DE2829133B2 - Meldeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meldeeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine derartige Meldeeinrichtung ist bekannt (DE-OS 19 64 764). Hierbei wird durch den intermittierenden Betrieb der Fühlerschaltung ein verringerter Ruhe-Linienstrom erzielt; der intermittierende, relativ große Stromfluß zu den Fühlerschaltungen der Melder wird in diesen durch Glättung mittels der Speicherkondensatoren zu einem nicht oder wenig veränderlichen, relativ geringen Ruhe-Linienstrom umgewandelt, der von dem beim Ansprechen eines Melders erzeugbaren Meldesignals unterscheidbar ist. Dies ist jedoch nicht ohne Schwierigkeiten erreichbar.

Wählt man im Interesse eines möglichst geringen Ruhe-Linienstroms Ladewiderstände mit hohen Widerstandswerten, so kann die Spannung an den Speicherkondensatoren, die bei der intermittierenden Speisung der Fühlerschaltungen deren Speisespannung bildet, zwischen aufeinander folgenden Speisungen der Fühlerschaltungen nur einen gegenüber der Linienspannung relativ geringen Wert annehmen. Man ist daher gezwungen, die Fühlerschaltungen für eine relativ geringe Speisespannung auszulegen, was nur in Grenzen möglich ist; der Endwert der sich während des Speisevorgangs wegen der Kondensatorentladung verringernden Speisespannung muß noch zum Betrieb der Fühlerschaltungen ausreichen und begrenzt die auswählbaren Widerstandswerte der Ladewiderstände nach oben hin. Weiter erfordert bei gegebenem Energieverbrauch der Fühlerschaltungen je Speisevorgang eine Verringerung der Speisespannung eine starke Erhöhung der Kapazität der Speicherkondensatoren, was einen erhöhten Bauaufwand und eine ggf. störende Zunahme von deren Baugröße bedeutet. Eine weitere Beschränkung in der Auswahl des Widerstandswertes der Ladewiderstände zu höheren Werten hin ergibt sich auch daraus, daß in der Praxis die Fühlerschaltungen im allgemeinen dann, wenn kein Speisevorgang erfolgt, dennoch einen geringen Ruhestromverbrauch erfordern, also einen endlichen Ruhe-Eingangswiderstand aufweisen, beispielsweise wegen der Aufladung des Kondensators eines in jeder Fühlerschaltung vorgesehenen Zeitglieds, das den jeweils nächsten Speisevorgang auslöst Damit der Eingangs-Ruhestrom der Fühlerschaltungen fließen kann, darf der Gesamtwiderstandswert der Reihenschaltung des Ladewiderstands und des Ruhe-Eingangswiderstands einer Fühlerschaltung jedenfalls nicht größer sein als der Quotient aus Linienspannung und Ruhe-Eingangsstrom der Fühierschaltung, und in der Praxis muß ein noch geringerer We/1 gegenüber dem sich so ergebenden Widerstandswert des Ladewiderstands gewählt werden, weil dieser ja zusätzlich zum Eingangs-Ruhestrom der Fühlerschaltung den Ladestrom des Speicherkondensators führen solL Schließlich steht der Wahl eines hohen Wider-Standswerts des Ladewiderstands auch entgegen, daß Widerstände mit hohem Widerstandswert nur unter Schwierigkeiten genau gefertigt werden können, also normalerweise große Abweichungen von Widerstand zu Widerstand zeigen, was das genaue Funktionieren der Melder beeinträchtigt

Wenn man andererseits die Widerstandswerte der Ladewiderstände aus den vorstehenden Gründen nicht allzuhoch wählt, so wird bei einer gewissen Anzahl von an eine Linie angeschlossenen Meldern der Ruhe-Li-

jo nienstrom so groß, daß er nicht mehr mit Sicherheit vom Meldesignal unterschieden werden kann. Daher ist die an eine Linie anschließbare Anzahl von Meldern begrenzt. Das bedeutet, daß zum Schutz eines Objekts von vorgegebener Größe mehr Linien und damit ein

J5 größerer Bauaufwand erforderlich werden als an sich aus Gründen der Herkunftsunterscheidung der Meldesignale erforderlich ist.

Die vorstehend erläuterten Schwierigkeiten werden in der Praxis noch dadurch vergrößert daß die Linienspannung im allgemeinen zeitlich veränderlich ist und insbesondere abnimmt beispielsweise weil die Netzspannung schwankt, aus der sie gewonnen wird, weil die sie liefernde Batterie entladen wird oder weil zusätzliche Melder an dieselbe Linie angeschlossen werden. Besonders ausgeprägte Spannungsverringerungen ergeben sich bei Übermittlung eines Meldesignals durch die erhöhte Strombelastung. Hierdurch nämlich entstehen erhöhte Spannungsabfälle entlang der Linie, ein zusätzlicher Spannungsabfall an einem ggf. als Meßglied für den Strom in der Zentrale in einen Leiter der Linie eingeschalteten, niederohmigen Widerstand und der zusätzliche Spannungsabfall am Innenwiderstand der Gleichspannungsquelle. Die Ladewiderstände müssen daher mit Rücksicht auf den geringsten Wert der Linienspannung bemessen werden, mit dem im Betrieb gerechnet werden muß, beispielsweise 80% des Nennwerts, wodurch sich eine weitere Verringerung der möglichen Anzahl an dieselbe Linie anschließbarer Melder ergibt.

