[0001] Die Erfindung betrifft eine Zustandsmeldevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung, einen dafür geeigneten Temperatursensor nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 12 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 14.
[0002] Bekannte Zustandsmeldevorrichtungen der oben genannten Art dienen dem Zweck, beim
Auftreten eines extremen Temperaturzustands ein Alarmsignal abzugeben und gleichzeitig
erkennbar zu machen, welcher der beteiligten Temperatursensoren das Alarmsignal ausgelöst
hat (US-A-4 340 886, EP-A-0 004 911, GB-A-2 174 525, Electronics Weekly Nr. 778, 13.
August 1975, Electronic Design, Band 13, Nr. 1, 10. Januar 1985, DE-A-31 28 811).
Die Temperaturüberwachung erfolgt dabei z.B. zum Zwecke der Brandmeldung oder zur
Überwachung der Temperatur z.B. von Motoren, Lagern, Öfen oder Kühlanlagen. Als Temperatursensoren
dienen Thermoelemente, Widerstands-Temperaturfühler, temperaturempfindliche Dioden,
Quecksilberschalter od. dgl., aber auch z.B. übliche Brandmelder oder Glasbruchdetektoren,
die sich sämtlich durch verhältnismäßig langsame Ansprechzeiten, geringe Empfindlichkeiten
und große Abmessungen auszeichnen.
[0003] Nach einer Aufgabe der Erfindung soll die eingangs bezeichnete Zustandsmeldevorrichtung
nicht nur zur Temperaturüberwachung, sondern auch zur automatischen Auslösung einer
Löschanlage geeignet sein, wie dies beispielsweise in Flugzeugen, Panzern, Gefahrgut-Tankwagen
od.dgl. wegen der dort häufig explosionsartig auftretenden Brände erwünscht und erforderlich
ist. Für diesen Anwendungszweck müssen daher nicht nur sehr kleine und daher sehr
schnell ansprechende, mit hohen Frequenzen abtastbare Temperatursensoren, sondern
auch Verfahren zur Verfügung stehen, mittels derer derartige Temperatursensoren mit
einer so hohen mechanischen und thermischen Stabilität hergestellt werden können,
daß sie auch in hochsensiblen Branderkennungs- und Brandbekämpfungsanlagen an bewegten
Fahrzeugen angewendet werden können, ohne daß die Gefahr von mechanischen oder thermischen
Beschädigungen besteht. Der Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde, einen
für eine solche Zustandsmeldevorrichtung besonders geeigneten Temperatursensor und
ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 12
und 14.
[0005] Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß sie eine sinnvolle Anwendung von Heißleitern
ermöglicht und dadurch deren an sich bekannte Vorteile wie z.B. kleine Abmessungen,
kurze Ansprechzeiten und hohe Empfindlichkeit nutzt. Außerdem werden Temperatursensoren
vorgeschlagen, die eine Temperaturmessung der sie umgebenden Luft ermöglichen, gleichzeitig
aber sehr klein gehalten und dennoch wirksam vor mechanischen Beschädigungen geschützt
werden können und daher besonders zur Anwendung bei beengten Raumverhältnissen geeignet
sind. Das erfindungsgemäße Verfahren schließlich schafft eine Möglichkeit, derartige
Temperatursensoren so zu fertigen, daß die Vergußmasse einerseits auch bei zu messenden
Temperaturen von z.B. 300 - 900° C nicht flüssig wird, andererseits aber auch nicht
so hart wird, daß das entscheidende Sensorteil, nämlich die Heißleiterperle, infolge
innerer Spannungen bei der Herstellung oder beim Gebrauch platzt und damit unbrauchbar
wird. Da schließlich beim erfindungsgemäßen Temperatursensor die Heißleiterperle trotz
ihres mechanischen Schutzes unmittelbar der Luft ausgesetzt bleibt, ergeben sich hohe
Reaktionsgeschwindigkeiten der gesamten Temperaturmeldevorrichtung mit der Folge,
daß kritische Temperaturüberschreitungen, Brände od. dgl. nicht erst verzögert, sondern
bereits nach Bruchteilen von Sekunden gemeldet werden.
[0006] Angesichts der oben beschriebenen Vorteile und Leistungen des neuen Sensors, aber
auch angesichts der erheblichen Kostenvorteile ergeben sich für die erfindungsgemäße
Zustandsmeldevorrichtung auch zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten in Überhitzungs-
oder Branderkennungsanlagen wie z.B. bei Hausinstallationen, bei der Erkennung von
Reifenüberhitzungen bei Lastkraftwagen, bei Kraftwerken oder in der Schiffahrt sowie
bei automatischen Löschanlagen in öffentlichen und privaten Gebäuden.
[0007] Außer für die Warnfunktion kann die Zustandsmeldevorrichtung aber auch als Teil einer
Regelanlage verwendet werden. Hieraus ergeben sich dann in Verbindung mit der Elektronik
weitere zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten wie z.B. im Bereich der Klimatechnik oder
der Heizungsregelung.
[0008] Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
[0009] Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung am speziellen
Ausführungsbeispiel einer Branderkennungsanlage näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Temperatursensor etwa im Maßstab 1 : 1 in einer auseinandergezogenen
Vorderansicht;
Fig. 1a den Temperatursensor nach Fig. 1 im gefügten Zustand und in einer teilweise
geschnittenen Vorderansicht;
Fig. 2 ein Netzteil für die erfindungsgemäße Zustandsmeldevorrichtung;
Fig. 3 eine Sensoreinheit für die Zustandsmeldevorrichtung;
Fig. 4 eine einen Schwellwertschalter aufweisende Auswerteeinrichtung und eine ihr
parallel geschaltete Prüfeinrichtung für die Zustandsmeldevorrichtung;
Fig. 5 eine Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung für die Zustandsmeldevorrichtung;
Fig. 6 einen Teil einer Anzeigeeinrichtung für die Prüfeinrichtung nach Fig. 5; und
Fig. 7 eine standardisierte, an unterschiedliche Sensoren anpaßbare Steckkarte für
die erfindungsgemäße Zustandsmeldevorrichtung.
[0010] Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Temperatursensor mit einem Heißleiter 1 in Form
eines Perlen-Heißleiters (z.B. M 812 der Fa. Siemens AG, D-8000 München 80), der aus
einer in ein dünnes, kurzes Glasröhrchen 2 eingeschlossenen und an dessen Spitze 3
angeordneten Heißleiter-Perle bzw. einem Halbleiter-Kügelchen 4 besteht, an dem zwei
aus dem Glasröhrchen 2 herausgeführte Anschlußdrähte 5 befestigt sind. Um einen solchen,
auf dem Markt erhältlichen Heißleiter 1 für die Zwecke der Erfindung brauchbar zu
machen, wird er mit einem vorzugsweise zylindrischen Steckergehäuse 6 kombiniert,
das ein Zwischenteil 7, einen an dessen einer Seite angebrachten, hohlen Endabschnitt
8 und einen an dessen anderer Seite angebrachten, als übliche, 2- oder 3-polige Steckverbindung
ausgebildeten Boden 9 aufweist. Die Anschlußdrähte 5 werden in die hohlzylindrisch
ausgebildeten Enden von Steckern 10 eingeführt und durch Crimpen (Quetschen) fest
mit den Steckern 10 verbunden, um zu vermeiden, daß eine etwa verwendete Lötmasse
od. dgl. beim nachfolgenden Vergießen des Endabschnitts 8 schmelzen und weglaufen
kann. Die Stecker 10 werden dann derart durch Bohrungen gesteckt, die in einem nicht
dargestellten, das Zwischenteil 7 ausfüllenden Einsatzstück ausgebildet sind, daß
sich die in Fig. 1a dargestellte Anordnung ergibt, in der die freien Enden der Stecker
10 in den hohlen Boden 9 ragen. Dabei sind die Stecker 10 vorzugsweise durch nach
Art einer Schnappverbindung wirkende Elemente fest in dem Einsatzstück eingerastet.
