung zu erzeugen, welche
36 fließenden Anodenstroms läßt das Relais R in sich in einem gegebenen Bereich linear mit deu Ände-Tätigkeit
treten und seine normalerweise offenen Kon- 65 nmgen der Intensität des von der Zelle empfangenen
takte 42 schließen, wodurch wiederum ein Alarmkreis Lichts ändert. Der Verstärker ist ebenso mit einer Einüber
eine Glocke 44 und eine Batterie 45 geschlossen richtung 65 zur Veränderung der Ausgangsspannuni
wird. Die Betätigung der Glocke 44 signalisiert einen und einer Einrichtung 66 zur Ablesung der Spannung
versehen. Wenn die Betriebsbereitschaft und die Ansprechempfindlichkeit der Einrichtung geprüft werden
sollen, wird ein Spannungsmesser an den Ausgang des Verstärkers 64 angeschlossen. Die Ausgangsspannung
wird dnnn durch ein Potentiometer herabgesetzt, bis ein Alarmsignal erzeugt wird. Die Anzeige
des Spannungsmessers in diesem Moment wird mit der ursprünglichen Anzeige verglichen, und es wird die
prozentuale Abnahme festgestellt. Da der Ausgang des Verstärkers 64 linear bezüglich der Intensität des empfangenen
Lichts ist. gibt der Prozentsatz der Spannungsabnahme den Prozentsatz der Abnahme der für
die Erzeugung eines Alarms erforderlichen Lichtintensität an. Wenn z. B. die ursprüngliche Spannungsablesung
1.0 V betrug und ein Alarm auftrat, wenn die
Spannung auf 0,85 V herabgesetzt wurde, so ermittelt sich der Abschaltwert in Prozent durch 1.0 — 0,85
multipliziert mit 100 zu 15°/0. Es sind ebenfalls Einrichtungen
vorgesehen, durch welche der Abschaltwert leicht eingestellt werden kann, wodurch der ganze
Prüf- und Einstellvorgang einfach und zweckmäßig wird. Das Ausgangssignal des linearen Verstärkers 64
wird zu zwei Kanälen geführt, von denen jeder zu einem gemeinsamen Geber oder einer anderen Einrichtung
zur Erzeugung geeigneter Anzeigen für den Zustand der Einrichtung führt, wie bekannt. Der Alarmkanal
weist einen Gleichrichter 67, eine Verstärkungsund Triggereinheit 68 mit einer Einrichtung 69 zur Verzögerung
ihres Ansprechens. eine Schalteinrichtung 70 und ein Alarmrelais 71, welches das In-Tätigkeit-Treten
des Gebers 72 steuert, auf.
Der zweite oder Überwachungskanal weist einen Verstärker 73. einen Gleichrichter 74, eine Triggereinheit
75 und ein Störungsrelais 76 auf. welches ebenfalls das In-Tätigkeit-Treten des Gebers 72 steuert.
Eine verhältnismäßig geringe Abnahme der Spannung am Ausgang des linearen Verstärkers 64, wie sie
durch das Vorhandensein von Rauch in dem projizierten Lichtstrahl 60 hervorgerufen würde, wird durch
den Alarmkanal nach einer geringfügigen Verzögerung zum Geber 72 übertragen. Andererseits spricht bei
einer fast vollständigen Unterbrechung, wie dies der Fall wäre, wenn der Strahl 60 durch einen festen Körper
unterbrochen werden würde oder wenn die Lichtquelle 61 ausfallen würde, der Übenvachungskanal an
und betätigt die Schaltereinrichtung 70, um das Auftreten eines Alarmsignals zu verhindern. Gleichzeitig
würde ein vom Alarmsignal unterschiedliches Störungssignal abgegeben, um das Überwachungpersonal
zu warnen, daß ein unüblicher Zustand, jedoch kein Alarmzustand besteht.