Aus der DE-OS 26 41 489 ist eine weitere Meldeeinrichtung ähnlich der eingangs genannten Art bekannt, wobei jedoch die Linienspannung nicht von einer Gleichspannungsquelle, sondern von einer Quelle von Impulsen geliefert wird und in Reihe mit dem Speicherkondensator kein Ladewiderstand, sondern eine Diode geschaltet ist, so daß der Speicherkondensator beim Auftreten eines Spannungsimpulses der I.iniensnannuniT nraktkrh miiTpnhlirlrlirh anfnpluHpn

wird. Hierbei weist jeder Melder einen Transistor auf, dessen Hauptstromstrecke zwischen den Speicherkondensator und die Fühlerschaltung geschaltet ist und der von einer seine Ausgangsspannung auf einen vorgegebenen, gegenüber der Linienspannung geringeren Wert begrenzenden Spannungsbegrenzungsschaltung gesteuert ist. Hierdurch wird also nicht die Spannung am Speicherkondensator, sondern diejenige am Leistungsversorgungseingang der Fühlerschaltung gesteuert. Da die Speicherkondensatoren aller Melder gleichzeitig und praktisch augenblicklich aufgeladen werden, kann der entsprechende Stromfluß zu Linienspannungsschwankungen und Schwierigkeiten führen, die mit denjenigen vergleichbar sind, die hinsichtlich der oben erläuterten, bekannten Meldeeinrichtung auftreten.

Bei einer weiteren, aus der US-PS 36 73 586 bekannten Meldeeinrichtung erfolgt die Stromspeisung einer Fühlerschaltung aus einer einen Melder speisenden Gleichspannung über die Hauptstromstrecke eines vorgeschalteten Transistors, der mittels einer eine Zenerdiode umfassenden Steuerschaltung im Sinne eines Konstanthaltens der Speisespannung der Fühlerschaltung gesteuert ist. Die Fühlerschaltung steuert die Aufladung eines Kondensators, und bei einem vorgegebenen Ladezustand des Kondensators wird der Transistor, über dessen Hauptstromstrecke der Speisestrom der Fühlerschaltung fließt, nichtleitend gemacht, bis der genannte Kondensator wieder entladen ist. Hierdurch ergibt sich ein intermittierendes Arbeiten der Fühlerschaltung derart, daß die Arbeitsfrequenz von dem von der Fühlerschaltung erfaßten Parameter, beispielsweise dem Rauchgehalt der Umgebungsluft, abhängt. Der Fühlerschaltung ist weiter die Reihenschaltung eines Ladewiderstandes und eines Speicherkondensators parallel geschaltet. Der Speicherkondensator dient nicht zur Leistungsversorgung der Fühlerschaltung, sondern ist Teil einer Auswerteschaltung, die bei Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes der Arbeitsfrequenz der Fühlerschaltung ein Meldesignal erzeugt, und zwar wird der Speicherkondensator jeweils bei Speisung der Fühlerschaltung aufgeladen und bei Unterbrechung der Stromzufuhr zu der Fühlerschaltung entladen und erreicht nur bei genügend langer Stromzufuhr, d. h. bei genügend geringer Arbeitsfrequenz, einen zur Betätigung eines das Meldesignal abgebenden und ein Relais ansteuernden Transistors genügenden Spannungsschwellenwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meldeeinrichtung der eingangs genannten Art mit geringem Schaltungsaufwand so weiterzubilden, daß einerseits eine Aufladung der Speicherkondensatoren der Melder auf eine genügend hohe Speisespannung für die Fühlerschaltungen erfolgt, daß andererseits aber auch eine große Anzahl von Meldern an dieselbe Linie angeschlossen werden kann.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Meldeschaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art durch die in dessen Kennzeichenteil angegebenen Merkmale gelöst

Bei der Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung ist der mit seiner Hauptstromstrecke in den Ladekreis des Speicherkondensators eingeschaltete Transistor in schaltungstechnisch einfacher Weise gleichzeitig zur Spannungsbegrenzung und zur Strombegrenzung verwendet Aufgrund der Strombegrenzung genügt ein relativ geringer Ruhe-Linenstrom zur Versorgung aller Melder; durch die Strombegrenzung kann der Speicherkondensator bis zum Erreichen des vorgegebenen Spannungsgrenzwerts mit konstantem Strom und linear ansteigender Spannung geladen werden, was günstiger als eine Aufladung mit entsprechend einer e-Funktion ansteigender Spannung ist. Der geringe Ruhe-Linien- <. strom bedeutet, daß eine große Anzahl von Meldern an dieselbe Linie angeschlossen werden kann, während bei geeigneter Wahl der vorgegebenen Spannungsgrenze, bis auf die jeder Speicherkondensator aufgeladen wird

