DE3715099A1 - CONTROL DEVICE - Google Patents

CONTROL DEVICE

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DE3715099A1 DE19873715099 DE3715099A DE3715099A1 DE 3715099 A1 DE3715099 A1 DE 3715099A1 DE 19873715099 DE19873715099 DE 19873715099 DE 3715099 A DE3715099 A DE 3715099A DE 3715099 A1 DE3715099 A1 DE 3715099A1
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Abstract

Electrodes S1, S2 for sensing a conductive liquid and/or an inductive field are coupled to an amplifier 1, 3 which controls a switching transistor 5. The amplifier 1, 3 is sensitive enough to be responsive not only to sea water but also to de-ionised tap water or reservoir water. The device may be attached to a life jacket so that transistor 5 turns on a light or radio beacon 9 when water connects electrodes S1, S2. Alternatively, the electrodes S1, S2 may act as aerials responsive to an inductive field developed by a human or an animal or by an active power circuit, the device being used as a trigger in alarm systems, for example. Amplifier transistor 3 may directly drive an additional low power load such as a lamp 11. A damping capacitor (19), (Fig. 2), may be included to prevent the device responding to an inductive field. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrich­ tung.The present invention relates to a control device tung.

Gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche eine Fühl­ einrichtung aufweist, welche das Vorhandensein einer leitfähigen Flüssigkeit und/oder eines Induktionsfeldes erfaßt, ein verstärktes Schaltsignal erzeugt, wenn die Flüssigkeit oder das Feld erfaßt wurde und weiterhin eine Schalteinrichtung aufweist, welche auf das ver­ stärkte Schaltsignal anspricht, um eine Energiequelle mit einer Last zu verbinden.According to a first aspect of the present invention a control device is provided, which a sensor has device which the presence of a conductive liquid and / or an induction field detects, generates an amplified switching signal when the Liquid or the field has been detected and continues has a switching device which on the ver strengthened switching signal responds to an energy source to connect with a load.

Gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche erste und zweite Transistoren in Kaskadenschaltung aufweist, wel­ che auf ein Eingangssignal ansprechen, das der Basis des ersten Transistors zugeführt wird, um ein verstärktes Signal zu erzeugen, wobei das Eingangssignal einen be­ stimmten Fühlerzustand anzeigt und wobei weiterhin ein Schalttransistor vorgesehen ist, der auf das verstärkte Signal anspricht, um ein Ausgangssignal zu schalten.According to a second aspect of the present invention a control device is provided which first and has second transistors in cascade connection, wel responsive to an input signal that is the base of the first transistor is supplied to an amplified  Generate signal, the input signal being a agrees with the sensor status and continues to be Switching transistor is provided on the amplified Signal responds to switch an output signal.

Vorzugsweise erzeugt der zweite Transistor hierbei ein zweites geschaltetes Ausgangssignal.The second transistor preferably generates a second switched output signal.

Der Fühlerzustand entspricht vorzugsweise dem Vorhanden­ sein einer leitfähigen Flüssigkeit zwischen einem ersten Sensoranschluß, der mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist und einem zweiten Sensoranschluß, der mit einer Spannungsversorgung verbunden ist.The sensor state preferably corresponds to the presence be a conductive liquid between a first one Sensor connection that with the base of the first transistor is connected and a second sensor connection with is connected to a power supply.

Hierbei dienen die ersten und zweiten Sensoranschlüsse vorzugsweise auch als Antennen, so daß die Vorrichtung auch auf das Vorhandensein eines Induktionsfeldes an­ spricht und das Vorhandensein des Feldes einem weiteren Sensorzustand entspricht.The first and second sensor connections are used here preferably also as antennas, so that the device also on the presence of an induction field speaks and the presence of the field another Sensor state corresponds.

Wahlweise kann die Vorrichtung eine Dämpfungseinrichtung wie beispielsweise einen Kondensator aufweisen, um eine Betätigung der Vorrichtung als Antwort auf das Induk­ tionsfeld zu verhindern.The device can optionally be a damping device such as having a capacitor to a Actuation of the device in response to the induc field of prevention.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform dient die Vor­ richtung dafür, eine Energieversorgung mit einer Last zu verbinden, die aus einer Lichtquelle oder einer Funkbake bestehen kann, welches bzw. welche eingeschaltet wird, wenn die Sensoranschlüsse in Berührung mit Wasser gelan­ gen.In a preferred embodiment, the front serves direction for an energy supply with a load connect that from a light source or a radio beacon which can be switched on, when the sensor connections come into contact with water gene.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further details, features and advantages of this ing invention emerge from the following Be description with reference to the drawing.