Nachfolgend wird unter bezug auf die F i g. 6 und 7 eine besondere Ausführungsform der vorstehend beschriebenen
Einrichtung beschrieben. Die Steuereinheit wird von einer Gleichstromquelle mit einer Nennspannung
von 12 V gespeist, deren Klemmen mit 80 und 81 bezeichnet sind. Die Speisespannung wird durch
nachstehend erläuterte Einrichtungen herabgesetzt, um bestimmte, für verschiedene Schaltungsteile erforderliche
Werte zu schaffen. Die typischen Bauieilewenc und Betriebsspannungen, welche in der Zeichnung gezeigt
und in der Beschreibung angegeben sind, dienen lediglich als Beispiel.
Eine nicht gezeigte Lichtquelle, welche eine kleine Glühlampe aufweist, wird durch eine herkömmliche
Festkörperschaltung mit einer Folgefrequenz von ungefähr 30 Hz zum Aufleuchten gebracht. Das Licht
ivirri von einer photoleitenden Zelle PC empfangen,
welche an die Steuereinheit mittels eines Kabels 82-83 angeschlossen ic.t. Die Photozelle PC ist in Reihe mit
einem veränderlichen Widerstand R\ an die Spannungsquelle angeschlossen. Der Widerstand Λ1 wird
als Einstellglied verwendet, um einen maximalen Signaleingang für die Steuereinrichtung zu erhalten.
Der modulierte Teil des Eingangssignals wird durch einen Kondensator Cl und ein Potentiometer Λ 2 an
einen linearen Verstärker gekoppelt, welcher Transistoren Qi und Ql und zugehörige Bauteile aufweist.
Der lineare Verstärker ist von der herkömmlichen kapazitätsgekoppelten Bauart, und die Koppelkondensatoren
Cl, C4. C8. die Ableitungskondensatoren C3. C6 und die Rückkopplungskondensatoren C2 und CS
sind so gewählt, daß sich ein maximaler Verstärkungsfaktor bei ungefähr 30 Hz ergibt Die Arbeitspunkte
der Transistoren Q1 und Ql sind durch die Wahl der
Vorspannungswiderstände so eingestellt, daß sich eine gute Linearität innerhalb des Betriebsbereichs ergibt.
ao Der Ausgang des Transistors Ql mit 30 Hz wird in
zwei Teile aufgeteilt. Ein Teil wird auf ein Alarmrelais AL über einen Kondensator C8 geführt, und der
andere wird auf ein Störungsrelais TR über einen Kondensator C7 geführt. Die Kondensatoren C7 und C8
sind beide an den Kollektor des Transistors ρ2 angeschlossen.
Das durch den Kondensator C8 übertragene Signal wird durch Dioden Dl und D3 gleichgerichtet und
erscheint als Gleichspannung über einem Alarmtriggerpegel-Steuerpotentiometer
Λ 3. Diese Gleichspannung ist in bezug auf die von der Photozelle empfangene
Intensität des Lichts bis etwa 1.25 V linear und wird für normale Betriebszwecke auf 1.0 V mittels des Eingangssteuerpotentiometers
Rl eingestellt. Jede Herab-Setzung der Intensität des Lichtstrahls erzeugt eine
entsprechende Herabsetzung der Spannung über dem Potentiometer Λ 3, welche durch die Transistoren β 3
und QA verstärkt wird, so daß eine kleine Änderung am Potentiometer Λ3 den Transistor Q5 leitend wt-rden
läßt, wodurch das in Reihe in den Kollektorkreis des Transistors Q 5 geschaltete Alarmrelais AL erregt
wird. Ein zwischen den Kollektor des Transistors Q2> und den positives Potential führenden Leiter geschalteter
Kondensator ClO verzögert Änderungen des Kollektorpotentials des Transistors Q2>
und des Basispotentials des Transistors Q 4, wodurch sich eine Verzögerung
im Leitend werden des Transistors Q 5 ergibt, wenn eine Beleuchtungsintensitätsverringerung an der
Fotozelle auftritt. Die Verzögerung liegt in der Größen-Ordnung
von 1Z3 Sekunde.
