EP2227068A1 - Alternating transmission of electromagnetic radiation with two radiation sources - Google Patents

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EP2227068A1
EP2227068A1 EP09154576A EP09154576A EP2227068A1 EP 2227068 A1 EP2227068 A1 EP 2227068A1 EP 09154576 A EP09154576 A EP 09154576A EP 09154576 A EP09154576 A EP 09154576A EP 2227068 A1 EP2227068 A1 EP 2227068A1
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EP
European Patent Office
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radiation
circuit arrangement
radiation source
detector
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09154576A
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German (de)
French (fr)
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Walter Vollenweider
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Priority to DE202010018240.9U priority patent/DE202010018240U1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]

Definitions

  • the present invention generally relates to the technical field of danger detection technology and in particular to an energy-efficient control of radiation sources, which can be used in particular in a danger detector.
  • the present invention relates in particular to a circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation by means of two radiation sources, to a danger detector having such a circuit arrangement for detecting a dangerous situation and to a method for emitting electromagnetic radiation.
  • Optoelectronic hazard detectors include one or more optical transmitters that emit light and one or more receivers that receive the light affected by the quantity to be detected.
  • the received signal is often very weak.
  • the receiver is therefore sensitive to interference.
  • the received signal is proportional to the light emitted by the transmitters. Thus, it would be desirable to emit as much light as possible. But these are limited by the available energy limits.
  • a hazard detector from batteries and / or batteries, as is the case in the case of wireless hazard detectors. Due to the limited performance of batteries and rechargeable batteries, low power consumption of the light source (s) of a battery and / or battery-powered hazard alarm is important to maximize maintenance intervals that typically require battery replacement or recharging.
  • a typical line for powering the peripheral hazard detectors of a hazard detection system is approximately 2000m long.
  • the operating voltage of the center of the danger detection system is usually 24V. Due to the line resistance, the voltage left at the end of a long line can drop to 16V. More than 200 danger detectors can be connected to such a cable. For the operation of a single detector usually a current of only about 100 ⁇ A is granted. The danger detectors must therefore work very energy-efficiently.
  • Light-emitting diodes emitting in the infrared range and commonly used in optoelectronic hazard detectors are operated at a forward voltage in the range of 1.6V.
  • a danger detector in a simple embodiment between the supply voltage and the light emitting diode on an element which limits the flow of current.
  • the difference between the respective supply voltage and the forward voltage drops. In the example above, this difference is 14.4V (16V - 1.6V).
  • the power dissipation of the current limiting element will be 1440 ⁇ W (14.4V x 100 ⁇ A), whereas the electric power of the light emitting diode is only 160 ⁇ W (1, 6V x 100 ⁇ A).
  • the electrical efficiency of the entire circuit within a hazard detector is thus only 10%.
  • the current in the LED would be increased to, for example, 500 ⁇ A.
  • the power dissipation in the current limiting element would then be 800 ⁇ W (1.6V x 500 ⁇ A) and the electric power of the LED would then also be 800 ⁇ W ((3.2V-1.6V) x 500 ⁇ A)). Together, this would result in a power draw of 1600 ⁇ W and the current taken from the line would be 100 ⁇ A (1600 ⁇ W: 16V), as permitted by the maximum.
  • the object of the present invention is a circuit arrangement having at least one radiation source create, which can be realized in a simple, compact and inexpensive and which has a high efficiency and thus a low power consumption.
  • a circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation comprises (a) a first radiation source configured to emit a first radiation, (b) a second radiation source configured to emit a second radiation, (c) an energy store coupled to the first radiation source and the second radiation source, and (d) a control device which is arranged within the circuit arrangement and which is set up such that (d1) the first radiation source can be operated in a first operating phase and the energy store can be charged at the same time, and (d2) the second radiation source under a second operating phase Use of the energy stored in the first energy storage in the first phase of operation is operable.
  • the described circuit arrangement is based on the finding that the current flowing through the first radiation source can be used repeatedly by a suitable combination of the energy store with the two radiation sources, so that the efficiency of the circuit device becomes particularly high. Under the efficiency in this context, the ratio between (a) the radiant energy emitted by both radiation sources, and (b) the electrical energy which is supplied to the circuit arrangement. Since the circuit arrangement will typically be operated not clocked strictly continuous but clocked, can be in the determination of the efficiency of a suitable temporal Averaging should be made, the period considered should have at least a full period.
  • the second radiation source is preferably switched off.
  • the first radiation source can be switched off during the second operating phase.
  • the control device has a first switching element.
  • the first switching element may be a simple mechanical switch or in particular a semiconductor switching element such as an arbitrary transistor.
  • a current flow which is provided by a voltage source connected to the circuit arrangement can be controlled in a particularly simple way in accordance with the operating phases defined above.
  • the first switching element can be arranged and / or formed such that during the first operating phase of the energy storage is coupled to a terminal for a voltage source with which the described circuit arrangement is operable.
  • the first switching element can disconnect a connection for a voltage source from the energy store, for example by simply opening a circuit, so that the second radiation source can be operated by the energy store without the use of an amount of current provided by the voltage source.
  • At least one of the two radiation sources is an electro-optical converter and in particular an optoelectronic component.
  • the electro-optical converter can in principle be a simple light bulb.
  • the optoelectronic component can be, for example, a light-emitting diode or a semiconductor laser diode.
  • the two radiation sources can emit electromagnetic radiation of arbitrary wavelengths.
  • the electromagnetic radiation may in each case be light in the visible, in the infrared or in the ultraviolet spectral range.
  • the electromagnetic radiation may also have different wavelengths which represent a continuous spectrum or different separate narrowband and / or broadband spectral ranges.
  • the electromagnetic radiation may also have wavelengths associated with the far infrared and / or the far ultraviolet spectral range. Even microwave radiation or any other type of electromagnetic radiation can in principle be used as transmission radiation and correspondingly as first and / or second reception radiation.
  • microwave radiation or any other type of electromagnetic radiation can in principle be used as transmission radiation and correspondingly as first and / or second reception radiation.
  • the term "optically” is intended to refer to all the spectral ranges of electromagnetic radiation and by no means only to the visible spectral range.
  • the first radiation has a first spectral distribution and the second radiation has a second spectral distribution, which is different from the first spectral distribution.
  • a different spectral distribution of the two radiations can be used, for example, in a smoke detector in an advantageous manner.
  • the two different radiations can be scattered to different degrees depending on the size of the smoke particles to be detected, which are scattering centers for the respective radiation in a known manner.
  • the scattering angle of the different spectral components can be different, so that information about the type and / or the nature of the smoke particles can be obtained by a suitable evaluation of different scatter signals.
  • the two radiation sources can emit spectrally similar light to each other.
  • the two identical radiations can then be used for the same purpose or for different purposes or measurements.
  • the circuit arrangement additionally comprises (a) a first current limiting element which is connected in series with the first radiation source and / or (b) a second current limiting element which is connected in series with the second radiation source.
  • the use of one or more current-limiting elements has the advantage that damage to the first radiation source and / or to the second radiation source can be prevented as a result of excessive current flow. This is especially true when the time period for the first and / or for the second phase of operation is relatively long.
  • the first and / or the second current limiting element may be, for example, a choke coil.
  • the inductance of a choke coil could turn out to be disadvantageous. Consequently, a simple ohmic resistor can also be used as the current limiting element. 6 #
  • the energy store has a capacitor. This means that at least part of the energy which is temporarily stored in the energy store is stored in the form of a charge accumulation in the capacitor. This means that during the first phase of operation thus a certain electrical Charge amount flows through the first radiation source and at the same time charges the energy storage. During the second phase of operation, the stored charge amount is at least partially used to operate the second radiation source.
  • one and the same amount of charge thus do twice a useful work.
  • it When flowing through the first radiation source during the first phase of operation, it provides for emission of the first radiation, during flow through the second radiation source during the second phase of operation, it ensures emission of the second radiation.
  • control device has a second switching element.
  • the second switching element may likewise be a simple mechanical switch or, in particular, a semiconductor switching element such as, for example, an arbitrary transistor.
  • a current flow which is provided by the charged energy store can be provided in a particularly simple manner exclusively to the second radiation source.
  • a synchronized actuation of the second switching element with the first switching element described above a defined switching from the first operating phase to the second operating phase and vice versa can thus take place.
  • the two different operating phases can follow one another directly in time or with a certain time interval.
  • the energy store has an inductance.
  • the use of an inductance for the energy store has the advantage that a particular large energy can be stored temporarily in a built-up magnetic field by a simple current flow.
  • a free-wheeling diode In the case of abrupt state changes, in particular when switching the first and / or the second switching element, harmful voltage peaks can be buffered, for example, by a so-called free-wheeling diode, thus preventing unwanted damage to individual components of the circuit arrangement.
  • the function of a freewheeling diode can also be realized by a correspondingly polarized diode, which is connected on one side with the inductive energy storage and on the other side with a reference potential to which the two radiation sources are connected directly or indirectly.
  • the rectifying property of the second radiation source can also be utilized in order to cushion voltage spikes on the inductance, which could possibly lead to damage of other components of the described circuit arrangement.
  • the two radiation sources are aligned and arranged relative to one another such that the first radiation and the second radiation at least partially form a common optical path.
  • the pulsed radiation source has a particularly high efficiency due to the above-described double utilization of the amount of current flowing (a) first through the first radiation source and into the energy storage and (b) then released from the energy storage and flowing through the second radiation source. This can result in a variety of applications for the circuit described, in which it depends in particular on a highly efficient conversion of electrical energy into radiation.
  • two initially different optical paths can be combined in a known manner by the use of a beam splitter or a beam merger.
  • a particularly efficient beam combination can also be achieved by the use of optical components whose refractive properties, their transmission and / or their reflection depend on the respective wavelength, polarization of the first and / or the second radiation.
  • the two radiation sources are aligned and arranged relative to one another such that (a) the first radiation defines a first optical path and (b) the second radiation defines a second optical path, wherein the second optical path is spatially different to the first optical route.
  • the first radiation separated from the second radiation occur.
  • the respective emerging and in particular in the volume scattered radiation along a common exit line or alternatively along two separate optical exit routes leave the volume. This can mean that the first measuring light resulting from the first radiation and the second measuring light resulting from the second radiation are received or evaluated separately or jointly.
  • the first radiation source and / or the second radiation source at least two transmitting elements.
  • the realization of the first and / or the second radiation source with a plurality of individual transmission elements has the advantage that in a simple and inexpensive way, a highly efficient radiation source can be constructed, the available energy is particularly well utilized.
  • the individual transmission elements can be combined in a series and / or in a parallel circuit.
  • the transmitter elements combined with one another are preferably arranged relative to one another in such a way that their transmitted transmission partial beams overlap as possible and thus lead to intensive radiation.
  • the first and / or the second radiation source each have a certain number of light emitting diodes, which may be electrically connected in series. These series-connected light-emitting diodes can be arranged so that the emitted light from each of a group of light-emitting diodes substantially coincides and is used to operate the same optical path.
  • a danger detector for detecting a dangerous situation is described.
  • the hazard detector has a circuit arrangement of the type described above.
  • the danger alarm described is based on the finding that the circuit arrangement described above can be used in particular for its high energy efficiency in an advantageous manner for a danger detector, which may only have a very low power consumption and still sufficient radiation is available to the dangerous situation reliably to detect.
  • the high energy efficiency leads advantageously to a low heat development within the hazard alarm.
  • electronic components of the hazard alarm can be operated without cooling in a comparatively cool and thermally stable environment. This may cause the noise of the affected Components are kept low, so that without a significant increase in a false alarm rate of the hazard can be optimized in terms of high sensitivity.
  • the danger detector can be, for example, a so-called presence detector.
  • the first and / or the second radiation source can be associated with a reflex light barrier, which is directed against an object to be monitored. The light emitted by the radiation source is then reflected and impinges on a radiation receiver. As soon as the object is removed, the received signal disappears and the presence detector triggers an alarm. As a result, for example, the unauthorized opening a door or the unauthorized removal of a valuable object can be reliably detected.
  • the mode of operation of the danger detector can be based on the so-called transillumination principle.
  • the radiation emitted by or from the radiation source (s) passes through a container which is filled with a substance which changes its optical properties in the presence of hazardous gases.
  • the intensity of the transmitted radiation received by a radiation receiver also changes and the detector can trigger an alarm.
  • the circuit arrangement described above can be used in a particularly advantageous manner for a hazard detector, which is adapted to detect smoke and therefore can be referred to as a smoke detector.
  • the smoke detector can work, for example, according to the known optical scattered light principle. It is assumed that in the event of a danger, for example, smoke particles will enter the spreading volume of the hazard alarm due to undesired smoke development and / or the formation of a fire. The radiation emitted by the radiation source or by the radiation sources is then scattered back by these particles. A part This light falls on a radiation receiver of the danger detector and triggers an alarm.
  • a smoke detector for detecting smoke comprises (a) a circuit of the type described above for emitting electromagnetic radiation and (b) at least one radiation detector for receiving electromagnetic radiation generated in the event of at least partial scattering of the emitted electromagnetic radiation on the smoke.
  • the danger detector described is based on the finding that the circuit arrangement described above can be advantageously used for a danger detector, in particular because of its high energy efficiency. Furthermore, the radiations of both radiation sources, which are appropriately arranged in the circuit arrangement and activated alternately to achieve high energy efficiency, can be advantageously used to activate spatially different optical paths with the two radiation sources and / or different spectral distributions of the first Radiation compared to the second radiation to realize. It may be of great advantage that due to the law of conservation of the charge quantities in a stationary operation of the circuit arrangement, the two currents that flow through the first radiation source and the second radiation source are always the same. If the two radiation sources have an equally high radiation yield, then it is automatically ensured in this way that the first radiation and the second radiation have at least on average an equal radiation intensity.
  • the smoke detector additionally has a temperature sensor and an evaluation unit, which is coupled directly or indirectly to at least the radiation detector and the temperature sensor.
  • the evaluation unit is set up in such a way that an alarm message can be initiated based on a first measurement signal generated by the radiation detector and a second signal generated by the temperature sensor.
  • Such a smoke detector may be, for example, a so-called.
  • Multi-criteria fire alarm in which an alarm message based not only on a detection of smoke but also on the detection of a change in temperature and in particular a temperature increase. Due to the high efficiency of the circuit arrangement used with respect to the conversion of electrical energy into radiant energy and the associated only very low heat generation, the temperature measurement can be performed with high accuracy largely undisturbed by the operation of the circuit. In this way, a particularly sensitive temperature measurement and in combination with the smoke detection, which is carried out for example by a scattered light measurement, a sensitive and on the other hand afflicted with a low false alarm rate fire detection can be ensured.
  • a system which comprises (a) a central station having a voltage source, (b) a supply line coupled to the voltage source, and (c) at least one circuit arrangement of the type described above connected to the supply line is.
  • the described system which may be, for example, a building management system, is based on the finding that the above-described circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation also has a high efficiency with respect to the conversion of electrical energy into radiant energy, if the difference between the supply voltage of the voltage source and the voltage required to operate the first and / or the second radiation source is particularly large.
  • This voltage difference can, in particular with a long supply line, to which a plurality of circuit arrangements or other electrical loads are connected, be different for one and the same circuit arrangement at different points of the supply line.
  • the respective voltage drop depends on a total power requirement, which is determined by the number of connected electrical loads.
  • the loads may be circuit arrangements of the type described above or other electrical loads.
  • the voltage drop also depends on the line resistance of the supply line, which in turn is determined by the resistivity of the line material and the line cross section.
  • the effective voltage drop in each circuit arrangement can be adjusted, so that a particularly effective conversion of electrical energy into electromagnetic radiation is ensured.
  • the above-mentioned building management system can be a danger notification system which can be used to detect a dangerous situation, for example within a monitored building.
  • the use of the circuit arrangement described above in detail for individual peripheral devices of the danger detection system offers great advantages, in particular, when the danger detection system is a smoke detection system.
  • the advantages which the use of the circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation in connection with a smoke detector offers, reference is made to the above-mentioned advantages of the smoke detector, which optionally may have a temperature sensor.
  • a method for emitting electromagnetic radiation is described.
  • the method is particularly using a Circuit arrangement of the type described above feasible.
  • the method comprises (a) during a first phase of operation, emitting a first radiation by means of a first radiation source and simultaneously charging an energy store, and (b) during a second phase of operation, emitting a second radiation by means of a second radiation source using one in the first operating phase previously stored in the energy storage energy.
  • the method described is based on the knowledge that the current flowing through the first radiation source during the first operating phase can not only be used to operate the first radiation source. Rather, an energy associated with this current flow can be temporarily stored in the energy store and used during the second operating phase to operate the second radiation source. Due to this dual use, without the use of either very expensive or very energy-inefficient voltage transformers, the radiation sources can also be operated on a voltage supply which provides an increased supply voltage in comparison to the voltage levels actually required by the radiation sources. The conversion of electrical energy into electromagnetic radiation can thus be realized with a particularly high efficiency.
  • a first resting phase is provided between the first operating phase and the second operating phase during which the two radiation sources are deactivated, and / or (b) a second one between the second operating phase and the first operating phase Rest phase provided during which the two radiation sources are disabled.
  • the use of at least one rest within an operating cycle of the circuit arrangement described above has the advantage that the two radiation sources can be subjected to a current flow in the respective operating phase, whose current is greater than a current that would endure the radiation source in question in a continuous operation. In this way, on the one hand generates a particularly intense radiation and on the other hand, a thermal damage to the radiation source (s) can be prevented.
  • deactivated in this context means that the radiation source in question does not emit electromagnetic radiation.
  • FIG. 1 shows according to an embodiment of the invention, a circuit arrangement with two switching elements 2 and 11 and designed as a capacitor energy storage. 3
  • a first switching element 2 which is also referred to below simply as a first switch, is connected to the first terminal of a voltage source 1 and to the first terminal of an energy store 3.
  • the second terminal of the energy store 3 leads via a current limiting element 4 to a first radiation source 5, which is also referred to below as an optical transmitter 5.
  • the use of the current limiting element 4, which is a simple ohmic resistance according to the exemplary embodiment illustrated here, is optional and that the energy store 3 can also be connected directly to the first terminal of the first optical transmitter 5.
  • the second terminal of the optical transmitter 5 is connected to a reference potential 6, to which also the second terminal of the voltage source 1 is connected.
  • a second switching element 11 or a second switch 11 is connected with its first terminal to the first terminal of the energy accumulator 3 and with its second terminal to the reference potential 6.
  • the first terminal of a second optical transmitter 13 is connected to the reference potential 6.
  • the second connection is optional via a current limiting element 12 to the second terminal of Energy storage 3 connected.
  • the circuit via the second optical transmitter 5 is then closed when the second switch 11 is closed.
  • the optical transmitters 5 and 13 are in the embodiment described here such that the current can flow only in one direction. More specifically, the first transmitter 5 is connected so that a current can flow in it only when the first switch 2 is closed. The second transmitter 13 is connected so that a current can flow in it only when the second switch 11 is closed.
  • a first operating phase the switch 2 is closed and the switch 11 is open, so that current flows from the voltage source 1 through the first optical transmitter 5 in the manner described above.
  • this first operating phase of the energy storage 3 is charged. It is assumed that immediately after closing the switch 2, the voltage across the energy storage device 3 designed as a capacitor changes so fast that the AC impedance of the capacitor 3 can be neglected, at least at the beginning of the first phase of operation.
  • the switch 2 In a second operating phase, the switch 2 is open and the switch 11 is closed so that in the manner described above, current flows from the electrical energy store 3 through the second optical transmitter 13. As a result, the electrical energy storage 3 is at least partially discharged.
  • the current limiting element 4 is designed so that averaging time 100 ⁇ A flows through the first transmitter, then a current of 100 ⁇ A or an output of 1600 ⁇ W is taken from the voltage source 1 on average at an operating voltage of 16V. If the first optical transmitter 5 is a light emitting diode with a forward voltage of 1.6V, then the electrical power consumed by it will be 160 ⁇ W. As already indicated above, in accordance with the exemplary embodiment described here, the electrical energy store Capacitor 3 and the current limiting element is a resistor 4.
  • the energy storage 3 In the second operating phase of the energy storage 3 is partially or completely discharged.
  • the amount of charge that has flowed through the first transmitter 5 in the first phase now flows through the second transmitter 13.
  • the two charge quantities and thus the current flowing in the mean time are the same according to the principle of conservation of charges, and the energy in the second transmitter is again 160 ⁇ W.
  • the total power consumption of the two optical transmitters 5 and 13 is thus 320 ⁇ W.
  • the electrical efficiency of the circuit shown is under the circumstances shown at 20%.
  • the efficiency of the entire circuit can be easily further improved by the first optical transmitter 5 is not made of a single but of several series-connected light-emitting diodes. These light emitting diodes may be arranged geometrically such that the light emitted by them substantially coincides.
  • the second optical transmitter 13 can be composed of a plurality of light-emitting diodes. If, for example, the two optical transmitters 5 and 13 consist of two series-connected LEDs, the total forward voltage is 3.2V in each case. Now, if the average current in the first optical transmitter 5 is again limited to 100 ⁇ A, then the converted in the first transmitter electrical power is 320 ⁇ W. The voltage drop across the second transmitter 13 is then also 3.2V, and the power is also 320 ⁇ W. The total power converted in the transmitters is now 640 ⁇ W.
  • the energy storage 3 can also be realized by means of an inductance.
  • an inductance By using an inductance, the circuit becomes even easier, namely, even after the opening of the switch 2 due to the self-inductance and the so-called Lenz's rule, a current will continue to flow through this inductance and the corresponding voltage across the inductance will be so will adjust that this current actually flows.
  • the voltage across the inductance may increase so much that current still flows along any one of the current paths. As a result, one of the components located on the relevant current path can easily penetrate due to the increased voltage.
  • FIG. 2 shows the essential optoelectronic elements of a hazard detector, which is based on the principle of a photoelectric sensor.
  • the hazard detector has a first optical transmitter 21, which can emit a first light 22.
  • the detector has a second optical transmitter 23 which can emit a second light 24.
  • the two optical transmitters 21 and 23 are arranged so that the emitted light 22 and 24 largely coincides and thus produces a luminous flux of double intensity. This luminous flux is reflected or scattered by an object 29 to be monitored, and reaches an optical receiver 25 as measuring light 26.
  • FIG. 3 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 2 represented optoelectronic elements.
  • a curve 31 corresponds to the time profile of the electric current flowing through the first optical transmitter 21.
  • This current 31 which is directly proportional to the light emitted by the first optical transmitter 21, reaches its maximum intensity in a first operating phase 34. In the remaining time, this current 31 is very small.
  • a curve 32 corresponds to the time profile of the electric current flowing through the second optical transmitter 23.
  • This current 32 which is directly proportional to the light emitted by the second optical transmitter 23, reaches its maximum intensity in a second operating phase 36. In the rest of the time, and in particular in the first operating phase 34, this current 32 is very small.
  • the luminous flux emitted by the two optical transmitters 21, 23 together is approximately the same in the two active operating phases 34, 36. But often it will not always be exactly the same size as a result of statistical fluctuations and other contingencies.
  • the backscattered light detected by the optical receiver 25 is similar but not exactly the same in the two active phases of operation, in most cases.
  • This light is generated in the optical receiver which is in FIG. 2 is designated as 25, a current waveform 33.
  • This current waveform 33 can be amplified by a suitable circuit, not shown, and optionally used to trigger an alarm message.
  • the electrical amplifier which is connected downstream of the optical receiver 25, can be constructed particularly simply if it has to amplify a rectangular signal with a duty cycle of about 50%. This is the case when the lengths of the phases 34, 35, 36 and 37 are approximately equal.
  • the frequency of the current to be amplified is twice the repetition frequency of the current in one of the two optical transmitters.
  • the amplification can be difficult to realize when the resting phases 35 and 37 are omitted, because in this case essentially a direct current must be amplified.
  • FIG. 4 shows the essential optoelectronic elements of a hazard detector with two separate optical paths.
  • the danger detector may be, for example, a fire detector with a smoke chamber and a reference chamber.
  • the two chambers are typically the same structure and subject to the same environmental influences.
  • the Smoke chamber is open against the environment, so that smoke can penetrate.
  • the reference chamber is closed, so that a (reference) measurement takes place without the influence of smoke.
  • the danger detector has, for example, in the smoke chamber on a first optical transmitter 41, the light 42 emits. This light 42 is deflected as a result of smoke 49a and possibly other influences and passes as a measuring light 44 in the first receiver 43.
  • the hazard detector includes, for example in the reference chamber, a second optical transmitter 45, the light 46 emits. This light 46 is also deflected as a result of various influences, such as a reference scattering object 49b, but not as a result of smoke, and enters the second receiver 47 as measurement light 48.
  • FIG. 5 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 4 represented optoelectronic elements.
  • a curve 51 corresponds to the time profile of the electric current through the first optical transmitter 41 and thus also the intensity of the emitted first light 42. This current 51 reaches its maximum strength in a first operating phase 55. In the remaining time, this current 51 is very small .
  • a curve 52 corresponds to the time profile of the current in the first receiver 43 as a result of the received measuring light 44. This time curve 52 essentially corresponds to the time profile of the current 51. The strength of the measured current 52 results from the optical conditions in FIG smoke chamber.
  • a curve 53 corresponds to the time profile of the electric current through the second optical transmitter 45 and thus also the intensity of the emitted second light 46.
  • This current 53 reaches its maximum intensity in a second operating phase 57. In the remaining time and in particular in the first operating phase 55, this current 53 is very small. Resting phases 56 and 58 can be inserted between the active operating phases 55 and 57 be in which none of the optical transmitter is energized.
  • a curve 54 corresponds to the time profile of the current in the second optical receiver 47.
  • the time profile of the current 54 substantially corresponds to the time profile of the current 53 through the second optical transmitter 45.
  • the strength of the current 54 generated by the second optical receiver results due to the conditions, especially in the reference chamber.
  • the received signals corresponding to curves 52 and 54 are amplified and appropriately linked together.
  • the difference or the quotient of these two signal profiles 52 and 54 can be calculated by means of an evaluation unit. If the result of the link reaches certain limits, the hazard detector can trigger an alarm.
  • FIG. 6 shows the main optoelectronic elements of a hazard detector with two optical paths, which are partially separated and partially together.
  • the hazard detector may be, for example, a smoke detector in which the penetrated smoke is illuminated at two different angles.
  • the detector has a first optical transmitter 61, which emits light 62 having a first spectral distribution. This light 62 is deflected as a result of smoke 69, but also from other influences. A portion of this light 62 passes as part of a measuring light 66 into an optical receiver 65.
  • the detector includes a second optical transmitter 63 which emits a second light 64 having a second spectral distribution, which may be different from the first spectral distribution. This second light 64 is also deflected as a result of the smoke 69, among other things. A portion of this light 64 also enters the optical receiver 65 as part of the measurement light 66.
  • FIG. 7 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 6 represented optoelectronic elements.
  • a curve 71 corresponds to the time profile of the electric current through the first optical transmitter 61.
  • This current 71 and thus also the intensity of the first light 62 reaches its maximum intensity in a first operating phase 74. In the remaining time, this current is very small.
  • a curve 72 corresponds to the time profile of the electric current through the second optical transmitter 63.
  • This current 72 and thus also the intensity of the second light 64 reaches its maximum intensity in a second operating phase 76. In the rest of the time and in particular in the In the first operating phase 74, this current is very small.
  • Between the active operating phase 74 and 76 may optionally be the two resting phases 75 and 77 are located, in which neither of the two optical transmitters is subjected to a current.
  • a curve 73 corresponds to the time profile of the current generated by the receiver 65.
  • the time profile of this current 73 essentially corresponds to the time profile of the currents 71 and 72.
  • the strength of the received current may possibly be greatly different in the two active operating phases 74 and 76.
  • the received signals corresponding to the curve 73 are amplified and further processed in a suitable and known manner.