Es zeigt: It shows:  

Fig. 1 den Schaltkreisaufbau einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention;

Fig. 2 den Schaltkreisaufbau einer Abwandlung des Schaltkreises gemäß Fig. 1; und FIG. 2 shows the circuit structure of a modification of the circuit according to FIG. 1; and

Fig. 3A und 3B Ansichten einer Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, wobei Fig. 3B eine Längsschnittdarstellung ist und Fig. 3A eine An­ sicht aus der Richtung des Pfeiles A in Fig. 3B darstellt. FIGS. 3A and 3B are views of an embodiment of the front lying invention, Fig. 3B is a longitudinal sectional view and Fig. 3A is a to view from the direction of arrow A in Fig. 3B represents.

Gemäß Fig. 1 ist ein Paar von NPN-Transistoren 1 und 3 (z.B. BC 109) in Darlington-Schaltung vorgesehen. Die gemeinsam zusammengeführten Kollektoren der Transistoren 1 und 3 sind mit der Basis eines PNP-Leistungstransistors 5 (z.B. BC 327) verbunden.Referring to FIG. 1, a pair of NPN transistors 1 and 3 (for example BC 109) in Darlington circuit is provided. The collectors of the transistors 1 and 3 which are brought together are connected to the base of a PNP power transistor 5 (for example BC 327 ).

Zwei Sensoranschlüsse S 1 und S 2 sind mit einer positiven Versorgungsleitung 12 (die mit einer Batterie-Energie­ versorgung 7 in Verbindung steht) bzw. der Basis des Transistors 1 verbunden.Two sensor connections S 1 and S 2 are connected to a positive supply line 12 (which is connected to a battery power supply 7 ) or the base of the transistor 1 .

Zwischen dem Kollektor des PNP-Transistors 5 und einer negativen Versorgungsleitung 13, die mit der Energiever­ sorgung 7 in Verbindung steht, ist eine Last 9 geschal­ tet.Between the collector of the PNP transistor 5 and a negative supply line 13 , which is connected to the power supply 7 , a load 9 is switched.

Eine weitere Last mit geringem Enerergieverbrauch, wie beispielsweise eine Lampe 11, kann wahlweise vorgesehen sein und ist zwischen den Emitter des Transistors 3 und die negative Versorgungsleitung 13 geschaltet. Im Betrieb verursacht das Vorhandensein eines Leitfähigkeitspfades zwischen den Anschlüssen S 1 und S 2 einen Stromfluß durch die Basis des Transistors 1, welcher den PNP-Transistor 5 aufgrund des Kaskadeneffektes der Darlington-Schaltung durchschaltet, so daß die Batterie 7 mit der Last 9 (und ebenfalls mit der Last 11 über die Emitter/Basis-Verbin­ dung des PNP-Transistors 5 und des Transistors 3) ver­ bunden ist. Ein Entfernen des Leitfähigkeitspfades schaltet die Vorrichtung wieder ab.Another load with low energy consumption, such as a lamp 11 , can optionally be provided and is connected between the emitter of the transistor 3 and the negative supply line 13 . In operation, the presence of a conductivity path between the terminals S 1 and S 2 causes a current to flow through the base of the transistor 1 , which turns on the PNP transistor 5 due to the cascade effect of the Darlington circuit, so that the battery 7 with the load 9 (and is also connected to the load 11 via the emitter / base connection of the PNP transistor 5 and the transistor 3 ). Removing the conductivity path switches the device off again.

Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform liegen die Sen­ soranschlüsse S 1 und S 2 außerhalb der Vorrichtung und sind so angeordnet, daß beim Vorhandensein einer leitfä­ higen Flüssigkeit zwischen den Anschlüssen S 1 und S 2 ein Stromfluß auftritt, der den Schaltkreis aktiviert. Auf­ grund der Darlington-Schaltung der Transistoren 1 und 3 ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß nur sehr geringe Ströme nötig sind, den Schaltkreis zu aktivieren. Somit wird der Schaltkreis nicht nur von relativ guten Leitern auf Wasserbasis wie z.B. Meerwasser aktiviert, sondern auch von Wasser mit sehr geringem Verunreinigungsgehalt, wie z.B. deionisiertes Wasser oder Speicherwasser.In a preferred embodiment, the sensor connections S 1 and S 2 lie outside the device and are arranged such that, in the presence of a conductive liquid between the connections S 1 and S 2, a current flow occurs which activates the circuit. Due to the Darlington circuit of transistors 1 and 3 , there is the significant advantage that only very low currents are required to activate the circuit. Thus, the circuit is activated not only by relatively good water-based conductors such as sea water, but also by water with a very low level of contamination, such as deionized water or storage water.