Im übrigen wird das Glasröhrchen 2 vorzugsweise so angeordnet, daß es parallel und
koaxial zur Achse des Steckergehäuses 6 angeordnet und das Heißleiter-Kügelchen 4
an dem vom Zwischenteil 7 abgewandten Ende des Endabschnitts 8 angeordnet ist.
[0011] Um eine mechanisch stabile Konstruktion für den äußerst empfindlichen Perlen-Heißleiter
1 zu erhalten, wird der hohle Endabschnitt 8 nun so weit mit einer Vergußmasse 11
ausgefüllt, daß das gesamte Glasröhrchen 2 mit Ausnahme seiner Spitze 3 in die Vergußmasse
11 eingebettet ist. Nach dem Vergießen ragt daher nur die Spitze 3 mit dem Halbleiter-Kügelchen
4 aus dem Steckergehäuse 6 bzw. der Vergußmasse 11 heraus, wodurch sich einerseits
ein mechanisch stabiler Sensor ergibt, andererseits ein sehr sensibler und sehr schnell
ansprechender Temperaturfühler entsteht, der die Temperatur der umgebenden Luft mißt
und um so schneller auf Temperaturänderungen reagiert, je kleiner die Fläche des zu
erwärmenden Halbleiter-Kügelchens 4 ist. Bei Anwendung von auf dem Markt angebotenen
Heißleitern 1 der beschriebenen Art lassen sich Ansprechzeiten in der Größenordnung
von einer halben Sekunde erzielen, was insbesondere für die schnelle Branderkennung
und -bekämpfung wichtig ist. Außerdem ergibt sich der Vorteil,, daß bei derartigen
Heißleitern 1 mittels Schaltungen, die nachfolgend anhand der Fig. 4 beschrieben werden,
im Bereich von 80 °C und 300 °C die gewünschte Auslösetemperatur auf ca. ± 1 °C festgelegt
werden kann.
[0012] Um die Spitze 3 des Heißleiters 1 vor mechanischen Beschädigungen, beispielsweise
bei der Montage des Steckergehäuses 6 am Anwendungsort, zu schützen, kann auf den
Endabschnitt des Steckergehäuses 6 noch eine vorzugsweise zylindrische Schutzkappe
12 aufgeschraubt werden, die entweder am äußeren Ende offen und/oder mit einer Mehrzahl
von Öffnungen versehen ist, damit die Luft, deren Temperatur überwacht werden soll,
die Spitze 3 und damit das Halbleiter-Kügelchen 4 umströmen kann. In diesem Fall wird
das Heißleiter-Kügelchen 4 an einer vorgewählten Stelle innerhalb der Schutzkappe
12 angeordnet und die Vergußmasse 11 bis zu einer solchen Höhe
h in die Schutzkappe gefüllt, daß wiederum nur die Spitze 4 mit dem Halbleiter-Kügelchen
4 aus der Vergußmasse 11 herausragt. Nach dem Vergießen bildet die Schutzkappe 12
mit dem Steckergehäuse 6 eine untrennbare Einheit.
[0013] Das Einbringen der Vergußmasse 11 in den Endabschnitt 8 muß mit äußerster Vorsicht
geschehen. Andernfalls wird die Vergußmasse 11 entweder zu weich mit der Folge, daß
sie im zu überwachenden Temperaturbereich von z.B. 80 °C bis 300 °C fließfähig und
dadurch die mechanische Stabilität des Sensors beeinträchtigt wird, oder zu hart wird
mit der Gefahr, daß die Spitze 3 des Glasröhrchens 2 abspringt und der Sensor unbrauchbar
wird.
[0014] Als Vergußmassen haben sich solche als brauchbar erwiesen, die aus wärmehärtenden
Epoxidharzen hergestellt werden und eine hohe thermische Leitfähigkeit und einen mit
Kupfer vergleichbaren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Als besonders
geeignet hat sich ein Zweikomponenten-Epoxid-Gießharz erwiesen, das von der Firma
Grace Electronics Materials Emerson & Cuming (D-6900 Heidelberg) unter der Bezeichnung
"Stycast 2762 FT" (= Dichtungsmasse) und "Catalyst 17" (= Härter) vertrieben wird.
Die Füllung des Endabschnitts 8 muß bei Anwendung dieses Gießharzes allerdings wie
folgt vorgenommen werden:
[0015] Es wird zunächst der Sensor auf die beschriebene Weise hergestellt. Sodann wird eine
Vergußmasse hergestellt, indem die Dichtungsmasse und der Härter im Mischungsverhältnis
(Gewichtsverhältnis) 10 : 1 bis 10 : 1,1 miteinander vermischt werden. Die Vergußmasse
wird dann in den vorzugsweise auf ca. 80 °C vorgewärmten Endabschnitt 8 gefüllt und
in einem Heizofen auf 80 °C vorgewärmt. Die anschließende Aushärtung erfolgt in drei
Heizstufen im Heizofen, und zwar zunächst während 16 Stunden bei 80 °C, dann während
3 Stunden bei 120 °C und schließlich noch einmal während 3 Stunden bei 180 °C. Anschließend
wird der Heizofen auf 80 °C zurückgestellt und beim Erreichen dieser Temperatur ausgeschaltet.
Nach Abkühlung des Ofens auf eine Raumtemperatur von z.B. 20 °C kann der betriebsfertige
Temperatursensor mit eingegossenem Heißleiter aus dem Ofen genommen werden. Der Sensor
kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein. Vorzugsweise besteht das Steckergehäuse
aus Metall und das Einsatzstück aus einem elektrisch nicht-leitenden Kunststoff mit
der jeweils erforderlichen Beständigkeit bei den möglicherweise auftretenden Temperaturen.
Durch Anwendung einer Vergußmasse 11 aus einem nichtleitenden Material wird durch
sie gleichzeitig für die erforderliche Isolierung gesorgt.
[0016] Der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Sensor kann je nach Heißleitertyp
überall zur Temperaturmessung bzw. Temperaturüberwachung in einem Temperaturbereich
von etwa - 60 °C bis 900 °C eingesetzt werden und seine Funktion entweder als Thermometer
oder Thermostat ausüben. Eine vorzügliche Anwendung wird nachfolgend anhand einer
Branderkennungsanlage mit einer Reihe von z.B. sieben gleichartigen, an verschiedenen
Gefahrenzonen angebrachten Temperatursensoren beschrieben.
[0017] Fig. 2 zeigt die Schaltung eines Netzteils zur Bedienung der in den nachfolgenden
Figuren gezeigten Schaltungen mit einer konstanten Spannung V
A von z.B. + 5 V ± 1 % entsprechend der üblichen IC-Technik. Die Eingangsspannung ist
wählbar zwischen z.B. + 8 V und + 32 V, wird an eine mit einer Sicherung Si₁ versehene
Eingangsleitung 21 angelegt und beträgt im Ausführungsbeispiel + 24 V. Zwischen die
Eingangsleitung 21 und eine Masseleitung 22 sind eine Zehnerdiode ZD₁ (z.B. BZT 03/D39),
welche die Eingangsspannung unabhängig von etwaigen Spannungsspitzen auf 39 V begrenzt,
und ein Kondensator C₁ zur Glättung größerer Spannungsschwankungen geschaltet. Zwei
in die Leitungen 21 und 22 geschaltete Dioden D₁ und D₂ (z.B. 1 N 4007) dienen als
Polungsschutz.