Landscapes

  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

The circuit arrangement has two radiation sources (5,13) for emitting radiations, and an energy store (3) which is coupled with the two radiation sources. A control device is arranged and equipped within the circuit arrangement such that the former radiation source is operated and the energy store is charged at the same time in an operating phase. Independent claims are also included for the following: (1) a smoke detector for detecting smoke with a radiation detector; (2) a building management system with a voltage source; and (3) a method for emitting electromagnetic radiation using circuit arrangement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das technische Gebiet der Gefahrmeldetechnik und im Speziellen eine energieeffiziente Ansteuerung von Strahlungsquellen, die insbesondere in einem Gefahrenmelder eingesetzt werden können. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Schaltungsanordnung zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung mittels zweier Strahlungsquellen, einen Gefahrmelder mit einer derartigen Schaltungsanordnung zum Erkennen einer Gefahrensituation sowie ein Verfahren zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung.The present invention generally relates to the technical field of danger detection technology and in particular to an energy-efficient control of radiation sources, which can be used in particular in a danger detector. The present invention relates in particular to a circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation by means of two radiation sources, to a danger detector having such a circuit arrangement for detecting a dangerous situation and to a method for emitting electromagnetic radiation.

Optoelektronische Gefahrenmelder enthalten einen oder mehrere optische Sender die Licht abstrahlen und einen oder mehrere Empfänger die das von der zu erkennenden Größe beeinflusste Licht empfangen. Das empfangene Signal ist häufig sehr schwach. Der Empfänger ist deshalb empfindlich auf Störungen, Das empfangene Signal ist proportional zu dem von den Sendern abgestrahlten Licht. Somit wäre es erwünscht möglichst viel Licht abzustrahlen. Dem sind aber durch die verfügbare Energie Grenzen gesetzt.Optoelectronic hazard detectors include one or more optical transmitters that emit light and one or more receivers that receive the light affected by the quantity to be detected. The received signal is often very weak. The receiver is therefore sensitive to interference. The received signal is proportional to the light emitted by the transmitters. Thus, it would be desirable to emit as much light as possible. But these are limited by the available energy limits.

Besonders schwierig ist der Betrieb eines Gefahrenmelders aus Batterien und/oder Akkus, so wie dies im Falle von drahtlosen Gefahrenmeldern der Fall ist. Aufgrund der begrenzten Leistungsfähigkeit von Batterien und Akkus ist ein geringer Stromverbrauch der Lichtquelle(n) eines Batterie- und/oder Akkubetriebenen Gefahrmelders wichtig, um die Intervalle für Wartungen möglichst lang zu halten, bei denen typischerweise die Batterie gewechselt oder der Akku aufgeladen wird.Particularly difficult is the operation of a hazard detector from batteries and / or batteries, as is the case in the case of wireless hazard detectors. Due to the limited performance of batteries and rechargeable batteries, low power consumption of the light source (s) of a battery and / or battery-powered hazard alarm is important to maximize maintenance intervals that typically require battery replacement or recharging.

