DE2328881B2 - - Google Patents
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- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
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Description
Die Erfindung betrifft eine Feuermeldeanlage mit einer Signalzentrale zur Spannungsversorgung und
Alarmgabe, an welche mindestens ein Feuermelder mit hohem elektrischen Widerstand im Normalzustand und
niedrigerem elektrischen Widerstand im Alarmfall über zwei der Spannungsversorgung und gleichzeitig der
Alarmgabe dienenden Leitungen angeschlossen ist.
Bei Feuermeldeanlagen der beschriebenen Art befindet sich die Signalzentrale an einem zentralen Ort,
wo eine laufende Überwachung möglich ist. An diese Signalzentrale sind einzelne Feuermelder, die sich in den
zu schützenden Objekten befinden, über manchmal sehr lange Leitungen angeschlossen. Beispiele für solche
Feuermelder sind Ionisationsfeuermelder, optische Flammen- oder Rauchdetektoren, Temperaturmelder
oder auf andere Brandfolgeerscheinungen reagierende Detektoren. Häufig sind auch mehrere solcher Feuermelder
parallel über gemeinsame Leitungen an ein und
μ denselben Eingang der Signalzentrale angeschlossen.
Bei Ausbruch eines Brandes geht der Feuermelder vom Normalzustand in den Alarmzustand über, wobei
eine Sprungartige Widerstandsabnahme eintritt. In der Signalzentrale, von der die Feuermelder über Leitungen
ihre Betriebsspannung erhalten, kann in diesem Fall mittels einer Strommeß-Einrichtung eine erhebliche
Stromzunahme festgestellt werden, was zur Alarmgabe benützt wird.
Die gleiche Wirkung wie die Widerstandsabnahme eines Melders im Alarmfall kann aber ein Kurzschluß
haben, nämlich dann, wenn der Kurzschluß am Ende einer langen Versorgungsleitung eintritt und der
Leitungswiderstand in der Größenordnung des Alarmwiderstandes des Melders Liegt. In diesem Fall tritt
ebenfalls eine Widerstandsabnahme mit entsprechender Stromerhöhung ein, welche in der Signalzentrale als
Alarm registriert wird, obwohl kein Feueralarm, sondern eine Störung vorliegt.
Es wäre denkbar, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß die Anlage so ausgeführt wird, daß der
Widerstand der Feuermelder im Alarmfall einen Wert annimmt, der zwischen demjenigen im Ruhezijstand und
dem größtmöglichen Kurzschlußwiderstand liegt Diesem Vorgehen sind jedoch dadurch Gienzen gesetzt,
daß der Alarmwiderstand der Feuermelder nicht beliebig groß gemacht werden kann, da er sich vom
gesamten Ruhewiderstand aller an der Versorgungsleitung parallel geschalteter Melder und einem eventuell
vorhandenen "Widerstand zur Ruhestromüberwachung der Leitungen unterscheiden muß. Oft wird auch im
Alarmfall eine Glühlampe im alarmierten Melder eingeschaltet, derer relativ geringer Widerstand praktisch
den Alarmwiderstand des Melders darstellt
Wählt man den Alarmwiderstand in der Größenordnung des größtmöglichen Kurzschlußwiderstandes, d. h.
des größten Leitungswiderstandes, tritt ein weiterer Nachteil auf, nämlich, daß die Signallampe in ihrer
Betriebsspannung und daher in ihrer Helligkeit sehr stark vom Leitungswiderstand abhängig wird.
Andererseits kann der größtmögliche Kurzschlußwiderstand nicht ohne erhebliche Kosten beliebig klein
gemacht werden. Gerade bei großen Feuermeldeanlagen, bei denen die Feuermelder in sehr großen
Entfernungen von der Signalzentrale montiert sind, ergeben sich erhebliche Verteuerungen, wenn nicht
Leitungen mit geringem Querschnitt, z. B. Telefon kabel,
verwendet werden können.
Aufgabe der Erfindung ist die Behebung der genannten Nachteile bekannter Feuermeldeanlage·->,
insbesondere die Schaffung einer Feuermeldeanlage, bei der auch bei Anlagen mit langen Leitungen geringen
Querschnitts zwischen Signalzentrale und Feuermelder sicher zwischen Alarmfall und Leitungskurzschluß
unterschieden werden kann, bei der sämtliche Leitungen auf Funktionsfähigkeit, insbesondere auf Kurzschluß
oder Leitungsunterbruch, überwacht werden und bei der in den Feuermeldern ein Anzeigeorgan vorhanden
sein kann, das im Alarmfall eine Spannung erhält, die von der Leitungslänge praktisch unabhängig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sr-nalzentrale den Strom im Alarmfall auf einen
bestimmten Wert begrenzt, daß der elektrische Widerstand der Feuermelder durch Bauelemente
geeigneter Art und Anordnung im Alarmfall bis zu diesem Begrenzungsstrom größer ist als ein bestimmter
Widerstandswert daß die Feuermelder oberhalb dieses Begrenzungsstromes einen elektrischen Widerstand
unterhalb dieses bestimmten Widerstai.dswertes aufweisen und daß die Signalzentrale eine Einrichtung zur
Bestimmung und Auswertung des Spannungsabfalls am Anschlußpunkt der zu den Feuermeldern führenden
Leitungen und eine Einrichtung zur wenigstens zeitweisen Erhöhung des Leitungsstromes aufweist,
wenn die Auswertung in der Signalzentrale ergibt, daß der Spannungsabfall beim Begrenzungsstrom einen
bestimmten Spannungswert übersteigt.
