DE4209794A1 - Kompensationswaermesensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmesensor, insbesondere Kompensations- bzw. Ausgleichswärmesen­ sor, der eine konstante Temperaturfunktion besitzt, die in der Lage ist, ein Feuer aufgrund der Feststel­ lung eines tatsächlichen bzw. wirklichen Temperaturan­ stieges zu entdecken und der eine Differentialfunktion besitzt, die in der Lage ist, z. B. ein Anfangsfeuer durch Feststellen eines schnellen Temperaturanstieges zu ermitteln.

Ein derartiger Kompensationswärmesensor ist bereits bekannt und dessen Aufbau ist in der Fig. 11 darge­ stellt. Der Sensor besitzt beides, nämlich eine kon­ stante Temperaturfunktion, die durch Verwendung einer Halbleiter-Thermistoreinrichtung realisiert wird, wo­ bei dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von der Temperaturänderung geändert wird, so daß eine Alarmin­ formation übertragen bzw. gesendet wird, wenn die Tem­ peratur eines zu überwachenden Bereiches einen vorbe­ stimmten gefährlichen Pegel bzw. ein vorbestimmtes ge­ fährliches Niveau bzw. Ebene erreicht hat, und eine Differentialfunktion zum Übertragen einer Alarminfor­ mation nachdem entdeckt worden ist, daß die Temperatur des zu überwachenden Bereiches sich schneller in einem Verhältnis erhöht hat als ein vorbestimmtes Verhältnis einer Temperaturerhöhung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 wird der Aufbau und die Wirkungsweise des Kompensationswärmesensors nach­ folgend beschrieben. Ein positives Anschlußterminal P1 und ein negatives Anschlußterminal P2 sind mit einer Übertragungsleitung verbunden, die sich von einem Emp­ fänger aus erstreckt (in der Zeichnung nicht darge­ stellt), der in einem zentralen Überwachungsraum oder ähnlichem angeordnet ist. Dieser Sensor erhält seine elektrische Energie von dem Empfänger über die Über­ tragungsleitung geliefert, die auch eine Feueralarm­ information zu dem Empfänger sendet. Eine Konstant- bzw. Gleichspannungsschaltung 13, wie z. B. die drei Terminalregler bzw. Spannungsstabilisatoren, die in einer Position zwischen den vorstehend genannten An­ schlußterminalen P1 und P2 verbunden bzw. angeordnet sind, bildet eine Spannungsversorgungseinheit VDD, die in der Lage ist, eine vorbestimmte Spannung zu lie­ fern. Die Spannungsversorgungseinheit VDD ist dazu vorgesehen, die folgende Feuerfeststellungsschaltung zu betreiben.

Das Bezugszeichen 1 repräsentiert eine Thermistorein­ richtung, die einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt, mit dem dessen Widerstandswert erhöht wird, wenn die Temperatur angestiegen ist bzw. ansteigt. Be­ zugszeichen 2 repräsentiert einen Widerstand, der ei­ nen vorbestimmten Widerstandswert besitzt. An einer Verbindungsstelle der beiden vorstehend genannten Ele­ mente 1 und 2 wird eine Spannung VC1 erzeugt, welche einem nicht umkehrbaren Eingangskontakt eines Kompa­ rators bzw. Vergleiches 5 zugeleitet wird.

Die Bezugszeichen 3 und 4 stellen Widerstände dar, die jeweils einen vorbestimmten Widerstandswert besitzen. An einer Verbindungsstelle der beiden Widerstände 3 und 4 wird eine Referenzspannung VR1 erzeugt, die einem Umsteuereingangskontakt des Komparators 5 zu­ führbar ist.

Wenn bei den vorstehenden Spannungen ein Verhältnis VC1 < VR1 eingehalten ist, wird die Ebene bzw. der Le­ vel eines Ausgangssignales Q5 des Komparators 5 zu ei­ nem logischen Wertlevel "L". Wenn ein Verhältnis VC1 < VR1 erhalten wird, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Umgebungstemperatur die vorgewählte gefährliche Ebene überschritten hat, wird der Level des Ausgangs­ signales Q5 zu einem logischen Wertlevel "H".

Das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf eine Sperrstrom­ diode, die mit einem Ausgangskontakt des Komparators 5 verbunden ist. Das Ausgangssignal Q5, das von dem Kom­ parator 5 und der Diode 6 geliefert wird, wird einem Gatekontakt einer Thyristoreinrichtung 16 über Span­ nungsteilerwiderstände 14 und 15 zugeleitet. Das Si­ gnal, das den Level "H" des Ausgangssignales Q5 be­ zeichnet, wird ein Triggergatesignal zum Einschalten der Thyristoreinrichtung 16.

Der Anodenkontakt der Thyristoreinrichtung 16 ist mit dem positiven Anschlußterminal P1 und der Kathodenkon­ takt mit dem negativen Anschlußterminal P2 verbunden.

Wenn die Thyristoreinrichtung 16 als Antwort auf das vorstehend genannte Triggergatesignal, das in die Po­ sition zwischen dem Gate und dem Kathodenkontakt ein­ gespeist ist, eingeschaltet wird, verringert sie die Impedanz zwischen den Anschlußterminals P1 und P2, um eine Feuererzeugungsinformation zu dem Empfänger zu übertragen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12 die Wirkungsweise einer Kontroll- bzw. Steuerschaltung, die durch die vorstehend genannten Einrichtungen er­ zeugt ist, beschrieben. Wenn die Umgebungstemperatur, wie in der Fig. 12 dargestellt, angestiegen ist, ist auch die Spannung VC1 wie die Temperatur angestiegen, siehe Fig. 12B. Wenn die Spannung VC1 die Referenz­ spannung VR1 zu einer bestimmten Zeit t0 überschrei­ tet, wird bzw. erreicht die Ausgangsspannung Q5 des Komparators 5 den Level "H", wie in der Fig. 12C dargestellt. Gleichzeitig wird die Spannung 16 zwi­ schen den Anschlußterminals P1 und P2 verringert bzw. herabgesetzt, so daß die Feueralarminformation über­ tragen wird.

Die Widerstandswerte der Widerstände 2, 3 und 4 und die Temperaturcharakteristik der Thermistoreinrichtung 1 sind jeweils so bestimmt, die Spannung VC1 und die Referenzspannung VR1 gleichzusetzen, wenn die Umge­ bungstemperatur auf die Temperatur TR1 gestiegen ist, bei der eine Feststellung getroffen werden muß, daß ein Feuer ausgebrochen ist.

Da die oben beschriebene, durch die Elemente 1 bis 6 gebildete Sensorschaltung eine Alarminformation über­ mittelt, wenn die Umgebungstemperatur die vorbestimmte gefährliche Ebene TR1 übersteigt bzw. überstiegen hat, weist die in Fig. 11 dargestellte Schaltung die kon­ stante Temperaturfunktion auf.

Bezugnehmend auf die Fig. 11 stellen die Bezugszahlen 7 und 8 Thermistoreinrichtungen dar, die jeweils nega­ tive Temperaturcharakteristika aufweisen. Die an ihrer Verbindungsstelle erzeugte Spannung VC2 wird an einen nichtumsteuerbaren Eingangskontakt (Nichtumkehrungs­ eingangskontakt) bzw. Richtungssteuerungskontakt des Komparators 11 geliefert, wobei die zwei Thermistor­ einrichtungen 7 und 8 verschiedene Wärmeansprechemp­ findlichkeiten haben. Das heißt, die Thermistorein­ richtung 7 besitzt eine kleine Wärmezeitkonstante und dadurch eine schnelle Wärmeansprechempfindlichkeit. Andererseits besitzt die Thermistoreinrichtung 8 eine niedrige Wärmeansprechempfindlichkeit, da sie eine große Wärmezeitkonstante aufweist. Wenn sich die Tem­ peratur schnell erhöht, verringert sich deshalb der Widerstandswert R7 der Thermistoreinrichtung 7 schnel­ ler als der Widerstandswert R8 der Thermistoreinrich­ tung 8. Die Spannung VC2 steigt schnell an, wenn sich das Widerstandsverhältnis R7/R8 schnell ändert. Die durch das Paar Thermistoreinrichtungen 7 und 8 mit verschiedenen Charakteristika geteilte Spannung ist, wie oben beschrieben, erheblich verändert, wenn sich die Umgebungstemperatur schnell ändert. Deshalb weist die Schaltung 11 die Funktion auf, als Sensor zu die­ nen, der in der Lage ist, einen schnellen Temperatur­ anstieg festzustellen. In einem Fall, in dem die Tem­ peratur langsam ansteigt bzw. angestiegen ist, wird der Widerstand der Thermistoreinrichtungen 7 und 8 im wesentlichen derselbe. Als Ergebnis wird das Wider­ standsverhältnis R7/R8 im wesentlichen konstant, und dadurch wird aufgrund des Temperaturanstieges die Änderung der Spannung VC2 erheblich verringert.