Allerdings ist auch bei an einer Stromversorgungsleitung angeschlossenen Gefahrenmeldern ein geringer Stromverbrauch sehr wichtig. Stromversorgungsleitungen können nämlich sehr lang sein und demzufolge einen entsprechend hohen Leitungswiderstand aufweisen. Dies gilt insbesondere auch deshalb, weil in der Regel Leitungen mit einem kleinen Querschnitt verwendet werden, welche zum einen kostengünstig sind und zum anderen einfacher verlegt werden können. Aufgrund des Leitungswiderstandes ist deshalb die Stromstärke des über die Stromversorgungsleitung übertragenen Stromes beschränkt. Des Weiteren ist zu beachten dass an einer solchen Stromversorgungsleitung üblicherweise sehr viele Melder angeschlossen sind, welche alle gleichzeitig in Betrieb sind und deshalb auch gleichzeitig mit Strom versorgt oder gespiesen werden müssen.However, a low power consumption is very important even when connected to a power supply line hazard detectors. In fact, power supply lines can be very long and accordingly have a correspondingly high line resistance. This is especially true because usually lines are used with a small cross-section, which are both cost-effective and can be easily laid on the other hand. Due to the line resistance, therefore, the current intensity of the current transmitted via the power supply line is limited. Furthermore, it should be noted that on such a power supply line usually very many detectors are connected, all of which are in operation at the same time and therefore must be supplied with electricity or fed at the same time.

Eine typische Leitung zur Stromversorgung der peripheren Gefahrenmelder einer Gefahrmeldeanlage ist ungefähr 2000m lang. Die Betriebsspannung der Zentrale der Gefahrmeldeanlage beträgt üblicherweise 24V. Aufgrund des Leitungswiderstandes kann die am Ende einer langen Leitung übrig bleibende Spannung bis auf 16V absinken. An eine solche Leitung können mehr als 200 Gefahrmelder angeschlossen sein. Für den Betrieb eines einzelnen Melders wird üblicherweise eine Stromstärke von lediglich etwa 100µA zugestanden. Die Gefahrmelder müssen demzufolge sehr energieeffizient arbeiten.A typical line for powering the peripheral hazard detectors of a hazard detection system is approximately 2000m long. The operating voltage of the center of the danger detection system is usually 24V. Due to the line resistance, the voltage left at the end of a long line can drop to 16V. More than 200 danger detectors can be connected to such a cable. For the operation of a single detector usually a current of only about 100μA is granted. The danger detectors must therefore work very energy-efficiently.

Leuchtdioden, die im infraroten Bereich abstrahlen und die üblicherweise in optoelektronischen Gefahrenmeldern verwendet werden, werden bei einer Flussspannung im Bereich von 1,6V betrieben. Um diese Spannung zu erreichen, weist ein Gefahrenmelder in einer einfachen Ausführung zwischen der Speisespannung und der Leuchtdiode ein Element auf, welches den Stromfluss begrenzt. An diesem Strombegrenzungselement fällt die Differenz zwischen der jeweiligen Versorgungsspannung und der Flussspannung ab. Im oben erwähnten Beispiel ist diese Differenz 14,4V (16V - 1,6V). Wenn der mittlere Strom in der Leuchtdiode 100µA beträgt, dann wird die Verlustleistung des Strombegrenzungselement 1440µW (14,4V x 100µA) betragen, wohingegen die elektrische Leistung der Leuchtdiode nur 160µW (1, 6V x 100µA) beträgt. Der elektrische Wirkungsgrad der gesamten Schaltung innerhalb eines Gefahrenmelders beträgt somit nur 10%.Light-emitting diodes emitting in the infrared range and commonly used in optoelectronic hazard detectors are operated at a forward voltage in the range of 1.6V. To achieve this voltage, a danger detector in a simple embodiment between the supply voltage and the light emitting diode on an element which limits the flow of current. At this current limiting element, the difference between the respective supply voltage and the forward voltage drops. In the example above, this difference is 14.4V (16V - 1.6V). If the average current in the light emitting diode is 100μA, then the power dissipation of the current limiting element will be 1440μW (14.4V x 100μA), whereas the electric power of the light emitting diode is only 160μW (1, 6V x 100μA). The electrical efficiency of the entire circuit within a hazard detector is thus only 10%.

Um die Verlustleistung innerhalb eines Gefahrenmelders zu reduzieren ist es bekannt, die von der Leitung bereitgestellte Spannung auf eine Zwischenspannung umzusetzen, welche etwas höher ist als die benötigte Flussspannung der Leuchtdiode. Wenn es beispielsweise gelingen würde die Spannung ohne Verluste auf 3,2V umzusetzen und das Strombegrenzungselement an diese herabgesetzte Spannung von 3,2V angeschlossen würde, dann wäre die Verlustleistung in dem Strombegrenzungselement 160µW ((3,2V-1,6V) x 100µA) und die Leistung der Leuchtdiode würde ebenfalls 160µW (1,6V x 100µA) betragen. Der Wirkungsgrad wäre somit immerhin 50% und der Leitung würden 320µW oder 20µA (320µW : 16V) entnommen. Diese reduzierte Stromaufnahme könnte ausgenützt werden, um noch mehr Gefahrenmelder an die Leitung anzuschließen. Es wäre jedoch auch möglich, den Strom in der Leuchtdiode auf beispielsweise 500µA zu erhöhen. Die Verlustleistung in dem Strombegrenzungselement würde dann 800µW (1, 6V x 500µA) und die elektrische Leistung der Leuchtdiode würde dann ebenfalls 800µW ((3,2V-1,6V) x 500µA)) betragen. Zusammen ergäbe sich dann eine Leistungsentnahme von 1600µW und der aus der Leitung entnommene Strom wäre 100µA (1600µW : 16V), so wie dies maximal zulässig ist.In order to reduce the power loss within a hazard alarm, it is known to convert the voltage provided by the line to an intermediate voltage which is slightly higher than the required forward voltage of the light-emitting diode. For example, if the voltage were to be converted to 3.2V without losses and the current limiting element connected to this reduced voltage of 3.2V, then the power dissipation in the current limiting element would be 160μW ((3.2V-1.6V) x 100μA) and the power of the LED would also be 160μW (1.6V x 100μA). The efficiency would be at least 50% and the line would be 320μW or 20μA (320μW: 16V). This reduced power consumption could be exploited to connect even more hazard detectors to the line. However, it would also be possible to increase the current in the LED to, for example, 500 μA. The power dissipation in the current limiting element would then be 800μW (1.6V x 500μA) and the electric power of the LED would then also be 800μW ((3.2V-1.6V) x 500μA)). Together, this would result in a power draw of 1600μW and the current taken from the line would be 100μA (1600μW: 16V), as permitted by the maximum.

Es ist jedoch sehr aufwendig und schwierig, einen Spannungsumsetzer mit den oben erwähnten Eigenschaften und insbesondere mit der (nahezu) vollständigen Verlustfreiheit zu bauen. Insbesondere wird es kaum gelingen, einen Spannungsumsetzer zu bauen, welcher alle geforderten Eigenschaften und einen Wirkungsgrad von zumindest 50% aufweist. Ein solcher Spannungswandler wäre zumindest sehr teuer und wäre wohl auch kaum in einer kompakten Bauform zu realisieren, so wie die bei Gefahrenmelder wünschenswert wäre.However, it is very complicated and difficult to build a voltage converter with the above-mentioned properties and in particular with the (almost) complete freedom from loss. In particular, it will hardly succeed to build a voltage converter, which has all the required properties and an efficiency of at least 50%. Such a voltage converter would be at least very expensive and would probably not be realized in a compact design, as would be desirable in danger detector.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zumindest eine Strahlungsquelle aufweisende Schaltungsanordnung schaffen, welche einfach, kompakt und preiswert realisiert werden kann und welche eine hohen Wirkungsgrad und damit einen geringen Stromverbrauch aufweist.The object of the present invention is a circuit arrangement having at least one radiation source create, which can be realized in a simple, compact and inexpensive and which has a high efficiency and thus a low power consumption.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

1#Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung beschrieben. Die Schaltungsanordnung weist auf (a) eine erste Strahlungsquelle, eingerichtet zum Aussenden einer ersten Strahlung, (b) eine zweite Strahlungsquelle, eingerichtet zum Aussenden einer zweiten Strahlung, (c) einen Energiespeicher, welcher mit der ersten Strahlungsquelle und der zweiten Strahlungsquelle gekoppelt ist, und (d) eine Steuereinrichtung, welche innerhalb der Schaltungsanordnung derart angeordnet ist und welche derart eingerichtet ist, dass (d1) in einer ersten Betriebsphase die erste Strahlungsquelle betreibbar und gleichzeitig der Energiespeicher aufladbar ist und (d2) in einer zweiten Betriebsphase die zweite Strahlungsquelle unter Verwendung der in der ersten Betriebsphase zuvor in dem Energiespeicher gespeicherten Energie betreibbar ist.In accordance with a first aspect of the invention, a circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation is described. The circuit arrangement comprises (a) a first radiation source configured to emit a first radiation, (b) a second radiation source configured to emit a second radiation, (c) an energy store coupled to the first radiation source and the second radiation source, and (d) a control device which is arranged within the circuit arrangement and which is set up such that (d1) the first radiation source can be operated in a first operating phase and the energy store can be charged at the same time, and (d2) the second radiation source under a second operating phase Use of the energy stored in the first energy storage in the first phase of operation is operable.

Der beschriebenen Schaltungsanordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine geeignete Kombination des Energiespeichers mit den beiden Strahlungsquellen der durch die erste Strahlungsquelle fließende Strom mehrfach genutzt werden kann, so dass der Wirkungsgrad der Schaltungseinrichtung besonders groß wird. Unter dem Wirkungsgrad ist in diesem Zusammenhang das Verhältnis zwischen (a) der Strahlungsenergie, welche von beiden Strahlungsquellen ausgesandt wird, und (b) der elektrischen Energie, welche der Schaltungsanordnung zugeführt wird. Da die Schaltungsanordnung typischerweise nicht streng kontinuierlich sondern getaktet betrieben werden wird, kann bei der Bestimmung des Wirkungsgrades eine geeignete zeitliche Mittelwertbildung vorgenommen werden, wobei die betrachtete Zeitspanne zumindest eine volle Periode aufweisen sollte.The described circuit arrangement is based on the finding that the current flowing through the first radiation source can be used repeatedly by a suitable combination of the energy store with the two radiation sources, so that the efficiency of the circuit device becomes particularly high. Under the efficiency in this context, the ratio between (a) the radiant energy emitted by both radiation sources, and (b) the electrical energy which is supplied to the circuit arrangement. Since the circuit arrangement will typically be operated not clocked strictly continuous but clocked, can be in the determination of the efficiency of a suitable temporal Averaging should be made, the period considered should have at least a full period.

Bevorzugt ist während der ersten Betriebsphase die zweite Strahlungsquelle ausgeschaltet. In entsprechender Weise kann während der zweiten Betriebsphase die erste Strahlungsquelle ausgeschaltet sein.During the first operating phase, the second radiation source is preferably switched off. In a corresponding manner, the first radiation source can be switched off during the second operating phase.

2#Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Steuereinrichtung ein erstes Schaltelement auf. Das erste Schaltelement kann ein einfacher mechanischer Schalter oder insbesondere ein Halbleiterschaltelement wie beispielsweise ein beliebiger Transistor sein. Durch das erste Schaltelement kann ein Stromfluss, welcher von einer an die Schaltungsanordnung angeschlossenen Spannungsquelle bereitgestellt wird, auf besonders einfache Weise entsprechend den oben definierten Betriebsphasen gesteuert werden.2 # According to one embodiment of the invention, the control device has a first switching element. The first switching element may be a simple mechanical switch or in particular a semiconductor switching element such as an arbitrary transistor. By means of the first switching element, a current flow which is provided by a voltage source connected to the circuit arrangement can be controlled in a particularly simple way in accordance with the operating phases defined above.

Das erste Schaltelement kann derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass während der ersten Betriebsphase der Energiespeicher mit einem Anschluss für eine Spannungsquelle gekoppelt ist, mit der die beschriebene Schaltungsanordnung betreibbar ist. Während der zweiten Betriebsphase kann das erste Schaltelement beispielsweise durch eine einfache Öffnung eines Stromkreises einen Anschluss für eine Spannungsquelle von dem Energiespeicher trennen, so dass die zweite Strahlungsquelle von dem Energiespeicher ohne die Verwendung einer von der Spannungsquelle bereitgestellten Strommenge betreibbar ist.The first switching element can be arranged and / or formed such that during the first operating phase of the energy storage is coupled to a terminal for a voltage source with which the described circuit arrangement is operable. During the second operating phase, the first switching element can disconnect a connection for a voltage source from the energy store, for example by simply opening a circuit, so that the second radiation source can be operated by the energy store without the use of an amount of current provided by the voltage source.

3#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eine der beiden Strahlungsquellen ein elektrooptischer Wandler und insbesondere ein optoelektronisches Bauelement. Der elektrooptische Wandler kann im Prinzip eine einfache Glühbirne sein. Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise ein Leuchtdiode oder ein Halbleiterlaserdiode sein.According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the two radiation sources is an electro-optical converter and in particular an optoelectronic component. The electro-optical converter can in principle be a simple light bulb. The optoelectronic component can be, for example, a light-emitting diode or a semiconductor laser diode.

Die beiden Strahlungsquellen können elektromagnetische Strahlung mit beliebigen Wellenlängen aussenden. Insbesondere kann es sich bei der elektromagnetischen Strahlung jeweils um Licht im sichtbaren, im infraroten oder im ultravioletten Spektralbereich handeln. Die elektromagnetische Strahlung kann neben einem vergleichsweise schmalbandigen Spektralbereich oder sogar einer monochromatischen Strahlung auch verschiedene Wellenlängen aufweisen, die ein kontinuierliches Spektrum oder verschiedene voneinander getrennte schmalbandige und/oder breitbandige Spektralbereiche darstellen.The two radiation sources can emit electromagnetic radiation of arbitrary wavelengths. Especially The electromagnetic radiation may in each case be light in the visible, in the infrared or in the ultraviolet spectral range. In addition to a comparatively narrow-band spectral range or even monochromatic radiation, the electromagnetic radiation may also have different wavelengths which represent a continuous spectrum or different separate narrowband and / or broadband spectral ranges.

Die elektromagnetische Strahlung kann auch Wellenlängen aufweisen, die dem fernen infraroten und/oder dem fernen ultravioletten Spektralbereich zugeordnet sind. Auch Mikrowellenstrahlung oder jede andere Art von elektromagnetischer Strahlung kann grundsätzlich als Sendestrahlung und entsprechend als erste und/oder als zweite Empfangsstrahlung verwendet werden. In entsprechender Weise soll sich der Begriff "optisch" alle genannten Spektralbereiche von elektromagnetischer Strahlung und keineswegs nur auf den sichtbaren Spektralbereich beziehen.The electromagnetic radiation may also have wavelengths associated with the far infrared and / or the far ultraviolet spectral range. Even microwave radiation or any other type of electromagnetic radiation can in principle be used as transmission radiation and correspondingly as first and / or second reception radiation. Correspondingly, the term "optically" is intended to refer to all the spectral ranges of electromagnetic radiation and by no means only to the visible spectral range.

4#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste Strahlung eine erste Spektralverteilung und die zweite Strahlung weist eine zweite Spektralverteilung auf, welche unterschiedlich zu der ersten Spektralverteilung ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the first radiation has a first spectral distribution and the second radiation has a second spectral distribution, which is different from the first spectral distribution.