Bevorzugt werden für die erfindungsgemäße Feuermeldeanlage solche Feuermelder, bei denen die
Spannungs-Stromcharakteristik in einem bestimmten Bereich praktisch horizontal verläuft, d. h. daß die
Feuermelder in diesem Strombereich eine Spannungssättigung aufweisen und der differentielle Widerstand
Null wird. Dadurch kann zusätzlich gewährleistet werden, daß im Melder eine von der Leitungslänge
unabhängige Spannung für die Signalanzeige-Glühlampen zur Verfügung steht. Dadurch werden die wegen
der außerordentlichen Spannungsabhängigkeit des Lichtstromes und der Lebensdauer von Glühlampen
auftretenden Schwierigkeiten ausgeschaltet
In der Signalzentrale befindet sich zwischen dem Auswerteteil, der eine Einrichtung zur Spannungsversorgung,
einen Stromdetektor zur Alarmgabe und eine Einrichtung zur Spannungsbestimmung aufweist, und
den Anschlußklemmen für die Leitung eine Einrichtung zur Strombegrenzung, die zweckmäßigerweise so
ίο ausgebildet ist, daß der Begrenzungsstrom, der außerdem
noch von der Versorgungsspannung abhängen kann, im Bereich der Spannungssättigung der Feuermelder
liegt Die Einrichtung zur Spannungsbestimmung an den Anschlußklemmen ist in diesem Fall so ausgebildet
daß sie ein Störungssignal liefert wenn die Spannung beim Begrenzungsstrom unter die Melderspannung
sinkt und daß sie ein Alarmsignal liefert wenn die Klemmenspannung zwischen dieser Melderspannung
und der Versorgungsspannung liegt gegebenenfalls in Kombination mit dem Stromdetektor der Signalzentrale.
Eine weitere zweckmäßig: Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Anlage so ausgebildet ist
daß nicht nur ein Alarm und ein Leitungskurzschluß signalisiert werden können, sondern zusätzlich auch ein
Leitungsunterbruch. Dies kann durch die an sich bekannte Maßnahme erfolgen, daß hinter dem letzten
Melder ein Endglied vorgesehen ist, durch welches ein Überwachungsstrom fließt Um jedoch eine weitere
Begrenzung der Anlage wegen der Notwendigkeit eines weiteren Überwachungsstromniveaus zu vermeiden, ist
das Endglied zweckmäßigerweise so gestaltet, daß es die Leitungen impulsweise belastet. Da dadurch ein
Ruhegleichstrom zur Überwachung der Melderleitung nicht notwendig ist kann in diesem Fall der Alarmstrom
der Feuermelder bei gleichem Sicherheitsabstand sehr viel geringer sein als bei bekannten Anlagen mit
Ruhestromüberwachung.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert Es zeigt
F i g. 1 das Schema einer Feuermeldeanlage,
Fig. 2 die Spannungs-Stromcharakteristik eines Feuermelders,
F i g. 3 die Schaltung eines Feuermelders,
Fig. 2 die Spannungs-Stromcharakteristik eines Feuermelders,
F i g. 3 die Schaltung eines Feuermelders,
•»5 F i g. 4 die Schaltung eines anderen Feuermelders,
F i g. 5 das Schaltschema einer Signalzentrale,
F i g. 6 die Schaltung eines Leitungsendgliedes,
F i g. 7 das Prinzipschema eines Alarmdetektors.
F i g. 1 zeigt das Schema einer Feuermeldeanlage mit einer Signalzentrale 1, an die über Leitungen L\, Li einzelne Feuermelder angeschlossen sind. In dem dargestellten Beispiel ist in der Nähe der Anschlußklemmen der Leitungen zunächst ein Feuermelder Fi und über lange Leitungen mit einem Leitungswiderstand RL ein zweiter Feuermelder Fz parallel dazu angeschlossen. In der Signalzentrale 1 befindet sich eine Einrichtung zur Spannungsversorgung V, welche den einzelnen an den Ausgang angeschlossenen Feuermeldern eine bestimmte Versorgungsspannung liefert, ein Stromdetektor 2, eine Einrichtung 3 zur Strombegrenzung, eine Spannungsdetektionseinrichtung 4, die an die Anschlußklemmen angeschlossen ist, und eine Alarm- und Signaleinrichtung 5.