Die Bezugszeichen 9 und 10 stellen Widerstände mit je­ weils einem konstanten Widerstand dar. Die an ihrer Verbindungsstelle erzeugte Referenzspannung VR2 wird einem Umsteuerungskontakt des Komparators 11 übermit­ telt.

Wenn ein Verhältnis VC2 < VR2 erhalten wird, wird das Ausgangssignal des Komparators 11 der logische Wert­ level "L". Andererseits wird das Ausgangssignal Q11 der logische Wertlevel "H", wenn ein Verhältnis VC2 < VR2 erhalten wird, da die Umgebungstemperatur aufgrund eines Feuers schnell ansteigt bzw. angestie­ gen ist.

Bezugszeichen 12 stellt eine Sperrstromdiode dar, die mit einem Ausgangskontakt des Komparators 11 verbunden ist. Das von dem Komparator 11 und der Diode 12 über­ mittelte Ausgangssignal Q11 wird über Spannungsteiler­ widerstände 14 und 15 zu einem Gatekontakt einer Thy­ ristoreinrichtung 16 übermittelt.

Eine durch die Elemente 7 bis 12 gebildete Sensor­ schaltung hat die vorgenannte Differentialfunktion, die zu dieser Zeit wirkt. Durch Einschalten der Thyri­ storeinrichtung 16 zu der Zeit, an der das Ausgangs­ signal Q11 der logische Wert "H" wurde, um die Im­ pedanz zwischen den Anschlußkontakten P1 und P2 zu verringern, wird eine Alarminformation übermittelt.

Wie oben beschrieben, besitzt der herkömmliche Kom­ pensationswärmesensor die konstante Temperaturfunktion zum Ermitteln eines Feuers durch Feststellung des tat­ sächlichen Temperaturanstieges und die Differential­ funktionen, die in der Lage ist, z. B. das Anfangsfeuer festzustellen durch Ermittlung eines schnellen Tempe­ raturanstieges, so daß die Feuerermittlung basierend auf dem tatsächlichen Feuererzeugungsmechanismus durchgeführt werden kann.

Der herkömmliche Kompensationswärmesensor ist jedoch durch individuelle Schaltungen für korrespondierende Funktionen gebildet. Deshalb treten Probleme derge­ stalt auf, daß die Gesamtkosten und die Größe des Ge­ samtkörpers des Sensors nicht reduziert werden können, da eine zu große Anzahl von Teilen verwendet werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, einen Kompensationswärmesensor zu schaffen, in dem die Anzahl der Elemente verringert und die Kosten reduziert werden können und der sowohl die konstante Temperaturfunktion als auch die Differentialfunktion besitzt.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist die vorliegende Er­ findung dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Tempe­ raturfeststelleinrichtungen aufweist (z. B. Thermistor­ einrichtungen), die eine kleine Wärmezeitkonstante bzw. eine große Wärmezeitkonstante und jeweils einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweisen und eine Aktivierungseinrichtung (z. B. einen Sperrschichtfeld­ effekttransistor), die miteinander in Reihe geschaltet und an eine vorbestimmte Energiequelle angeschlossen sind. Wenn eine Vergleichseinrichtung feststellt, daß tatsächlich die Spannung eines Anschlußkontaktes der Temperaturfeststelleinrichtung eine vorbestimmte Re­ ferenzspannung übersteigt bzw. überstiegen hat, wird eine Feststellung getroffen, daß ein Feuer ausge­ brochen ist.

Bei der vorgenannten Schaltung sind die zwei Tempera­ turfeststelleinrichtungen und die Vorspannung der Ak­ tivierungseinrichtung wie folgt eingestellt:

Die Aktivierungseinrichtung wird in einer Triodenre­ gion betätigt, wenn der Widerstandswert jeder der Tem­ peraturfeststelleinrichtungen sich ändert bzw. geän­ dert hat, bevor die Temperatur des zu überwachenden Be­ reiches auf eine vorbestimmte gefährliche Ebene ange­ stiegen ist, und sie wird in einem gesättigten Bereich betätigt, wenn die Temperatur auf die gefährliche Ebene angestiegen ist (Vorspannungseinstellungsbe­ dingung 1).

Auch wenn die Aktivierungseinrichtung in der Trioden­ region betätigt wird in einem Fall, wo die Temperatur langsam angestiegen ist, ist die Spannung am Anschluß­ kontakt der Temperaturfeststelleinrichtungen immer niedriger als eine Referenzspannung, und die Spannung des Anschlußkontaktes der Temperaturfeststelleinrich­ tungen wird höher als die Referenzspannung, wenn die Temperatur auf die gefährliche Ebene angestiegen ist (Vorspannungseinstellungsbedingung 2).

In dem Fall, in dem die Temperatur schnell in einen Bereich ansteigt, wo die Aktivierungseinrichtung in der Triodenregion betätigt wird, ist die Spannung des Anschlußkontaktes der Temperaturfeststelleinrichtung höher als die Referenzspannung, auch wenn die Tempera­ tur nicht bis zur gefährlichen Ebene ansteigt (Vor­ spannungseinstellungsbedingung 3).

Bei einem Kompensationswärmesensor mit einer derart ausgebildeten Sensorschaltung ist die konstante Temperaturfunktion in dem Falle vorgebracht, wo die Temperatur langsam ansteigt. Das heißt, die Verhält­ nisse der Widerstandsänderungen der zwei Temperatur­ feststelleinrichtungen ändern sich im wesentlichen im selben Verhältnis. Wenn die Temperatur auf eine vor­ bestimmte tatsächlich gefährliche Ebene ansteigt, an der eine Feststellung getroffen wird, daß ein Feuer ausgebrochen ist, übersteigt die am Anschlußkontakt erzeugte Spannung die Referenzspannung. Dann über­ mittelt der Komparator ein Signal, das die Feststel­ lung bedeutet, daß ein Feuer ausgebrochen ist, so daß die konstante Temperaturfunktion ausgestellt bzw. vor­ gebracht wird.

Andererseits wird die Differentialfunktion vorge­ bracht, wenn die Temperatur langsam angestiegen ist. Das heißt, da der Widerstandswert jeder der Tempera­ turfeststelleinrichtungen sich schnell änderte und auch die Ausgangsspannung des konstanten Strompfades angestiegen ist, übersteigt die am Anschlußkontakt erzeugte Spannung schnell die Referenzspannung. Als Ergebnis übermittelt der Komparator schnell ein Si­ gnal, das die Feststellung bedeutet, daß ein Feuer ausgebrochen ist, so daß die Differentialfunktion ausgestellt bzw. vorgebracht ist.

Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung derart ausgebildet, daß das Paar Temperaturfest­ stelleinrichtungen verschiedene Wärmezeitkonstanten aufweist und die Aktivierungseinrichtung mit einer vorbestimmten Vorspannung miteinander in Reihe ge­ schaltet sind. Die Vorspannung der Aktivierungsein­ richtung ist so eingestellt, um in dem gesättigten Be­ reich betätigt zu werden, in dem Fall, wo die Tempera­ tur höher ist als die gefährliche Ebene, und in einer Triodenregion betätigt wird, in dem Falle, wo die Tem­ peratur niedriger ist als die gefährliche Ebene. In dem Fall, in dem die Temperatur langsam angestiegen ist, wird die Tatsache, daß ein Feuer ausgebrochen ist, festgestellt, wenn die an den Anschlußkontakten der Temperaturfeststelleinrichtungen erzeugte Spannung eine vorbestimmte Spannung übersteigt aufgrund der Tatsache, daß die Temperatur bis zur gefährlichen Ebe­ ne angestiegen ist oder die Temperatur schnell ange­ stiegen ist, auch wenn die Temperatur nicht bis zur gefährlichen Ebene angestiegen ist. Als Ergebnis sind beide, die Differentialfunktion und die konstante Wär­ mefunktion, ausgestellt bzw. vorgebracht. Daher kann die Anzahl der Einrichtungen verringert werden, um die Struktur bzw. den Aufbau der Schaltung im Vergleich mit herkömmlichen Strukturen zu vereinfachen.

Vorzugsweise ist der Aufbau durch eine erste Reihenre­ sonanzkreisschaltung gebildet, die gebildet ist durch eine Reihenschaltung einer ersten Temperaturfeststell­ einrichtung mit einer kleinen Wärmezeitkonstanten, ei­ nem Widerstand und einer Aktivierungseinrichtung und weiterhin durch deren Anschluß an eine vorbestimmte Energiequelle, und einer zweiten Reihenresonanzkreis­ schaltung, die gebildet ist durch eine Reihenschaltung einer zweiten Temperaturfeststelleinrichtung mit einer größeren Wärmezeitkonstanten als die der ersten Temperaturfeststelleinrichtung und einem Widerstand und weiterhin durch deren Anschluß an die vorbestimmte Energiequelle.

Die erste Temperaturfeststelleinrichtung und die Vor­ spannung der Aktivierungseinrichtung sind derart ein­ gestellt, daß die Aktivierungseinrichtung in einer Triodenregion betätigt ist, wenn der Widerstandswert jeder der Temperaturfeststelleinrichtungen geändert ist, bevor die Temperatur eines zu überwachenden Be­ reiches auf eine bestimmte gefährliche Ebene ansteigt, und sie ist in einem gesättigten Bereich betätigt, wenn die Temperatur auf die gefährliche Ebene an­ gestiegen ist.

Auch wenn die Aktivierungseinrichtung in der Trioden­ region betätigt wird in dem Fall, in dem die Tempera­ tur langsam ansteigt, ist die Spannung der ersten Tem­ peraturfeststelleinrichtung immer niedriger als die der zweiten Temperaturfeststelleinrichtung, und die Spannung der ersten Temperaturfeststelleinrichtung steigt auf eine höhere Ebene an als die der zweiten Temperaturfeststelleinrichtung, wenn die Temperatur bis zur gefährlichen Ebene ansteigt bzw. angestiegen ist.

In dem Fall, in dem die Temperatur schnell in einen Bereich ansteigt, in dem die Aktivierungseinrichtung in der Triodenregion betätigt ist, steigt die Spannung der ersten Temperaturfeststelleinrichtung auf eine Ebene, die höher ist als die der zweiten Temperatur­ feststelleinrichtung, auch wenn die Temperatur nicht bis zur gefährlichen Ebene ansteigt.

Wenn ferner die Vergleichseinrichtung feststellt, daß die Spannung der ersten Temperaturfeststelleinrichtung die Spannung der zweiten Temperaturfeststelleinrich­ tung übersteigt, wird eine Feststellung getroffen, daß ein Feuer ausgebrochen ist.

Wie oben beschrieben, besitzt der erfindungsgemäße Kompensationswärmesensor sowohl die konstante Tempe­ raturfunktion als auch die Differentialfunktion, wäh­ rend er in einer Schaltung ausgeführt ist, die eine reduzierte Anzahl von Elementen erfordert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung ersichtlich.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltdiagramm einer ersten Ausgestal­ tung des erfindungsgemäßen Kompensations­ wärmesensors,

Fig. 2 Einstellbedingungen für die Vorspannung der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,

Fig. 3 eine Graphik der konstanten Temperaturfunk­ tion der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,

Fig. 4 eine Graphik einer Differentialfunktion der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,

Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer zweiten Ausgestal­ tung des erfindungsgemäßen Kompensations­ wärmesensors,

Fig. 6 ein Schaltdiagramm einer dritten Ausgestal­ tung des erfindungsgemäßen Kompensations­ wärmesensors,

Fig. 7 ein Schaltdiagramm einer vierten Ausgestal­ tung des erfindungsgemäßen Kompensations­ wärmesensors,

Fig. 8 eine Graphik der konstanten Temperaturfunk­ tion der in Fig. 7 dargestellten Schaltung,

Fig. 9 eine Graphik der Differentialfunktion der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,

Fig. 10 ein Schaltdiagramm eines weiteren Beispiels der in der vierten Ausgestaltung verwendeten Schaltung,

Fig. 11 ein Schaltdiagramm, daß die konstante Tempe­ raturfunktion eines herkömmlichen Kompen­ sationswärmesensors darstellt,

Fig. 12 eine Graphik der konstanten Temperaturfunk­ tion eines herkömmlichen Kompensations­ wärmesensors, und

Fig. 13 eine Graphik der Differentialfunktion eines herkömmlichen Kompensationswärmesensors.

Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben.

Zuerst wird der Aufbau einer Schaltung mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 ist ein Schaltdiagramm, welches eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kompensationswärmesensors darstellt. Bei einem Aufbau gemäß dieser Ausgestaltung sind ein positives An­ schlußterminal P1 und ein negatives Anschlußterminal P2 mit einer Übermittlungsleitung verbunden, die sich vom Empfänger (in der Zeichnung nicht dargestellt) er­ streckt, der in einem zentralen Überwachungsraum oder ähnlichem angeordnet ist. Eine Konstantspannungsschal­ tung 17, wie ein Dreiterminalregler oder ähnliches, in einer Lage zwischen den Anschlußterminalen P1 und P2 angeschlossen, bildet eine Spannungsversorgungseinheit VDD, die in der Lage ist, eine konstante Spannung zu liefern. Die Spannungsversorgungseinheit VDD wird ver­ wendet, um die folgende Schaltung zur Ermittlung eines Feuers zu betätigen. Die Bezugszeichen 18 und 19 be­ zeichnen Thermistoreinrichtungen, die jeweils einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweisen. Die Ther­ mistoreinrichtung 18 besitzt eine kleine Wärmezeitkon­ stante, während die andere Thermistoreinrichtung 19 eine große Wärmezeitkonstante aufweist, verglichen mit der der Thermistoreinrichtung 18. Wenn daher die Tem­ peratur rasch ansteigt, wird der Widerstandswert R18 der Thermistoreinrichtung 18 rasch verringert, vergli­ chen mit dem Widerstandswert R19 der Thermistorein­ richtung 19. Wenn die Temperatur langsam angestiegen ist bzw. ansteigt, werden die Widerstandswerte R18 und R19 im wesentlichen im selben Verhältnis verringert und das Widerstandsverhältnis R18/R19 wird im wesent­ lichen konstant gehalten, ohne Rücksicht auf die Tem­ peraturänderung.

Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Sperrschichtfeld­ effekttransistor (JFET) mit einem Drainanschluß, der in dieser Ausgestaltung mit der Thermistoreinrichtung 19 verbunden bzw. an diese angeschlossen ist. Der Quellen- bzw. Eingangsanschluß des Transistors 20 ist über einen variablen Widerstand 21 am Anschlußkontakt P2 angeschlossen, während der Gatekontakt direkt an den Anschlußkontakt P2 angeschlossen ist.

Um zu bewirken, daß der Transistor in einem gesättig­ ten Bereich betätigt wird, wenn die Temperatur auf ei­ ne gefährliche Ebene angestiegen ist zum Zeitpunkt ei­ nes Feuers, und in einer Triodenregion betätigt wird, wenn die Temperatur niedriger als die gefährliche Ebe­ ne ist, weist der Transistor 20 eine vorbestimmte Spannung auf.