Eine unterschiedliche Spektralverteilung der beiden Strahlungen kann beispielsweise bei einem Rauchmelder auf vorteilhafte Weise eingesetzt werden. Die beiden unterschiedlichen Strahlungen können nämlich abhängig von der Größe der zu detektierenden Rauchpartikel, welche für die jeweilige Strahlung in bekannter Weise Streuzentren darstellen, unterschiedlich stark gestreut werden. Dabei können auch die Streuwinkel der unterschiedlichen Spektralanteile unterschiedlich sein, so dass durch eine geeignete Auswertung von unterschiedlichen Streusignalen Informationen über den Typ und/oder über die Beschaffenheit der Rauchpartikel gewonnen werden können. Durch ein wiederholtes Umschalten zwischen den beiden Strahlungsquellen können immer wieder verschiedenartige Streulichtmessungen durchgeführt werden, deren Ergebnisse einzeln oder in Kombination miteinander Informationen über den Art des Rauches und damit ggf. über die Brandursache liefern können.A different spectral distribution of the two radiations can be used, for example, in a smoke detector in an advantageous manner. Namely, the two different radiations can be scattered to different degrees depending on the size of the smoke particles to be detected, which are scattering centers for the respective radiation in a known manner. In this case, the scattering angle of the different spectral components can be different, so that information about the type and / or the nature of the smoke particles can be obtained by a suitable evaluation of different scatter signals. By repeatedly switching between the two radiation sources, various types of scattered light measurements can be carried out time and time again whose results, individually or in combination with each other, can provide information on the nature of the smoke and, if necessary, on the cause of the fire.

An dieser Stelle wird jedoch darauf hingewiesen, dass die beiden Strahlungsquellen auch zueinander spektral gleichartiges Licht aussenden können. Die beiden identischen Strahlungen können dann für denselben Zweck oder auch für unterschiedliche Zwecke bzw. Messungen verwendet werden.At this point, however, it should be noted that the two radiation sources can emit spectrally similar light to each other. The two identical radiations can then be used for the same purpose or for different purposes or measurements.

5#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Schaltungsanordnung zusätzlich auf (a) ein erstes Strombegrenzungselement, welches in Serie mit der ersten Strahlungsquelle geschaltet ist und/oder (b) ein zweites Strombegrenzungselement, welches in Serie mit der zweiten Strahlungsquelle geschaltet ist.According to a further embodiment of the invention, the circuit arrangement additionally comprises (a) a first current limiting element which is connected in series with the first radiation source and / or (b) a second current limiting element which is connected in series with the second radiation source.

Die Verwendung eines oder mehrerer Strombegrenzungselemente hat den Vorteil, dass Beschädigungen an der ersten Strahlungsquelle und/oder an der zweiten Strahlungsquelle infolge eines zu großen Stromflusses verhindert werden können. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Zeitspanne für die erste und/oder für die zweite Betriebsphase relativ lang ist.The use of one or more current-limiting elements has the advantage that damage to the first radiation source and / or to the second radiation source can be prevented as a result of excessive current flow. This is especially true when the time period for the first and / or for the second phase of operation is relatively long.

Das erste und/oder das zweite Strombegrenzungselement kann beispielsweise eine Drosselspule sein. Insbesondere bei einem hochfrequenten Betrieb der beschriebenen Schaltungsanordnung könnte sich die Induktivität einer Drosselspule jedoch als nachteilig herausstellen. Als Strombegrenzungselement kann demzufolge auch ein einfacher ohmscher Widerstand verwendet werden. 6#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Energiespeicher einen Kondensator auf. Dies bedeutet, dass zumindest ein Teil der Energie, welche vorübergehend in dem Energiespeicher deponiert wird, in Form einer Ladungsansammlung in dem Kondensator gespeichert wird. Dies bedeutet, dass während der ersten Betriebsphase somit eine bestimmte elektrische Ladungsmenge durch die erste Strahlungsquelle fließt und gleichzeitig den Energiespeicher auflädt. Während der zweiten Betriebsphase wird die gespeicherte Ladungsmenge zumindest zum Teil zum Betrieb der zweiten Strahlungsquelle verwendet.The first and / or the second current limiting element may be, for example, a choke coil. In particular, in a high-frequency operation of the described circuit arrangement, however, the inductance of a choke coil could turn out to be disadvantageous. Consequently, a simple ohmic resistor can also be used as the current limiting element. 6 # According to a further exemplary embodiment of the invention, the energy store has a capacitor. This means that at least part of the energy which is temporarily stored in the energy store is stored in the form of a charge accumulation in the capacitor. This means that during the first phase of operation thus a certain electrical Charge amount flows through the first radiation source and at the same time charges the energy storage. During the second phase of operation, the stored charge amount is at least partially used to operate the second radiation source.

Anschaulich gesprochen verrichtet somit ein und diesele Ladungsmenge zweimal eine nützliche Arbeit. Bei Durchfluss durch die erste Strahlungsquelle während der ersten Betriebsphase sorgt sie für ein Aussenden der ersten Strahlung, beim Durchfluss durch die zweite Strahlungsquelle während der zweiten Betriebsphase sorgt sie für ein Aussenden der zweiten Strahlung.Illustratively, one and the same amount of charge thus do twice a useful work. When flowing through the first radiation source during the first phase of operation, it provides for emission of the first radiation, during flow through the second radiation source during the second phase of operation, it ensures emission of the second radiation.

7#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Steuereinrichtung ein zweites Schaltelement auf.7 # According to a further exemplary embodiment of the invention, the control device has a second switching element.

Das zweite Schaltelement kann ebenfalls ein einfacher mechanischer Schalter oder insbesondere ein Halbleiterschaltelement wie beispielsweise ein beliebiger Transistor sein. Durch das zweite Schaltelement kann ein Stromfluss, welcher von dem aufgeladenen Energiespeicher bereitgestellt wird, auf besonders einfache Weise ausschließlich der zweiten Strahlungsquelle zur Verfügung gestellt werden.The second switching element may likewise be a simple mechanical switch or, in particular, a semiconductor switching element such as, for example, an arbitrary transistor. By means of the second switching element, a current flow which is provided by the charged energy store can be provided in a particularly simple manner exclusively to the second radiation source.

Insbesondere durch ein synchronisiertes Betätigen des zweiten Schaltelements mit dem oben beschriebenen ersten Schaltelement kann somit ein definiertes Umschalten von der ersten Betriebsphase in die zweite Betriebsphase und umgekehrt erfolgen. Dabei können die beiden unterschiedlichen Betriebsphasen zeitlich unmittelbar aufeinander oder mit einem gewissen zeitlichen Abstand aufeinander folgen.In particular, by a synchronized actuation of the second switching element with the first switching element described above, a defined switching from the first operating phase to the second operating phase and vice versa can thus take place. In this case, the two different operating phases can follow one another directly in time or with a certain time interval.

8#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Energiespeicher eine Induktivität auf. Die Verwendung einer Induktivität für den Energiespeicher hat den Vorteil, dass durch einen einfachen Stromfluss eine besondere große Energie in einem aufgebauten Magnetfeld zwischengespeichert werden kann.8 # According to a further exemplary embodiment of the invention, the energy store has an inductance. The use of an inductance for the energy store has the advantage that a particular large energy can be stored temporarily in a built-up magnetic field by a simple current flow.

Im Falle von abrupten Zustandsänderungen insbesondere bei einem Umschalten des ersten und/oder des zweiten Schaltelements können schädliche Spannungsspitzen beispielsweise durch eine sog. Freilaufdiode abgepuffert und somit eine ungewollte Beschädigung von einzelnen Bauteilen der Schaltungsanordnung verhindert werden. Die Funktion einer Freilaufdiode kann auch durch eine entsprechend gepolte Diode realisiert werden, die auf einer Seite mit dem induktiven Energiespeicher und auf der anderen Seite mit einem Bezugspotential verbunden ist, an das auch die beiden Strahlungsquellen direkt oder indirekt angeschlossen sind.In the case of abrupt state changes, in particular when switching the first and / or the second switching element, harmful voltage peaks can be buffered, for example, by a so-called free-wheeling diode, thus preventing unwanted damage to individual components of the circuit arrangement. The function of a freewheeling diode can also be realized by a correspondingly polarized diode, which is connected on one side with the inductive energy storage and on the other side with a reference potential to which the two radiation sources are connected directly or indirectly.

Falls es sich bei der zweiten Strahlungsquelle um eine Diode handelt, dann kann auch die gleichrichtende Eigenschaft der zweiten Strahlungsquelle ausgenutzt werden, um Spannungsspitzen an der Induktivität abzufedern, welche ggf. zu einer Beschädigung von anderen Bauteilen der beschriebenen Schaltungsanordnung führen könnten.If the second radiation source is a diode, then the rectifying property of the second radiation source can also be utilized in order to cushion voltage spikes on the inductance, which could possibly lead to damage of other components of the described circuit arrangement.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung sind die beiden Strahlungsquellen relativ zueinander derart ausgerichtet und angeordnet, dass die erste Strahlung und die zweite Strahlung zumindest teilweise eine gemeinsame optische Strecke bilden.According to one embodiment variant of the invention, the two radiation sources are aligned and arranged relative to one another such that the first radiation and the second radiation at least partially form a common optical path.

Dies hat den Vorteil, dass die beiden Strahlungsquellen wie eine einzige gepulste Strahlungsquelle betrachtet werden können. Die gepulste Strahlungsquelle weist aufgrund der oben beschriebenen doppelten Ausnutzung der Strommenge, die (a) zunächst durch die erste Strahlungsquelle und in den Energiespeicher fließt und (b) danach von dem Energiespeicher freigesetzt und durch die zweite Strahlungsquelle fließt, einen besonders hohen Wirkungsgrad auf. Dadurch kann sich für die beschriebene Schaltungsanordnung eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten ergeben, bei denen es insbesondere auf eine hocheffiziente Umwandlung von elektrischer in Strahlungsenergie ankommt.This has the advantage that the two radiation sources can be viewed as a single pulsed radiation source. The pulsed radiation source has a particularly high efficiency due to the above-described double utilization of the amount of current flowing (a) first through the first radiation source and into the energy storage and (b) then released from the energy storage and flowing through the second radiation source. This can result in a variety of applications for the circuit described, in which it depends in particular on a highly efficient conversion of electrical energy into radiation.

Es wird darauf hingewiesen, dass es keineswegs erforderlich ist, dass die Strahlengänge der ersten und der zweiten Strahlung vollständig übereinander liegen. Vielmehr genügt in vielen Fällen bereits ein gewisser räumlicher Überlapp zwischen der ersten und der zweiten Strahlung, um effektiv von einer gemeinsamen optischen Strecke auszugehen.It should be noted that it is by no means necessary that the beam paths of the first and the second radiation are completely superimposed. Rather, enough in many Already a certain spatial overlap between the first and the second radiation to effectively start from a common optical path.

Es wird ferner darauf hingewiesen, dass durch die Verwendung eines Strahlteilers bzw. eines Strahlzusammenführers zwei zunächst unterschiedliche optische Strecken in bekannter Weise zusammengelegt werden können. Eine besonders effiziente Strahlzusammenführung kann auch durch den Einsatz von optischen Komponenten erreicht werden, deren Brechungseigenschaften, deren Transmission und/oder deren Reflexion von der jeweiligen Wellenlänge, Polarisation der ersten und/oder der zweiten Strahlung abhängen.It is further pointed out that two initially different optical paths can be combined in a known manner by the use of a beam splitter or a beam merger. A particularly efficient beam combination can also be achieved by the use of optical components whose refractive properties, their transmission and / or their reflection depend on the respective wavelength, polarization of the first and / or the second radiation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung sind die beiden Strahlungsquellen relativ zueinander derart ausgerichtet und angeordnet, dass (a) die erste Strahlung eine erste optische Strecke und dass (b) die zweite Strahlung eine zweite optische Strecke definiert, wobei die zweite optische Strecke räumlich unterschiedlich ist zu der ersten optischen Strecke.According to a further embodiment variant of the invention, the two radiation sources are aligned and arranged relative to one another such that (a) the first radiation defines a first optical path and (b) the second radiation defines a second optical path, wherein the second optical path is spatially different to the first optical route.

So kann beispielsweise bei einem Rauchmelder in ein zu überwachendes Volumen bzw. in ein Streuvolumen die erste Strahlung getrennt von der zweiten Strahlung eintreten. Abhängig von der räumlichen Anordnung und einer ggf. zeitabhängigen Aktivierung von einem oder von mehreren Strahlungsempfängern, mit dem bzw. denen aus dem Volumen austretende Strahlung erfasst wird, kann die jeweilige austretende und insbesondere in dem Volumen gestreute Strahlung entlang einer gemeinsamen Austrittstrecke oder alternativ entlang zweier getrennter optischer Austrittstrecken das Volumen verlassen. Dies kann bedeuten, dass das aus der ersten Strahlung resultierende erste Messlicht und das aus der zweiten Strahlung resultierende zweite Messlicht getrennt oder gemeinsam empfangen und ausgewertet wird.Thus, for example, in a smoke detector in a volume to be monitored or in a scattering volume, the first radiation separated from the second radiation occur. Depending on the spatial arrangement and an optionally time-dependent activation of one or more radiation receivers, with which or from the volume of emerging radiation is detected, the respective emerging and in particular in the volume scattered radiation along a common exit line or alternatively along two separate optical exit routes leave the volume. This can mean that the first measuring light resulting from the first radiation and the second measuring light resulting from the second radiation are received or evaluated separately or jointly.

9#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste Strahlungsquelle und/oder die zweite Strahlungsquelle zumindest zwei Sendelemente auf. Die Realisierung der ersten und/oder der zweiten Strahlungsquelle mit mehreren einzelnen Sendeelementen hat den Vorteil, dass auf einfache und preiswerte Weise eine hocheffiziente Strahlungsquelle aufgebaut werden kann, wobei die zur Verfügung stehende Energie besonders gut ausgenutzt wird. Dabei können die einzelnen Sendeelemente in einer Serien- und/oder in einer Parallelschaltung miteinander kombiniert sein. Die miteinander kombinierten Sendeelemente sind dabei bevorzugt derart zueinander angeordnet, dass sich ihre ausgesandten Sendeteilstrahlen möglichst überlappen und so zu einer intensiven Strahlung führen.9 # According to a further embodiment of the invention, the first radiation source and / or the second radiation source at least two transmitting elements. The realization of the first and / or the second radiation source with a plurality of individual transmission elements has the advantage that in a simple and inexpensive way, a highly efficient radiation source can be constructed, the available energy is particularly well utilized. In this case, the individual transmission elements can be combined in a series and / or in a parallel circuit. The transmitter elements combined with one another are preferably arranged relative to one another in such a way that their transmitted transmission partial beams overlap as possible and thus lead to intensive radiation.

Bevorzugt weisen die erste und/oder die zweite Strahlungsquelle jeweils eine bestimmte Anzahl von Leuchtdioden auf, die elektrisch in Serie geschaltet sein können. Diese in Serie geschalteten Leuchtdioden können so angeordnet sein, dass das ausgesendete Licht aus jeweils einer Gruppe von Leuchtdioden im Wesentlichen zusammenfällt und zum Betrieb derselben optischen Strecke verwendet wird.Preferably, the first and / or the second radiation source each have a certain number of light emitting diodes, which may be electrically connected in series. These series-connected light-emitting diodes can be arranged so that the emitted light from each of a group of light-emitting diodes substantially coincides and is used to operate the same optical path.

10#Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Gefahrmelder zum Erkennen einer Gefahrensituation beschrieben. Der Gefahrenmelder weist eine Schaltungsanordnung des oben beschriebenen Typs auf.According to a further aspect of the invention, a danger detector for detecting a dangerous situation is described. The hazard detector has a circuit arrangement of the type described above.