F i g. 5 das Schaltschema einer Signalzentrale,
F i g. 6 die Schaltung eines Leitungsendgliedes,
F i g. 7 das Prinzipschema eines Alarmdetektors.
F i g. 1 zeigt das Schema einer Feuermeldeanlage mit einer Signalzentrale 1, an die über Leitungen L\, Li einzelne Feuermelder angeschlossen sind. In dem dargestellten Beispiel ist in der Nähe der Anschlußklemmen der Leitungen zunächst ein Feuermelder Fi und über lange Leitungen mit einem Leitungswiderstand RL ein zweiter Feuermelder Fz parallel dazu angeschlossen. In der Signalzentrale 1 befindet sich eine Einrichtung zur Spannungsversorgung V, welche den einzelnen an den Ausgang angeschlossenen Feuermeldern eine bestimmte Versorgungsspannung liefert, ein Stromdetektor 2, eine Einrichtung 3 zur Strombegrenzung, eine Spannungsdetektionseinrichtung 4, die an die Anschlußklemmen angeschlossen ist, und eine Alarm- und Signaleinrichtung 5.
Im Normalfall, d. h. wenn die an die Anschlußklemmen angeschlossenen Feuermelder nicht durch einen
Brand beeinflußt werden, haben sämtliche Melder einen relativ hohen Widerstand (vgl. Gerade Dn in F i g. 2), so
daß in den Leitungen L\ und Li nur ein geringer
Ruhestrom fließt. Wenn jedoch Brandfolgeerscheinungen auf einen der Melder einwirken, so schaltet dieser in
den Alarmzustand; sein Widerstand verringert sich plötzlich, und in den Leitungen fließt ein höherer Strom.
Die Einrichtung 3 zur Strombegrenzung läßt den Strom nur bis zu einem maximalen Wert In, ansteigen. Das
Vorhandensein dieses Stromes wird in der Signalzentrale mittels des Stromdetektois 2 festgestellt, der
seinerseits die Alarm- und Signaleinrichtung 5 steuert und einen Alarm auslöst. Gegebenenfalls wird gleichzeitig oder mit einer gewissen Verzögerung eine externe
Alarmeinrichtung A betätigt.
Erfindungsgemäß werden nun Feuermelder mit einer bestimmten Spannungs-Stromcharakteristik verwendet.
F i g. 2 zeigt die Charakteristik eines Ausführungsbeispieles eines Feuermelders und erläutert die Wirkungsweise der Erfindung anhand der Charakteristik. Bei der
in F i g. 2 dargestellten Spannungs-Stromcharakteristik D, eines Feuermelders im Alarmzustand steigt zunächst
die am Feuermelder abfallende Spannung mit dem Strom. Bei größeren Stömen läuft die Kurve jedoch auf
ein relativ ebenes, fast waagerechtes Teilstück ein. Die Neigung ist in diesem Bereich so schwach, daß von einer
Sättigungsspannung Us gesprochen werden kann. Der Strom In, ist der Strom, der durch die Strombegrenzungseinrichtung 3, Fig. 1, in der Signalzentrale
automatisch begrenzt wird.
Zieht man durch den Schnittpunkt der durch In,
gegebenen Vertikalen und der Charakteristik D1 des
Feuermelders Geraden mit verschiedenen Neigungen, so stellen diese das Verhalten des erfindungsgemäßen
Systems bei verschiedenen Leitungswiderständen dar. Dabei bedeutet eine relativ schwach geneigte Gerade
einen kleinen Leitungswiderstand Rl<, eine stärker geneigte Gerade jedoch einen größeren Leitungswiderstand Rl>. Der Schnittpunkt dieser Widerstands-Geraden mit der Ordinate gibt die Aufteilung der gesamten
Versorgungsspannung Uv nach Melderspannung Ud,
Spannungsabfall an den Leitungen Ul und Spannungsverlust in der Zentrale Uc wieder. Aus Fig.2 ist
ersichtlich, daß die an den Klemmen der Signalzentrale auftretende Spannung Uu — Ud + Ul für alle endlichen Leitungswiderstände Rl größer als die Sättigungsspannung C/sder Feuermelder sein wird
Die Spannungs-Stromcharakteristik eines Leitungskurzschlusses ist von der eines erfindungsgemäßen
Feuermelders sehr verschiedea Ein solcher Fall ist in
F i g. 2 durch die relativ flach verlaufende, einem kleinen Kurzschlußwiderstand entsprechende Gerade K
wiedergegeben. Man erkennt daß die durch den Schnittpunkt der Geraden K mit der Vertikalen In,
gezogenen Geraden, welche dem Leitungswiderstand, z. B. ģ>
entsprechen, für einen großen Widerstandsbereich die Ordinate unterhalb der Sättigungsspannung
Us schneiden. Das bedeutet, daß im Fall eines Kurzschlusses am Eingang der Signalzentrale eine
Meßspannung Um auftritt welche unterhalb der Sättigungsspannung der Feuermelder liegt Durch die
Beobachtung der Klemmenspannung in der Signalzentrale mittels einer geeigneten Einrichtung 4 (Ftg.1)
kann also festgestellt werden, ob es sich bei einer