[0018] Mit den Leitungen 21 und 22 sind die Eingänge (1 und 2) eines Spannungsreglers IC₁
(z.B. MC 78 MO5 BT) verbunden, dessen Ausgang (3) mit einer Ausgangsleitung 23 verbunden
ist, an der die konstante Spannung V
A erscheint, die mittels eines weiteren Siebkondensators C₂ geglättet wird. Dabei sind
zwischen die Leitungen 22 und 23 verschiedene, nachfolgend beschriebene IC-Bausteine
IC₂ bis IC₆ mit ihren Eingängen 8 und 16 und ein IC-Baustein IC₅ mit seinen Eingängen
4 und 8 geschaltet, wobei diesen Eingängen zusätzlich die Kondensatoren C₈ (Fig. 3)
und C₉ bis C₁₂ entsprechend den jeweiligen Datenblättern parallel geschaltet sind,
um die IC-Bausteine vor kleineren Streuspannungen zu schützen. Diese Kondensatoren
sind allerdings nur in Fig. 2 bzw. 3 dargestellt.
[0019] Eine mit der Eingangsleitung 21 verbundene, mit einer Sicherung Si₂ versehene Leitung
24 führt zu einer aus Fig. 5 ersichtlichen Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung
20 und zu einem ebenfalls aus Fig. 5 ersichtlichen Leistungsschalter T₁. Die IC-Bausteine
IC₂ bis IC₆ und IC₅ gehören dagegen zur Auswerteeinrichtung nach Fig. 4.
[0020] Fig. 3 zeigt eine Gebereinheit 25, die im Ausführungsbeispiel sieben Heißleiter-Temperatur-Sensoren
Rs₁ bis Rs₇ (z.B. M 812-100 k ± 10 %) enthält, die an beliebigen zu überwachenden
Orten eines Flugzeugs, Lastkraftwagens od. dgl. angeordnet, vorzugsweise entsprechend
Fig. 1 ausgebildet und im Ausfährungsbeispiel im Bereich von - 55° C bis 350° C empfindlich
sind. Dabei nimmt der ohmsche Widerstand der Sensoren Rs₁ bis Rs₇ mit steigender Temperatur
ab. Die Sensoren Rs₁ bis Rs₇ bestehen daher im Ausführungsbeispiel aus Widerständen,
deren eine Anschlüsse über eine Leitung 26 an die Ausgangsleitung 23 des Netzteils
(Fig. 2) angeschlossen sind. Die anderen Anschlüsse sind dagegen über Widerstände
R₁₄ bis R₂₀ (z.B. 56 Ω) mit Ausgängen 27 bis 33 verbunden, die Ausgangssignale abgeben,
deren Größen von den von den Sensoren Rs₁ bis Rs₇ überwachten Temperaturen abhängen.
Zwischen diese Ausgänge 27 bis 33 und eine mit der Masseleitung 22 (Fig. 2) verbundene
Leitung 34 ist je eine Zehnerdiode ZD₂ bis ZD₈ (z.B. ZPD 6 V 2) gelegt, um die Spannungen
an den Ausgängen der Sensoren Rs₁ bis Rs₇ zur Sicherung nachfolgender Schaltungen
auf 6,2 V zu begrenzen.
[0021] Nach Fig. 4, in der die Gebereinheit 25 nur schematisch dargestellt ist, sind deren
Ausgänge 27 bis 33 mit je einem Eingang einer Auswerteschaltung verbunden, die an
einer Ausgangsleitung 35 ein Alarmsignal abgeben kann. Dieses erscheint im Ausführungsbeispiel
immer dann, wenn das Ausgangssignal an irgendeinem Ausgang 27 bis 33 der Gebereinheit
25 eine vorgewählte kritische Größe in je nach Wunsch positiver oder negativer Richtung
überschreitet.
[0022] Erfindungsgemäß enthält die Auswerteeinrichtung nach Fig. 4 einen einzigen Schwellwertschalter
IC₅₁ in Form eines IC-Bausteins (z.B. LT 1017 IN8), dessen Ausgang (7) mit der Leitung
35 verbunden ist. Dieser Schwellwertschalter IC₅₁ ist an seinem invertierenden Eingang
(6) mit zwei regelbaren Widerständen R₆ (z.B. 10 k) und R₇ (z.B. 20 k) verbunden,
mittels derer am invertierenden Eingang (6) eine positive Spannung als Schwelle eingestellt
werden kann. Der nicht invertierende Eingang (5) ist dagegen mittels einer Leitung
36, an die ein mit seinem anderen Anschluß an Masse liegender Widerstand R₅ (z.B.
1,62 k) angeschlossen ist, mit dem Ausgang (3) einer Abfrageeinrichtung IC₃ in Form
eines weiteren IC-Bausteins (z.B. HEF 4051 BP) verbunden, die sieben mit je einem
Ausgang 27 bis 33 verbundene Eingänge (1, 2, 5, 12 - 14) und einen an Masse liegenden
Eingang (4) aufweist. Ein mit der Leitung 36 verbundener Siebkondensator C₄ dient
zur Vermeidung von Spannungsspitzen.
[0023] Der Abfrageeinrichtung IC₃ sind Mittel zugeordnet, mittels derer die genannten Eingänge
(1, 2, 5, 12 - 14) einzeln nacheinander und periodisch wiederkehrend mit dem Ausgang
(3) verbunden werden können. Diese Mittel bestehen vorzugsweise aus einem Oszillator
in Form eines weiteren IC-Bausteins (z.B. HEF 4060 BP), der drei Ausgänge (4, 5, 7)
aufweist, die mit drei weiteren Eingängen (9 - 11) der Abfrageeinrichtung IC₃ verbunden
sind, an denen Taktsignale mit drei unterschiedlichen Taktfrequenzen erscheinen. Diese
steuern einerseits den inneren Takt der Abfrageeinrichtung IC₃ und legen andererseits
fest, mit welcher Folgefrequenz die Eingänge (1, 2, 5, 12 - 15) einzeln nacheinander
mit dem Ausgang (3) verbunden werden bzw. wie schnell sich diese Abfragezyklen wiederholen
sollen. Zur Einstellung dieser Taktfrequenzen ist der Oszillator IC₂ mit einer externen
Beschaltung (z.B. R₃, C₃) laut Datenblatt versehen.
[0024] Ist zu irgendeinem Zeitpunkt z.B. der mit der Leitung 27 der Gebereinheit 25 verbundene
Eingang (13) der Abfrageeinrichtung IC₃ mit deren Ausgang (3) verbunden, dann bilden
der Widerstand vom Sensor Rs₁ und die Widerstände R₁₄, R₅ einen Spannungsteiler. Dabei
sind die Spannungen und Widerstände so gewählt, daß bei normalen Temperaturen am nicht
invertierenden Eingang (5) eine kleinere Spannung als am invertierenden Eingang (6)
des Schwellwertschalters IC₅₁ erscheint, die z.B. auf + 2,5 V eingestellt ist. Am
Ausgang (7) des Schwellwertschalters IC₅₁ wird daher ein Ausgangssignal von 0 V abgegeben.