Wenn das Alarmrelais AL in Tätigkeit tritt, schließen seine Kontakte AL-I. um den Geber (nicht gezeigt) ir
Betrieb zu setzen und ein Alarmsignal abgeben zt lassen, wie bekannt. Die Dioden D5. £>6 und Dl
welche in Reihe zum Kollektor des Transistors QA un<
die Basis des Transistors Q5 geschaltet sind, verhinden
das Leitendwerden des letzteren, bis der Kollektor strom des Transistors Q 4 einen vorgegebenen Schweller
wert erreicht. Änderungen dieses Kollektorstroms wei den durch die Gegenwart des Kondensators ClO ve:
zögert.
Der Betrieb und die Empfindlichkeit der Einrichtui können leicht mittels eines an die Klemmen TJX ui
TJl angeschlossenen Spannungsrr.sssers geprüft we den. Wenn es erwünscht ist, daß die Einrichtung a
eine 15°/„ige Intensitätsschwächung des Lichtstralansprechen soli, wird das Triggerpegel-Steuerpotenti
meter R3 so eingestellt, daß ein Signal erzeugt wii
wenn die Spannung über dem Potentiometer Ri von
normalerweise 1,0 V auf 0,85 V. nämlich um 15°/o* fällt. Dann wird bei einer Spannungsmesseranzeige von
normalerweise 1.0 V die Eingangsspannung mittels des Potentiometers Rl herabgesetzt, bis der Spannungsmesser
0,85 V an.'-eigt, an welchem Punkt die Einrichtung ansprechen soll. Falls dies notwendig ist. können
Iweckmäßige Einstellungen mittels des Potentiometers ausgeführt werden, um den gewünschten Betriebspunkt
lu erreichen.
Per Kondensator C7 speist einen Teil des Aufegangs
des Transistors Q2 über einen Widerstand Λ23 zu
einem zweistufigen Verstärker, welcher Transistoren Ql und QS aufweist. Die Koppelkondensatoren Cl.
C13 und C16, die Ableitkondensatoren C12 und C15
und die Rückkopplungskondensatoren CIl und C14
dieses Verstärkeis sind so gewählt, daß sich ein maximaler
Verstärkungsfaktor bei 30 Hz ergibt, aber keine Vorkehrung zur Erreichung einer guten Linearität getroffen
zu werden braucht.
Der Ausgang des Transistors QS wird durch Dioden DIl und D12 gleichgerichtet und erscheint als Gleichspannung
über einem Widerstand Λ 32. welcher einen Transistor Q 9 des Triggers in den normal leitenden
Zustand vorspannt. Der Kollektor des Transistors Q9
ist an die Basis des Transistors Q10 durch einen Widerstand
/?35 gekoppelt. Der Ausgang des Transistors Q9
hält den Transistor Q10 im leitenden Zustand, welcher
wiederum das Störungsrelais TR normalerweise erregt hält.
Wenn die Spannung über dem Widerstand Λ32 auf
nahezu Null fällt, was etwa durch eine Unterbrechung des Lichtstrahls (95 bis 98 °/0 Dämpfung), Ausfall der
Lichtquelle oder Ausfall ihrer Modulation verursacht sein könnte, wird der Transistor Q 9 nichtleitend. Deshalb
wird auch der Transistor ζ? 10 nichtleitend, und
das Störungsrelais TR wird aberregt. Der Arbeitskontakt TR-I des Störungsrelais TR, welcher in Reihe
mit der Wicklung des Alarmrelais AL liegt, öffnet, damit das Alarmrelais nicht auf ein über den Kondensator
Ci nach Ablauf der durch den Kondensator ClO in der Alarmtriggerschaltung geschaffenen Verzögerung
empfangenes Signal ansprechen kann. Der Gegenkontakt TR-\ erdet den Kollektor des Transistors
Q 3 und gestattet, daß der Kondensator ClO über den Widerstand Λ16 aufgeladen wird. Wenn der
Lichtstrahl wieder in Tätigkeit tritt und die Eingangssignalspannung
auf ihren Normalwert zurückkehrt, hindert die unnormale Spannung an dem Kollektor des
Transistors Q 3. welche von der verhältnismäßig hohen Ladung des Kondensators ClO herrührt, den Transistor
03 daran, leitend zu werden, bis das Störungsrelais TR wieder seinen normalen Zustand eingenommen
hat und die normale Ladung am Kondensator C10 vorhanden ist.