eingetretenen Veränderung des Systems um ein Ansprechen eines Feuermelders, also einen echten
Feueralarm, handelt oder um einen Leitungskurzschluß, je nachdem, ob die Meßspannung Um größer ist als die
Sättigungsspannung Us der Feuermelder oder kleiner. Es wiribemerkt, daß das beschriebene Verfahren bis zu
Leitungswiderständen, welche Rc=(gy in Fig.2
entsprechen, brauchbar ist
Aus F i g. 2 ist ebenfalls ersichtlich, daß In, zweckmäßigerweise möglichst klein gewählt wird. Auf diese
Weise erhält man einen großen Bereich von Leitungs-Widerstandswerten, innerhalb dessen die Unterschei
dung von Kurzschluß und Alarm möglich ist
Mit den beschriebenen Maßnahmen wird erreicht daß für die Alarmauswertung zunächst mit einem
kleinen Strom In, gearbeitet wird, um wie beschrieben
ίο über einen möglichst großen Leitungswiderstandsbereich Alarm von Kurzschluß unterscheiden zu können
Nach festgestelltem Alarm wird nun von der Signalzentrale aus der Strom für den Betrieb der Anzeigelampe
impulsweise auf den Alarmstrom /.erhöht Da in diesem
Bereich die Charakteristik sehr flach verläuft also der differenzielle Widerstand klein ist kann erreicht werden
daß für den Betrieb der Alarmanzeigelampe ein genügender Strom, d.h. eine größere Leistung zur
Verfügung steht
Aus der Größe der beobachteten Klemmspannung Um kann darüber hinaus der Kurzschluß lokalisiert
werden, da die Klemmenspannung ein Maß für der Leitungswiderstand bis zum Kurzschlußort ist Da;
gleiche gilt für die Lokalisierung eines angesprochener
Feuermelders, wenn mehrere Feuermelder mit verschiedenen Leitungslängen an die Signalzentraler
angeschlossen sind. Auch hierbei gibt die sich einstellende Klemmenspannung einen Hinweis über den Leitungswiderstand bis zum Feuermelder, d.h. über der
x> Ort des Brandes.
Die Spannungsdetektions-Einrichtung 4 steuert wie in F i g. 1 dargestellt die Auswerte- und Signalisations-Einrichtung 5 in geeigneter Weise, so daß die Auslösung
eines Alarmes durch den Stromdetektor 2 unterbunder
:5 wird, wenn die vom Spannungsdetektor 4 beobachtete
Klemmenspannung unterhalb der Schwellenspannung Us der Feuermelder liegt Unter Umständen kann auch
auf eine Stromdetektor zur Alarmauslösung verzichtet werden, wenn z. B. durch geeignete Wahl des Begren
zungsstromes In, sichergestellt ist daß bei Alarmierung
eines beliebigen Melders immer eine Änderung dei Klemmenspannung stattfindet; der Spannungsdetektoi
allein übernimmt dann zusammen mit der Auswerte-Einrichtung 5 die Signalisation von Alarm und Störung
(Kurzschluß).
Außer den beschriebenen Maßnahmen zur Meldung einer Störung infolge Kurzschluß der Leitungen kanr
auch in bekannter Weise zusätzlich ein Leitungsunter bruch detektiert werden, und zwar wie in Fig. 1
so dargestellt durch Anschalten eines Leitungsgliedes I
hinter dem letzten Feuermelder der Melderschleife.
Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ionisa
tionsfeuermelders, welcher die für das Funktionieret
der Anlage erforderliche Stromspannungscharakteristit
aufweist. Zwischen den Speiseleitungen 10 und 11 sine
in Serie je eine der Außenatmosphäre zugängliche Ionisationskammer 12 mit zwei Elektroden und einen
radioaktiven Präparat sowie eine weitgehend geschlos sene Ionisationskammer 13, ebenfalls mit zwei Elektro
den und einem radioaktiven Präparat geschaltet Be Eindringen von Rauch oder Brandaerosol in. die
Ionisationskammer 12 ändert sich bekanntlich derer Widerstand, so daß sich der Spannungsabfall über dei
offenen Ionisationskammer 12 erhöht und sich dit
Spannung am Verbindungspunkt beider lonisations
kammern 14 verschiebt Dieser Verbindungspunkt 14 is mit der Steuerelektrode (Gate) eines Feldeffekttransi
stors 15 verbunden, dessen Quellenelektrode (Source
mittels des aus den Widerständen 16 und 17 bestehenden Spannungsteilers vorgespannt ist, während
die Senkenelektrode (Drain) einen elektronischen Schalter steuert. Dieser besteht aus zwei komplementären
Transistoren 18 und 19 in Flip-Flop-Schaltung mit den zugehörigen Kollektorwiderständen 20, 21, 22 und
23 sowie den Bsiskondensatoren 24, 25. Wenn nun die Gatespannung des Feldeffekttransistors 15 die Schwellenspannung
überschreitet, so kippt die Flip-Flop-Schaltung und der Transistor 18 wird leitend, so daß an den
Widerständen 22 und 23 eine Spannung erscheint.