Die Bezugszeichen 22 und 23 bezeichnen Widerstände mit jeweils einem vorbestimmten Wert. Die an ihrer Verbin­ dungsstelle erzeugte Referenzspannung VR3 wird an ei­ nen Umsteuerungskontakt des Komparators 24 angelegt. Der Nichtumkehrungseingangskontakt des Komparators 24 erhält die Spannung VC3, die an der Verbindungsstelle zwischen den Thermistoreinrichtungen 18 und 19 erzeugt wurde.

Wenn die Spannungen ein Verhältnis VC3 < VR3 erhalten, wird das Ausgangssignal Q24 des Komparators 24 der lo­ gische Wertlevel "L". Wenn das Verhältnis VC3 < VR3 beim Anstieg der Umgebungstemperatur aufgrund eines Feuers erhalten wird, wird das Ausgangssignal Q24 der logische Wertlevel "H".

Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Thyristoreinrichtung mit einem Anodenanschluß, der verbunden bzw. ange­ schlossen ist mit dem Anschlußterminal P1, einem Ka­ thodenanschluß, der verbunden bzw. angeschlossen ist mit dem Anschlußterminal P2 und einem Gatekontakt, an welches Signal Q24 über Spannungsteilerwiderstände 26 und 27 geliefert wird. Das heißt, wenn das Ausgangs­ signal Q24 der logische Wertlevel "H" wird, wird die Thyristoreinrichtung 25 eingeschaltet, was bewirkt, daß die Impedanz zwischen den Anschlußkontakten P1 und P2 verringert wird. Gleichzeitig wird die Spannung V25 zwischen der Anode und der Kathode verringert, so daß dem Empfänger (in der Zeichnung nicht dargestellt) ei­ ne Alarminformation geliefert wird.

Nun werden die Bedingungen für die Einstellung der Vorspannung des Transistors 20 mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Fig. 2A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Fig. 1, und Fig. 28 zeigt das Verhältnis zwischen der Spannung zwischen dem Drain und der Quelle des Transistors 20 und den Drainstrom ID des­ selben.

Die in Fig. 2A dargestellten Charakteristika der Schaltung werden die in Fig. 2B dargestellten, wenn sich die Spannung VGS zwischen dem Gate und der Quelle durch Einstellen des Widerstandswertes des Widerstan­ des 21 ändert. Die Änderung der Spannung VDS zwischen dem Drain und der Quelle bezüglich der Änderung im Drainstrom ID in der Triodenregion ist sehr klein, wie in Fig. 2B dargestellt. Andererseits besitzt die Schaltung in dem gesättigten Bereich konstante Strom­ merkmale, so daß der Drainstrom ID nicht wesentlich geändert ist, auch wenn die Spannung VDS zwischen dem Drain und der Quelle geändert ist. Um die konstante Temperaturfunktion und die Differentialfunktion durch Verwendung der Arbeitscharakteristika in der Trioden­ region und dem gesättigten Bereich zu erhalten, wird die Vorspannung des Transistors 20 vorher eingestellt.

Um die konstante Temperaturfunktion und die Differen­ tialfunktion zu erhalten, werden in dieser Ausgestal­ tung drei Bedingungen eingestellt. Als erste Bedingung wird eine bestimmte Temperatur als gefährliche Ebene eingestellt und die Arbeitsweise des Transistors 20 ist so eingestellt, um sich über diese genannte Tem­ peratur zu ändern. Das heißt, in einem Zeitraum, in dem die Temperatur des zu überwachenden Bereiches nicht auf eine bestimmte gefährliche Ebene angestiegen ist (z. B. 60°C), ist der Transistor 20 in der Trio­ denregion betätigt, wenn die Thermistoreinrichtungen 18 und 19 geändert sind. Wenn die Temperatur die ge­ nannte gefährliche Ebene übersteigt bzw. überstiegen hat, wird der Wert des Widerstandes 21 entsprechend den Temperaturcharakteristika der Thermistoreinrich­ tungen 18 und 19 und des Transistors 20 eingestellt, um in dem gesättigten Bereich betätigt zu werden.

In einem Fall, in dem die Temperatur langsam steigt, ist als zweite Bedingung das Verhältnis zwischen der Spannung VC3 des Verbindungskontaktes zwischen den Thermistoreinrichtungen 18 und 19 und der Referenz­ spannung VR3 so eingestellt, daß immer ein Verhältnis VC3 < VR3 eingehalten werden muß, auch wenn der Tran­ sistor 20 in der Triodenregion betätigt wird, und ein Verhältnis VC3 < VR3 aufrechtgehalten werden muß, wenn die Temperatur bis zu der gefährlichen Ebene an­ steigt bzw. angestiegen ist. Daher wird der Wert des Widerstandes 21 entsprechend den Temperaturcharakte­ ristika der Thermistoreinrichtungen 18 und 19 und des Transistors 20 eingestellt.

Um ein Verhältnis VC3 < VR3 zu verwirklichen, auch wenn die Temperatur nicht auf die gefährliche Ebene angestiegen ist, in dem Fall, in dem der Transistor 20 in der Triodenregion betätigt wird und die Temperatur schnell ansteigt, wird als dritte Bedingung der Wert des Widerstandes 21 eingestellt in Übereinstimmung mit den Temperaturcharakteristika der Thermistoreinrich­ tungen 18, 19 und des Transistors 20.

Um die genannten Bedingungen durch vorangehendes Ein­ stellen der Vorspannung des Transistors 20 und der Spannungen VC3 und VR3 zu erfüllen, kann die konstante Temperaturfunktion und die Differentialfunktion er­ halten werden. Das heißt, eine Feststellung, daß ein Feuer ausgebrochen ist, wird dann getroffen, wenn die Temperatur bis zu der gefährlichen Ebene ansteigt bzw. angestiegen ist, in einem Fall, wo der Transistor 20 in dem gesättigten Bereich betätigt wird, so daß die konstante Temperaturfunktion erhalten werden kann. Wenn andererseits die Temperatur schnell ansteigt bzw. angestiegen ist, wenn der Transistor 20 in der Trio­ denregion betätigt wird, wird eine Feststellung ge­ troffen, daß Feuer ausgebrochen ist, und deshalb kann die Differentialfunktion erhalten werden.

Nachfolgend wird nunmehr die Funktion bzw. Arbeitswei­ se des erfindungsgemäßen Kompensationswärmesensors be­ schrieben.

Als erstes wird nunmehr die konstante Temperaturfunk­ tion mit Bezug auf die in der Fig. 3 dargestellten Kurven beschrieben. Fig. 3 ist eine Grafik, die eine Änderung der Spannung VC3 darstellt (bezeichnet durch die Kurve L2) in einem Fall, wo die Temperatur langsam ansteigt (bezeichnet durch die Kurve L1) in bezug auf Zeit und Änderung der Spannung VC4 (bezeichnet durch die Kurve L3) an dem Drainkontakt des Transistors 20. Der Spannungsunterschied zwischen der Spannung VDD und der durch die Kurve L2 bezeichneten Spannung ist daher die Spannung V18 über der Thermistoreinrichtung 18, während der Unterschied in der Spannung zwischen den Kurven L2 und L3 die Spannung V19 der Thermistorein­ richtung 19 ist. Die Vorspannung wird so eingestellt, daß der Transistor 20 in der Triodenregion betätigt ist vor der Zeit t1 und in dem gesättigten Bereich zu der Zeit t2 kurz nach t1.

Da beide Thermistoreinrichtungen 18 und 19 kleine Wi­ derstandswerte besitzen in dem Falle, wo die Tempera­ tur des zu überwachenden Bereiches niedrig ist (Raum­ temperatur), wird der den Transistor 20 durchfließende elektrische Strom ID eine niedrige Ebene bzw. Level erhalten und ebenso wird die Spannung VC4 verringert.

Außerdem wird die Spannung VC3 niedriger als die Refe­ renzspannung VR3 durch die vorbestimmten Widerstands­ werte der Thermistoreinrichtungen 18 und 19. Als Er­ gebnis wird das Ausgangssignal des Komparators 24 der Level "L".