Dem beschriebenen Gefahrmelder liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebene Schaltungsanordnung insbesondere wegen ihrer hohen Energieeffizienz auf vorteilhafte Weise für einen Gefahrmelder verwendet werden kann, welcher lediglich eine sehr geringe Stromaufnahme aufweisen darf und bei dem trotzdem genügend Strahlung zur Verfügung steht, um die Gefahrensituation zuverlässig zu detektieren.The danger alarm described is based on the finding that the circuit arrangement described above can be used in particular for its high energy efficiency in an advantageous manner for a danger detector, which may only have a very low power consumption and still sufficient radiation is available to the dangerous situation reliably to detect.

Die hohe Energieeffizienz führt auf vorteilhafte Weise zu einer geringen Wärmeentwicklung innerhalb des Gefahrmelders. Dadurch können elektronische Bauteile des Gefahrmelders ohne Kühlung in einer vergleichsweise kühlen und thermisch stabilen Umgebung betrieben werden. Dadurch kann das Rauschen der betreffenden Bauteile gering gehalten werden, so dass ohne eine signifikante Erhöhung einer Fehlalarmrate der Gefahrmelder in Hinblick auf eine hohe Empfindlichkeit optimiert werden kann.The high energy efficiency leads advantageously to a low heat development within the hazard alarm. As a result, electronic components of the hazard alarm can be operated without cooling in a comparatively cool and thermally stable environment. This may cause the noise of the affected Components are kept low, so that without a significant increase in a false alarm rate of the hazard can be optimized in terms of high sensitivity.

Der Gefahrmelder kann beispielsweise ein sog. Anwesenheitsmelder sein. Dabei können die erste und /oder die zweite Strahlungsquelle einer Reflexlichtschranke zugeordnet sein, die gegen ein zu überwachendes Objekt gerichtet ist. Das von der Strahlungsquelle ausgestrahlte Licht wird dann reflektiert und trifft auf einen Strahlungsempfänger. Sobald das Objekt entfernt wird verschwindet das empfangene Signal und der Anwesenheitsmelder löst einen Alarm aus. Dadurch kann beispielsweise das unbefugte Öffnen einer Tür oder das unbefugte Entfernen eines wertvollen Gegenstandes zuverlässig erkannt werden.The danger detector can be, for example, a so-called presence detector. In this case, the first and / or the second radiation source can be associated with a reflex light barrier, which is directed against an object to be monitored. The light emitted by the radiation source is then reflected and impinges on a radiation receiver. As soon as the object is removed, the received signal disappears and the presence detector triggers an alarm. As a result, for example, the unauthorized opening a door or the unauthorized removal of a valuable object can be reliably detected.

Die Funktionsweise des Gefahrmelders kann auf dem sog. Durchleuchtungsprinzip beruhen. Dabei durchquert beispielsweise die von der oder von den Strahlungsquelle(n) ausgesendete Strahlung einen Behälter, welcher mit einem Stoff gefüllt ist, der in Anwesenheit von gefährlichen Gasen seine optischen Eigenschaften verändert. In der Folge ändert sich auch die Intensität der von einem Strahlungsempfänger empfangenen transmittierten Strahlung und der Melder kann einen Alarm auslösen.The mode of operation of the danger detector can be based on the so-called transillumination principle. In this case, for example, the radiation emitted by or from the radiation source (s) passes through a container which is filled with a substance which changes its optical properties in the presence of hazardous gases. As a result, the intensity of the transmitted radiation received by a radiation receiver also changes and the detector can trigger an alarm.

Die oben beschriebene Schaltungsanordnung kann auf besonders vorteilhafte Weise für einen Gefahrmelder verwendet werden, welcher zum Erkennen von Rauch eingerichtet ist und demzufolge als Rauchmelder bezeichnet werden kann. Der Rauchmelder kann beispielsweise nach dem bekannten optischen Streulichtprinzip arbeiten. Dabei wird davon ausgegangen, dass im Falle einer Gefahr beispielseise durch eine unerwünschte Rauchentwicklung und/oder durch die Entstehung eines Brandes Rauchpartikel in das Streuvolumen des Gefahrmelders gelangen. Die von der Strahlungsquelle oder von den Strahlungsquellen ausgesandte Strahlung wird dann von diesen Partikeln zurückgestreut. Ein Teil dieses Lichts fällt auf einen Strahlungsempfänger des Gefahrmelders und löst Alarm aus.The circuit arrangement described above can be used in a particularly advantageous manner for a hazard detector, which is adapted to detect smoke and therefore can be referred to as a smoke detector. The smoke detector can work, for example, according to the known optical scattered light principle. It is assumed that in the event of a danger, for example, smoke particles will enter the spreading volume of the hazard alarm due to undesired smoke development and / or the formation of a fire. The radiation emitted by the radiation source or by the radiation sources is then scattered back by these particles. A part This light falls on a radiation receiver of the danger detector and triggers an alarm.

11#Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Rauchmelder zum Erkennen von Rauch beschrieben. Der Rauchmelder weist auf (a) eine Schaltungsanordnung des oben beschriebenen Typs zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung und (b) zumindest einen Strahlungsdetektor zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, welche im Falle einer zumindest teilweisen Streuung der ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung an dem Rauch erzeugt wird.11 # According to another aspect of the invention, a smoke detector for detecting smoke is described. The smoke detector comprises (a) a circuit of the type described above for emitting electromagnetic radiation and (b) at least one radiation detector for receiving electromagnetic radiation generated in the event of at least partial scattering of the emitted electromagnetic radiation on the smoke.

Dem beschriebenen Gefahrmelder liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebene Schaltungsanordnung insbesondere wegen ihrer hohen Energieeffizienz auf vorteilhafte Weise für einen Gefahrmelder verwendet werden kann. Ferner können die Strahlungen beiden Strahlungsquellen, welche zur Erreichung der hohen Energieeffizienz in geeigneter Weise in der Schaltungsanordnung angeordnet und abwechselnd aktiviert werden, auf vorteilhafte Weise verwendet werden, um mit den beiden Strahlungsquellen räumlich unterschiedliche optische Pfade zu aktivieren und/oder um unterschiedliche Spektralverteilungen der ersten Strahlung im Vergleich zu der zweiten Strahlung zu realisieren. Dabei kann es von großem Vorteil sein, dass aufgrund des Gesetzes der Erhaltung der Ladungsmengen in einem stationären Betrieb der Schaltungsanordnung die beiden Ströme, die durch die erste Strahlungsquelle und durch die zweite Strahlungsquelle fließen, stets gleich sind. Falls die beiden Strahlungsquellen eine gleich starke Strahlungsausbeute aufweisen, dann ist auf diese Weise automatisch gewährleistet, dass erste Strahlung und die zweite Strahlung zumindest im Mittel eine gleiche Strahlungsintensität aufweisen.The danger detector described is based on the finding that the circuit arrangement described above can be advantageously used for a danger detector, in particular because of its high energy efficiency. Furthermore, the radiations of both radiation sources, which are appropriately arranged in the circuit arrangement and activated alternately to achieve high energy efficiency, can be advantageously used to activate spatially different optical paths with the two radiation sources and / or different spectral distributions of the first Radiation compared to the second radiation to realize. It may be of great advantage that due to the law of conservation of the charge quantities in a stationary operation of the circuit arrangement, the two currents that flow through the first radiation source and the second radiation source are always the same. If the two radiation sources have an equally high radiation yield, then it is automatically ensured in this way that the first radiation and the second radiation have at least on average an equal radiation intensity.

12#Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Rauchmelder zusätzlich einen Temperatursensor und eine Auswerteeinheit auf, welche zumindest mit dem Strahlungsdetektor und dem Temperatursensor direkt oder indirekt gekoppelt ist. Die Auswerteeinheit ist derart eingerichtet, dass basierend auf einem von dem Strahlungsdetektor erzeugten ersten Messsignal und einem von dem Temperatursensor erzeugten zweiten Signal eine Alarmmeldung initiierbar ist.In accordance with an embodiment of the invention, the smoke detector additionally has a temperature sensor and an evaluation unit, which is coupled directly or indirectly to at least the radiation detector and the temperature sensor. The The evaluation unit is set up in such a way that an alarm message can be initiated based on a first measurement signal generated by the radiation detector and a second signal generated by the temperature sensor.

Ein derartiger Rauchmelder kann beispielsweise ein sog. Multikriterien-Feuermelder sein, bei dem eine Alarmmeldung nicht nur auf einer Detektion von Rauch sondern auch auf der Erfassung einer Temperaturänderung und insbesondere eines Temperaturanstiegs beruht. Aufgrund der hohen Effizienz der verwendeten Schaltungsanordnung in Bezug auf die Umwandlung von elektrischer Energie in Strahlungsenergie und der damit verbundenen lediglich sehr geringen Wärmeentwicklung kann die Temperaturmessung mit hoher Genauigkeit weitgehend ungestört von dem Betrieb der Schaltungsanordnung durchgeführt werden. Auf diese Weise kann eine besonders empfindliche Temperaturmessung und in Kombination mit der Rauchdetektion, welche beispielsweise durch eine Streulichtmessung durchgeführt wird, eine zum einen empfindliche und zum anderen mit einer geringen Fehlalarmrate behafteten Branddetektion gewährleistet werden.Such a smoke detector may be, for example, a so-called. Multi-criteria fire alarm, in which an alarm message based not only on a detection of smoke but also on the detection of a change in temperature and in particular a temperature increase. Due to the high efficiency of the circuit arrangement used with respect to the conversion of electrical energy into radiant energy and the associated only very low heat generation, the temperature measurement can be performed with high accuracy largely undisturbed by the operation of the circuit. In this way, a particularly sensitive temperature measurement and in combination with the smoke detection, which is carried out for example by a scattered light measurement, a sensitive and on the other hand afflicted with a low false alarm rate fire detection can be ensured.

13#Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System beschrieben, welches aufweist (a) eine Zentrale mit einer Spannungsquelle, (b) eine mit der Spannungsquelle gekoppelte Versorgungsleitung und (c) zumindest eine Schaltungsanordnung des oben beschriebenen Typs, welche an die Versorgungsleitung angeschlossen ist.In another aspect of the invention, a system is described which comprises (a) a central station having a voltage source, (b) a supply line coupled to the voltage source, and (c) at least one circuit arrangement of the type described above connected to the supply line is.

Dem beschriebenen System, welches beispielsweise ein Gebäudemanagementsystem sein kann, liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebene Schaltungsanordnung zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung auch dann eine hohe Effizienz bezüglich der Umwandlung von elektrischer Energie in Strahlungsenergie aufweist, wenn der Unterschied zwischen der Versorgungsspannung der Spannungsquelle und der Spannung, die zum Betrieb der ersten und/oder der zweiten Strahlungsquelle benötigt wird, besonders groß ist. Dieser Spannungsunterschied kann insbesondere bei einer langen Versorgungsleitung, an welche mehrere Schaltungsanordnungen oder auch andere elektrische Verbraucher angeschlossen sind, für ein und dieselbe Schaltungsanordnung an unterschiedlichen Stellen der Versorgungsleitung verschieden sein.The described system, which may be, for example, a building management system, is based on the finding that the above-described circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation also has a high efficiency with respect to the conversion of electrical energy into radiant energy, if the difference between the supply voltage of the voltage source and the voltage required to operate the first and / or the second radiation source is particularly large. This voltage difference can, in particular with a long supply line, to which a plurality of circuit arrangements or other electrical loads are connected, be different for one and the same circuit arrangement at different points of the supply line.

Typischerweise ist der jeweilige Spannungsabfall abhängig von einem Gesamtstrombedarf, der von der Anzahl der angeschlossenen elektrischen Lasten bestimmt wird. Die Lasten können dabei Schaltungsanordnungen des oben beschriebenen Typs oder auch andere elektrischer Verbraucher sein. Der Spannungsabfall hängt ferner von dem Leitungswiderstand der Versorgungsleitung ab, der wiederum von dem spezifischen elektrischen Widerstand des Leitungsmaterials und dem Leitungsquerschnitt bestimmt wird.Typically, the respective voltage drop depends on a total power requirement, which is determined by the number of connected electrical loads. The loads may be circuit arrangements of the type described above or other electrical loads. The voltage drop also depends on the line resistance of the supply line, which in turn is determined by the resistivity of the line material and the line cross section.

Durch eine geeignete Dimensionierung der elektronischen Komponenten der Schaltungsanordnung und/oder durch eine geeignete Taktung kann der effektive Spannungsabfall in jeder Schaltungsanordnung eingestellt werden, so dass eine besonders effektive Umwandlung von elektrischer Energie in elektromagnetische Strahlung gewährleistet ist.By suitable dimensioning of the electronic components of the circuit arrangement and / or by a suitable timing, the effective voltage drop in each circuit arrangement can be adjusted, so that a particularly effective conversion of electrical energy into electromagnetic radiation is ensured.

Das oben genannte Gebäudemanagementsystem kann insbesondere ein Gefahrmeldesystem sein, welches zum Erkennen einer Gefahrensituation beispielsweise innerhalb eines überwachten Gebäudes verwendbar ist. Die Verwendung der oben im Detail beschriebenen Schaltungsanordnung für einzelne Peripheriegeräte des Gefahrmeldesystems bietet insbesondere dann große Vorteile, wenn es sich bei dem Gefahrmeldesystem um ein Raucherkennungssystem handelt. Hinsichtlich der Vorteile, welche die Verwendung der Schaltungsanordnung zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung im Zusammenhang mit einem Rauchmelder bietet, wird auf die oben genannten Vorteile des Rauchmelders verwiesen, welcher optional einen Temperatursensor aufweisen kann.In particular, the above-mentioned building management system can be a danger notification system which can be used to detect a dangerous situation, for example within a monitored building. The use of the circuit arrangement described above in detail for individual peripheral devices of the danger detection system offers great advantages, in particular, when the danger detection system is a smoke detection system. With regard to the advantages which the use of the circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation in connection with a smoke detector offers, reference is made to the above-mentioned advantages of the smoke detector, which optionally may have a temperature sensor.

14#Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung beschrieben. Das Verfahren ist insbesondere unter Verwendung einer Schaltungsanordnung des oben beschriebenen Typs durchführbar. Das Verfahren weist auf (a) während einer ersten Betriebsphase, Aussenden einer ersten Strahlung mittels einer ersten Strahlungsquelle und gleichzeitiges Aufladen eines Energiespeichers, und (b) während einer zweiten Betriebsphase, Aussenden einer zweiten Strahlung mittels einer zweiten Strahlungsquelle unter Verwendung einer in der ersten Betriebsphase zuvor in dem Energiespeicher gespeicherten Energie.14 # According to a further aspect of the invention, a method for emitting electromagnetic radiation is described. The method is particularly using a Circuit arrangement of the type described above feasible. The method comprises (a) during a first phase of operation, emitting a first radiation by means of a first radiation source and simultaneously charging an energy store, and (b) during a second phase of operation, emitting a second radiation by means of a second radiation source using one in the first operating phase previously stored in the energy storage energy.

Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der während der ersten Betriebsphase durch die erste Strahlungsquelle fließende Strom nicht nur zum Betrieb der ersten Strahlungsquelle genutzt werden kann. Vielmehr kann eine mit diesem Stromfluss einhergehende Energie in dem Energiespeicher zwischengespeichert und während der zweiten Betriebsphase zum Betreiben der zweiten Strahlungsquelle genutzt werden. Durch diese doppelte Nutzung können die Strahlungsquellen ohne die Verwendung von entweder sehr teuren oder sehr energieineffizienten Spannungswandlern auch an einer Spannungsversorgung betrieben werden, welche im Vergleich zu den von den Strahlungsquellen eigentlich benötigten Spannungspegeln eine erhöhte Versorgungsspannung bereit stellt. Die Umwandlung von elektrischer Energie in elektromagnetische Strahlung kann damit mit einer besonders hohen Effizienz realisiert werden.The method described is based on the knowledge that the current flowing through the first radiation source during the first operating phase can not only be used to operate the first radiation source. Rather, an energy associated with this current flow can be temporarily stored in the energy store and used during the second operating phase to operate the second radiation source. Due to this dual use, without the use of either very expensive or very energy-inefficient voltage transformers, the radiation sources can also be operated on a voltage supply which provides an increased supply voltage in comparison to the voltage levels actually required by the radiation sources. The conversion of electrical energy into electromagnetic radiation can thus be realized with a particularly high efficiency.