Parallel zu diesen Widerständen liegt die Serienschaltung einer Alarmzeigelampe 26 und der Kollektoremitterpfad
eines weiteren Transistors 27. Da die Basisspannung dieses Transistors 27 durch eine
Zenerdiode 28 konstant gehalten wird, bildet sich zwischen den Leitungen 10 und 11 eine vom fließenden
Strom weitgehend unabhängige konstante Spannung aus.
In Fig.4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Ionisationsfeuermelder dargestellt. Wiederum sind zwei Ionisationskammern 30 und 31 in Serie an
Speiseleitungen 32 und 33 geschaltet; deren Verbindungspunkt ist wiederum mit der Steuerelektrode eines
Feldeffekttransistors 34 verbunden, dessen Quellenelektrode an einem aus den Widerständen 35 und 36
gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist. Obersteigt die Steuerspannung des Feldeffekttransistors 34
dessen Schwellenwert, so wird dieser leitend und von der Senkelektrode fließt über die Widerstände 37, 38
und 39 ein Strom. Die Senkelektrode des Feldeffekttransistors 34 ist wiederum mit der Basis eines
Transistors 40 verbunden, welcher mit einem weiteren Transistor 41 eine Flip-Flop-Schaltung bildet Sobald
der Feldeffekttransistor 34 schaltet, wird auch Transistor 40 leitend, und es fließt ein Strom durch Widerstand
42, Transistor 40 sowie die Widerstände 38 und 39. Bei einem bestimmten Spannungsabfall über den Widerständen
38 und 39 wird auch ein mit der Basis an den Verbindungspunkt dieser Widerstände und mit dem
Kollektor an den Verbindungspunkt der Widerstände 37 und 38 angeschlossener Transistor 43 leitend und
ebenfalls ein folgender Transistor 44, in dessen Kollektorpfad die Alarmzeigelampe 45 liegt Die
Spannung über den Widerständen 38 und 39 wird nun durch Transistor 43 konstant gehalten, indem er
zusätzlich fließenden Strom über seine Kollektor-Emitterstrecke ableitet
Transistor 43 und die Widerstände 38 und 39 stellen demnach eine Ersatzschaltung für eine verlustbehaftete
Zenerdiode dar und könnten in Wirklichkeit auch durch eine Zenerdiode mit parallelgeschaltetem Widerstand
ersetzt werden. Ebenfalls, wie bei dem vorher beschriebenen Ionisationsfeuermelder, zeigt also auch
dieser Ionisationsfeuermelder eine Spannungssättigung der Spannungs-Stromcharakteristik.
Ähnliche Spannungs-Stromcharakteristiken können auch bei Feuermeldern mit völlig andersartigen
Fühlerelementen anstelle von Ionisationskammern erzeugt werden. Dazu ist es lediglich nötig, daß beim
Umkippen der Schaltung in den Alarmzustand eine äquivalente Konstantspannungsquelle, z. B. eine Zenerdiode
oder eine Ersatzschaltung mit gesteuertem Transistor oder eine andere dem Fachmann bekannte
Konstantspannungsquelle vorgesehen ist
Die Verwendung einer Konstantspannungsquelle hat den weiteren Vorteil, daß bei Parallelschaltung mit einer
Anzeigevorrichtung, z. B. einer Glühlampe, deren Spannung weitgehend unabhängig von der Versorgungsspannung
wird, wodurch eine gleichbleibende Anzeigequalität gewährleistet ist, unabhängig von
Leitungswiderstand und Leitungslänge.
In Fig.5 ist die Schaltung einer Signalzentrale dargestellt, an welche an den Anschlußklemmen 62 und 63 Feuermelder der beschriebenen Art über Leitungen angeschlossen werden können. An den Klemmen 62 und
In Fig.5 ist die Schaltung einer Signalzentrale dargestellt, an welche an den Anschlußklemmen 62 und 63 Feuermelder der beschriebenen Art über Leitungen angeschlossen werden können. An den Klemmen 62 und
63 ist ein aus den Widerständen 55 und 56 bestehender ι ο Spannungsteiler angeschlossen, wobei der Verbindungspunkt beider Widerstände mit der Basis eines
Transistors 53 verbunden ist, in dessen Emitterpfad eine Zenerdiode 57 und in dessen Kollektorpfad ein
Widerstand 58 angeordnet ist. Im Normalzustand, d. h.