Wenn die Temperatur dann, wie durch die gerade Linie L1 bezeichnet, leicht angestiegen ist bzw. ansteigt, ist die Änderung der Spannung VC4 sehr klein vor der Zeit t1 und die Widerstandswerte der Thermistorein­ richtungen 18 und 19 sind im wesentlichen gleich geändert. Deshalb erhöht sich auch die Spannung VC3, wie in Fig. 3 dargestellt, schrittweise. Da jedoch die auf diese Weise erfolgte Änderung der Spannung VC3 nicht bewirkt, daß der Spannungslevel höher als die Spannung VR3 ist, wird das Ausgangssignal des Kompa­ rators 24 der Level "L" und daher wird keine Fest­ stellung getroffen, daß ein Feuer ausgebrochen ist.

Wenn sowohl die Temperatur als auch die Spannung VC3 angestiegen ist, was bewirkt, daß der Transistor 20 in dem gesättigten Bereich betätigt wird und die Tempera­ tur zu einer Ebene angestiegen ist, die höher als die gefährliche Ebene ist (nach der Zeit t2), steigen die Spannungen VC4 und VC3 am Drainkontakt des Transistors 20 schnell an. Wenn die Spannungen VC3 < VR3 werden, wird die Ausgabe des Komparators 24 umgekehrt zu Level "H", was bewirkt, daß eine Feststellung getroffen wird, daß ein Feuer ausgebrochen ist.

Wie oben beschrieben, wird die Einstellung so durchge­ führt, daß die Spannungen VC3 < VR3 werden bei Tempe­ raturen unter der gefährlichen Ebene, und dieselben VC3 < VR3 werden, wenn die Temperatur bis zu der ge­ fährlichen Ebene ansteigt bzw. angestiegen ist. Außer­ dem ist der Punkt, wo die Verhältnisse der Spannungen geändert werden, koinzident mit dem Punkt, an welchem die Betätigungsregion des Transistors 20 geändert wird. Die Hauptänderung des Zustandes ob oder nicht ein Feuer ausgebrochen ist, kann daher ermittelt werden, so daß ein exzellentes konstantes Temperatur­ charakteristikum erhalten werden kann.

Fig. 4 stellt eine Änderung der Spannung VC3 dar (be­ zeichnet durch die Kurve L5) in einem Fall, wo die Temperatur schneller als die Zeit ansteigt (darge­ stellt durch die gerade Linie L4) und Änderung (dar­ gestellt durch die Kurve L6) der Spannung VC4 des Drainkontaktes des Transistors 20. Der Spannungsunter­ schied zwischen der Spannung VDD und der durch die Kurve L5 dargestellten Spannung ist daher die Spannung V18 über der Thermistoreinrichtung 18, und der Unter­ schied in der Spannung zwischen der Kurve L5 und L6 ist die Spannung V19 über der Thermistoreinrichtung 19. In einem Zeitraum vor der Zeit t4 ist der Tran­ sistor 20 in der Triodenregion betätigt und nach einer Zeit t4 in dem gesättigten Bereich.

Bezugnehmend auf diese Figur, haben beide Thermistor­ einrichtungen 18 und 19 große bzw. hohe Widerstands­ werte in einem Fall, wo die Temperatur des zu überwa­ chenden Bereiches hoch ist (Raumtemperatur). Der den Transistor 20 durchfließende elektrische Strom ID wird ein kleiner Level und ebenso wird die Spannung VC4 verringert.

Weiterhin wird die Spannung VC3 ein niedrigerer Wert als die Referenzspannung VR3 durch die vorbestimmten Widerstandswerte der Thermistoreinrichtung 18 und 19.

Wenn die Temperatur, wie durch die Linie L4 darge­ stellt, schnell angestiegen ist, wird der Wider­ standswert der Thermistoreinrichtung 18, der eine schnelle Wärmeansprechung aufweist, schneller ver­ ringert als der der Thermistoreinrichtung 19. Deshalb steigt die Spannung VC3 in einem kurzen Zeitraum schnell zu der Referenzspannung VR3 an (von 0 zu der Zeit t3). Das Ausgangssignal Q24 des Komparators 24 wird dann der Level "H" zur Zeit t3, was bewirkt, daß der Thyristor 25 eingeschaltet wird und eine Alarm­ information an den Empfänger (in der Zeichnung nicht dargestellt) übermittelt wird.

Wenn die Temperatur wie dargestellt in dem Bereich der Zeit t3 angestiegen ist, wird die Spannung über jeder der Thermistoreinrichtungen 18 und 19 verringert und dadurch der Transistor 20 zu einer bestimmten Zeit t4 in dem gesättigten Bereich betätigt. Wenn außerdem die Temperatur des Überwachungsbereiches auf die gefährli­ che Ebene steigt, erhöht sich die Spannung VC4 schnell.

Auch wenn, wie oben beschrieben, die Temperatur nie­ driger als die gefährliche Ebene ist, wird der Tran­ sistor 20 in dem Fall betätigt, wo die Temperatur schnell steigt. Außerdem ist der Unterschied zwischen dem Widerstandswert der Thermistoreinrichtung 18 und der der Thermistoreinrichtung 19 vergrößert, was be­ wirkt, daß die Spannungen VC3 < VR3 werden. Deshalb kann die Differentialfunktion erhalten werden.

In bezug auf Fig. 5 wird nunmehr eine zweite Ausge­ staltung des erfindungsgemäßen Kompensationswärme­ sensors beschrieben. In der Fig. 5 werden gleiche oder äquivalente Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.

Bei dieser Ausgestaltung ist der in der Fig. 1 darge­ stellte Komparator 24, der eine komplizierte Schaltung mit dem Differentialpaar enthält, in einer vereinfach­ ten Schaltung ausgebildet, die die Vergleichsfunktion aufweist. Das heißt, ein NPN-Transistor 28 besitzt einen Basiskontakt, an den der Verbindungskontakt zwi­ schen den Thermistoreinrichtungen 18 und 19 ange­ schlossen ist. Außerdem ist der Emittorkontakt des NPN-Transistors 28 an einen Anschlußkontakt zwischen den Widerständen 22 und 23 angeschlossen, der die Re­ ferenzspannung erzeugt. Das heißt, der Aufbau ist so ausgestaltet, daß der Transistor 28 eingeschaltet wird, wenn die Vorspannung zwischen der Basis und dem Emittor vorrückt bzw. befördert wird, wenn die Tempe­ ratur steigt.

Ferner ist der Sammelkontakt des Transistors 20 am Basiskontakt eines PNP-Transistors 31 über Widerstände 29 und 30 angeschlossen, die eine Vorspannungsschal­ tung bilden. Andererseits ist sein Emittorkontakt an dem Anschlußterminal P1 angeschlossen, und der Sammel­ kontakt ist an dem Gatekontakt der Thermistoreinrich­ tung 25 über Widerstände 26 und 27 angeschlossen, die die Vorspannungsschaltung bilden.

Die Thermistoreinrichtungen 18 und 19, der Transistor 20 und die Widerstände 21, 22 und 23 sind mit densel­ ben Bedingungen eingestellt, wie diese gemäß der vor­ genannten, in der Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung.

Mit der so gebildeten Schaltung wird, wenn die Tempe­ ratur des Überwachungsbereiches auf eine Temperatur angestiegen ist, bei der eine Feststellung getroffen wird, daß ein Feuer ausgebrochen ist, der NPN-Transi­ stor 28 eingeschaltet, was bewirkt, daß die Spannung des Basiskontaktes des PNP-Transistors 31 verringert wird. Außerdem wird der Level des Gatekontaktes der Thyristoreinrichtung 25 auf das Level "H" erhöht. Als Ergebnis kann die Erzeugung eines Feuers an den Emp­ fänger (in der Zeichnung nicht dargestellt) übermit­ telt werden.

Nachfolgend wird nun eine dritte Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Kompensationswärmesensors beschrieben. Die Fig. 6 ist ein Schaltdiagramm, welches den Aufbau dieser Ausgestaltung darstellt.