Gleichzeitig hat der Kontakt TR-2 des Störungsrelais geöffnet, um ein unterscheidungskräftiges Stömngs-
oder Überwachungssignal von dem Geber ausgehen zu lassen.
Die Einrichtung soll mit einer Batterie mit 12 V Nennspannung betrieben werden, wobei die Spannung
zwischen 10,4 und 14,2 V schwanken kann. Dioden D 8, D9 und DlO und Widerstände Λ36 ucil .R37, welche
in Reihe parallel zur Stromversorgung geschaltet sind, steuern die Vorspannung am Transistor Q6, dessen
Funktion es ist, eine geregelte Spannung von 9,2 V dem Störungssignalverstärker Q 7, (?8 zuzuführen. Wenn
die Batteriespannung unter 10 V fällt, beendet die Zenerdiode D10 den leitenden Zustand, und die den
Transistoren Ql und QS zugeführte Spannung fällt sehr rasch und löst ein Störungssignal aus.
Die Zenerdiode Dl regelt die dem linearen Verstärker Ql, Ql zugeführte Spannung auf den Wert von
6,8 V ein. Die Schaltung (nicht gezeigt), welche die Lichtquelle moduliert, ist ebenfalls spannungsgeregelt.
Da sich jedoch der Lichtausgang mit dem Faktor 3,6
ίο der an die Lampe angelegten Spannung verändert,
beseitigt eine Regelung der Spannung die Veränderung des Lichts mit der Speisespannung nicht vollständig.
Deshalb sind die folgenden Einrichtungen vorgesehen, um weitere Spannungsänderungen zu kompensieren,
wenn die Lichtquelle und die Steuereinheit von einer gemeinsamen Energieversorgung versorgt werden. Da
die Spannungsabfälle über den Dioden D 8, D 9, DlO im wesentlichen konstant innerhalb des normalen Bereichs
von Speisespannungsänderungen bleiben, erscheint jede Änderung der Speisespannung über den
Widerständen «36, «37. Durch einen Abgriff von der Verbindungsstelle dieser Widerstände wird ein Teil der
Speisespannungsänderung an die Basis des Transistors
Ql durch die Trennschaltung mit Widerständen «14, R15 und den Kondensator C9 angelegt. Der Verstärkungsfaktor
des Transistors Q1 wird dadurch reguliert, um die Änderungen des Lichtausgangs zu kompensieren,
welche durch Speisespannungsänderungen hervorgerufen werden.
Typische Werte für die Widerstände und Kondensatoren
der F i g. 6 und 7 sind in Ohm und Mikrofarad aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich:
Wert
Rl 250 000
«2 (Pot.) .... 25 000
/?3(Pot.) .... 5 000
RA 75 000
RS 9 100
R6 500
Rl 470
RS 39 000
R9 10 000
.RIO 4 700
RIl 500
Λ12 470
RU 150
R14 120 000
R15 120 000
RU 2 700
Λ17 47 000
RlS 15 000
Kondensator Wert
Cl 1.0
C2 0.01
C3 100.0
C4 4.7
C5 0,01
C6 300.0
C7 10,0
C8 50.0
C9 10.0
Die gewählten Transistor- und Diodenbauarten sin neben den jeweiligen Transistoren und Dioden in d(
Zeichnung angegeben.