Steigt dagegen die Spannung in der Leitung 36 aufgrund eines kritischen Temperaturanstiegs
im Bereich des Sensors Rs₁, dann wird der Spannungsabfall in der Leitung 36 immer
größer, bis er schließlich die eingestellte Schwelle überschreitet und größer als
die Spannung am invertierenden Eingang (6) wird. Folglich wird der Schwellwertschalter
IC₅₁ durchgeschaltet, so daß an seinem Ausgang (7) das z.B. 5 V betragende Alarmsignal
(= logisch "1") erscheint. Dabei kann die Einstellung z.B. so gewählt sein, daß die
Schwelle bei einer kritischen Temperatur von 180° C oder irgendeiner anderen Temperatur
überschritten wird.
[0025] Für die anderen Sensoren Rs₂ bis Rs₇ gilt sinngemäß dasselbe, da sie, wenn sie gerade
über die Abfrageeinrichtung IC₃ mit deren Ausgang (3) verbunden sind, stets zusammen
mit einem der Widerstände R₁₅ bis R₂₀ und dem Widerstand R₅ einen Spannungsteiler
bilden, der die Eingangsspannung am nicht invertierenden Eingang (5) des Schwellwertschalters
IC₅₁ beeinflußt. In der Leitung 35 erscheint daher periodisch immer dann das Alarmsignal,
wenn einer der Sensoren Rs₁ bis Rs₇ einer Temperatur ausgesetzt ist, die höher ist,
als der eingestellten Schwelle entspricht, und dieses Alarmsignal bleibt solange erhalten,
bis mittels der Abfrageeinrichtung IC₃ der nächste Sensor an den Schwellwertschalter
IC₅₁ gelegt wird.
[0026] Die Leitung 35 der Auswerteeinrichtung IC₃ ist nach Fig. 4 mit einem Eingang (4)
eines Monoflop IC₆ (z.B. HFF 4538 BP) verbunden, dessen Ausgang (10) über einen Vorwiderstand
R₁₂ (z.B. 10 k) und eine Ausgangsleitung 37 der Auswerteeinrichtung mit dem Leistungsschalter
T₁ nach Fig. 5 verbunden ist. Das Monoflop IC₆ wird durch das Erscheinen jedes Alarmsignals
an seinem Ausgang (10) für eine vorgewählte Zeitspanne gesetzt, die mittels einer
externen Beschaltung an weiteren Eingängen (1, 2, 14, 15) nach Datenblatt eingestellt
werden kann. Dadurch wird sichergestellt, daß in der Ausgangsleitung 37 selbst bei
einer bevorzugt sehr hohen Abfragefrequenz ein ausreichend langes Signal zur Steuerung
der Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung 20 gebildet wird. Außerdem ist die Leitung
35 über einen hohen Widerstand R₂₀ (z.B. 1 M) geerdet. Dadurch wird sichergestellt,
daß das Monoflop IC₆ bei einer extremen Störsituation, z.B. bei Spannungsabfall aufgrund
einer abgeklemmten Batterie, am Ausgang (10) auf Null gesetzt wird und nicht ungewollt
ein einen Alarmzustand signalisierendes Ausgangssignal abgibt.
[0027] Der Abfrageeinrichtung IC₃ ist eine Prüfeinrichtung parallel geschaltet, die die
ordnungsgemäße Funktion der Abfrageeinrichtung IC₃, insbesondere der Sensoren Rs₁
bis Rs₇ überprüft und bei nicht ordnungsgemäßer Funktion ein weiteres Alarmsignal
abgibt. Diese Prüfeinrichtung enthält eine weitere Abfrageeinrichtung IC₄ (z.B. HEF
4051 BP) entsprechend der Abfrageeinrichtung IC₃ und einen mit deren Ausgang (3) verbundenen
weiteren Schwellwertschalter IC₅₂ (z.B. LT 1017 IN 8), der vorzugsweise mit dem Schwellwertschalter
IC₅₁ in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt ist, das einen weiteren Ausgang (1)
und zwei weitere Eingänge (2,3) aufweist, die dem Schwellwertschalter IC₅₂ zugeordnet
sind.
[0028] Analog zur Abfrageeinrichtung IC₃ sind Eingänge (1, 2, 4, 5, 12, 13, 15) der Abfrageeinrichtung
IC₄ mit den Ausgangsleitungen 27 bis 33 der Gebereinheit 25 und weitere Eingänge (9
- 11) mit den Ausgängen eines dem Mittel IC₂ entsprechenden Mittels, vorzugsweise
mit demselben Oszillator IC₂ verbunden, so daß die Eingänge (1, 2, 4, 5, 12, 13, 15)
entsprechend mit dem Ausgang 3 verbunden werden.
[0029] Im Unterschied zur Abfrageeinrichtung IC₃ ist der Ausgang (3) der Abfrageeinrichtung
IC₄ mit einer zum nicht invertierenden Eingang (3) des Schwellwertschalters IC₅₂ führenden
Leitung 38 verbunden, an die ein mit dem anderen Anschluß geerdeter, vergleichsweise
großer Widerstand R₅ (z.B. 46,4 k) und ein Siebkondensator C₅ angeschlossen sind.
Dadurch wird die normalerweise am nicht invertierenden Eingang (2) des Schwellwertschalters
IC₅₂ liegende Spannung auf einen größeren Wert als die mittels Widerständen R₈, R₉
am invertierenden Eingang liegende Spannung eingestellt und erreicht, daß der Schwellwertschalter
IC₅₂ bei funktionsfähiger Sensoreinheit 25 und Abfrageeinrichtung IC₃ ein Ausgangssignal
von z.B. + 5 V unabhängig davon abgibt, ob die überwachte Temperatur der vorgewählten
Raumtemperatur oder der mit dem Schwellwert des Schwellwertschalters IC₅₁ vorgewählten
Temperatur entspricht.
[0030] Ist dagegen einer der Sensoren Rs₁ bis Rs₇ defekt, dann fällt die Spannung am nicht
invertierenden Eingang des Schwellwertschalters IC₅₂ auf Null mit der Folge, daß am
Ausgang (1) ein Alarmsignal von 0 V erscheint, das einer Anzeigevorrichtung 39 zugeführt
wird. Das weitere Alarmsignal erscheint daher immer dann, wenn gerade ein defekter
Sensor Rs₁ bis Rs₇ mit dem Ausgang (3) der weiteren Abfrageeinrichtung IC₄ verbunden
ist oder ein anderer Defekt, z.B. Spannungsausfall, vorliegt.
[0031] Jedes vom Monoflop IC₆ für eine Zeitdauer von z.B. einigen Sekunden an der Leitung
37 aufrechterhaltene Alarmsignal schaltet gemäß Fig. 5 den z.B. als Feldeffekt-Transistor
ausgebildeten Leistungsschalter T₁ durch, an dessen Eingang (3) die 24 V-Spannung
des Netzteils (Fig. 2) anliegt, die durch den Schaltvorgang auf eine Steuerleitung
40 gelangt, die zur Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung 20 führt.