wenn weder eine Störung durch Kurzschluß noch ein alarmierter Melder vorliegt, ist die an den Klemmen
liegende Spannung Um etwa gleich der an der Klemme
64 angeschlossenen Versorgungsspannung Uv, welche von einem Netzteil oder von einer Batterie geliefert
werden kann. Die Zener-Spannung der Zenerdiode 57 ist so gewänlt, daß der Spannungsabfall am Widerstand
56 für eine Klemmenspannung Um, welche größer ist als
die Schwellenspannung Us der Feuermelder, ausreicht, um Transistor 53 leitend zu machen. Über Widerstand
58 tritt am Kollektor eine Signalspannung auf, welche dem Eingang eines UND-Tores 59 zugeführt wird und
gleichzeitig mit einer Störungssignalisierungs-Vorrichtung 61 verbunden ist, welche ein Signal abgibt, sobald
der Transistor 53 gesperrt wird, d. h. die Klemmenspannung unter die Schwellenspannung der Feuermelder
sinkt.
Zwischen Klemme 62 und Anschlußklemme 64 für die Versorgungsspannung liegt der Kollektor-Emitterpfad
eines Transistors 46 in Serie mit einer Diode 49 und einem Widerstand 52. Transistor 46 ist über Widerstand
54 zunächst voll ausgesteuert Wenn zwischen den Klemmen 62 und 64 eine Potentialdifferenz auftritt, z. B.
infolge Ansprechens eines Feuermelders oder eines Kurzschlusses, so fällt am Widerstand 52 eine Spannung
ab. Parallel zu diesem Widerstand 52 ist nun die Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors 47
geschaltet, dessen Kollektor über eine Diode 50 mit der Basis des Transistors 46 verbunden ist Fließt nun durch
den Widerstand 52 ein bestimmter Strom, so wird Transistor 47 leitend. Dadurch wird ein Teil des
Basisstroms des Transistors 46 abgeleitet und damit einer weiteren Erhöhung des über Transistor 46
fließenden Stromes entgegengewirkt Dies hat zur Folge, daß zwischen den Klemmen 62 und 64 ein
konstanter Strom fließt Die beiden Transistoren 46 und
47 wirken also als Strombegrenzer im Sinne der Einrichtung 3 in Fig. 1. Gleichzeitig ist der Kollektor
des Transistors 47 mit dem anderen Eingang des LTN D-Tores 59 verbunden. Wenn der Transistor 47 also
leitend ist und gleichzeitig die KJemmenspannung Um größer als die Schwellenspannung Us der Feuermelder
ist, erhalten beide Eingaänge des UND-Tores ein Signal und die Alarmeinrichtung 60 wird ausgelöst
Parallel zum Widerstand 52 ist die Kollektor-Emitterstrecke
eines weiteren Transistors 48 in Serie mit einem Widerstand 51 geschaltet Die Basis dieses Transistors
48 wird von einem Impulsgeber 76 angesteuert Sobald ein Alarmsignal eintrifft wird der Transistor 48
impulsweise auf Durchgang gesteuert, so daß sich der Gesamtwiderstand zwischen den Klemmen 62 und 64
impulsweise ändert- Auf* diese Weise ändert sich die
Strombegrenzung ebenfalls, impulsweise, so daß bei einem alarmierten Melder der Strom der Anzeigelampe
ebenfalls einen impulsförmigen Verlauf annimmt, d. h. im Blinkbetrieb arbeitet. Die Anzeige ist dadurch
erheblich deutlicher und auffälliger als bei einem Gleichstrombetrieb und zudem ergibt sich eine Reduktion
der verbrauchten Leistung.
Feuermeldeanlage mit einer Signalzentrale gemäß F i g. 5 und daran angeschlossenen Feuermeldern mit
geeigneter Spannungs-Stromcharakteristik erlauben es zwar, bis zu sehr großen Leitungslängen einen Alarm
sicher von einem Kurzschluß in den Leitungen an beliebiger Stellung sicher unterscheiden zu können,
jedoch nicht den Unterbruch der Leitungen an einer beliebigen Stelle.
Um auch diese Störung in einer Feuermeldeanlage mit langen Leitungen sicher erfassen zu können, ist es
zweckmäßig, hinter dem letzten Feuermelder zwischen den Leitungen ein Endglied E(Fig. 1) anzuschließen,
welches bei Eintreffen einer Speisespannung die Leitungen impulsmäßig belastet. Dadurch kann die
Messung des Ruhesignales mit dem gleichen Stromdetektor wie für einen Alarm vorgenommen werden,
indem das dort entstehende Signal noch zusätzlich wechselspannungs- oder impulsmäßig ausgewertet wird
und die Alarmauswertung so verzögert wird, daß sie auf die kurzen Endglied-Pulse nicht anspricht.