Widerstand
R19 |
Wert . 15 000 |
Λ20 | 4 700 10 000 . 9 100 |
RIl .. | . 10 000 |
Λ23 | . 82 000 . 1000 |
RM | 9 100 10 000 82 000 . 9 100 .. 1 000 |
Rz5 ... . | 4 700 47 00C 15 00C 5 60C ->■ |
R26 | 4: Wer . . . 2λΟ |
R21 | 0? |
RlS .. . | .. . 50.0 |
R29 | 10 0 |
«30 | . 0.2 |
«31 | 10 0 |
«32 | 4.7 |
#33 | 47,0 |
«34 | ... 4,7 |
R35 | |
«36 . . . | |
7? 37 | |
Kondensator ClO |
|
CIl . | |
C12 | |
C13 .... | |
C14 | |
C15 . | |
C16 | |
C17 . . . | |
ClS |
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
2063
Claims (16)
1. Verfahren zum Erzeugen von Alarm in Abhängigkeit von einer zu überwachenden physikalischen
Größe, wobei fortlaufend ern dem Wert der physikalischen
Größe proportionales elektrisches Signal erzeugt wird und der Alarm ausgelöst wird, wenn
der Wert der physikalischen Größe einen ersten Schwellenwert erreicht, dadurch gekenn- w
zeichnet, daß der Alarm nach einer vorgegebenen
Zeitverzögerung bei Erreichen des ersten Schwellenwertes ausgelöst wird, wobei eine Unterdrückung
des Alarms erfolgt, wenn die physikalische Größe innerhalb der vorgegebenen Zeitverzögerung
einen zweiten vom ersten verschiedenen Schwellenwert erreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß en modulierter Lichtstrahl durch einen gegen Feuer zu schützenden Raum gesandt ao
wird und auf eine Fotozelle auftrifft, wo der Lichtstrahl in ein elektrisches Signal umgewandelt wird,
daß der erste Schwellenwert der Intensität des auf die Fotozelle auf treffenden Licht .Strahls demjen;gen
bei einer Abschwächung infolge P η vesenheit einer »5
vorbestimmten Dichte von Rauchteilchen im Weg des Strahls entspricht und daß der zweite Schwellenwert
der Inten ii'ät des auf die Fotozelle auf treffenden
Lichtstrahls demjenigen bei nahezu vollständiger Absorption des Lichtstrahls entspricht.
3. Verfahren nach Ansp.-udi 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe der Temperatur gefühlt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, daß
der erste Schwellenwert der Höhe der Temperatur am Beg'nn e'nis ausbrechenden Feuers entspricht
und daß der zweite Schwellen wert der Höhe der Temperatur e'ner periodisch arbeitenden starken
Wärmequelle entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Kapazität gegen Erde
gefühlt rnd in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, daß der erste Schwellenwert der Änderung
dieser Kapazität durch die Bewegvng enes Eindringlngs entspricht vnd daß der zweite Schwellenwert
der Ändcrvng dieser Kapazität durch die Bewegung e nes Körpers mit e nem viel größeren
Einluß auf die Kapazität gegen Erde als bei einem Eindringlng entspricht.
5. Verfahren nach enem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selbstprüfing die verschiedenen Betriebszustände
simuliert werden.
6. Elektrische Alarme nrichtung zur Ausführung des Verfahren? nach enem der vorhergehenden
Ansprüche mit Kühle η zur Überwachung ener bestimmten physikalischen Größe und zur Auslösung
vcn Alarm bei Erreichen enes vorbestimmten Schwellenwertes dieser physikalischen Größe,
dadurch gekennzeichnet, daß erste (11, 21, R oder 68) und zweite (13, 25, 50 oder 76) auf verschiedene
Schwellenwerte des Signals ansprechende Einrichtungen.
7.. B. Relais, elektrisch mit den Fühlern (10. 16 bis 19, 10Λ. WA, 61, 62) verbunden sind,
wobei die zweite Einrichtinj rascher als die erste
anspricht, wobei der Alarm durch eine Steuereinrichtung (14, 28, 55) unterdriickbar ist, wenn die
zweite Einrichtung innerhalb einer vorbestimmten
Zeitdauer εη-pricht.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite auf das Signal ansprechende Einrichtung (13, 25, 50 oder 76) eine
kürzere Ansprechzeit als die erste auf das Signal ansprechende Einrichtung (11, 21, R oder 68) besitzt.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (1*, 21, R
oder 68) mit einer größeren zeitlichen Verzögerung anspricht als die zweite (13, 25, 50 oder 76).