[0032] Im einfachsten Fall enthält die Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung 20 z.B. eine
über eine Diode D₅ (z.B. IN 4007) angeschlossene Warnlampe L₁, die bei Erscheinen
des Alarmsignals solange aufleuchtet, wie das Monoflop IC₆ am Ausgang (10) gesetzt
ist. Alternativ oder zusätzlich kann über eine weitere, entsprechende Diode D₆, einen
Widerstand R₂₁ (z.B. 220 k) und eine dritte Diode D₈ (z.B. ebenfalls IN 4007) eine
Warnlampe L₂ an die Steuerleitung 40 angeschlossen sein. Dieser ist ein Haltekreis
zugeordnet, der einen als Feldeffekt-Transistor ausgebildeten Schalter T₂ enthält,
dessen Steuereingang (2) über einen Widerstand R₂₂ (z.B. 3 k) mit dem Ausgang der
Diode D₆ und über eine Zenerdiode ZD₉ mit Masse verbunden ist und dessen Spannungseingang
(3) über einen Handschalter 41 an der vom Netzteil kommenden Leitung 24 liegt Der
Ausgang (5) dieses Schalters T₂ liegt einerseits an der Warnlampe L₂ und ist andererseits
über die Widerstände R₂₁ und R₂₂ zum Steuereingang (2) zurückgeführt. Die Warnlampe
L₂ leuchtet daher nach Auslösung des Schalters T₂ dauernd auf, was z.B. den Vorteil
mit sich bringt, daß ein Fahrer, der sein mit der beschriebenen Zustandsmeldevorrichtung
ausgerüstetes Fahrzeug momentan verlassen hat, bei seiner Rückkehr feststellen kann,
ob inzwischen ein Alarmsignal erschienen ist oder nicht. Durch kurzzeitige Betätigung
des Handschalters 41 zur Öffnung des Haltekreises kann die Alarmlampe L₂ wieder zum
Erlöschen gebracht werden.
[0033] Als Sicherheitselemente kann die Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung 20 z.B. wenigstens
zwei Feuerlöschflaschen HR₁ und HR₂ aufweisen, die mit bei Brandschutzanlagen üblichen
Auslösekapseln versehen sind. Der Spannungseingang der Feuerlöschflasche HR₁ liegt
dazu z.B. über einer Diode D₃ (z.B. 1N 4007) direkt an der Steuerleitung 40, während
der Spannungseingang der Feuerlöschflasche HR₂ über einen normalerweise geöffneten
Schalter 22 an der Leitung 24 des Netzteils liegt. Daher wird die Feuerlöschflasche
HR₁ beim Erscheinen eines Alarmsignals automatisch ausgelöst, um einen Löschvorgang
einzuleiten, während die Feuerlöschflasche HR₂ zusätzlich oder dann durch Betätigung
des Handschalters 42 manuell betätigt werden kann, wenn die Feuerlöschflasche HR₁
verbraucht ist.
[0034] Zur Funktionsüberprüfung der Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung 20 dienen schließlich
noch zwei Anzeigelampen L₃ und L₄, die zwischen die Spannungseingänge der Feuerlöschflaschen
HR₁ und HR₂ und einen zweiten Festkontakt des Handschalters 41 geschaltet sind, und
zwei Dioden D₄ und D₇, die zwischen den zweiten Festkontakt des Handschalters 41 und
die Anschlußpunkte zwischen den Dioden D₅ bzw. D₈ und den zugehörigen Alarmlampen
L₁ bzw. L₂ geschaltet sind. Bei einer Umschaltung des Handschalters 41 von seiner
aus Fig. 4 ersichtlichen Normalstellung auf den zweiten Festkontakt werden daher die
Alarmlampen L₁, L₂ an die 24 V-Leitung 24 gelegt und dadurch getestet. Bei dieser
Stellung des Handschalters 41 sollen aber auch die Anzeigelampen L₃ und L₄ aufleuchten.
Zu diesem Zweck sind ihre Betriebsspannungen so gewählt, daß sie bei intakten Feuerlöschflaschen
HR₁, HR₂ zwar über deren Zündkapseln an Masse gelegt werden, über diese Zündkapseln
aber keine automatische Selbstzündung der Feuerlöschflachen HR₁ und HR₂ erfolgt. Ist
dagegen irgendeine Zündkapsel defekt, kann die zugehörige Anzeigelampe nicht über
diese Zündkapsel geerdet werden und daher nicht aufleuchten.
[0035] Im übrigen sind die Dioden D₃ bis D₈ jeweils so gepolt, daß die Ströme nur in den
aus Fig. 5 ersichtlichen Richtungen fließen und keine unerwünschten Rückwirkungen
auf unbeteiligte Schaltungsteile auftreten können.
[0036] Zur Funktionsüberprüfung der Sensoren Rs₁ bis Rs₇ ist die Anzeigevorrichtung 39 z.B.
wie folgt aufgebaut:
[0037] Nach Fig. 4 enthält sie einerseits einen Masseschalter IC₇ (z.B. CD 4099 BF), dessen
Eingang (3) mit dem Ausgang (1) des Schwellwertschalters IC₅₂ verbunden ist, während
drei weitere Eingänge (5 - 7) des Masseschalters IC₇ mit den Ausgängen (4, 5, 7) eines
Mittels verbunden sind, das periodisch und einzeln nacheinander die Ausgänge (1, 9,
11 - 15) des Masseschalters IC₇ aktiviert. Dabei wird dieses Mittel zweckmäßig wiederum
durch den Oszillator IC₂ gebildet. Das Aktivieren der Ausgänge (1, 9, 11 - 15) hat
die Wirkung, daß diese beim Anliegen der üblichen Ausgangsspannung von + 5 V (= logisch
"1") am Ausgang (2) des Schwellwertschalters IC₅₂ über einen geerdeten Ausgang (4)
an Masse gelegt werden. Ist dagegen ein Sensor defekt, fällt die Spannung aus, ist
ein Kabel gebrochen od. dgl., dann wird der betreffende Ausgang auf (1, 9, 11 - 15),
wenn er gerade über den Oszillator IC₂ aktiviert ist, nicht an Masse gelegt, die in
diesem Fall am Ausgang des Schwellwertschalters IC₅₂ eine Spannung von 0V (= logisch
"0") liegt.
[0038] Die Ausgänge (1, 9, 11 - 15) des Masseschalters IC₇ sind mit je einem Eingang einer
in Fig. 4 nur schematisch angedeuteten Tastatur 43 verbunden. Jeder dieser Eingänge
führt über einen Tastschalter TS 1 bis TS 7 zur Katode einer mit ihrer Anode an der
Betriebsspannung liegenden Kontrollvorrichtung 44, z.B. einer Leuchtdiode. Wird irgendeiner
der Tastschalter TS 1 bis TS 7 gedrückt, dann ist die Katode der Kontrollvorrichtung
44 über diesen Tastschalter mit dem zugehörigen Ausgang des Masseschalters IC₇ verbunden.
Die Kontrollvorrichtung 44 müßte daher in dem von der Abfragefrequenz des Oszillators
IC₂ bestimmten Takt immer dann ansprechen, z.B. aufleuchten, wenn der dem betätigten
Tastschalter zugeordnete Ausgang des Masseschalters IC₇ aktiviert wird. Reagiert die
Kontrollvorrichtung 44 dagegen nicht, dann liegt ein Defekt vor, weil der zugehörige
Ausgang des Masseschalters IC₇ nicht periodisch an Masse gelegt wird.
[0039] Insgesamt ergibt sich durch die Alarm - und/oder Sicherheitseinrichtung 20 und die
Prüfeinrichtung mit der ihr zugeordneten Anzeigevorrichtung 39 somit der Vorteil,
daß während des laufenden Betriebs der Gesamtanlage ständig eine Funktionskontrolle
durchgeführt werden kann.
[0040] Fig. 7 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßgen Zustandsmeldevorrichtung.