15#Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist (a) zwischen der ersten Betriebsphase und der zweiten Betriebsphase eine erste Ruhephase vorgesehen, während der die beiden Strahlungsquellen deaktiviert sind, und/oder (b) zwischen der zweiten Betriebsphase und der ersten Betriebsphase ist eine zweite Ruhephase vorgesehen, während der die beiden Strahlungsquellen deaktiviert sind.According to a further embodiment of the invention, (a) a first resting phase is provided between the first operating phase and the second operating phase during which the two radiation sources are deactivated, and / or (b) a second one between the second operating phase and the first operating phase Rest phase provided during which the two radiation sources are disabled.

Die Verwendung von zumindest einer Ruhepause innerhalb eines Betriebszyklus der oben beschriebenen Schaltungsanordnung hat den Vorteil, dass die beiden Strahlungsquellen in der jeweiligen Betriebsphase mit einem Stromfluss beaufschlagt werden können, dessen Stromstärke größer ist als eine Stromstärke, welche die betreffende Strahlungsquelle in einem Dauerbetrieb aushalten würde. Auf diese Weise kann zum einen eine besonders intensive Strahlung erzeugt und zum anderen eine thermische Beschädigung der Strahlungsquelle(n) verhindert werden.The use of at least one rest within an operating cycle of the circuit arrangement described above has the advantage that the two radiation sources can be subjected to a current flow in the respective operating phase, whose current is greater than a current that would endure the radiation source in question in a continuous operation. In this way, on the one hand generates a particularly intense radiation and on the other hand, a thermal damage to the radiation source (s) can be prevented.

Ein weiterer Vorteil bezüglich der Verwendung von Ruhepausen kann darin bestehen, dass die Verstärkung von Signalen, welche die beiden Strahlungsquellen mit Strom beaufschlagen, erheblich vereinfacht wird. Insbesondere für den Fall, dass die Zeitdauern der beiden Betriebsphasen jeweils zumindest ungefähr gleich lang sind und unter Berücksichtigung einer Ladungserhaltung, wonach im eingeschwungenen Zustand die Stromstärke in der ersten Betriebsphase gleich groß sein muss wie die Stromstärke in der zweiten Betriebsphase, kann eine Verstärkerschaltung für die beiden Strahlungsquellen auf vorteilhafte Weise nämlich lediglich einen Wechselstrom ohne einen Gleichstromanteil verstärken.Another advantage with regard to the use of rest breaks can be that the amplification of signals, which supply power to the two radiation sources, is considerably simplified. In particular, in the event that the periods of the two operating phases are each at least approximately the same length and taking into account a charge retention, according to which the current in the steady state, the current must be the same size as the current in the second phase of operation, an amplifier circuit for the namely, amplify two sources of radiation in an advantageous manner, namely only an alternating current without a DC component.

Unter dem Begriff "deaktiviert" ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die betreffende Strahlungsquelle keine elektromagnetische Strahlung aussendet.The term "deactivated" in this context means that the radiation source in question does not emit electromagnetic radiation.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with apparatus claims and other embodiments of the invention with method claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.

  • Figur 1 zeigt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schaltungsanordnung mit zwei Schaltelementen und einem als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher.
  • Figur 2 zeigt die wesentlichen optoelektronischen Elemente eines Gefahrenmelders, welcher auf dem Prinzip einer Lichtschranke beruht.
  • Figur 3 zeigt in einem Zeitdiagramm die Funktionsweise eines Gefahrmelders mit den in Figur 2 dargestellten optoelektronischen Elementen.
  • Figur 4 zeigt die wesentlichen optoelektronischen Elemente eines Gefahrenmelders mit zwei getrennten optischen Pfaden.
  • Figur 5 zeigt in einem Zeitdiagramm die Funktionsweise eines Gefahrmelders mit den in Figur 4 dargestellten optoelektronischen Elementen.
  • Figur 6 zeigt die wesentlichen optoelektronischen Elemente eines Gefahrenmelders mit zwei optischen Pfaden, die teilweise voneinander getrennt sind und teilweise zusammen verlaufen.
  • Figur 7 zeigt in einem Zeitdiagramm die Funktionsweise eines Gefahrmelders mit den in Figur 6 dargestellten optoelektronischen Elementen.
Other advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description preferred embodiments. The individual figures of the drawing of this application are merely to be regarded as schematic and not to scale.
  • FIG. 1 shows according to an embodiment of the invention, a circuit arrangement with two switching elements and designed as a capacitor energy storage.
  • FIG. 2 shows the essential optoelectronic elements of a hazard detector, which is based on the principle of a photoelectric sensor.
  • FIG. 3 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 2 represented optoelectronic elements.
  • FIG. 4 shows the essential optoelectronic elements of a hazard detector with two separate optical paths.
  • FIG. 5 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 4 represented optoelectronic elements.
  • FIG. 6 shows the main optoelectronic elements of a hazard detector with two optical paths, which are partially separated and partially together.
  • FIG. 7 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 6 represented optoelectronic elements.

An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass in der Zeichnung in den verschiedenen Figuren gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind.It should be noted at this point that the same or corresponding components in the drawing in the various figures are given the same reference numerals.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.It should also be noted that the embodiments described below only a limited selection of possible embodiments of the invention represent. In particular, it is possible to suitably combine the features of individual embodiments with one another, so that a multiplicity of different embodiments are to be regarded as obviously disclosed to the person skilled in the art with the embodiment variants explicitly illustrated here.

Figur 1 zeigt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schaltungsanordnung mit zwei Schaltelementen 2 und 11 und einem als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher 3. FIG. 1 shows according to an embodiment of the invention, a circuit arrangement with two switching elements 2 and 11 and designed as a capacitor energy storage. 3

Ein erstes Schaltelement 2, welches nachfolgend auch einfach als erster Schalter bezeichnet wird, ist an den ersten Anschluss einer Spannungsquelle 1 und an den ersten Anschluss eines Energiespeichers 3 angeschlossen. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel führt der zweite Anschluss des Energiespeichers 3 über ein Strombegrenzungselement 4 an eine erste Strahlungsquelle 5, welche nachfolgend auch als optischer Sender 5 bezeichnet wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verwendung des Strombegrenzungselements 4, welches gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein einfacher ohmscher Widerstand ist, optional ist und dass der Energiespeicher 3 auch direkt an den ersten Anschluss des ersten optischen Senders 5 angeschlossen werden kann. Der zweite Anschluss des optischen Senders 5 ist mit einem Bezugspotential 6 verbunden, an das auch der zweite Anschluss der Spannungsquelle 1 angeschlossen ist. Wenn der erste Schalter 2 geschlossen ist, dann ist auch der elektrische Stromkreis über den ersten optischen Sender 5 geschlossen.A first switching element 2, which is also referred to below simply as a first switch, is connected to the first terminal of a voltage source 1 and to the first terminal of an energy store 3. According to the exemplary embodiment illustrated here, the second terminal of the energy store 3 leads via a current limiting element 4 to a first radiation source 5, which is also referred to below as an optical transmitter 5. It should be noted that the use of the current limiting element 4, which is a simple ohmic resistance according to the exemplary embodiment illustrated here, is optional and that the energy store 3 can also be connected directly to the first terminal of the first optical transmitter 5. The second terminal of the optical transmitter 5 is connected to a reference potential 6, to which also the second terminal of the voltage source 1 is connected. When the first switch 2 is closed, then the electric circuit via the first optical transmitter 5 is closed.

Ein zweites Schaltelement 11 bzw. ein zweiter Schalter 11 ist mit seinem ersten Anschluss an den ersten Anschluss des Energiespeichers 3 und mit seinem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotential 6 verbunden. Der erste Anschluss eines zweiten optischen Senders 13 ist an das Bezugspotential 6 angeschlossen. Der zweite Anschluss ist optional über ein Strombegrenzungselement 12 an den zweiten Anschluss des Energiespeichers 3 angeschlossen. Der Stromkreis über den zweiten optischen Sender 5 ist dann geschlossen, wenn der zweite Schalter 11 geschlossen ist.A second switching element 11 or a second switch 11 is connected with its first terminal to the first terminal of the energy accumulator 3 and with its second terminal to the reference potential 6. The first terminal of a second optical transmitter 13 is connected to the reference potential 6. The second connection is optional via a current limiting element 12 to the second terminal of Energy storage 3 connected. The circuit via the second optical transmitter 5 is then closed when the second switch 11 is closed.

Die optischen Sender 5 und 13 sind in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel so beschaffen, dass der Strom jeweils nur in einer Richtung fließen kann. Genauer gesagt ist der erste Sender 5 so angeschlossen, dass in ihm ein Strom nur dann fließen kann, wenn der erste Schalter 2 geschlossen ist. Der zweite Sender 13 ist so angeschlossen, dass in ihm ein Strom nur dann fließen kann, wenn der zweite Schalter 11 geschlossen ist.The optical transmitters 5 and 13 are in the embodiment described here such that the current can flow only in one direction. More specifically, the first transmitter 5 is connected so that a current can flow in it only when the first switch 2 is closed. The second transmitter 13 is connected so that a current can flow in it only when the second switch 11 is closed.

In einer ersten Betriebsphase ist der Schalter 2 geschlossen und der Schalter 11 ist offen, so dass in der oben beschriebenen Weise Strom aus der Spannungsquelle 1 durch den ersten optischen Sender 5 fließt. In dieser ersten Betriebsphase wird der Energiespeicher 3 geladen. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich unmittelbar nach einem Schließen des Schalters 2 die Spannung über dem als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher 3 so schnell ändert, dass der Wechselstromimpedanz des Kondensators 3 zumindest zu Beginn der ersten Betriebsphase vernachlässigt werden kann.In a first operating phase, the switch 2 is closed and the switch 11 is open, so that current flows from the voltage source 1 through the first optical transmitter 5 in the manner described above. In this first operating phase of the energy storage 3 is charged. It is assumed that immediately after closing the switch 2, the voltage across the energy storage device 3 designed as a capacitor changes so fast that the AC impedance of the capacitor 3 can be neglected, at least at the beginning of the first phase of operation.

In einer zweiten Betriebsphase ist der Schalter 2 offen und der Schalter 11 geschlossen, so dass in der oben beschriebenen Weise Strom aus dem elektrischen Energiespeicher 3 durch den zweiten optischen Sender 13 fließt. In der Folge wird der elektrische Energiespeicher 3 zumindest teilweise entladen.In a second operating phase, the switch 2 is open and the switch 11 is closed so that in the manner described above, current flows from the electrical energy store 3 through the second optical transmitter 13. As a result, the electrical energy storage 3 is at least partially discharged.

Wenn das Strombegrenzungselement 4 so ausgelegt ist, dass im zeitlichen Mittel 100µA durch den ersten Sender fließt, dann wird aus der Spannungsquelle 1 im Mittel ein Strom von 100µA oder bei einer Betriebsspannung von 16V eine Leistung von 1600µW entnommen. Wenn der erste optische Sender 5 eine Leuchtdiode mit einer Flussspannung von 1,6V ist, dann wird die von ihr aufgenommene elektrische Leistung 160µW betragen. Wie bereits oben angedeutet ist gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der elektrische Energiespeicher ein Kondensator 3 und das Strombegrenzungselement ist ein Widerstand 4.If the current limiting element 4 is designed so that averaging time 100μA flows through the first transmitter, then a current of 100μA or an output of 1600μW is taken from the voltage source 1 on average at an operating voltage of 16V. If the first optical transmitter 5 is a light emitting diode with a forward voltage of 1.6V, then the electrical power consumed by it will be 160μW. As already indicated above, in accordance with the exemplary embodiment described here, the electrical energy store Capacitor 3 and the current limiting element is a resistor 4.

In der zweiten Betriebsphase wird der Energiespeicher 3 teilweise oder vollständig entladen. Die Ladungsmenge, die in der ersten Phase durch den ersten Sender 5 geflossen ist, fließt nun durch den zweiten Sender 13. Die beiden Ladungsmengen und damit der im zeitlichen Mittel fließende Strom sind gemäß dem Prinzip der Erhaltung der Ladungen gleich, und die Energie, die in den zweiten Sender gelangt, beträgt wiederum 160µW. Die gesamte Leistungsaufnahme der beiden optischen Sender 5 und 13 beträgt somit 320µW. Der elektrische Wirkungsgrad der gezeigten Schaltungsanordnung liegt unter den dargestellten Umständen bei 20%.In the second operating phase of the energy storage 3 is partially or completely discharged. The amount of charge that has flowed through the first transmitter 5 in the first phase now flows through the second transmitter 13. The two charge quantities and thus the current flowing in the mean time are the same according to the principle of conservation of charges, and the energy in the second transmitter is again 160μW. The total power consumption of the two optical transmitters 5 and 13 is thus 320 μW. The electrical efficiency of the circuit shown is under the circumstances shown at 20%.

Der Wirkungsgrad der gesamten Schaltung kann jedoch auf einfache Weise weiter verbessert werden, indem der erste optische Sender 5 nicht aus einer einzigen sondern aus mehreren in Serie geschalteten Leuchtdioden besteht. Diese Leuchtdioden können geometrisch so angeordnet sein, dass das von ihnen ausgesandte Licht im Wesentlichen zusammenfällt. Ich gleicher Weise kann der zweite optische Sender 13 aus mehreren Leuchtdioden zusammengesetzt werden. Wenn beispielsweise die beiden optischen Sender 5 und 13 aus je zwei in Serie geschalteten Leuchtdioden bestehen, dann beträgt die gesamte Flussspannung jeweils 3,2V. Wenn nun der mittlere Strom im ersten optischen Sender 5 wiederum auf 100µA begrenzt wird, dann beträgt die im ersten Sender umgesetzte elektrische Leistung 320µW. Der Spannungsabfall über dem zweiten Sender 13 beträgt dann ebenfalls 3,2V, und die Leistung ist ebenfalls 320µW. Die gesamte in den Sendern umgesetzte Leistung beträgt nun 640µW.However, the efficiency of the entire circuit can be easily further improved by the first optical transmitter 5 is not made of a single but of several series-connected light-emitting diodes. These light emitting diodes may be arranged geometrically such that the light emitted by them substantially coincides. Likewise, the second optical transmitter 13 can be composed of a plurality of light-emitting diodes. If, for example, the two optical transmitters 5 and 13 consist of two series-connected LEDs, the total forward voltage is 3.2V in each case. Now, if the average current in the first optical transmitter 5 is again limited to 100μA, then the converted in the first transmitter electrical power is 320μW. The voltage drop across the second transmitter 13 is then also 3.2V, and the power is also 320μW. The total power converted in the transmitters is now 640μW.