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (Q 5) und die
zweite (Q 9, QlO) Einrichtung eine elektrische Triggerschaltvng aufweisen, wobei erste uni zweite
Relais (AL oder TR) jeweils an die erste und zweite elektronische Triggerschaltung angeschaltet sind
und sich ihr Zustand in Abhängigkeit von dem Betrieb der Schaltungen ändert.
10. Einrichtung nxch Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitverzögerungsglied für die
erste Einrichtung ein Kondensator (ClO) verwendet ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler eine Lichtschranke
mit einur Lichtquelle (61) und einer Fotozelle (62) ist, wobei der Ausgang der Fotozelle der
Intensität des auf der Fotozelle auftreffenden Lichts entspricht, daß für die erste und zweite auf Signale
ansprechende Einrichtung eine erste (Q 5) und eine zweite (Q9, Q10) Triggerschaltung vorgesehen sind,
uüß ein erster Verstärker (Ql, Q2) an die Fotozelle
angeschlossen ist, daß ein Gleichrichter {Dl, D3) an
den Ausgang des Verstärkers angeschlossen ist und ene erste Gleichspinnung abgibt, daß die erste
Triggerschalti η % (Q5) an die erste Gleichrichtereinrichtvng
angeschlossen ist und bei e nim dem ersten Schwellenvert entsprechen d<
η Wert der ersten Gleichspannung arbeitst, daß der Eingang eines zweiten Verstärkers (Q 7, Q 8) an den Ausgang
des ersten Verstärkers engeschlosscn ist, daß der zweite Gleichrichter in den Ausgang des zweiten
Verstärkers tngeschlossen ist und ene zweite
Gleichspannung abgibt, daß die zweite Triggerschalti ng (Q9, QlO) «n den zweiten Gleichrichter
angeschlossen ist mi bei enem dem zweiten
Schwellenwert entsprechenden Wert der zweiten Gleichspannung arbeitet inJ daß die Steuereinrichtvnge
η Steuerelement (TR-I) aufweist, welches
η ich Intätigkeittreten der Steuereinrichtung eine Alarmen'.eg·; vn'erdrückt.
12. Einrichtung η ich Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquelle einen modulierten Lichtstrahl aussendet ind daß der erste Verstärker
ein I nearer Verstärker ist und erste (Λ3) und zweite (Λ2) von Hand e mtellbare, veränderliche
Widerstandselemente aufweist, daß der erste Gleichrich ter an den A usgang des linearen Verstärkers und
an das erste Widcrstandselcment angeschlossen ist und daß das zweite Widerstandselement {Rl)
zwischen die Fotozelle vnd den Eingang des linearen Verstärkers angeschlossen ist.
13. Einrichtung nich Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß Meßeinrichtungen εη Meßanschlüsse (771, TJl) zur Messung der Spannung
über dem ersten Widerstandselement (Rl) vorgesehen sind.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich-
Hing ein Relais (77?) aufweist, welches beim Arbeiten
der zweiten Triggerschaltung (ß9, QlO) anspricht,
daß e:n Kontakt (TRl) des Relais das
Steuerelement (TR-2) bildet und ein weiterer Kontakt (TR-I) bei Betätigung die erste Triggerschaltung
abschaltet.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß ein? Spannungsüberwachungsschaltung
(DlO) vorgesehen ist, weiche auf einen Abfall der Speisungsspannung für das System unter
einen vorbestimmten Pegel anspricht, um die zweite Triggerschaltung (Q9, β 10) in Tätigkeit zu setzen
und dadurch ein vcn dem Alarmsignal unterscheidbares Störvngssignal zu erzeugen.
16. Einrichtung nach e'nein der Ansprüche 11 bis
15, dadurch gekenn:eicr.net, daß die Lichtquelle
und die übrige Schaltung e'ne geme'nsame Stromversorgung aufweisen, welche zur Kompensation
von Spannungsschwanklingen die Verstärkung des linearen Verstärkers regelt.
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