Diese Ausgestaltung besitzt zwei Transistoren, um die Temperaturmerkmale der Schaltung gemäß der zweiten Ausgestaltung zu verbessern, bei der ein Transistor verwendet ist. Die Schaltung dieser Ausgestaltung ist ähnlich ausgebildet, wie die zweite Ausgestaltung, und zwar in der Weise, daß sie die konstante Spannungs­ schaltung 17 aufweist, eine positive Rückkopplungs­ schaltung 71 und eine Differentialverstärkungsschal­ tung 72. Ein Unterschied liegt jedoch darin, daß die Differentialverstärkungsschaltung 72 zwei Transistoren aufweist.

Unter Bezug auf Fig. 6 bezeichnen die Bezugszeichen 18 und 19 die Thermistoreinrichtungen, 20 einen Sperr­ schichtfeldeffekttransistor, 32, 33 und 40 PNP-Transi­ storen und 36, 47 und 50 NPN-Transistoren. Das Be­ zugszeichen 43 bezeichnet eine Diodenbrücke zur Ver­ wirklichung eines nichtpolaren Zustandes, in dem Über­ mittlungsleitungen an P1 und P2 ohne Rücksicht auf die Polarität angeschlossen werden können.

Die Bezugszeichen 44 und 45 bezeichnen geräuschabsor­ bierende Kondensatoren, 46 eine Sperrstromdiode, 37 einen Auslaßdurchgang (41-26-27-37-42-41), der wirkt, wenn eine Ladung des Kondensators 41 entladen ist. Die Sperrstromdiode 46 ist eine Diode, die bewirkt, daß nur Spannungslevel unter der Dauerspannung zwischen E und B des Transistors 36 aufgebracht werden, um einen Zusammenbruch des Transistors 36 zu verhindern.

Nachfolgend wird nunmehr die Funktions- bzw. Arbeits­ weise der positiven Rückkopplungsschaltung 71 be­ schrieben. Wenn der Transistor 33 eingeschaltet ist und ein Basisstrom beginnt, zu dem NPN-Transistor 36 zu fließen, fließt der Kollektorstrom über die Wider­ stände R39 und R38 von dem NPN-Transistor 36. Spannung ist daher zwischen der Basis und dem Emittor des PNP-Transistors 40 durch den Widerstand R39 erzeugt, und deshalb beginnt der Kollektorstrom zu dem PNP-Tran­ sistor 40 zu fließen. Wenn der Basisstrom beginnt, zu dem PNP-Transistor 40 zu fließen, ist die Impedanz des Kondensators 41, angegeben durch 1/wc, null. Als Er­ gebnis wird der Kollektorstrom von dem PNP-Transistor 40 zu der Basis des NPN-Transistors 36 über die Wider­ stände 41 und 42 zurückgeführt. Der Kollektorstrom bei dem NPN-Transistor 36 ist erhöht, da der genannte Rückfluß des Basisstromes hinzugefügt ist, so daß der NPN-Transistor 36 und der PNP-Transistor 40 einge­ schaltet sind, wodurch bewirkt wird, daß die Verstär­ kungsfunktion durchgeführt wird. Auf diese Weise sind die Transistoren 36 und 40 vollständig eingeschaltet (in den gesättigten Zustand gebracht).

Wenn die vorgenannte Schaltoperation durchgeführt wur­ de, wird der Kollektorstrom des PNP-Transistors zu dem Gate des SCR25 über den Widerstand R26 geliefert. Auf diese Weise ist der SCR25 ausgelöst, um zwischen den Terminalen P1 und P2 abzukürzen, um eine niedrige Im­ pedanz zu haben, so daß bewirkt wird, daß ein Infor­ mationszufuhrstrom zu dem in der Zeichnung nicht dar­ gestellten Empfänger fließt.

Andererseits ist der Kondensator 41 in der Rückkopp­ lungsschaltung an dem Kollektor des PNP-Transistors 40 angeordnet und die Basis des NPN-Transistors 36 ist geladen durch den Kollektorstrom des PNP-Transistors. Wenn die Ladung des Kondensators 41 beendet ist, nach­ dem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird die Rückkopplungsoperation des NPN-Transistors 36 zu der Basis gestoppt. Als Ergebnis wird der NPN-Transistor 36 und der PNP-Transistor 40 wieder ausgeschaltet. Da jedoch der SCR25 ausgelöst wurde, wird der leitende Zustand des SCR25 aufrechterhalten, auch wenn der NPN-Transistor 36 und der PNP-Transistor 40 ausge­ schaltet sind.

Der elektrische Strom, der zu der Zeit des Schaltvor­ ganges fließt, der aufgrund der gegenseitigen Rück­ kopplungsoperation des NPN-Transistors 36 und des PNP-Transistors 40 durchgeführt wird, fließt durch Verwendung einer Ladung eines Energiezufuhrbackupkon­ densators 52, der in der Ausgangssektion der kon­ stanten Spannungsschaltung 17 angeordnet ist. Daher wird durch die konstante Spannungsschaltung 17, die die Spannungszufuhrenergie verringert, keine Strombe­ grenzungsoperation durchgeführt, und dadurch entsteht das Problem, daß nicht verhindert werden kann, daß ein Feuer nicht ermittelt wird.

Die erfindungsgemäße Differentialverstärkungsschaltung 72 weist zwei Transistoren auf. Der Grund dafür liegt darin, daß die Differentialverstärkungsschaltung 72 vorzügliche Temperaturmerkmale aufweist, mit der die Informationszufuhrcharakteristik verwirklicht ist, die aufgrund der Umgebungstemperatur des Sensors nicht leicht verändert ist.

In dem in Fig. 5 gezeigten Aufbau, der eine Ver­ gleichsschaltung aufweist, die durch einen Transistor gebildet ist, ist der Transistor eingeschaltet, um zu bewirken, daß der Sensor eine Alarminformation über­ mittelt, wenn die Basisspannung zu einer Ebene steigt, die höher ist als die Emittorspannung durch 0,6 V oder mehr (da Vbe = 0,6 V). Der Vbe des Transistors ist gewöhnlich geändert abhängig von der Temperatur bei einem Verhältnis von 2.2 bis 2.3 mV/°C und dadurch wird er kleiner als 0,6 V. Als Ergebnis wird eine Alarminformation zu früh übermittelt.

Bei der Differentialverstärkungsschaltung, die zwei Transistoren aufweist, wie dargestellt, zum Zwecke des Ausschaltens des Temperatureinflusses, ist der Vbe des Transistors ausgeschaltet, so daß die Temperaturmerk­ male verbessert sind.

Die positive Rückkopplungsschaltung 71 bewirkt, daß der Transistor eine positive Rückkopplungsoperation durchführt, auch wenn das Ausgangssignal der Differen­ tialverstärkungsschaltung 72 einen langsamen Tempera­ turanstieg bezeichnet, um sofort den Thyristor 25 ein­ zuschalten. Als Ergebnis kann die Geschwindigkeit, bei der die Einschaltoperation durchgeführt wird, erhöht werden und der elektrische Stromverbrauch wird sofort verringert, vor der Übermittlung der Alarminformation vom Sensor, um die Änderung in der Vorspannungsbe­ dingung des Feldeffekttransistors zu verhindern auf­ grund der Tatsache, daß die Spannung der Schaltung im Sensor verringert ist.

Da die Signale der Temperaturfeststellschaltungen 18 und 21 langsam geändert werden, zu der Zeit des lang­ samen Temperaturanstieges, wird ebenso die zwischen den Widerständen erzeugte Spannung wie die Ausgabe der Differentialverstärkungsschaltung langsam geändert. Wenn die vorgenannte Spannung in einen Spannungsbe­ reich steigt, in dem der Transistor 36 fast einge­ schaltet ist, wird der Transistor 40 durch die Ver­ stärkungswirkung eingeschaltet. Als Ergebnis wird der Basisstrom des Transistors 36 weiter erhöht und die positive Rückkopplungsoperation wird durchgeführt, mit der der Transistor 36 in eine Richtung gebracht wird, in der er eingeschaltet ist, so daß der elektrische Strom sofort dem Gate des Thyristors 25 zugeführt wird, um ihn einzuschalten.