— beispielsweise 50% der Linienspannung — doch eine ίο genügende Speisespannung für die Fühlerschaltungen zur Verfugung steht. Hierbei ist es auch günstig, daß ein Ladewiderstand mit einem geringen Widerstandswert

- 5% bis 10% gegenüber dem Fall einer nicht vorhandenen Strombegrenzung, selbst bei vorhandener Spannungsbegrenzung — verwendet werden kann, da nämlich ^die den Ladestrom bestimmende Impedanz außer aus dem Ladewiderstand auch aus der Hauptstromstrecke des im Ladestromkreis liegenden Widerstands besteht. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Widerstandswert des Ladewiderstands jedes Melders geringer ist als der dem Quotienten aus der Folgezeit aufeinander folgender Speisungen der Fühlerschaltung; besonders zweckmäßig liegt der Widerstandswert bei annähernd 25% des genannten Quotienten. Durch den geringen Wert des Ladewiderstands fällt an ihm bei leitendem Transistor eine relativ geringe Spannung ab, wodurch die Grenzspannung des Speicherkondensators und damit die Speisespannung der Fühlerschaltung relativ dicht unterhalb der Linienspannung bzw. des Mindestwerts der aufgrund von Störeinflüssen veränderlichen Linienspannung gewählt werden können, mit dem im Betrieb zu rechnen ist. Andererseits kann dann, wenn die Grenzspannung des Speicherkondensators nicht allzu hoch gewählt wird

π und beispielsweise, wie bereits erwähnt, 50% des Nennwerts der Linienspannung beträgt, ein noch größerer Abfall der Linienspannung gegenüber dem Nennwert zugelassen werden, als dies bei bekannten Lösungen möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen

F i g. 1 bis 5 jeweils eine Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.6 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Melder der Meldeeinrichtungen gemäß Fi g. 1 bis 5.

In den Figuren gezeigte, nicht erläuterte Teile entsprechen den mit gleichen Bezugszeichen bezeichne-

v) ten Teilen vorangehender Figuren.

Die in F i g. 1 gezeigte Meldeeinrichtung umfaßt eine Zentrale 1, an die über eine aus zwei Speiseleitern 2a, 26 bestehende Linie 2 eine Vielzahl von Brandmeldern angeschlossen ist, von denen einfachheitshalber nur ein optischer Brandmelder 3 gezeigt ist Die Zentrale weise eine einfachheitshalber als Batterie 4 dargestellte Gleichspannungsquelle auf. Deren positiver Pol ist über einen als Meßglied für den ihn durchfließenden Linienstrom dienenden Widerstand Rt mit dem positi-

M) ven Speiseleiter 2a verbunden, während der negative Pol unmittelbar mit dem negativen Speiseleiter 2b verbunden ist An dem der Batterie 4 zugewandten Anschluß des Widerstands R\ liegt der Emitter eines Transistors Qu dessen- Basis über einen Widerstand R5

h5 mit dem der Batterie 4 abgewandten Anschluß des Widerstands R\ verbunden ist, so daß die Steuerstrecke, die Basis-Emitter-Strecke dieses Transistors Qt, von der am Widerstand Äi abfallenden, dem Linienstrom

proportionalen Spannung gesteuert ist.

Die Hauptstromstrecke des Transistors Q\ liegt in Reihe mit einer Auswerteschaltung 5 parallel zur Batterie 4. Widerstandswert des Widerstands R\ und Typ des Transistors Q\ sind so gewählt, daß letzterer bei 5 einem Schwellenwert des Linienstroms leitend wird, der zwischen 1 mA und 20 mA liegen kann, so daß eine Linienstromerhöhung über diesen Schwellenwert hinaus einen Stromfluß über die Auswerteschaltung 5 bewirkt, wodurch ein Alarmsignal erzeugt werden kann, ι ο

Zwischen die an die Speiseleiter 2a, 2b angeschlossenen Anschlüsse des Melders 3 ist eine Doppel-Zenerdiode e geschaltet, die ein Ansteigen der Eingangsspannung über einen vorgegebenen positiven oder negativen Schwellenwert verhindert, der betragsmäßig höher liegt als der Nennwert der Linienspannung. Die übrigen Teile des Melders 3 sind an dessen Anschlüsse über einen von Dioden d\ bis dt gebildeten Vollweggleichrichter angeschlossen, um eine Vertauschung der Anschlüsse des Melders 3 gegenüber den Speiseleitern 2a, 2b ohne Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit zuzulassen. Der Vollweggleichrichter ist im Sinne einer Gleichrichtung der an den Anschlüssen des Melders 3 liegenden Spannung geschaltet.