Da die aus der Leitung bzw. von der Spannungsquelle 1 mit einer Spannung von 16V aufgenommene Leistung aber immer noch 1600µW beträgt, liegt der durch die Serienschaltung jeweils zweier Leuchtdioden verbesserte Wirkungsgrad der gesamten Schaltungsanordnung nun bei 40%. Dieser Wert ist ähnlich groß wie unter Verwendung eines oben in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Spannungswandler, der die Speisespannung auf 3,2V herabsetzt und der aber nur mit großen Schwierigkeiten gebaut werden kann.However, since the power consumed from the line or from the voltage source 1 with a voltage of 16V is still 1600 μW, the efficiency of the entire circuit arrangement improved by the series connection of two light-emitting diodes in each case is now 40%. This value is similar to the one used in the introduction to the description above described voltage converter, which reduces the supply voltage to 3.2V and can be built but only with great difficulty.

Es wird darauf hingewiesen, dass der Energiespeicher 3 auch mittels einer Induktivität realisiert werden kann. Durch die Verwendung einer Induktivität wird die Schaltung sogar noch einfacher, indem nämlich auch nach dem Öffnen des Schalters 2 auf Grund der Selbstinduktivität und der sog. Lenz'schen Regel weiterhin ein Strom durch diese Induktivität fließen wird und sich die entsprechende Spannung über der Induktivität so einstellen wird, dass dieser Strom auch tatsächlich fließt. Falls jedoch nur der erste Schalter 2 geöffnet wird und nicht gleichzeitig der zweite Schalter 11 geschlossen wird, dann kann die Spannung über der Induktivität so stark ansteigen, dass entlang irgend eines Strompfades trotzdem Strom fließt. Dadurch kann leicht eines der sich an dem betreffenden Strompfad befindlichen Bauteile infolge der erhöhten Spannung durchschlagen. Dies ist selbstverständlich nicht erwünscht und kann beispielsweise dadurch verhindert werden, dass anstelle des Schalters 11 eine entsprechend gepolte Diode verwendet wird oder indem die Tatsache ausgenützt wird, dass auch der optische Sender 13 den gleichrichtenden Charakter einer Diode hat. Dabei muss jedoch die Schaltungsanordnung so angepasst werden, dass nach dem Öffnen des Schalters 2 der Strom selbsttätig durch den zweiten optischen Sender 13 fließen kann. Dabei müssen selbstverständlich die Selbstinduktivität und der gemäß der Lenz'schen Regel durch die Selbstinduktivität der Spule induzierte Strom und dessen Stromrichtung berücksichtigt werden. Dies kann durch eine geeignete Umpolung des als Induktivität ausgebildeten Energiespeichers 3 erfolgen, welche beispielsweise unter Verwendung von geeigneten Schaltern realisiert werden kann. Es muss auf alle Fälle sichergestellt werden, dass in der zweiten Betriebsphase kein Strom durch die Diode fließt, welche anstelle des Schalters 11 in die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung eingebaut ist.It should be noted that the energy storage 3 can also be realized by means of an inductance. By using an inductance, the circuit becomes even easier, namely, even after the opening of the switch 2 due to the self-inductance and the so-called Lenz's rule, a current will continue to flow through this inductance and the corresponding voltage across the inductance will be so will adjust that this current actually flows. However, if only the first switch 2 is opened and the second switch 11 is not closed at the same time, then the voltage across the inductance may increase so much that current still flows along any one of the current paths. As a result, one of the components located on the relevant current path can easily penetrate due to the increased voltage. This is of course undesirable and can be prevented, for example, by using instead of the switch 11 a correspondingly polarized diode or by taking advantage of the fact that the optical transmitter 13 also has the rectifying character of a diode. In this case, however, the circuit arrangement must be adapted so that after opening the switch 2, the current can flow automatically through the second optical transmitter 13. Of course, the self-inductance and the current induced by the self-inductance of the coil and its current direction must be taken into account in accordance with Lenz's rule. This can be done by a suitable polarity reversal of the formed as an inductance energy storage 3, which can be realized for example using suitable switches. It must be ensured in any case that in the second phase of operation no current flows through the diode, which instead of the switch 11 in the in FIG. 1 shown circuit arrangement is installed.

Figur 2 zeigt die wesentlichen optoelektronischen Elemente eines Gefahrenmelders, welcher auf dem Prinzip einer Lichtschranke beruht. Der Gefahrenmelder weist einen ersten optischen Sender 21 auf, welcher ein erstes Licht 22 aussenden kann. Der Melder weist einen zweiten optischen Sender 23 auf, der ein zweites Licht 24 aussenden kann. Die beiden optischen Sender 21 und 23 sind so angeordnet, dass das ausgesendete Licht 22 und 24 weitgehend zusammenfällt und somit ein Lichtstrom doppelter Intensität entsteht. Dieser Lichtstrom wird von einem zu überwachenden Objekt 29 reflektiert oder gestreut und erreicht als Messlicht 26 einen optischen Empfänger 25. FIG. 2 shows the essential optoelectronic elements of a hazard detector, which is based on the principle of a photoelectric sensor. The hazard detector has a first optical transmitter 21, which can emit a first light 22. The detector has a second optical transmitter 23 which can emit a second light 24. The two optical transmitters 21 and 23 are arranged so that the emitted light 22 and 24 largely coincides and thus produces a luminous flux of double intensity. This luminous flux is reflected or scattered by an object 29 to be monitored, and reaches an optical receiver 25 as measuring light 26.

Figur 3 zeigt in einem Zeitdiagramm die Funktionsweise eines Gefahrmelders mit den in Figur 2 dargestellten optoelektronischen Elementen. FIG. 3 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 2 represented optoelectronic elements.

Eine Kurve 31 entspricht dem zeitlichen Verlauf des elektrischen Stromes, welcher durch den ersten optischen Sender 21 fließt. Dieser Strom 31, welcher direkt proportional zu dem durch den ersten optischen Sender 21 ausgesendeten Licht ist, erreicht seine maximale Stärke in einer ersten Betriebsphase 34. In der übrigen Zeit ist dieser Strom 31 sehr klein.A curve 31 corresponds to the time profile of the electric current flowing through the first optical transmitter 21. This current 31, which is directly proportional to the light emitted by the first optical transmitter 21, reaches its maximum intensity in a first operating phase 34. In the remaining time, this current 31 is very small.

Eine Kurve 32 entspricht dem zeitlichen Verlauf des elektrischen Stromes, welcher durch den zweiten optischen Sender 23 fließt. Dieser Strom 32, welcher direkt proportional zu dem durch den zweiten optischen Sender 23 ausgesendeten Licht ist, erreicht seine maximale Stärke in einer zweiten Betriebsphase 36. In der übrigen Zeit und insbesondere in der ersten Betriebsphase 34 ist dieser Strom 32 sehr klein.A curve 32 corresponds to the time profile of the electric current flowing through the second optical transmitter 23. This current 32, which is directly proportional to the light emitted by the second optical transmitter 23, reaches its maximum intensity in a second operating phase 36. In the rest of the time, and in particular in the first operating phase 34, this current 32 is very small.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich zwischen den aktiven Betriebsphasen 34 und 36 Ruhephasen 35 und 37.According to the exemplary embodiment illustrated here, there are resting phases 35 and 37 between the active operating phases 34 and 36.

Der Lichtstrom, der von den beiden optischen Sendern 21, 23 zusammen ausgesendet wird, ist in den beiden aktiven Betriebsphasen 34, 36 ungefähr gleich groß. Er wird aber häufig als Folge von statistischen Schwankungen und weiteren Zufälligkeiten nicht immer genau gleich groß sein. In der Folge ist auch das zurückgestreute Licht, welches von dem optischen Empfänger 25 erfasst wird, in den beiden aktiven Betriebsphasen ähnlich aber in den meisten Fällen nicht genau gleich. Dieses Licht erzeugt in dem optischen Empfänger, der in Figur 2 als 25 bezeichnet ist, einen Stromverlauf 33. Dieser Stromverlauf 33 kann von einer geeigneten nicht dargestellten Schaltung verstärkt und gegebenenfalls zum Auslösen einer Alarmmeldung verwendet werden.The luminous flux emitted by the two optical transmitters 21, 23 together is approximately the same in the two active operating phases 34, 36. But often it will not always be exactly the same size as a result of statistical fluctuations and other contingencies. As a result, the backscattered light detected by the optical receiver 25 is similar but not exactly the same in the two active phases of operation, in most cases. This light is generated in the optical receiver which is in FIG. 2 is designated as 25, a current waveform 33. This current waveform 33 can be amplified by a suitable circuit, not shown, and optionally used to trigger an alarm message.

Der elektrische Verstärker, welcher dem optischen Empfänger 25 nachgeschaltet ist, kann dann besonders einfach aufgebaut werden, wenn er ein Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis von ungefähr 50% zu verstärken hat. Das ist dann der Fall wenn die Längen der Phasen 34, 35, 36 und 37 ungefähr gleich sind. Die Frequenz des zu verstärkenden Stromes ist das Zweifache der Wiederholfrequenz des Stromes in einem der beiden optischen Sender.The electrical amplifier, which is connected downstream of the optical receiver 25, can be constructed particularly simply if it has to amplify a rectangular signal with a duty cycle of about 50%. This is the case when the lengths of the phases 34, 35, 36 and 37 are approximately equal. The frequency of the current to be amplified is twice the repetition frequency of the current in one of the two optical transmitters.

Falls die vorstehend beschriebene Bedingung nicht eingehalten wird, dann kann es schwieriger sein den in dem optischen Empfänger 25 erzeugten Strom zu verstärken. Mit einem entsprechenden Aufwand wird es aber immer noch möglich sein. Insbesondere kann die Verstärkung schwierig zu realisieren sein, wenn die Ruhephasen 35 und 37 entfallen, weil in diesem Fall im Wesentlichen ein Gleichstrom verstärkt werden muss.If the above-described condition is not satisfied, then it may be more difficult to amplify the current generated in the optical receiver 25. With a corresponding effort, it will still be possible. In particular, the amplification can be difficult to realize when the resting phases 35 and 37 are omitted, because in this case essentially a direct current must be amplified.

Figur 4 zeigt die wesentlichen optoelektronischen Elemente eines Gefahrenmelders mit zwei getrennten optischen Pfaden. Bei dem Gefahrmelder kann es kann sich beispielsweise um einen Brandmelder mit einer Rauchkammer und einer Referenzkammer handeln. Die beiden Kammern sind dabei typischerweise gleich aufgebaut und unterliegen den gleichen Umwelteinflüssen. Die Rauchkammer ist aber gegen die Umgebung offen, so dass Rauch eindringen kann. Die Referenzkammer ist dagegen geschlossen, so dass eine (Referenz)Messung ohne den Einfluss von Rauch erfolgt. FIG. 4 shows the essential optoelectronic elements of a hazard detector with two separate optical paths. The danger detector may be, for example, a fire detector with a smoke chamber and a reference chamber. The two chambers are typically the same structure and subject to the same environmental influences. The Smoke chamber is open against the environment, so that smoke can penetrate. The reference chamber, on the other hand, is closed, so that a (reference) measurement takes place without the influence of smoke.

Der Gefahrenmelder weist beispielsweise in der Rauchkammer einen ersten optischen Sender 41 auf, der Licht 42 aussendet. Dieses Licht 42 wird als Folge von Rauch 49a und ggf. von weiteren Einflüssen abgelenkt und gelangt als Messlicht 44 in den ersten Empfänger 43. Der Gefahrenmelder enthält beispielsweise in der Referenzkammer einen zweiten optischen Sender 45, der Licht 46 aussendet. Dieses Licht 46 wird ebenfalls als Folge von verschiedenen Einflüssen wie beispielsweise einem Referenzstreuobjekt 49b, aber nicht als Folge von Rauch, abgelenkt und gelangt als Messlicht 48 in den zweiten Empfänger 47.The danger detector has, for example, in the smoke chamber on a first optical transmitter 41, the light 42 emits. This light 42 is deflected as a result of smoke 49a and possibly other influences and passes as a measuring light 44 in the first receiver 43. The hazard detector includes, for example in the reference chamber, a second optical transmitter 45, the light 46 emits. This light 46 is also deflected as a result of various influences, such as a reference scattering object 49b, but not as a result of smoke, and enters the second receiver 47 as measurement light 48.

Figur 5 zeigt in einem Zeitdiagramm die Funktionsweise eines Gefahrmelders mit den in Figur 4 dargestellten optoelektronischen Elementen. Eine Kurve 51 entspricht dem zeitlichen Verlauf des elektrischen Stromes durch den ersten optischen Sender 41 und damit auch der Intensität des ausgesendeten ersten Lichts 42. Dieser Strom 51 erreicht seine maximale Stärke in einer ersten Betriebsphase 55. In der übrigen Zeit ist dieser Strom 51 sehr klein. Eine Kurve 52 entspricht dem zeitlichen Verlauf des Stromes in dem ersten Empfänger 43 als Folge des empfangenen Messlichts 44. Dieser zeitliche Verlauf 52 entspricht im Wesentlichen dem zeitlichen Verlauf des Stromes 51. Die Stärke des gemessenen Stromes 52 ergibt sich auf Grund der optischen Verhältnisse in der Rauchkammer. FIG. 5 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 4 represented optoelectronic elements. A curve 51 corresponds to the time profile of the electric current through the first optical transmitter 41 and thus also the intensity of the emitted first light 42. This current 51 reaches its maximum strength in a first operating phase 55. In the remaining time, this current 51 is very small , A curve 52 corresponds to the time profile of the current in the first receiver 43 as a result of the received measuring light 44. This time curve 52 essentially corresponds to the time profile of the current 51. The strength of the measured current 52 results from the optical conditions in FIG smoke chamber.

Eine Kurve 53 entspricht dem zeitlichen Verlauf des elektrischen Stromes durch den zweiten optischen Sender 45 und damit auch der Intensität des ausgesendeten zweiten Lichts 46. Dieser Strom 53 erreicht seine maximale Stärke in einer zweiten Betriebsphase 57. In der übrigen Zeit und insbesondere in der ersten Betriebsphase 55 ist dieser Strom 53 sehr klein. Zwischen den aktiven Betriebsphasen 55 und 57 können Ruhephasen 56 und 58 eingeschoben sein, in denen keiner der optischen Sender mit Strom beaufschlagt wird.A curve 53 corresponds to the time profile of the electric current through the second optical transmitter 45 and thus also the intensity of the emitted second light 46. This current 53 reaches its maximum intensity in a second operating phase 57. In the remaining time and in particular in the first operating phase 55, this current 53 is very small. Resting phases 56 and 58 can be inserted between the active operating phases 55 and 57 be in which none of the optical transmitter is energized.

Eine Kurve 54 entspricht dem zeitlichen Verlauf des Stromes im zweiten optischen Empfänger 47. Der zeitliche Verlauf des Stromes 54 entspricht im Wesentlichen dem zeitlichen Verlauf des Stromes 53 durch den zweiten optischen Sender 45. Die Stärke des von dem zweiten optischen Empfänger erzeugten Stromes 54 ergibt sich auf Grund der Verhältnisse insbesondere in der Referenzkammer.A curve 54 corresponds to the time profile of the current in the second optical receiver 47. The time profile of the current 54 substantially corresponds to the time profile of the current 53 through the second optical transmitter 45. The strength of the current 54 generated by the second optical receiver results due to the conditions, especially in the reference chamber.

Die empfangenen Signale entsprechend den Kurven 52 und 54 werden verstärkt und in geeigneter Weise miteinander verknüpft. Beispielsweise kann mittels einer Auswerteeinheit die Differenz oder der Quotient dieser beiden Signalverläufe 52 und 54 berechnet werden. Falls das Ergebnis der Verknüpfung gewisse Grenzen erreicht, kann der Gefahrenmelder einen Alarm auslösen.The received signals corresponding to curves 52 and 54 are amplified and appropriately linked together. For example, the difference or the quotient of these two signal profiles 52 and 54 can be calculated by means of an evaluation unit. If the result of the link reaches certain limits, the hazard detector can trigger an alarm.