Bei einer bevorzugten Anwendung dient die Vorrichtung zur Betätigung eines Lichtes oder eines Funksignalgebers 9 und kann an einer Schwimmweste als Signalgeber verwendet werden, der sich selbständig einschaltet, wenn die Sen­ soranschlüsse S 1 und S 2 mit Wasser in Berührung kommen.In a preferred application, the device serves to actuate a light or a radio signal transmitter 9 and can be used on a life jacket as a signal transmitter which switches on automatically when the sensor connections S 1 and S 2 come into contact with water.

Wahlweise kann wenigstens eine Diode 21 (z.B. IN 4001) vorgesehen werden, um den Spannungswert an den Lasten 9 und 11 zu verringern.At least one diode 21 (eg IN 4001) can optionally be provided in order to reduce the voltage value at the loads 9 and 11 .

Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Schaltkreis so aufgebaut sein, daß die Anschlüsse S 1 und S 2 als An­ tennen wirken, welche auf ein Induktionsfeld ansprechen. Aufgrund der Empfindlichkeit des Schaltkreises muß das Induktionsfeld nur so groß sein, um einen sehr kleinen Strom für die Darlington-Schaltung 1, 3 zu erzeugen, um den Transistor 5 zu schalten. Somit kann der Schaltkreis auf das Induktionsfeld ansprechen, das von einem Menschen oder einem Tier erzeugt wird oder das von einem aktiven Schaltkreis erzeugt wird. Somit ergibt sich die Möglich­ keit, die vorliegende Vorrichtung beispielsweise in Alarmanlagen oder dergl. als Auslöser zu verwenden.In a further embodiment, the circuit can be constructed such that the connections S 1 and S 2 act as antennas which respond to an induction field. Because of the sensitivity of the circuit, the induction field only has to be large enough to generate a very small current for the Darlington circuit 1 , 3 in order to switch the transistor 5 . Thus, the circuit can respond to the induction field that is generated by a human or animal or that is generated by an active circuit. This results in the possibility of using the present device as a trigger, for example in alarm systems or the like.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Schaltkreises von Fig. 1, bei dem verhindert wird, daß der Schaltkreis aufgrund von Induktionsfeld-Effekten betätigt wird, wenn dies bei bestimmten Anmeldungen unerwünscht ist. Gleiche oder ähnliche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen verse­ hen. Fig. 2 shows a modification of the circuit of Fig. 1, in which the circuit is prevented from being operated due to induction field effects when this is undesirable in certain applications. The same or similar components are hen with the same reference numerals.

Gemäß Fig. 2 ist ein Kondensator 19 zwischen die Basis des Transistors 3 und die negative Versorgungsleitung 13 geschaltet. Der Kondensator ist vorzugsweise ein Sili­ cium-Scheibenkondensator und verhindert, daß die Sensor­ anschlüsse S 1 und S 2 als Antennen wirken. Der Kondensator 19 lädt sich an der Spannungsversorgung auf und wirkt dann als Sperre ("dead-fall") gegen mögliche Betätigung der Vorrichtung.Referring to FIG. 2, a capacitor 19 between the base of transistor 3 and the negative supply line 13 is connected. The capacitor is preferably a silicon disk capacitor and prevents the sensor connections S 1 and S 2 from acting as antennas. The capacitor 19 charges up on the voltage supply and then acts as a dead-fall against possible actuation of the device.

Der Wert des Kondensators 19 braucht nur sehr klein zu sein (z.B. 0,001 uF/l kV), so daß der Energieverbrauch durch den Kondensator 19 praktisch vernachlässigbar ist.The value of the capacitor 19 need only be very small (for example 0.001 uF / l kV), so that the energy consumption by the capacitor 19 is practically negligible.