An den vom gemeinsamen Anschluß der Dioden d\, cfc gebildeten positiven Anschluß des Vollweggleichrichters ist über einen Ladewiderstand Ra ein Speicherkondensator C angeschlossen, dessen dem Ladewiderstand Rt. abgewandter Belag unmittelbar an dem vom gemeinsamen Anschluß der Dioden c/3, ώ, gebildeten negativen Anschluß des Vollweggleichrichters liegt. Parallel zum Speicherkondensator C, an dem die Spannung Uc liegt, ist eine Fühlerschaltung geschaltet, die aus der Parallelschaltung eines Lichtsenders 7 und eines Streulichtempfängers 8 besteht. Beide werden jeweils gleichzeitig, jedoch intermittierend mit der Spannung Uc als Speisespannung gespeist, wobei während jedes Speisevorgangs der einen Oszillator enthaltende Lichtsender 7 eine Anzahl von Lichtimpulsen aussendet. Befindet sich von einem Brand herrührender Rauch in einer Meßstrecke zwischen Lichtsender 7 und Streulichtempfänger 8, so wird an dem Rauch gestreutes Licht vom Streulichtempfänger 8 aufgenommen, und dieser erzeugt ein dem Lichteinfall proportionales, verstärktes elektrisches Ausgangssignal. Dieses wird der Steuerelektrode eines Thyristors 6 zugeführt, der mit seiner Hauptstromstrecke in Leitrichtung zwischen den positiven und den negativen Ausgangsanschluß des Vollweggleichrichters geschaltet ist. Hat während eines Speisevorgangs von Lichtsender 7 und Streulichtempfänger 8 die Dichte des Rauchs in der Meßstrecke einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten, so überschreitet auch die Ausgangssignalspannung des Streulichtempfängers 8 die Zündspannung des Thyristors 6, wodurch dieser zündet und einen Kurzschlußstrom als Meldesignal über die Linie 2 fließen läßt, was in bereits erwähnter Weise zur Erzeugung eines Alarmsignals führt.

Die Linienspannung der Linie 2 beträgt im Ausführungsbeispiel 24 V +20%, liegt also zwischen 19,10 V und 28,8 V. Die aus Lichtsender 7 und Streulichtempfänger 8 bestehende Fühlerschaltung hat im nicht wirksamen Ruhezustand einen Eingangswiderstand von 300kOhm und bei einer mittleren Spannung Uc am Kondensator C als Speisespannung einen Ruhe-Ein- <>5 gangsstrom von 40 μΑ. Um den beim Wirksamwerden der Fühlerschaltung erforderlichen, erhöhten Strom ohne starke Absenkung der Speisespannung während einer kurzen Zeit abgeben zu können, hat der Speicherkondensator Ceine Kapazität von 200 μΚ

Um bei einem insoweit beschriebenen Melder, d. h. ohne die noch zu beschreibenden Maßnahmen zur Spannungs- und Strombegrenzung, den vom Melder nach einem Wirksamwerden der Fühlerschaltung aufgenommenen Strom auf zulässige Werte zu begrenzen, müßte der Ladewiderstand R* mindestens einen Widerstandswert von 60 kOhm haben, und auch bei noch höheren Werten ergäbe sich doch ein in seinen Amplituden so hoher Anteil des Melders 3 am Ruhe-Linienstrom, daß nur bis zu zehn Melder 3 an dieselbe Linie 2 angeschlossen werden könnten.

Der Melder 3 weist nun jedoch eine Spannungsbegrenzungsschaltung auf, die aus der Reihenschaltung eines Widerstands R2 und einer Zenerdiode Z besteht, an deren Verbindungspunkt die Basis des von ihr als Stellglied gesteuerten Transistors Qi angeschlossen ist. Dieser ist mit seiner Hauptstromstrecke derart in den Ladestromkreis des Speicherkondensators C eingeschaltet, daß der Emitter des Transistors Qi dem Speicherkondensator C zugewandt ist und daß der Ladewiderstand Ra zwischen Transistor Qi und Speicherkondensator C eingeschaltet ist. Der der Basis des Transistors Q2 abgewandte Anschluß des Widerstands /?2, dessen Widerstandswert 2,2 MOhm beträgt, liegt am Kollektor dieses Transistors Q2, während die der Basis des Transistors Qi abgewandte Elektrode der Zenerdiode Z, an der eine Spannung von 13 V abfällt, mit dem negativen Belag des Speicherkondensators C verbunden ist.

Ist die Spannung Uc am Speicherkondensator C und damit die Spannung des Emitters des Transistors Qi gegenüber dem negativen Belag des Kondensators C geringer als die Zenerspannung der Zenerdiode Z so reicht die an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Qi liegende Spannung aus, diesen leitend zu halten, wodurch über seine Hauptstromstrecke und den Ladewiderstand Ra ein Ladestrom zum Kondensator C fließt. Steigt dagegen die Spannung Uc auf eine annähernd der Zenerspannung der Zenerdiode Z gleiche Grenzspannung an, so wird der Transistor Q2 nichtleitend, der Ladestron wird unterbrochen, und die Spannung Lfckann nicht weiter ansteigen.