Wenn die positive Rückkopplungsschaltung 71 nicht vor­ gesehen ist, wird die zur Durchführung der Schaltung benötigte Zeit (die Zeit von dem Moment, an dem der Transistor eingeschaltet ist, bis zu dem Moment, an dem er ausgeschaltet ist) zu lange, was bewirkt, daß der elektrische Stromverbrauch erhöht wird (der elek­ trische Strom, der zu dem Widerstand 51 fließt). Als Ergebnis wird VDD verringert. Das heißt, die positive Rückkopplungsschaltung 71 ist zu dem Zweck vorgesehen, um die Tatsache zu verhindern, daß eine normale Tempe­ raturfeststelloperation nicht durchgeführt werden kann aufgrund der Veränderung in der Vorspannungsbedingung des Feldeffekttransistors. Wenn die zur Vervollstän­ digung der Schaltoperation notwendige Zeit kurz genug ist, kann der elektrische Stromverbrauch ausreichend durch den Kondensator 52 geliefert werden und die Erhöhung des elektrischen Stromverbrauches ist klein genug.

Die konstante Spannungsschaltung 17 ist durch Elemente (47 bis 52) gebildet, wie in der diesbezüglichen Figur dargestellt, da die Kosten verringert werden können und der elektrische Stromverbrauch verringert werden kann, im Vergleich mit einem Dreiterminalregler.

Nachfolgend wird nunmehr die Alarminformationsüber­ mittlungsdurchführung, die bei dieser Ausgestaltung angewandt wird, beschrieben. Die Spannungsänderungen bei VC3, VC4 und VR3 während des Alarminformations­ übermittlungsvorganges im Sensor sind dieselben wie beim in den Fig. 3 und 4 gezeigten Aufbau.

In diesem Falle sind die Transistoren 32 und 33 von derselben Art, so daß sie dieselben Merkmale aufweisen wie Vbe. Wenn deshalb der Zustand der Spannung VR3 = VC3 ist, fließt der zu dem Widerstand 34 fließende elektrische Strom i gleich zu jedem der Transistoren 32 und 33, Das heißt, i/2 fließt zu jedem der Tran­ sistoren 32 und 33.

Zu dieser Zeit weist die Spannung von VR3 und VC3 bei einem normalen Temperaturzustand des Überwachungsbe­ reiches ein Verhältnis VR3 < VC3 auf, und der ganze elektrische Strom i fließt zu dem Transistor 32, der eine niedrige Basisspannung besitzt. In dem Widerstand 35 wird deshalb keine Spannung erzeugt, so daß die po­ sitive Rückkopplungsschaltung 71 nicht betätigt ist.

Wenn die Temperatur des Überwachungsbereiches zu der Temperatur angestiegen ist, bei der eine Feststellung getroffen wird, daß ein Feuer ausgebrochen ist, wird ein Verhältnis VR3 < VC3 erhalten, so daß elektrischer Strom i zu dem Transistor 33 fließt und in dem Wider­ stand 35 eine Spannung erzeugt wird. Als Ergebnis wird die positive Rückkopplungsschaltung betätigt, um den Thyristor 25 einzuschalten, was bewirkt, daß eine Alarminformation übermittelt wird.

Nachfolgend wird eine vierte Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Kompensationswärmesensors mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Fig. 7 ist ein Schaltdiagramm, das den Aufbau der Schaltung in dieser Ausgestaltung dar­ stellt. Diese Ausgestaltung ist so ausgebildet, daß die Temperaturfeststelleinrichtungen, die aneinander in Reihe geschaltet sind, in dem Aufbau gemäß der er­ sten Ausgestaltung parallel geschaltet sind. Auch in diesem Falle haben die Thermistoreinrichtungen 18 und 19 negative Temperaturkoeffizienten und verschiedene Wärmezeitkonstanten, ähnlich wie in der ersten Aus­ gestaltung, wobei die Thermistoreinrichtung 19 eine größere Wärmezeitkonstante aufweist als die der Ther­ mistoreinrichtung 18.

Wie in Fig. 7 dargestellt, ist diese Ausgestaltung so ausgebildet, daß eine erste Reihenschaltung 73, in der die Thermistoreinrichtung 28 (eine erste Temperatur­ feststelleinrichtung), der Widerstand 22, der vorbe­ stimmte Werte aufweist, und der Sperrstromfeldeffekt­ transistor 20 (Aktivierungseinrichtung) in Reihe ge­ schaltet sind, und eine zweite Reihenschaltung 74, in der die Thermistoreinrichtung 19 und der Widerstand 23, der einen vorbestimmten Wert aufweist, in Reihe geschaltet sind, und zwar parallel. Die Spannung VR3 an der Verbindungsstelle zwischen der Thermistorein­ richtung 18 und dem Widerstand 22 wird dem Umkeh­ rungseingangskontakt des Komparators 24 zugeführt. Andererseits wird die Spannung VC3 an der Verbindungs­ stelle zwischen der Thermistoreinrichtung 19 und dem Widerstand 23 einem Nichtumkehrungseingangskontakt des Komparators 24 zugeführt. Ähnlich der ersten Ausge­ staltung ändert sich der logische Wert des Ausgangs­ signales Q24 des Komparators 24 in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen VR3 und VC3 bezüglich des Levels. Als Ergebnis wird die Thyristoreinrichtung 25 ein-/ausgeschaltet, um die Impedanz zwischen den An­ schlußkontakten P1 und P2 zu verändern, so daß eine Alarminformation dem Empfänger (in der Fig. nicht dar­ gestellt) übermittelt wird.

Auch in dieser Ausgestaltung werden drei Bedingungen zur Einstellung der Vorspannung des Transistors 20 verwendet. Das heißt, als erste Bedingung muß der Transistor 20 in der Triodenregion betätigt sein, wenn die Thermistoreinrichtung 18 geändert ist, bevor die Temperatur des Überwachungsbereiches auf eine bestimm­ te Temperatur steigt (z. B. 60°C) und in einem gesät­ tigten Bereich betätigt werden, wenn die Temperatur auf eine Ebene, die höher als die gefährliche Ebene ist, angestiegen ist. Um dies zu erreichen wird der Wert des Widerstandes 21 gemäß den Temperaturmerkmalen der Thermistoreinrichtung 18 und den Merkmalen des Transistors 20 bestimmt.

Die zweite Bedingung wird in der Weise eingestellt, daß in einem Fall, wo die Temperatur langsam ansteigt, die Spannung VC3 des Anschlußkontaktes und die Refe­ renzspannung VR3 immer im Verhältnis VC3 < VR3 gehal­ ten wird, wenn der Transistor 20 in der Triodenregion betätigt wird, und das Verhältnis VC3 < VR3 gehalten wird, wenn die Temperatur auf die gefährliche Ebene angestiegen ist. Um dies zu erreichen, wird der Wert des Widerstandes 21 in Übereinstimmung mit den Tempe­ raturmerkmalen der Thermistoreinrichtungen 18 und 19 und den Merkmalen des Transistors 20 bestimmt.

Eine dritte Bedingung wird in der Weise eingestellt, daß das Verhältnis VC3 < VR3 gehalten werden muß, wenn die Temperatur nicht bis zu der gefährlichen Ebene an­ steigt in einem Falle, wo die Temperatur schnell in einen Zustand ansteigt, wo der Transistor 20 in der Triodenregion betätigt wird. Um dies zu erreichen, wird der Wert des Widerstandes 21 in Übereinstimmung mit den Temperaturcharakteristika der Thermistorein­ richtungen 18 und 19 und der Merkmale des Transistors 20 bestimmt.

Nunmehr wird die Funktion des Kompensationswärmesen­ sors gemäß dieser Ausgestaltung beschrieben.

Die Funktion des Aufbaus gemäß dieser Ausgestaltung ist grundsätzlich dieselbe wie der Aufbau gemäß der ersten Ausgestaltung. Jedoch wird die Thermistorein­ richtung 19 mit einer großen Zeitkonstante in dem Aufbau gemäß dieser Ausgestaltung in dem Referenz­ spannungsabschnitt verwendet und daher steigt die Spannung VR3 an, wenn die Temperatur ansteigt. Deshalb müssen die Vorspannungseinstellbedingungen eingestellt werden unter Einbeziehung der folgenden zu bedenkenden Tatsachen.