Diese besteht aus einer standardisierten Steckkarte oder Platine, die auf einen IC-Sockel
gelötet ist und auf der alle IC-Bausteine, Verkabelungen und Schaltungen mit Ausnahme
derjenigen Teile fest montiert sind, die individuell veränderbar sein sollen. Im Ausführungsbeispiel
sind dabei die IC-Bausteine IC₂ bis IC₄, IC₅₁ und IC₅₂, IC₆ und IC₇ zu einem einzigen
IC-Baustein IC₈ zusammengefaßt, der Eingänge (1, 4, 5, 33, 34, 39, 51, 52) zum Anschluß
der Widerstände R₃ und R₅ bis R₁₀ und der Kondensatoren C₃ bis C₅, weitere Eingänge
(10, 20, 35 - 37) zum Anlegen der Betriebsspannungen oder der Masse, ferner weitere
Eingänge (13 - 19) zum Anlegen der Gebereinheit 25 sowie Ausgänge (54 - 62) zum Anschluß
der Tastatur 43 od. dgl. sowie einen Ausgang (2) zur Abgabe des am Ausgang (7) des
Schwellwertschalters IC₅₁ erscheinenden Warnsignals oder des am Ausgang (10) des Monoflop
IC₆ erscheinenden Signals aufweist. Dadurch ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß
der IC-Baustein IC₈ für eine vielfache Anzahl unterschiedlicher Zustandsmeldungen
bzw. -überwachungen verwendet und mit an sich beliebigen Gebereinheiten und Tastaturen
oder anderen Anzeigevorrichtungen kombiniert werden kann. In Abhängigkeit von den
im Einzelfall verwendeten Sensoren und Anzeigevorrichtungen ist es lediglich erforderlich,
einige äußere, aus Fig. 7 ersichtliche Schaltelemente entsprechend anzupassen.
[0041] Der aus Fig. 7 ersichtliche IC-Baustein IC₈ wird im übrigen vorzugsweise mit der
für die Temperatursensoren beschriebenen Dichtungsmasse vergossen und anschließend
16 Stunden bei 80 °C und 3 Stunden bei 120 °C ausgehärtet. Der weitere Ablauf kann
dann wie beim Aushärten des Temperatursensors erfolgen. Aufgrund des universellen
Aufbaus eines solchen Bausteins ist es möglich, eine Vielzahl von Überwachungsaufgaben
mit nahezu identischen Mitteln und mittels einer optimierten, nur wenig Raum in Anspruch
nehmenden Vorrichtung zu lösen.
[0042] Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die
sich auf vielfache Weise abwandeln lassen. Dies gilt zunächst insbesondere für die
verwendeten Temperatursensoren, an deren Stelle andere Temperatursensoren und auch
Sensoren für ganz andere Anwendungszwecke, z.B. Kälteleiter, Dehnungsmeßstreifen,
Infrarot- und andere Lichtsensoren, Spannungsmesser od. dgl., verwendet werden können.
Es ist lediglich erforderlich, die im einzelnen erhaltenen Meßsignale in für die beschriebenen
elektrischen Schaltungen brauchbare Signale umzuformen und die an den Schwellwertschaltern
IC₅₁ und IC₅₂ eingestellten Schwellen entsprechend anzupassen. Weiter versteht sich,
daß andere Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtungen sowie andere Anzeigevorrichtungen
vorgesehen werden können, deren Ausgestaltung weitgehend von der Art der überwachten
Zustände abhängt. Außer optischen Anzeigen können natürlich auch akustische oder andere
Anzeigen vorgesehen werden. Weiter können mehr oder weniger als die beschriebenen
sieben Sensoren vorgesehen werden, wobei es selbstverständlich auch möglich ist, an
die beschriebene Schaltung, insbesondere den IC-Baustein IC₈ nach Fig. 7, auch Sensoren
unterschiedlicher Art oder zur Überwachung unterschiedlicher Zustandsarten bestimmte
Sensoren anzulegen, wobei lediglich deren Ausgangssignale entsprechend anzupassen
wären. Schließlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung der einzeln angegebenen
IC-Bausteine beschränkt, die nur beispielsweise genannt wurden.
1. Zustandsmeldevorrichtung zur Meldung eines vorgegebenen Temperaturzustands mit einer
Mehrzahl von Temperatursensoren (Rs₁-Rs₇), die Ausgangssignale abgeben, deren Größen
von einem von den Sensoren überwachten Zustand abhängen, und mit einer an die Sensoren
angeschlossenen Auswerteeinrichtung, die beim Erreichen einer vorgewählten Größe der
Ausgangssignale unter Abgabe eines Alarmsignals anspricht und einen das Alarmsignal
erzeugenden Schwellwertschalter (IC₅₁) aufweist, der mit dem Ausgang (3) einer Abfrageeinrichtung
(IC₃) verbunden ist, die mehrere, an je einen Sensor (Rs₁-Rs₇) angeschlossene Eingänge
(1,2,5,12-15) und Mittel (IC₂) aufweist, die die Eingänge (1,2,5,12-15) periodisch
und nacheinander mit dem Ausgang (3) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren
(Rs₁-Rs₇) aus Perlen-Heißleitern bestehen, die in Gehäusen (6) derart in eine Vergußmasse
(11) eingebettet sind, daß ihre die Halbleiter-Kügelchen (6) tragenden Spitzen (3)
aus der Vergußmasse herausragen, daß die Gehäuse (6) Endabschnitte (8) mit Schutzkappen
(12) aufweisen, die wenigstens eine zur Aufrechterhaltung einer Luftströmung an der
Spitze (3) bestimmte Öffnung aufweisen, und daß die Vergußmasse (11) auch teilweise
die Schutzkappe (12) ausfüllt.
2. Zustandsmeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang
(7) des Schwellwertschalters (IC₅₁) mit einem zur vorübergehenden Speicherung des
Alarmsignals bestimmten Monoflop (IC₆) verbunden ist.
3. Zustandsmeldevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang
des Monoflop (IC₆) mit dem Steuereingang (2) eines an eine Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung
(20) angeschlossenen Leistungsschalters (T₁) verbunden ist.
4. Zustandsmeldevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarm- und/oder
Sicherheitseinrichtung (20) eine durch das Alarmsignal auslösbare Löscheinrichtung
(22) enthält.
5. Zustandsmeldevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarm-
und/oder Sicherheitseinrichtung (20) eine durch das Alarmsignal und für desen Dauer
einstellbare Warneinrichtung (L₁) und eine durch das Alarmsignal permanent einschaltbare
Warneinrichtung (L₂) enthält.
6. Zustandsmeldevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Alarm- und/oder Sicherheitseinrichtung (20) eine Prüfeinrichtung (41,L₃,L₄)
zur Funktionsüberprüfung zugeordnet ist.
7. Zustandsmeldevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auswerteeinrichtung eine ihre ordnungsgemäße Funktion überprüfende Prüfeinrichtung
parallel geschaltet ist, die auf nicht ordnungsgemäße Funktionen unter Abgabe eines
weiteren Alarmsignals anspricht.
8. Zustandsmeldevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung
einen weiteren, das weitere Alarmsignal abgebenden Schwellwertschalter (IC₅₂) aufweist,
der mit dem Ausgang (3) einer weiteren Abfrageeinrichtung (IC₄) verbunden ist, die
mehrere, an je einen Sensor (Rs₁-Rs₇) angeschlossene Eingänge (1,2,4,5,12,13,15) und
Mittel (IC₂) aufweist, die die Eingänge (1,2,4,5,12,13,15) periodisch und nacheinander
mit dem Ausgang (3) verbinden.
9. Zustandsmeldevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang
(1) des weiteren Schwellwertschalters (IC₅₂) an eine Anzeigevorrichtung (39) angeschlossen
ist.
10. Zustandsmeldevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung
(39) eine mit wenigstens einer Kontrollvorrichtung (44) verbundene Tastatur (43) enthält,
mittels derer die Sensoren (Rs₁-Rs₇) einzeln durch Tastenbetätigung überprüfbar sind.
11. Zustandsmeldevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abfrageeinrichtungen (IC₃,IC₄), die Schwellwertschalter (IC₅₁,IC₅₂) und die
Mittel (IC₂) zu einer standardisierten Steckkarte (IC₈) zusammengefaßt sind, die Eingangsanschlüsse
für individuell wählbare Heißleiter und in Abhängigkeit von diesen wählbare oder verstellbare
Einstellorgane, Anzeigevorrichtungen, Betriebsspannungen od. dgl. sowie wenigstens
einen Ausgang (2) zur Abgabe der von der Auswerteeinrichtung abgegebenen Alarmsignale
aufweist.
12. Temperatursensor mit einem Gehäuse, das einen einen Stecker aufweisenden Boden und
einen von diesem abgewandten, hohlen Endabschnitt aufweist, in dem ein Heißleiter
angeordnet ist, dessen Anschlußdrähte mit den Steckern verbunden sind, und der im
übrigen mit einer aus Epoxid-Gießharz bestehenden Vergußmasse ausgefüllt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (8) an seinem freien Ende offen ist und der Heißleiter
(1) aus einem Perlen-Heißleiter besteht, der so in dem Endabschnitt (8) angeordnet
und in die Vergußmasse (11) eingebettet ist, daß seine das Halbleiter-Kügelchen (4)
tragende Spitze (3) aus der Vergußmasse (11) herausragt, daß der Endabschnitt (8)
mit einer Schutzkappe (12) versehen ist, die wenigstens eine, zur Aufrechterhaltung
einer Luftströmung an der Spitze (3) bestimmte Öffnung aufweist, und daß die Vergußmasse
(11) auch teilweise die Schutzkappe (12) ausfüllt.
13. Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors nach Anspruch 12, bei dem die Einzelteile
des Temperatursensors zunächst mechanisch zusammengefügt werden und dann der hohle
Endabschnitt mit einem Zweikomponenten-Epoxid-Gießharz ausgefüllt wird, das aus einer
Dichtungsmasse und einem Härter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die
Dichtungsmasse und der Härter im Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) 10 : 1 bis
10 : 1,1 unter Herstellung einer Vergußmasse miteinander vermischt werden, die Vergußmasse
dann in den hohlen, vorzugsweise auf etwa 80° C vorgewärmten Endabschnitt (8) des
Steckerteils (6) eingefüllt wird, bis nur noch die das Heißleiter-Kügelchen (4) tragende
Spitze (3) des Heißleiters (1) aus der Vergußmasse herausragt, danach die Aushärtung
in einem Heizofen erfolgt, indem dieser für zunächst etwa 16 Stunden auf etwa 80°C,
danach etwa 3 Stunden auf etwa 120°C und dann etwa 3 Stunden auf etwa 180°C eingestellt
wird, und daß der Temperatursensor abschließend der Abkühlung auf Raumtemperatur überlassen
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergußmasse eine Mischung
aus Stycast 2762 FT und Catalyst 17 verwendet wird.
1. Status-reporting device for reporting a predetermined temperature condition, with
a plurality of temperature sensors (Rs₁-Rs₇) which deliver output signals whose magnitudes
depend on a condition monitored by the sensors, and with an evaluation device connected
to the sensors and which, when a preselected magnitude of the output signals is reached,
responds by emitting an alarm signal, and has a threshold-value switch (IC₅₁) generating
the alarm signal which is connected to the output (3) of an interrogation device (IC₃)
which has a plurality of inputs (1, 2, 5, 12-15), each connected to a sensor (Rs₁-Rs₇),
and has means (IC₂) periodically and successively connecting the inputs (1, 2, 5,
12-15) to the output (3), characterised in that the temperature sensors (Rs₁-Rs₇)
comprise bead thermistors which are embedded in casings (6) in a sealing compound
(11) in such a way that their points (3) carrying the thermistor beads (4) project
out of the sealing compound, in that the casings (6) have terminal portions (8) with
protective caps (12) which have at least one opening intended to maintain an airflow
at the point (3), and in that the sealing compound (11) also partly fills the protective
cap (12).
2. Status-reporting device according to claim 1, characterised in that one output (7)
of the threshold-value switch (IC₅₁) is connected to a monoflop (IC₆) intended for
temporary storage of the alarm signal.
3. Status-reporting device according to claim 2, characterised in that the output of
the monoflop (IC₆) is connected to the power switch (T₁) of an alarm and/or security
device (20).
4. Status-reporting device according to claim 3, characterised in that the alarm and/or
security device (20) includes a cancelling device (22) which is triggerable by the
alarm signal.
5. Status-reporting device according to claim 3 or 4, characterised in that the alarm
and/or security device (20) includes a warning device (L₁) adjustable to the alarm
signal and to its duration, and a warning device (L₂) which may be switched on permanently
by the alarm signal.
6. Status-reporting device according to one of claims 3 to 5, characterised in that the
alarm and/or security device (20) has associated therewith a test device (41, L₃,
L₄) for function testing.
7. Status-reporting device according to one of claims 1 to 6, characterised in that there
is incorporated in parallel with the evaluation device a testing device testing its
proper functioning and responding to improper functioning by emitting a further alarm
signal.
8. Status-reporting device according to claim 7, characterised in that the testing device
has a further threshold-value switch (IC₅₂) emitting the further alarm signal, and
connected to the output (3) of a further interrogation device (IC₄) which has a plurality
of inputs (1, 2, 4, 5, 12, 13, 15), each connected to a sensor ((Rs₁-Rs₇), and means
periodically and successively connecting the inputs (1, 2, 4, 5, 12, 13, 15) to the
output (3).
9. Status-reporting device according to claim 8, characterised in that the output (1)
of the further threshold-value switch (IC₅₂) is connected to a display device (39).
10. Status-reporting device according to claim 9, characterised in that the display device
(39) includes a keyboard (43) connected to at least one monitoring device (44), and
by means of which the sensors (Rs₁-Rs₇) may be individually monitored by key actuation.
11. Status-reporting device according to one of claims 1 to 10, characterised in that
the interrogation devices (IC₃, IC₄), the threshold-value switches (IC₅₁, IC₅₂) and
the means (IC₂) are combined into a standardised plug-in board (IC₈) which has input
connections for individually-selectable thermistors and setting units, display devices,
operational voltages or the like selectable or displaceable in dependence on these
said thermistors, and at least one output (2) for delivering the alarm signals emitted
by the evaluation device.
12. Temperature sensor with a casing having a base with a plug-in means and, facing away
therefrom, a hollow terminal portion in which is disposed a thermistor, whose connector
wires are connected to the plug-in means, said temperature sensor further being filled
by a sealing compound comprising epoxy cast resin, characterised in that the terminal
portion (8) is open at its free end, and the thermistor (1) comprises a bead thermistor
which is disposed in the terminal portion (8) and embedded in the sealing compound
(11) in such a way that its point (3) carrying the thermistor bead (4) projects out
of the sealing compound (11), in that the terminal portion (8) is provided with a
protective cap (12) which has at least one opening intended to maintain an airflow
at the point (3), and in that the sealing compound (11) also partly fills the protective
cap (12).