F i g. 6 zeigt die Schaltung eines solchen aktiven Leitungsendgliedes. Zwischen den Speiseleitungen 65
jnd 66 liegt die Serienschaltung eines Widerstandes 67, eines Kondensators 68, eines Vierschicht-Halbleiters 69
mit zwei Steuerelektroden und eines Widerstandes 70. Parallel dazu liegen einerseits die Serienschaltungen
eines Widerstandes 71 und eines Widerstandes 72 und andererseits die eines Widerstandes 73, eines Kondensators
74 und eines Widerstandes 75. Der Verbindungspunkt von Widerstand 73 und Kondensator 74 ist mit
einer der Steuerelektroden des Vierschicht-Halbleiters 69 verbunden, während der Verbindungspunkt von
Kondensator 68 und Vierschicht-Halbleiter 69 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 71 und 72 verbunden
ist Infolge der wechselseitigen Aufladung der Kondensatoren 68 und 74 wird der Halbleiter 69
impulsweise geöffnet und wieder geschlossen.
Falls die Leitungen L\ und Li vom Endglied £bis zur
Signalzentrale intakt sind, so erreichen die von dem Endglied E erzeugten Impulse den Eingang 62, 63 der
Signalzentrale und werden durch die Transistoren 46 und 47 verstärkt
Vom Emitter des Transistors 47 werden die eintreffenden Impulse fiber einen Kondensator 78 einer
Impuls-Detektions-Einrichtung 77 zugeleitet, welche der Störungsmeldereinrichtung 61 ein Störungssignal
fibermittelt, wenn keine Impulse beim Impuls-Detektor
77 eintreffen. Dadurch kann in der Signalzentrale festgestellt werden, ob am Endglied eine Versorgungsspannung angekommen ist. Dies bedeutet, daß die
Leitungen bis zum letzten Feuermelder intakt sein müssen und keinen Unterbruch aufweisen können.
Die Erfindung wurde anhand von Ionisations-Feuermeldern beschrieben. Es sei bemerkt, daß sich der
Erfindungsgedanke jedoch ebenso bei jeder anderen Art von Alarmdetektoren verwirklichen läßt, z. B. bei
Flammen-, Rauch-, Temperalurmeldern oder ähnlichen Detektoren, In F i g. 7 ist ein Prinzip-Schema eines
solchen Detektors wiedergeben. Ein Alarmschalter S(A) liegt in Serie mit einem Widerstand Ra zwischen
ZW2! Speiseleitungen L\ und Li. Der Alarmschaller S(A)
entspricht in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen den Ionisationskammern mit angeschlossenem
Feldeffekttransistor und durch diesen gesteuerter elektronischer Schaltstufe. Im Normalfall, d. h. wenn
kein Feuer vorhanden ist, ist der Alarmschalter S(A) geöffnet, so daß zwischen den Leitungen L\ und Li im
Idealfall kein Strom fließt. In der Praxis weist der Alarmschalter jedoch auch im geöffneten Zustand stets
einen gewissen, wenn auch sehr großen Ruhewiderstand auf, welcher in F i g. 7 durch den Parallel-Widerstand Rn
wiedergegeben ist. Im Alarmfall wird der Schalter S(A) geschlossen und der Widerstand Rn überbrückt, so daß
durch den Widerstand Ra ein Alarmstrom zwischen den Leitungen L\ und Li fließt.
Erfindungsgemäß ist nun parallel zu diesem Alarmwiderstand Ra ein weiterer Strompfad angeordnet.