Figur 6 zeigt die wesentlichen optoelektronischen Elemente eines Gefahrenmelders mit zwei optischen Pfaden, die teilweise voneinander getrennt sind und teilweise zusammen verlaufen. Bei dem Gefahrenmelder kann es sich beispielsweise um einen Rauchmelder handeln, in dem der eingedrungene Rauch unter zwei verschiedenen Winkeln beleuchtet wird. FIG. 6 shows the main optoelectronic elements of a hazard detector with two optical paths, which are partially separated and partially together. The hazard detector may be, for example, a smoke detector in which the penetrated smoke is illuminated at two different angles.

Der Melder weist einen ersten optischen Sender 61 auf, der Licht 62 mit einer ersten Spektralverteilung aussendet. Dieses Licht 62 wird als Folge von Rauch 69, aber auch von weiteren Einflüssen abgelenkt. Ein Teil dieses Lichtes 62 gelangt als Teil eines Messlichts 66 in einen optischen Empfänger 65. Der Melder enthält einen zweiten optischen Sender 63, der ein zweites Licht 64 mit einer zweiten Spektralverteilung aussendet, welche unterschiedlich zu der ersten Spektralverteilung sein kann. Dieses zweite Licht 64 wird ebenfalls unter anderem als Folge des Rauches 69 abgelenkt. Ein Teil dieses Lichtes 64 gelangt ebenfalls als Teil des Messlichts 66 in den optischen Empfänger 65.The detector has a first optical transmitter 61, which emits light 62 having a first spectral distribution. This light 62 is deflected as a result of smoke 69, but also from other influences. A portion of this light 62 passes as part of a measuring light 66 into an optical receiver 65. The detector includes a second optical transmitter 63 which emits a second light 64 having a second spectral distribution, which may be different from the first spectral distribution. This second light 64 is also deflected as a result of the smoke 69, among other things. A portion of this light 64 also enters the optical receiver 65 as part of the measurement light 66.

Figur 7 zeigt in einem Zeitdiagramm die Funktionsweise eines Gefahrmelders mit den in Figur 6 dargestellten optoelektronischen Elementen. FIG. 7 shows in a time chart the operation of a hazard detector with the in FIG. 6 represented optoelectronic elements.

Eine Kurve 71 entspricht dem zeitlichen Verlauf des elektrischen Stromes durch den ersten optischen Sender 61. Dieser Strom 71 und damit auch die Intensität des ersten Lichts 62 erreicht seine maximale Stärke in einer ersten Betriebsphase 74. In der übrigen Zeit ist dieser Strom sehr klein. In entsprechender Weise entspricht eine Kurve 72 dem zeitlichen Verlauf des elektrischen Stromes durch den zweiten optischen Sender 63. Dieser Strom 72 und damit auch die Intensität des zweiten Lichts 64 erreicht seine maximale Stärke in einer zweiten Betriebsphase 76. In der übrigen Zeit und insbesondere in der ersten Betriebsphase 74 ist dieser Strom sehr klein. Zwischen den aktiven Betriebsphase 74 und 76 können sich optional noch die beiden Ruhephasen 75 und 77 befinden, in denen keiner der beiden optischen Sender mit einem Strom beaufschlagt ist.A curve 71 corresponds to the time profile of the electric current through the first optical transmitter 61. This current 71 and thus also the intensity of the first light 62 reaches its maximum intensity in a first operating phase 74. In the remaining time, this current is very small. Correspondingly, a curve 72 corresponds to the time profile of the electric current through the second optical transmitter 63. This current 72 and thus also the intensity of the second light 64 reaches its maximum intensity in a second operating phase 76. In the rest of the time and in particular in the In the first operating phase 74, this current is very small. Between the active operating phase 74 and 76 may optionally be the two resting phases 75 and 77 are located, in which neither of the two optical transmitters is subjected to a current.

Eine Kurve 73 entspricht dem zeitlichen Verlauf des Stromes, der durch den Empfänger 65 erzeugt wird. Der zeitliche Verlauf dieses Stromes 73 entspricht im Wesentlichen dem zeitlichen Verlauf der Ströme 71 und 72. Die Stärke des empfangenen Stromes kann in den beiden aktiven Betriebsphasen 74 und 76 ggf. stark unterschiedlich sein.A curve 73 corresponds to the time profile of the current generated by the receiver 65. The time profile of this current 73 essentially corresponds to the time profile of the currents 71 and 72. The strength of the received current may possibly be greatly different in the two active operating phases 74 and 76.

Die empfangenen Signale entsprechend der Kurve 73 werden verstärkt und in geeigneter und bekannter Weise weiter verarbeitet. Durch den Vergleich des Signals in den beiden aktiven Betriebsphasen 74 und 76 sind beispielsweise Rückschlüsse auf die Art eines detektierten Brandes möglich.The received signals corresponding to the curve 73 are amplified and further processed in a suitable and known manner. By comparing the signal in the two active operating phases 74 and 76, for example, conclusions about the type of a detected fire are possible.

Bezugszeichenliste

1
Spannungsquelle
2
erstes Schaltelement / erster Schalter
3
Energiespeicher / Kondensator
4
Strombegrenzungselement / Widerstand
5
erste Strahlungsquelle / erster optischer Sender
6
Bezugspotential / Massepotential
11
zweites Schaltelement / zweiter Schalter
12
Strombegrenzungselement / Widerstand
13
zweite Strahlungsquelle / zweiter optischer Sender
21
erste Strahlungsquelle / erster optischer Sende
22
erste Strahlung / erstes Licht
23
zweite Strahlungsquelle / zweiter optischer Sender
24
zweite Strahlung / zweites Licht
25
Strahlungsempfänger / optischer Empfänger
26
Messlicht
29
Objekt
31
Stromverlauf durch ersten optischen Sender
32
Stromverlauf durch zweiten optischen Sender
33
Stromverlauf in optischen Empfänger
34
erste Betriebsphase
35
erste Ruhephase
36
zweite Betriebsphase
37
zweite Ruhephase
41
erster optischer Sender
42
erstes Licht
43
erster optischer Empfänger
44
Messlicht
45
zweiter optischer Sender
46
zweites Licht
47
zweiten optischen Empfänger
48
Messlicht
49a
Rauch
49b
Referenzstreuobjekt
51
Stromverlauf durch ersten optischen Sender
52
Stromverlauf in erstem optischen Empfänger
53
Stromverlauf durch zweiten optischen Sender
54
Stromverlauf in zweitem optischen Empfänger
55
erste Betriebsphase
56
erste Ruhephase
57
zweite Betriebsphase
58
zweite Ruhephase
61
erster optischer Sender
62
erstes Licht
63
zweiter optischer Sender
64
zweites Licht
65
optischer Empfänger
66
Messlicht
69
Rauch
71
Stromverlauf durch ersten optischen Sender
72
73
Stromverlauf durch zweiten optischen Sender
74
erste Betriebsphase
75
erste Ruhephase
76
zweite Betriebsphase
77
zweite Ruhephase
LIST OF REFERENCE NUMBERS
1
voltage source
2
first switching element / first switch
3
Energy storage / capacitor
4
Current limiting element / resistor
5
first radiation source / first optical transmitter
6
Reference potential / ground potential
11
second switching element / second switch
12
Current limiting element / resistor
13
second radiation source / second optical transmitter
21
first radiation source / first optical transmitter
22
first radiation / first light
23
second radiation source / second optical transmitter
24
second radiation / second light
25
Radiation receiver / optical receiver
26
measuring light
29
object
31
Current flow through the first optical transmitter
32
Current flow through the second optical transmitter
33
Current flow in optical receiver
34
first operating phase
35
first resting phase
36
second operating phase
37
second rest phase
41
first optical transmitter
42
first light
43
first optical receiver
44
measuring light
45
second optical transmitter
46
second light
47
second optical receiver
48
measuring light
49a
smoke
49b
Reference scattering object
51
Current flow through the first optical transmitter
52
Current flow in the first optical receiver
53
Current flow through the second optical transmitter
54
Current flow in second optical receiver
55
first operating phase
56
first resting phase
57
second operating phase
58
second rest phase
61
first optical transmitter
62
first light
63
second optical transmitter
64
second light
65
optical receiver
66
measuring light
69
smoke
71
Current flow through the first optical transmitter
72
73
Current flow through the second optical transmitter
74
first operating phase
75
first resting phase
76
second operating phase
77
second rest phase

Claims (15)

Schaltungsanordnung zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung (22, 24), die Schaltungsanordnung aufweisend • eine erste Strahlungsquelle (5, 21), eingerichtet zum Aussenden einer ersten Strahlung (22), • eine zweite Strahlungsquelle (13, 23), eingerichtet zum Aussenden einer zweiten Strahlung (24), • einen Energiespeicher (3), welcher mit der ersten Strahlungsquelle (5, 21) und der zweiten Strahlungsquelle (13, 23) gekoppelt ist, und • eine Steuereinrichtung (2, 11), welche innerhalb der Schaltungsanordnung derart angeordnet ist und welche derart eingerichtet ist, dass - in einer ersten Betriebsphase (34) die erste Strahlungsquelle (5, 21) betreibbar und gleichzeitig der Energiespeicher (3) aufladbar ist und - in einer zweiten Betriebsphase (36) die zweite Strahlungsquelle (13, 23) unter Verwendung der in der ersten Betriebsphase zuvor in dem Energiespeicher (3) gespeicherten Energie betreibbar ist. Circuit arrangement for emitting electromagnetic radiation (22, 24) having the circuit arrangement A first radiation source (5, 21) arranged to emit a first radiation (22), A second radiation source (13, 23) arranged to emit a second radiation (24), An energy store (3), which is coupled to the first radiation source (5, 21) and the second radiation source (13, 23), and A control device (2, 11) which is arranged within the circuit arrangement in such a way and which is set up such that - In a first phase of operation (34) the first radiation source (5, 21) operable and at the same time the energy storage device (3) is chargeable and - In a second phase of operation (36), the second radiation source (13, 23) is operable using the energy stored in the first energy storage (3) in the first operating phase. Schaltungsanordnung nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Steuereinrichtung ein erstes Schaltelement (2) aufweist.Circuit arrangement according to the preceding claim, wherein the control device comprises a first switching element (2). Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
zumindest eine der beiden Strahlungsquellen ein elektrooptischer Wandler und insbesondere ein optoelektronisches Bauelement (5, 21, 13, 23) ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims,
in which
at least one of the two radiation sources is an electro-optical converter and in particular an optoelectronic component (5, 21, 13, 23). Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
die erste Strahlung (22) eine erste Spektralverteilung aufweist und
die zweite Strahlung (24) eine zweite Spektralverteilung aufweist, welche unterschiedlich zu der ersten Spektralverteilung ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims,
in which
the first radiation (22) has a first spectral distribution and
the second radiation (24) has a second spectral distribution which is different from the first spectral distribution. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zusätzlich aufweisend • ein erstes Strombegrenzungselement (4), welches in Serie mit der ersten Strahlungsquelle (5, 21) geschaltet ist und/oder • ein zweites Strombegrenzungselement (12), welches in Serie mit der zweiten Strahlungsquelle (13, 23) geschaltet ist. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, additionally comprising A first current limiting element (4) which is connected in series with the first radiation source (5, 21) and / or A second current limiting element (12) which is connected in series with the second radiation source (13, 23). Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
der Energiespeicher einen Kondensator (3) aufweist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims,
in which
the energy store has a capacitor (3). Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
die Steuereinrichtung ein zweites Schaltelement (11) aufweist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims,
in which
the control device has a second switching element (11). Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
der Energiespeicher eine Induktivität aufweist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims,
in which
the energy store has an inductance. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die erste Strahlungsquelle (5, 21) und/oder die zweite Strahlungsquelle (13, 23) zumindest zwei Sendelemente aufweist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims,
wherein the first radiation source (5, 21) and / or the second radiation source (13, 23) has at least two transmitting elements. Gefahrmelder zum Erkennen einer Gefahrensituation, der Gefahrenmelder aufweisend • eine Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche. Danger detector for detecting a dangerous situation, having the danger detector • A circuit arrangement according to one of the preceding claims. Rauchmelder zum Erkennen von Rauch, der Rauchmelder aufweisend • eine Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung (22, 24) und • zumindest einen Strahlungsdetektor (25) zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung (26), welche im Falle einer zumindest teilweisen Streuung der ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung (22, 24) an dem Rauch (29) erzeugt wird. Smoke detector for detecting smoke, the smoke detector having A circuit arrangement according to one of claims 1 to 9 for emitting electromagnetic radiation (22, 24) and • at least one radiation detector (25) for receiving electromagnetic radiation (26) which is generated in the case of at least partial scattering of the emitted electromagnetic radiation (22, 24) on the smoke (29). Rauchmelder nach Anspruch 11, zusätzlich aufweisend • einen Temperatursensor und • eine Auswerteeinheit, welche zumindest mit dem Strahlungsdetektor und dem Temperatursensor direkt oder indirekt gekoppelt ist, wobei die Auswerteeinheit derart eingerichtet ist, dass basierend auf einem von dem Strahlungsdetektor erzeugten ersten Messsignal und einem von dem Temperatursensor erzeugten zweiten Signal eine Alarmmeldung initiierbar ist.Smoke detector according to claim 11, additionally comprising • a temperature sensor and An evaluation unit, which is coupled directly or indirectly to at least the radiation detector and the temperature sensor, wherein the evaluation unit is set up such that an alarm message can be initiated based on a first measurement signal generated by the radiation detector and a second signal generated by the temperature sensor. System aufweisend • eine Zentrale mit einer Spannungsquelle, • eine mit der Spannungsquelle gekoppelte Versorgungsleitung und • zumindest eine Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche an die Versorgungsleitung angeschlossen ist. Comprising system A central station with a voltage source, • a supply line coupled to the voltage source and At least one circuit arrangement according to one of the preceding claims, which is connected to the supply line. Verfahren zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung (22, 24), insbesondere unter Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren aufweisend • während einer ersten Betriebsphase (34), Aussenden einer ersten Strahlung (22) mittels einer ersten Strahlungsquelle (5, 21) und gleichzeitiges Aufladen eines Energiespeichers (3), und • während einer zweiten Betriebsphase (36), Aussenden einer zweiten Strahlung (24) mittels einer zweiten Strahlungsquelle (13, 23) unter Verwendung einer in der ersten Betriebsphase (34) zuvor in dem Energiespeicher (3) gespeicherten Energie. A method for emitting electromagnetic radiation (22, 24), in particular using a circuit arrangement according to one of claims 1 to 9, comprising the method During a first operating phase, emitting a first radiation by means of a first radiation source and simultaneous charging of an energy store, and During a second operating phase (36), emitting a second radiation (24) by means of a second radiation source (13, 23) using energy previously stored in the energy store (3) in the first operating phase (34). Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei - zwischen der ersten Betriebsphase (34) und der zweiten Betriebsphase (36) eine erste Ruhephase (35) vorgesehen ist, während der die beiden Strahlungsquellen (5, 21, 13, 23) deaktiviert sind, und/oder - zwischen der zweiten Betriebsphase (36) und der ersten Betriebsphase (34) eine zweite Ruhephase (37) vorgesehen ist, während der die beiden Strahlungsquellen (5, 21, 13, 23) deaktiviert sind. A method according to the preceding claim, wherein - Between the first operating phase (34) and the second operating phase (36) is provided a first resting phase (35) during which the two radiation sources (5, 21, 13, 23) are deactivated, and / or - a second resting phase (37) is provided between the second operating phase (36) and the first operating phase (34), during which the two radiation sources (5, 21, 13, 23) are deactivated.
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