Wäre lediglich die nunmehr beschriebene Spannpngsbegrenzungsschaltung vorgesehen, nicht jedoch auch noch zu beschreibende Maßnahmen zur Strombegrenzung, so müßte wiederum, wie für den Fall einer fehlenden Spannungsbegrenzungsschaltung, bei den übrigen angegebenen Strom-, Spannungs- und Widerstandswerten der Ladewiderstand Ra einen relativ hohen Widerstandswert von 60 kOhm haben, um den Ladestrom auf einen Wert von maximal 180 μΑ zu begrenzen. Die Summe der bei diesem maximalen Ladestrom am Ladewiderstand Ra abfallenden Spannung von annähernd 11 V und der Zenerspannung der Zenerdiode Z von 13 V ergäbe die Nenn-Linienspannung von 24 V, während die bei nicht betätigter Fühlerschaltung der von dieser aufgenommene Ruhe-Eingangsstrom von 40 μΑ am Ladewiderstand Ät einen Spannungsabfall von 2,4 V verursachen würde, der zusammen mit der Zenerspannung von 13 V eine Spannung von 15,4 V ergäbe, die nicht allzu weit unter der niedrigsten möglichen Linienspannung von 19,2 V läge. Auch hierbei könnten nur höchstens zehn Melder 3 an dieselbe Linie 2 angeschlossen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind nun zusätzlich Maßnahmen zur Strombegrenzung des

Hauptstroms des Transistors Qi vorgesehen, falls dieser bei Spannungen Uc des Speicherkondensators C unterhalb des Grenzwerts leitend ist. Hierzu ist grundsätzlich wie auch bei den noch zu beschreibenden übrigen Ausführungsbeispielen vorgesehen, daß die Basis des in Reihe mit dem Lastwiderstand Ra und dem Speicherkondensator C geschalteten Transistors Qi über einen Nebenstrompfad mit einem Potential verbunden ist, das im Sinne eines Nichtleitendmachens dieses Transistors Qi wirkt und daß im Stromnebenpfad eine in Abhängigkeit vom Hauptstrom /1 des Transistors Qi derart veränderliche Impedanz liegt, daß diese beim Überschreiten des vorgegebenen Grenzwerts des Hauptstroms /1 leitend wird. Bei den Ausführungsbeispiclcn gemäß F i g. 1 bis 3 und 5 ist das genannte Potential dasjenige des dem Transistor Qi zugewandten Belags des Speicherkondensators C, in den Ausführungsbeispielen also des positiven Belags. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist nun die genannte Impedanz des Nebenstrompfads die Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors Qs, die zwischen der Basis des Transistors Q2 und dem positiven Belag des Speicherkondensators C liegt. Die Basis des weiteren Transistors Qi ist an den Verbindungspunkt der Hauptstromstrecke des Transistors Qi und des Ladewiderstands &t angeschlossen. Dabei hat der Ladewiderstand Ra einen relativ geringen Wert von im Ausführungsbeispiel 3,3 kOhm. Beim Leitendwerden des weiteren Transistors Qi, was nur beim Laden des Speicherkondensators Cerfolgt, wenn dessen Spannung Uc noch geringer ist als die Zenerspannung der Zenerdiode Z, wird die Basis des Transistors Q2 auf die geringere Spannung U_c gezogen, da sich am Widerstand R₂, der einen relativ hohen Wert von 2,2 MOhm hat, dann ein relativ hoher Spannungsabfall ergibt.

Wenn der über den Ladewiderstand Ru fließende Hauptstrom I\ einen geringen Wert hat, so ist auch die am Ladewiderstand Ru abfallende Spannung gering, zumal der Ladewiderstand /?m einen relativ geringen Widerstandswert aufweist. Dabei ist der weitere Transistor Q₃ gesperrt, während der Transistor Qi so lange leitet, bis der vorgegebene Grenzwert der Spannung Uc am Speicherkondensator Cerreicht wird. Hat dagegen der über den Ladewiderstand R* fließende Hauptstrom bei stärkerer Entladung des Speicherkondensators Ceinen vorgegebenen Grenzwert erreicht, so reicht die am Ladewiderstand Ra abfallende Spannung aus, den weiteren Transistor Qs leitend zu machen. Hierdurch wird der Transistor Qi im Sinne seines Nichtleitendwerdens gesteuert, was eine Verringerung des Hauptstroms I\ bewirkt. Insgesamt wird hierdurch der Hauptstrom h auf einen vorgegebenen Grenzwert von im Ausführungsbeispiel 180 μΑ begrenzt Dieser Grenzwert ist mit Rücksicht darauf gewählt, daß die Fühlerschaltung 7, 8 zwischen ihren intermittierend erfolgenden Speisungen einen Ruhestromverbrauch von 40 uA bei einer Speisespannung von 12 V hat; bei Vorhandensein eines derartigen Ruhe-Eingangsstroms der Fühlerschaltung wird der Grenzwert des Hauptstroms /1 zweckmäßig 4fach bis 5fach höher gewählt