Weiterhin ist in Fig. 2 eine andere Lastanordnung darge­ stellt, wobei als Last die Lampe 9 dient und der zweite geschaltene Ausgang über den Transistor 3 auf Masse ge­ schaltet und nicht verwendet ist.Furthermore, another load arrangement is shown in FIG. 2, the lamp 9 serving as the load and the second switched output switching to ground via the transistor 3 and not being used.

Die Fig. 3A und 3B zeigen eine praktische Ausführungsform der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 oder 2 zur Verwendung als Wassersensor 22, wobei die wesentlichen Schaltkreis­ komponenten auf einer Platine 23 aufgebaut sind, welche in Kunststoff eingebettet ist und zusammen mit Batterie­ zellen 7 innerhalb eines Gehäuses 25 gehalten ist. Der Freiraum um die Batteriezellen und die Platine ist mit Kunststoff wie z.B. 916 RTV Silastic ausgegossen. Das Gehäuse 25 ist mit einem Stopfen 27 versiegelt, von wel­ chem sich drei isolierte Anschlüsse 13, 15 und 17 er­ strecken. Der Anschluß 13 ist mit der negativen Versor­ gungsleitung verbunden, wohingegen die Anschlüsse 15 und 17 mit dem Kollektor des Transistors 5 bzw. dem Emitter des Transistor 3 verbunden sind und die Schaltausgänge darstellen. Die Anschlüsse 13, 15 und 17 dienen zum Anschluß an ein weiteres Gerät, welches u.a. die Lasten 9 und 11 aufweist. Weiterhin ragen die Anschlüsse S 1 und S 2 durch den Stopfen 27 und sind auf einer dortigen Ober­ fläche 29 ausgebildet. Im Betrieb wird das Gerät mit den Lasten 9 und 11 an dem Sensor 22 derart angeschlossen, daß die Oberfläche 29 freiliegt. Wenn somit der Sensor 22 in Wasser eintaucht, findet eine Verbindung zwischen den Anschlüssen S 1 und S 2 statt, so daß der Schaltkreis akti­ viert wird und Energie an die Lasten 9 und 11 liefert. FIGS. 3A and 3B show a practical embodiment of the device according to Fig. 1 or 2 for use as a water sensor 22, wherein the main circuit components are mounted on a circuit board 23 which is embedded in plastic and cells together with the battery 7 within a Housing 25 is held. The space around the battery cells and the circuit board is filled with plastic such as 916 RTV Silastic. The housing 25 is sealed with a plug 27 , of which chem three insulated connections 13 , 15 and 17 he stretch. The connection 13 is connected to the negative supply line, whereas the connections 15 and 17 are connected to the collector of transistor 5 and the emitter of transistor 3 , respectively, and represent the switching outputs. The connections 13 , 15 and 17 are used for connection to a further device, which, among other things, has the loads 9 and 11 . Furthermore, the connections S 1 and S 2 protrude through the plug 27 and are formed on an upper surface 29 there. In operation, the device with the loads 9 and 11 is connected to the sensor 22 such that the surface 29 is exposed. Thus, when the sensor 22 is immersed in water, there is a connection between the connections S 1 and S 2 , so that the circuit is activated and supplies energy to the loads 9 and 11 .

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde in dem Zusammenhang beschrieben, bei dem eine Batteriever­ sorgung 7 verwendet wurde; die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch dann verwendet werden, wenn eine Netzversorgung verwendet wird. Hierbei sollte die Vorrichtung vorzugsweise eine Signalanzeige in Form einer LED aufweisen. Weiterhin liegt auf der Hand, daß bei einer Wechselstrom-Versorgung der Kondensator 19 keine ausreichende Dämpfung gegen Induktionsfelder lie­ fern würde. Das Vorsehen einer anderen Dämpfungsvorrich­ tung liegt jedoch innerhalb des Kenntnisstandes eines Durchschnittsfachmanns.The device according to the present invention has been described in the context in which a battery supply 7 was used; the device according to the present invention can also be used when a mains supply is used. Here, the device should preferably have a signal display in the form of an LED. Furthermore, it is obvious that with an AC supply, the capacitor 19 would not have sufficient attenuation against induction fields. However, the provision of another damping device is within the knowledge of one of ordinary skill in the art.

Schließlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen und Anwendungsmöglich­ keiten beschränkt, vielmehr sind andere Anwendungsfälle möglich, bei denen die beschriebenen Sensor- und Schalt­ funktionen anwendbar sind.Finally, the present invention is not limited to that described embodiments and application possible limited, rather are other applications possible, where the described sensor and switching functions are applicable.