Wenn die Temperatur langsam ansteigt, ändern sich VR3 und VC3 auch in dieser Ausgestaltung, wie in Fig. 8 dargestellt. In diesem Falle ist der Transistor 20 in der Triodenregion vor der Zeit t1 betätigt und in dem gesättigten Bereich zur Zeit t2. Der Transistor 20 ist so eingestellt, um das Verhältnis VC3 < VR3 zu ver­ wirklichen, bevor die Temperatur auf eine gefährliche Ebene ansteigt, und das Verhältnis VC3 < VR3 zu ver­ wirklichen, wenn die Temperatur bis zu der gefährli­ chen Ebene angestiegen ist, so daß die Zustandsände­ rung ermittelt wird. Auf diese Weise kann die konstan­ te Temperaturfunktion erhalten werden.

In einem Fall, wo die Temperatur schnell steigt, än­ dern sich VR3 und VC3 wie in Fig. 9 dargestellt. Der Transistor 20 wird in der Triodenregion betätigt, vor der Zeit t4 und in dem gesättigten Bereich nach der Zeit t4. Wenn die Temperatur niedriger ist als die ge­ fährliche Ebene, ist das Verhältnis VC3 < VR3 erhal­ ten, so daß die Differentialfunktion erhalten wird.

Die dritte Ausgestaltung ist nicht auf die in der Fig. 7 dargestellte Schaltung beschränkt und kann eine Schaltung wie in den Fig. 10A bis 10C dargestellt be­ inhalten bzw. aufweisen. Das heißt, wie in Fig. 10A dargestellt, kann die zweite Reihenschaltung einen Widerstand 74 aufweisen, der zwischen der Thermistor­ einrichtung 19 und dem Widerstand 23 angeordnet ist, um VR3 einem Komparator 24 von einer mittleren Position zwischen dem Widerstand 74 und dem Widerstand 23 zuzuführen.

Weiterhin kann die erste Reihenschaltung, wie in Fig. 10B dargestellt, so ausgebildet sein, daß sie VC3 zu dem Komparator 24 von einer mittleren Position zwi­ schen dem Widerstand 22 und dem Widerstand 20 zuführt.

Wie außerdem in Fig. 10C dargestellt, kann eine weite­ re Ausbildung verwendet werden, die einen Widerstand 75 aufweist, der zwischen der Thermistoreinrichtung 18 und dem Widerstand 22 angeordnet ist, um dem Kompara­ tor 24 von einer mittleren Position zwischen dem Wi­ derstand 75 und dem Widerstand 23 VC3 zuzuführen.

Um schließlich einen Detektor kleiner auszubilden, ist es möglich, die Schaltteile des in den Figuren darge­ stellten Detektor in IG (Integrierung) zu verwenden.

Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausgestal­ tung beschrieben wurde, versteht es sich, daß sie nicht auf die darin beschriebenen Einzelheiten be­ schränkt ist.

Claims (4)

1. Kompensationswärmesensor, gekennzeichnet durch
zwei Temperaturfeststelleinrichtungen, die jeweils eine kleine Wärmezeitkonstante und eine große Wär­ mezeitkonstante haben, und die beide einen negati­ ven Temperaturkoeffizienten besitzen; und eine Ak­ tivierungseinrichtung, worin die zwei Temperatur­ feststelleinrichtungen und die Aktivierungsein­ richtung miteinander in Reihe geschaltet sind, be­ vor sie an eine vorgewählte Energiequelle ange­ schlossen sind, wobei die beiden Temperaturfest­ stelleinrichtungen und die Vorspannung der Akti­ vierungseinrichtung derart eingestellt sind, daß:
die Aktivierungseinrichtung in einer Triodenregion bzw. einem -versorgungsbereich betätigt wird, wenn der Widerstandswert von jedem der beiden Tempera­ turfeststelleinrichtungen geändert ist, bevor die Temperatur eines zu überwachenden Bereiches bis zu einer vorgewählten gefährlichen Ebene angestiegen ist, und sie in einem Sättigungsbereich betrieben wird, wenn die genannte Temperatur bis zu der ge­ fährlichen Ebene angestiegen ist; auch dann, wenn die Aktivierungseinrichtung in einem Fall, wo die genannte Temperatur langsam angestiegen ist, in der Triodenregion betrieben wird, ist die Spannung am Anschlußkontakt der Temperaturfeststelleinrich­ tungen immer niedriger als eine Referenzspannung, und die Spannung des Anschlußkontaktes der Tempera­ turfeststelleinrichtungen wird höher als die Refe­ renzspannung, wenn die genannte Temperatur bis zu der gefährlichen Ebene angestiegen ist; wobei in einem Fall, wo die Temperatur schnell angestiegen ist in einem Bereich, wo die Aktivierungseinrich­ tung in der Triodenregion betrieben wird, wird die Spannung des Anschlußkontaktes dieser Temperatur­ feststelleinrichtung höher gemacht als die Refe­ renzspannung, und zwar auch dann, wenn die Tem­ peratur nicht bis zu der gefährlichen Ebene an­ gestiegen ist; und wenn eine Vergleichseinrichtung feststellt, daß die Spannung des Anschlußkontaktes die vorgewählte Referenzspannung überschritten hat, wird eine Feststellung getroffen, daß ein Feuer ausgebrochen ist.

2. Kompensationswärmesensor gekennzeichnet durch
eine erste Reihenresonanzkreisschaltung, die in Reihe gebildet ist durch Verbindungen einer ersten Temperaturfeststelleinrichtung mit einer kleinen Wärmezeitkonstanten, eines Widerstandes und einer Aktivierungseinrichtung und durch deren Anschluß an eine vorgewählte Energiequelle; und eine zweite Reihenresonanzkreisschaltung, die in Reihe gebildet ist durch Verbindungen einer zweiten Temperatur­ feststelleinrichtung mit einer Wärmezeitkonstanten, die größer ist als die der ersten Temperaturfest­ stelleinrichtung, und eines Widerstandes und durch deren Anschluß an die vorgewählte Energiequelle, wobei die erste Temperaturfeststelleinrichtung und die Vorspannung der Aktivierungseinrichtung derart eingestellt sind, daß:
die Aktivierungseinrichtung in einer Triodenregion betätigt bzw. wirksam wird, wenn der Widerstands­ wert jeder der Temperaturfeststelleinrichtungen geändert ist, bevor die Temperatur eines zu über­ wachenden Bereiches bis zu einer bestimmten gefähr­ lichen Ebene angestiegen ist, und sie in einem Sät­ tigungsbereich betrieben wird, wenn die genannte Temperatur bis zu der gefährlichen Ebene angestie­ gen ist;
auch wenn die Aktivierungseinrichtung in einer Triodenregion betrieben wird, wo die genannte Tem­ peratur langsam ansteigt, ist die Spannung der ersten Temperaturfeststelleinrichtung immer niedri­ ger als die der zweiten Temperaturfeststellein­ richtung, und die Spannung der ersten Temperatur­ feststelleinrichtung steigt auf eine höhere Ebene an als die der zweiten Temperaturfeststelleinrich­ tung, wenn die genannte Temperatur bis zu der ge­ fährlichen Ebene angestiegen ist;
wobei in einem Fall, wo die Temperatur schnell an­ gestiegen ist in einen Bereich, wo die Aktivie­ rungseinrichtung in der Triodenregion betrieben ist, die Spannung der ersten Temperaturfeststell­ einrichtung auf eine höhere Ebene ansteigt, als die der zweiten Temperaturfeststelleinrichtung, auch wenn diese Temperatur nicht bis zur gefährlichen Ebene angestiegen ist; und
wenn eine Vergleichseinrichtung feststellt, daß die Spannung der ersten Temperaturfeststelleinrichtung die Spannung der zweiten Temperaturfeststellein­ richtung überstiegen hat, wird eine Feststellung getroffen, daß ein Feuer ausgebrochen ist.

3. Kompensationswärmesensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfeststelleinrichtung eine Thermistor­ einrichtung ist.

4. Kompensationswärmesensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungseinrichtung ein Transistor ist.