Bei aufgeladenem Speicherkondensator C führt der Ruhe-Eingangsstrom der Fühlerschaltung 7, 8 am Ladewiderstand R* zu einem Spannungsabfall von 0,132 V. Mit Rücksicht auf die Zenerspannung der Zenerdiode Z von 13 V kann daher die Speisespannung der Linie 2 unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls im Vollweggleichrichter auf 13, 132 V abfallen, ohne daß die Funktionstüchtigkeit des Melders 3 beeinträchtigt wird. Dies bedeutet eine größere Flexibilität als bei den oben erläuterten Ausführungsmöglichkeiten ohne Hauptstrombegrenzung. Beim Grenzwert des Hauptstroms /1 fällt am Ladewiderstand Rt eine Spannung von 0,6 V ab, wodurch die erforderliche Speisespannung immer noch sehr gering ist.

Die Speisung der Fühlerschaltung, d. h. des Lichtsenders 7 und des Streulichtempfängers 8, erfolgt zweckmäßig in Zeitabständen von 2,5 s bis 3,5 s und beim Ausführungsbeispiel von 3 s, wie aus der Darstellung der F i g. 6 ersichtlich ist. Hierbei nimmt der Speisestrom während der kurzzeitigen Speisung von 300 μβ einen Maximalwert von 200 mA an, von dem ausgehend er gegen Ende der Speisezeit etwas abfällt,

•i5 da, wie aus dem Verlauf der Spannung U_c am Speicherkondensator C ersichtlich, die Speisespannung etwas abfällt. (Fig.6 ist zur Verdeutlichung nicht maßstabsgerecht gezeichnet.) Bei gleichem Energiebedarf der Fühlerschaltung je Speisungsvorgang gegenüber Lösungen mit nicht vorhandener Hauptstrombegrenzung ergibt sich dabei eine Erhöhung der möglichen Anzahl an dieselbe Linie 2 anschließbarer Melder 3 um 50% bis 100%.
Aufbau und Wirkungsweise der in Fig.2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiele entsprechen denjenigen der Fig. 1, soweit im folgenden nichts abweichendes angegeben ist.

In Fig.2 ist als Impedanz des Nebenstromzweiges die Reihenschaltung zweier in Vorwärtsrichtung gepolter Dioden D₁, D₂ vorgesehen, so daß dann, wenn die Spannung t/c (Fig. 1) am Speicherkondensator C die Zenerspannung der Zenerdiode Z um mindestens die Summen-Vorwärtsspannung der Dioden D\, Di unterschreitet, der Transistor Q₂ weniger stark leitend gemacht wird, wodurch wiederum die Hauptstrombegrenzung erreicht wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 ist als Impedanz des Nebenstromzweiges eine in Sperrichtung geschaltete weitere Zenerdiode Z\ vorgesehen, deren Zenerspannung beim Grenzwert des Hauptstroms /1 (Fig. 1) erreicht wird, so daß sie leitend wird und wiederum eine Hauptstrombegrenzung erfolgt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 ist als Potential, das im Sinne eines Nichtleitendmachens des Transistors Qi wirkt, zumindest annähernd das Potential desjenigen Belags des Speicherkondensators Cverwendet der dem in Reihe mit ihm und dem Ladewiderstand Ra liegenden Transistor Q₂ abgewandt ist; im Ausführungsbeispiel ist als das genannte Potential dasjenige verwendet das an dem dem Speicherkondensator C abgewandten Anschluß des Lastwiderstands Ra herrscht Der Nebenstrompfad ist hier wiederum von der Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors, hier des Transistors Qt, gebildet, die zwischen die Basis des Transistors Qi und den dem Speicherkondensator C abgewandten Anschluß des Ladewiderstands Ra geschaltet ist Die Basis des weiteren Transistors Qa ist an den dem Speicherkondensator C zugewandten Anschluß des Ladewiderstands Ra angeschlossen, so daß die an diesem abfallende Spannung als Steuerspannung des weiteren Transistors Qa dient

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Speicherkondensator C bei der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme zunächst entladen, und wegen der Hauptstrombegrenzung dauert es eine Weile, bis die Speisespannung der Fühlerschaltung erreicht wird, während deren der Melder 3 noch nicht funktionsfähig ist Dies ist in F i g. 6 durch den vom

Zeitpunkt to ansteigenden Verlauf der Spannung Uc am Speicherkondensator C ersichtlich. Andererseits ist es beim Einschalten der Speisespannung beispielsweise bei einer Wiederinbetriebnahme ohnehin erforderlich, die Erzeugung eines Alarmsignals durch die Auswerteschaltung 5 zunächst zu verhindern, da sich bereits aufgrund des Kapazitätsbelags der Linie 2 ein anfänglich erhöhter Linienstrom ergibt, der erst nach einer Abklingzeit seinen Ruhewert erreicht. Daher kann während der Zeitdauer, in der ohnehin kein Alarmsignal erzeugt wird, ein erhöhter Hauptstrom /ι (F i g. 1) der Melder 3 zugelassen werden, um eine schnellere Aufladung der Speicherkondensatoren C bis in die Nähe der Betriebsspannung der Fühlerschaltungen zuzulassen und dann erst die Häuptstrombegrenzung einsetzen tu lassen. Hierdurch wird die erforderliche Aufladedauer der Speicherkondensatoren C nach der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme beträchtlich verkürzt. Entsprechende Maßnahmen sind in F i g. 5 dargestellt.

Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 die Hauptstrombegrenzung in gleicher Weise wie in Fig. 1 erfolgt, ist parallel zur Hauptstromstrecke des Transistors Q eine in Sperrichtung geschaltete Zenerdiode Z₂ geschaltet. Deren Zenerspannung ist höher als diejenige der Zenerdiode Z Ist der Speicherkondensator C stark entladen und hat demgemäß die Spannung Uc (Fig. 1) einen geringen Wert, so wird die Zenerspannung der Zenerdiode Z₂ erreicht, und es fließt vorbei am Transistor Q₂ ein zusätzlicher Strom über die Zenerdiode Z₂ und den Ladewiderstand Ra. Bei Annäherung der Spannung Uc des Speicherkondensators bis auf einige Volt an den Spannungsgrenzwert wird die Zenerdiode Z₂ wieder nichtleitend, wodurch eine Spannungs- und Strombegrenzung in der bereits anhand von F i g. 1 erläuterten Weise erfolgt. Der sich hierdurch ausgehend von einem Zeitpunkt to, ergebende Verlauf der Spannung Uc und des Gesamt-Ladestroms /ι, ist in Fi g. 6 angedeutet; es ist erkennbar, daß das Maximum der Spannung Uc wesentlich schneller als bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 erreicht wird.

Abwandlungen der Meldeeinrichtung gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielen sind selbstverständlich in vielfacher Weise möglich. So kann in F i g. 2

η ansteile der Reihenschaltung der Dioden D\, D₂ eine einzige Diode mit entsprechend groß gewählter Vorwärtsspannung vorgesehen sein. Weiter kann die anhand von F i g. 5 erläuterte Maßnahme zur Beschleunigung der Aufladung des Speicherkondensators Cauch in gleicher Weise bei den Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 3 und 4 angewendet werden. Auch sind die erläuterten Maßnahmen grundsätzlich unabhängig von der Bauweise der Fühlerschaltung; als Fühlerschaltung könnte auch eine Extinktions-Meßanordnung zur Erfassung von Brandaerosolen oder auch von sonstigen Schwebstoffen vorgesehen sein, oder die Fühlerschaltung könnte von einer Ionisations-Meßkammer zur Erfassung von Brandaerosolen mit ggf. vorhandener Referenzkammer und einem nachgeschalteten Eingangsverstärker gebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Meldeeinrichtung mit einer Zentrale und über eine Linie an die Zentrale angeschlossenen Meldern, die parallel zueinander zwischen zwei in der Zentrale von einer Gleichspannungsquelle mit einer Linienspannung gespeiste Speiseleiter der Linie geschaltet sind und jeweils eine Fühlerschaltung, die ein in Abhängigkeit von der zu meldenden Größe veränderliches Ausgangssignal erzeugt, einen Speicherkondensator, dem die Fühlersnhaltung zu ihrer Leistungsversorgung parallelgeschaltet ist und aus dem die Fühlerschaltung intermittierend mit erhöhter Leistung versorgt wird, einen zur Aufladung des Speicherkondensators in Reihe mit diesem zwischen die Speiseieiter geschalteten Ladewiderstand sowie einen Signalgeber umfassen, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Fühlerschaltung ein über die Linie zur Zentrale übertragbares Meldesignal erzeugt, wenn die zu meldende Größe einen vorgegebenen Schwellenwert über- oder unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Melder (3) einen mit seiner Hauptstromstrecke in Reihe mit dem Ladewiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistör (Qi) aufweist, der von einer die Spannung (Uc) am Speicherkondensator (C) auf einen vorgegebenen, gegenüber der Linienspannung geringeren Wert begrenzenden Spannungsbegrenzungsschaltung (Ri, Z) gesteuert wird und der zusätzlich in Abhängigkeit vom ihn durchfließenden Hauptstrom (I\) derart gesteuert wird, daß der Hauptstrom (I\) auf einen vorgegebenen Wart begrenzt wird, der geringer ist als der Stromverbrauch der Fühlerschaltung (7,8) bei deren Speisung mit erhöhter Leistung. S5

2. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (R₄) jedes Melders (3) einen Widerstanriswert hat, der annähernd 25% des Quotienten aus der Folgezeit aufeinanderfolgender Speisungen der Fühlerschaltung (7,8) und der Kapazität des Speicherkondensators (Qbeträgt.

3. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsbegrenzungsschaltung (Rj, Z) aus der mit der Linienspannung gespeisten Reihenschaltung eines Widerstands (Ri) und einer bezüglich der Linienspannung in Sperrichtung geschalteten Zenerdiode (Z) besteht, an deren Verbindungspunkt die Steuerelektrode des in Reihe mit dem Ladewiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Qi) angeschlossen ist.

4. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des mit seiner Hauptstromstrecke in Reihe « mit dem Ladewiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Qi) auf dessen dem Speicherkondensator (C) zugewandter Seite liegt.

5. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied für den Hauptstrom (I\) ein von diesem durchflossener Widerstand (Ra) ist.

6. Meldeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (Ra) als Meßglied verwendet ist.

7. Meldeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (Ra) zwischen die Hauptstromstrecke des in Reihe mit ihm und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Q₂) und den Speicherkondensator (C) eingeschaltet ist (F i g. 1 bis 3,5).

8. Meldeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (C) zwischen dem in Reihe mit ihm und dem Ladewiderstand (Ra) liegenden Transistor (Qi) einerseits und dem Ladewiderstand (Ra) andererseits liegt (F ig. 4).

9. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Hauptstroms (I\) die Steuerelektrode des in Reihe mit dem Ladewiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Qi) über einen Nebenstrompfad mit einem Potential verbunden ist, das im Sinne eines Nichtleitendmachens dieses Transistors (Q2) wirkt, und daß im Nebenstrompfad eine in Abhängigkeit vom Hauptstrom (f\) derart veränderliche Impedanz (Q₃; D₁, D₂; Z\; Qa) liegt, daß diese beim Überschreiten des vorgegebenen Grenzwerts des Haupistroms (I\) leitend wird (F i g. 1 bis 5).

10. Meldeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Potential, das im Sinne eines Nichtleitendmachens wirkt, das Potential desjenigen Belags des Speicherkondensators (C) verwendet ist, der dem in Reihe mit ihm und dem Ladewiderstand (Ra) liegenden Transistor (Q2) zugewandt ist (F i g. 1 bis 3,5).

11. Meldeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als das Potential, das im Sinne eines Nichtleitendmachens wirkt, zumindest annähernd das Potential desjenigen Belags des Speicherkondensators (C) verwendet ist, der dem in Reihe mit ihm und dem Lastwiderstand (Ra) liegenden Transistor (Q₂) abgewandt ist (F i g. 4).

12. Meldeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz des Nebenstrompfads die Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors (Qi) ist, dessen Steuerelektrode an den Verbindungspunkt der Hauptstromstrecke des in Reihe mit dem Ladewiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) liegenden Transistors (Qi) und des Ladewiderstands (Ra) angeschlossen ist (Fig. 1,5).

13. Meldeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz von einer in Vorwärtsrichtung gepolten Diode (D]) oder mehreren derartigen, in Reihe geschalteten Dioden (D\, D₂) gebildet ist, deren Vorwärtsspannung bzw. Summen-Vorwärtsspannung den vorgegebenen Grenzwert des Hauptstroms (I\) bestimmt (F ig. 2).

14. Meldeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz eine in Sperrichtung geschaltete Zenerdiode (Z\) ist, deren Zenerspannung den vorgegebenen Grenzwert des Hauptstroms (/1) bestimmt (Fig. 3).

15. Meldeeinrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz die Hauptstromstrecke eines weiteren Transistors (Qa) ist, die zwischen die Steuerelektrode des in Reihe mit dem Lastwiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) geschalteten Transistors (Qi) einerseits und den dem Speicherkondensator (C) abgewandten Anschluß des Lastwiderstands (Ra) andererseits geschaltet ist und dessen Steuerelektro-

de an dem den Speicherkondensator (C) zugewandten Anschluß des Ladewiderstands (Ra) liegt

16. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der in Reihe mit dem Lastwiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) geschaltete Transistor (Q) mit seiner Hauptstromstrecke zwischen den poiitiven Anschluß des Melders (3) und den positiven Belag des Speicherkondensators (C) geschaltet ist

17. Meldeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in der Zentrale ein den Linienstrom messendes Meßglied sowie eine von diesem gesteuerte Auswerteschaltung vorgesehen sind, die bei Vorliegen eines Meldesignals ein Alarmsignal erzeugt und hierzu an die Spannungsquelle anschaltbar ist, und wobei die Erzeugung des Alarmsignals bei Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme der Meldeeinrichtung während einer vorgegebenen Zeitdauer verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Parallelpfad zur Hauptstromstrecke des mit dem Ladewiderstand (Ra) und dem Speicherkondensator (C) in Reihe geschalteten Transistors (Q) eine Zenerdiode (Zi) oder eine gleichartig wirkende, spannungsabhängig veränderliche Impedanz liegt, die bei einer vorgegebenen Potentialdifferenz zwischen den Hau ptelektroden dieses Transistors (Q) leitend wird (Fig. 5).