Dieser enthält einen stromempfindlichen Schalter S(I) in Serie mit einem weiteren Widerstand R^. Dieser
stromempfindliche Schalter S(I) wird automatisch geschlossen, wenn der Alarmstrom durch den Alarmwidersland
Ra einen bestimmten Stromwert überschreitet. Dadurch wird durch die Parallel-Schaltung der
Widerstände Ra und Rl der Widerstand zwischen den
Leitungen L\ und Li herabgesetzt. In der Spannungs-,
Strom-Diagramm des Alarmdetektors kommt dies dadurch zum Ausdruck, daß die Charakteristik oberhalb
des Schaltstromes des stromempfindlichen Schalters S(I) einen Knick aufweist. Auf diese Weise kann der
anhand von F i g. 2 erläuterte Verlauf der Spannungs-, Stromcharakteristik erzeugt werden. Es sei noch
bemerkt, daß die Widerstände Rl, Ra und Rn keine
linearen Widerstände zu sein brauchen. Im Gegenteil ergeben sich häufig günstigere Verhältnisse, d. h. ein
besserer Verlauf der Charakteristik, wenn diese Widerstandselemente bestimmte nichtlineare Eigenschaften
aufweisen. So ist es beispielsweise zweckmäßig, den Parallel-Widerstand RL als Parallel-Schaltung
einer Zenerdiode mit einer Anzeigelampe auszubilden. Auf diese Weise läßt sich eine möglichst flache
Charakteristik hervorrufen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Feuenneldeanlage mit einer Signalzentrale zur Spannungsversorgung und Aiarmgabe, an welche
mindestens ein Feuermelder mit hohem elektrischen Widerstand im Normalzustand und niedrigerem
elektrischen Widerstand im Alarmfall über zwei der Spannungsversorgung und gleichzeitig der Aiarmgabe
dienende Leitungen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalzentrale
(1) den Strom im Alarmfall auf einen bestimmten Wert (In) begrenzt, daß der elektrische
Widerstand der Feuermelder (Fi, F2) durch Bauelemente
(28, 43) geeigneter Art und Anordnung im Alarmfall bis zu diesem Begrenzungsstrom (In,)
größer ist als ein bestimmter W'derstandswert, daß
die Feuermelder (Fi, F2) oberhalb dieses Begrenzungsstromes
(In,) einen elektrischen Widerstand unterhalb dieses bestimmten Widerstandswertes
aufweisen und daß die Signalzentrale (1) eine Einrichtung (4, 5, 53, 55, 56, 57, 59, 60, 61) zur
Bestimmung und Auswertung des Spannungsabfalles (L/m) am Anschlußpunkt (62, 63) der zu den
Feuermeldern (Fi, F2) führenden Leitungen (Li, L2)
und eine Einrichtung (48, 51, 76) zur wenigstens zeitweisen Erhöhung des Leitungsstromes aufweist,
wenn die Auswertung in der Signalzentrale (1) ergibt, daß der Spannungsabfall beim Begrenzungsstrom (Im) einen bestimmten Spannungswert (ίΛ)
übersteigt.
2. Feuermeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuermelder (Fi, F2) eine
Spannungs-Stromcharakteristik aufweisen, welche in einem bestimmten Strombereich oberhalb des
Begrenzungsstromes (In) einen angenähert stromunabhängigen
Sättigungswert (ίΛ) besitzt.
3. Feuermeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet daß die Feuermelder (Fi, F2) einen
Detektor (12, 31) zur Feststellung eines Brandes aufweisen, welcher eine Schalteinrichtung (18 bis 25;
38 bis 42) steuert, die im Alarmfall einen Strompfad (18, 19, 22, 23; 38 bis 42, 44, 45) mit niedrigem
Widerstand zwischen die Leitungen (Li, L2) schaltet.
4. Feuermeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuermelder (Fi, F2)
weiterhin eine Einrichtung (18 bis 25; 37 bis 44) im Strompfad aufweisen, welche oberhalb eines bestimmten
Stromes weitere Bauteile (18 bis 28; 44, 45), darunter ein visuelles Anzeigeorgan (26, 45),
zwischen die Leitungen (Li, L2) schaltet.
5. Feuermeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuermelder (Fi, F2) eine
der Außenluft zugängliche Ionisationskammer (12, 31), deren Widerstand sich bei Eindringen von Rauch
oder Brandaerosol erhöht und einen Feldeffekttransistor (15, 34), dessen Eingangsspannung vom
Spannungsabfall über der Ionisationskammer (12, 31) gesteuert wird, aufweisen.
6. Feuermeldeanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekttransistor (15,34)
einen elektronischen Schalter (18 bis 25; 37 bis 44) steuert, welcher im Alarmfall einen Strompfad (18,
26 bis 28; 44, 45) zwischen die Leitungen (10,11; 32,
33) schaltet.
7. Feuermeldeanlage nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Transistor
(27,44) aufweist, dessen Kollektor-Emitterstrecke in
Serie mit der visuelllen Anzeigeeinrichtung (26, 45) liegt und welcher leitend wird, wenn der Strom in
Strompfad einen bestimmten Wert überschreitet
8. Feuermeldeanlage nach den Ansprüchen 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die visuelle Anzeigeeinrichtung
eine Glühlampe(26,45) aufweist.
9. Feuenneldeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des stromunabhängigen
Teiles der Spannungs-Stromcharakteristik eine Zenerdiode (28) vorgesehen ist
10. Feuenneldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalzentrale (1) eine
Einrichtung (4, 53, 55, 56, 57, 59, 60) zur Detektion der Spannung an den Leitungsanschlußklemmen
aufweist
11. Feuermeldeanlage nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannungsdetektionseinrichtung ein Störsignal auslöst, wenn die Klemmenspannung
(Um) bei Auftreten des Begrenzungsstromes (Vn,) in den Leitungen (Li, L2) kleiner als eine
bestimmte Schwellspannung ist und daß Alarm gegeben wird, wenn sie größer als diese Schwellspannung
ist
12. Feuermeldeanlage nach den Ansprüchen 2 und
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenspannung
gleich dem Sättigungswert (ίΛ) der Spannungs-Stromcharakteristik der Feuermelder (Fi, F2) ist.
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