Claims (11)

1. Steuervorrichtung, gekennzeichnet durch Fühleinrichtungen zum Erfassen des Vorhandenseins einer leitfähigen Flüssigkeit und/oder eines Induk­ tionsfeldes, wobei die Fühleinrichtungen erste und zweite Elektroden (S 1, S 2) aufweisen, welche mit einer Energieversorgung (7) verbunden sind, wobei ein Verstärkerschaltkreis mit einer der Elektroden verbunden ist und eine Schalteinrichtung mit dem Verstärkerschaltkreis verbunden ist und auf diesen anspricht, um die Energieversorgung (7) mit einer Last (9, 11) zu verbinden, wenn die Flüssigkeit und/oder das Feld an den Elektroden (S 1, S 2) erfaßt wird.1. Control device, characterized by sensing devices for detecting the presence of a conductive liquid and / or an induction field, the sensing devices having first and second electrodes ( S 1 , S 2 ), which are connected to a power supply ( 7 ), an amplifier circuit is connected to one of the electrodes and a switching device is connected to and responds to the amplifier circuit in order to connect the energy supply ( 7 ) to a load ( 9 , 11 ) when the liquid and / or the field at the electrodes ( S 1 , S 2 ) is detected. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerschaltkreis ein Paar von Transis­ toren (1, 3) in Kaskadenschaltung aufweist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the amplifier circuit has a pair of transistor gates ( 1 , 3 ) in cascade connection. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen bipolaren Transistor (5) aufweist.3. Device according to claim 1, characterized in that the switching device has a bipolar transistor ( 5 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerschaltkreis weiterhin die Ener­ gieversorgung (7) mit einer weiteren Last verbindet, welche einen geringeren Energieverbrauch hat als die Last, welche über die Schalteinrichtung mit der Energieversorgung (7) verbindbar ist.4. The device according to claim 1, characterized in that the amplifier circuit further connects the energy supply ( 7 ) to a further load which has a lower energy consumption than the load which can be connected to the energy supply ( 7 ) via the switching device. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeich­ net durch eine Dämpfeinrichtung (19), welche mit dem Verstärkerschaltkreis verbunden ist, um eine Betä­ tigung der Vorrichtung als Antwort auf das Induk­ tionsfeld zu verhindern.5. The device according to claim 1, further characterized by a damping device ( 19 ) which is connected to the amplifier circuit to prevent actuation of the device in response to the induction field. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfeinrichtung einen Kondensator (19) aufweist, der mit dem Verstärkerschaltkreis verbun­ den ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the damping device has a capacitor ( 19 ) which is the verbun with the amplifier circuit. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung wenigstens eine Batterie­ zelle (7) aufweist und die Vorrichtung weiterhin ein Gehäuse (25) umfasst, welches die Zelle (7), den Verstärkerschaltkreis und die Schalteinrichtung beinhaltet, wobei die ersten und zweiten Elektroden (S 1, S 2) von dem Gehäuse vorspringen.7. The device according to claim 1, characterized in that the energy supply has at least one battery cell ( 7 ) and the device further comprises a housing ( 25 ) which contains the cell ( 7 ), the amplifier circuit and the switching device, the first and project second electrodes ( S 1 , S 2 ) from the housing. 8. Kombination aus einer Steuervorrichtung nach An­ spruch 1 und einer Last, welche mit der Schaltein­ richtung verbunden ist.8. Combination of a control device according to An saying 1 and a load, which with the switch direction is connected. 9. Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Last eine Lichtquelle oder ein Funksignal­ geber ist. 9. Combination according to claim 8, characterized in that the load is a light source or a radio signal is donor.   10. Kombination nach Anspruch 8 weiterhin gekennzeichnet durch eine zweite Last, welche mit dem Verstärker­ schaltkreis verbunden ist.10. Combination according to claim 8 further characterized by a second load, which is connected to the amplifier circuit is connected. 11. Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Last in einem Gerät angeordnet ist, welches von der Vorrichtung getrennt ist, wobei die Vor­ richtung und das Gerät untereinander mittels An­ schlüssen (13, 15, 17) elektrisch verbunden sind, welche von der Vorrichtung vorstehen.11. Combination according to claim 8, characterized in that the load is arranged in a device which is separate from the device, the on device and the device being electrically connected to one another by means of connections ( 13 , 15 , 17 ) which of protrude the device.
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