13. Method of producing a temperature sensor according to claim 12, in which the individual
parts of the temperature sensor are firstly mechanically assembled, and then the hollow
terminal portion is filled with a two-component epoxy cast resin which comprises a
resin and a hardener, characterised in that firstly the resin and the hardener are
mixed in a ratio of 10 : 1 to 10 : 1.1, producing a sealing compound, which is then
filled into the hollow terminal portion (8) of the plug-in portion (6), said hollow
terminal portion (8) preferably being pre-heated to approximately 80° C, until only
the point (3) of the thermistor (1) carrying the thermistor bead (4) projects out
of the sealing compound, hardening thereafter taking place in a heating furnace set
firstly for approximately 16 hours at approximately 80° C, thereafter for approximately
3 hours at approximately 120° C, and then for approximately 3 hours at approximately
180° C, and in that the temperature sensor is finally left to cool to room temperature.
14. Method according to claim 13, characterised in that a mixture of Stycast 2762 FT and
Catalyst 17 is used as a sealing compound.
1. Dispositif de signalisation d'une température donnée, comprenant une pluralité de
capteurs de température (Rs₁ à Rs₇) qui délivrent des signaux de sortie dont les valeurs
dépendent d'un état surveillé par les capteurs, et un dispositif d'interprétation
relié aux capteurs qui est activé, avec déclenchement d'un signal d'alarme, lorsque
les signaux de sortie atteignent une grandeur présélectionnée et qui comprend un commutateur
de seuil (IC₅₁) générant le signal d'alarme et relié à la sortie (3) d'un dispositif
d'interrogation (IC₃) lequel comporte plusieurs entrées (1, 2, 5, 12 à 15) reliées
chacune à un capteur (Rs₁ à Rs₇) et des moyens (IC₂) qui relient les entrées (1, 2,
5, 12 à 15) périodiquement et successivement à la sortie (3), caractérisé en ce que les capteurs de température (Rs₁ à Rs₇) sont constitués par des thermistors en
forme de perles qui sont encastrés dans des boîtiers (6) dans une masse de scellement
(11) de telle façon que leurs pointes (3) portant les petites billes semi-conductrices
(6) dépassent de la masse de scellement, que les boîtiers (6) présentent des sections
terminales (8) avec des capuchons de protection (12) qui comportent au moins une ouverture
destinée à maintenir un courant d'air sur la pointe (3), et que la masse de scellement
(11) remplit également en partie le capuchon de protection (12).
2. Dispositif de signalisation d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une
sortie (7) du commutateur de seuil (IC₅₁) est reliée à une bascule monostable (IC₆)
destinée à la mémorisation temporaire du signal d'alarme.
3. Dispositif de signalisation d'état selon la revendication 2, caractérisé en ce que
la sortie de la bascule monostable (IC₆) est reliée à l'entrée de commande (2) d'un
sectionneur de puissance (T₁) couplé avec un dispositif d'alarme et/ou de sécurité
(20).
4. Dispositif de signalisation d'état selon la revendication 3, caractérisé en ce que
le dispositif d'alarme et/ou de sécurité (20) comprend un système d'extinction (22)
qui peut être déclenché par le signal d'alarme.
5. Dispositif de signalisation d'état selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé
en ce que le dispositif d'alarme et/ou de sécurité (20) comprend un système d'alarme
(L₁) pouvant être activé par le signal d'alarme pour la durée de celui-ci et un système
d'alarme (L₂) pouvant être activé en permanence par le signal d'alarme.
6. Dispositif de signalisation d'état selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé
en ce qu'au dispositif d'alarme et/ou de sécurité (20) est associé un dispositif de
contrôle (41, L₃, L₄) pour en vérifier le fonctionnement.
7. Dispositif de signalisation d'état selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé
en ce qu'avec le dispositif d'interprétation est monté en parallèle un dispositif
de contrôle qui en vérifie le fonctionnement correct et délivre un signal d'alarme
supplémentaire en cas de fonctionnement incorrect.
8. Dispositif de signalisation d'état selon la revendication 7, caractérisé en ce que
le dispositif de contrôle comprend un commutateur de seuil supplémentaire (IC₅₂) qui
délivre le signal d'alarme supplémentaire et est relié à la sortie (3) d'un dispositif
d'interrogation supplémentaire (IC₄) laquelle comporte des entrées (1, 2, 4, 5, 12,
13, 15) reliées chacune à un capteur (Rs₁ à Rs₇) ainsi que des moyens (IC₂) qui relient
périodiquement et successivement les entrées (1, 2, 4, 5, 12, 13, 15) à la sortie
(3).
9. Dispositif de signalisation d'état selon la revendication 8, caractérisé en ce que
la sortie (1) du commutateur de seuil supplémentaire (IC₅₂) est reliée à un dispositif
d'affichage (39).
10. Dispositif de signalisation d'état selon la revendication 9, caractérisé en ce que
le dispositif d'affichage (39) comprend un clavier (43) couplé avec au moins un dispositif
de contrôle (44) et permettant la vérification individuelle des capteurs (Rs₁ à Rs₇)
par actionnement des touches.
11. Dispositif de signalisation d'état selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé
en ce que les dispositifs d'interrogation (IC₃, IC₄), les commutateurs de seuil (IC₅₁,
IC₅₂) et les moyens (IC₂) sont groupés en une carte de circuits imprimés embrochable
normalisée (IC₈) qui comporte des bornes d'entrée pour des thermistors pouvant être
sélectionnés individuellement et des organes de réglage réglables ou pouvant être
présélectionnés en fonction de ceux-ci, des dispositifs d'affichage, des tensions
de service ou analogues ainsi qu'au moins une sortie (2) pour la délivrance des signaux
d'alarme fournis par le dispositif d'interprétation.
12. Capteur de température avec un boîtier, comprenant un fond muni d'un connecteur et
une section terminale creuse détournée de ce dernier dans laquelle est disposé un
thermistor dont les fils de raccordement sont reliés aux connecteurs, et qui est remplie
par ailleurs d'une masse de scellement constituée de résine époxy à couler, caractérisé en ce que la section terminale (8) est ouverte à son extrémité libre et que le thermistor
(1) est constitué par un thermistor en forme de perle qui est disposé dans la section
terminale (8) et encastré dans la masse de scellement (11) de telle façon que sa pointe
(3) portant la bille semi-conductrice (4) dépasse de la masse de scellement (11),
que la section terminale (8) est munie d'un capuchon de protection (12) qui présente
au moins une ouverture destinée à maintenir un courant d'air à la pointe (3), et que
la masse de scellement (11) remplit en partie également le capuchon de protection
(12).
13. Procédé de fabrication d'un capteur de température selon la revendication 12, consistant
à assembler tout d'abord mécaniquement les différents éléments du capteur de température
et à remplir ensuite la section terminale creuse d'une résine époxy à couler à deux
constituants comprenant une masse d'étanchéité et un durcisseur, caractérisé en ce que la masse d'étanchéité et le durcisseur sont tout d'abord mélangés dans le rapport
de mélange (rapport de poids) de 10:1 à 10:1,1, avec réalisation d'une masse de scellement,
que ladite masse de scellement est ensuite introduite dans la section terminale (8)
creuse de l'élément connecteur (6) préchauffée de préférence à environ 80°C, jusqu'à
ce que seule la pointe (3) du thermistor (1) qui porte la bille de thermistor (4)
dépasse encore de la masse de scellement, que le durcissement consécutif est réalisé
dans un four de chauffage lequel est tout d'abord réglé pour environ 16 heures à environ
80°C, puis pour environ 3 heures à environ 120°C et ensuite pour environ 3 heures
à environ 180°C, et que pour terminer, le capteur de température est refroidi à la
température ambiante.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un mélange de Stycast 2762
FT et de Catalyst 17 est utilisé comme masse de scellement.