CH628171A5 - Flammenmelder. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flammenmelder mit einem ersten Stromkreis, der durch fotoelektrische Mittel und ein Bandpassfilter den Flackerfrequenzanteil der Emission einer Flamme mindestens im Wellenlängenbereich der Resonanzstrahlung des Kohlendioxids empfängt und Nutzsignale für ein Alarmmittel erzeugt.

Es ist allgemein bekannt, dass die meisten brennbaren Stoffe, wie Holz, Benzin, Öl und Kohlenwasserstoffe bzw. Kohlenhydrate, kurzum die organischen Stoffe, bei der Verbrennung in den Wellenlängenbereichen bei etwa X = 2,7 um und insbesondere bei etwa X = 4,4 (xm stark emittieren. Die Emission der Strahlung erfolgt in Linienspektren und Bandenspektren, wobei der Wellenlängenbereich von 2,7 (im für Wasser und CO2 und jener von 4,3 Jim für Kohlendioxid charakteristisch ist. In der Zeitschrift «Report of Fire Research Institute of Japan», Serial Nr. 30, Dezember 1969, wird im Aufsatz «Feuerdetektion unter Benutzung von Infrarot-Resonanz-Strahlung«, Seiten 55-60, in der Fig. 6 die Schaltung eines auf Flammenstrahlung und auf die Temperatur empfindlichen Melders gezeigt. Dieser Melder ist für den Infrarotbereich konstruiert. Er ist jedoch nicht sicher gegen Fehlalarm: bei Vorhandensein von Störstrahlungen im Infrarotbereich, wie z. B. Heizkörper oder Öfen, deren Wärmestrahlungen durch einen Ventilator oder dergleichen in einem gewissen Rhythmus unterbrochen wird, kann ein Melder in unerwünschter Weise Alarm erzeugen, obwohl keine Flamme vorhanden ist.

In der französischen Zeitschrift 2151 148 werden zwei Wellenlängenbereiche bzw. -bänder für die Alarmgabe bei Feuer ausgewertet. Die Selektivität ergibt sich durch die Anordnung von zwei schmalbandigen optischen Filtern, welche nur für die beiden Wellenlängenbereiche X = 2,7 und X = 4,3 durchlässig sind. Die fotoelektrischen Spannungen, die von diesen beiden Wellenlängenbereichen erzeugt werden, werden für die Feueralarmgabe ausgewertet. Der Melder neigt - wie Versuche

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gezeigt haben - bei Störstrahlungsquellen geeigneter Farbtem- mittels der Figuren 9,10,11

peratur zu Fehlalarmen, so dass die Fehlalarmrate mit diesem in den Figuren 1 a', 1 b, 1 c sind Impulse Ä, B, C auf die Zeit-

Melder nicht wirksam gesenkt werden konnte. açhse t ausgetragen. Diese Impulse erscheinen an den Verbin-

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die Fehlalarm- dungspunkten A, B, C der Ausführungsbeispiele der Figuren 9, rate drastisch zu senken und einen Flammenmelder zu konzi- 5 io und 11. Die Figur 1 a zeigt den Fall, dass im ersten Strompieren, der trotz Auftreten von Störquellen jede Flamme ein- kreis, der die Flackerfrequenz einer Flamme empfängt, ein deutig als solche erkennt und den Feueralarm erzeugt. Impuls erzeugt ist und im Verbindungspunkt A der genannten

Ferner sollen Emissionen im Wellenlängenbereich von Ausführungsbeispiele der Figuren 9,10,11 ansteht. Gemäss Fig. etwa X = 4,4 p.m für die Alarmgabe ausgewertet werden. Das 1 a wird angenommen, dass zur gleichen Zeit im zweiten Stromnormale Fensterglas bzw. Lampenglas lassen die Emission in io kreis ein Störsignal empfangen worden ist und am Punkt B der diesem Wellenbereich nicht durch. Hierdurch ist sichergestellt, Rechteckimpuls vorhanden ist. Das Verknüpfungsmittel, wel-dass die Sonneneinstrahlung sowie das normale elektrische ches später im Zusammenhang mit den diversen Ausführungs-Licht in den Räumen, in welchen der Melder untergebracht ist, beispielen der Figuren 9,10,11,12,13 näher besprochen wird, keinen Einfluss auf die Alarmerzeugung des Melders hat. Der jsj so konstruiert, dass in diesem Fall kein Ausgangssignal Flammenmelder kann auch im Freien, d. h. ausserhalb der 15 erzeugt wird. In der Fig. 1 ist dies dadurch dargestellt worden, Räume untergebracht sein, da bekanntlich in dem Emissions- dasC = 0ist.

spektrum des Sonnenlichtes eine sogenannte Energielücke bei Die Fig_ ib zeigt den Fall) dass im ersten Stromkreis ein X = 4,3 (im vorhanden ist. Auch hier wird die Sonne als Stör- Flammensignal erzeugt ist und ein entsprechender Impuls im quelle ausgeschaltet. Verbindungspunkt A vorhanden ist. Es sei angenommen, dass

Ferner sollen Teile des Wellenlängenbereiches X = 6 [i.m 2o im zweiten Stromkreis zur gleichen Zeit kein Störsignal emp-keinen Einfluss auf die Alarmerzeugung haben. Hierdurch wer- fangen wird und dass am Verbindungspunkt B des zweiten den die Einwirkungen von Heizkörpern und Öfen eliminiert. Stromkreises Störimpulse auftreten, die mit den Nutzimpulsen Der Flammenmelder ist ferner so konstruiert, dass bei einer jm punkt A zeitlich nicht zusammenfallen. Am Ausgangspunkt Störstrahlung von einem heissen Körper unterhalb X = 6 [im 0 des Verknüpfungsmittels der Ausführungsbeispiele der Figu-kein Fehlalarm erzeugt werden kann. 25 ren 9,10 und 11 erscheint nur dann ein Signal, wenn ein Nutz-

Es kann nur dann Alarm erzeugt werden, wenn eine signal im Punkt A des ersten Stromkreises vorhanden ist.

Flamme vorhanden ist, die im Wellenlängenbereich von X = 4,4 Die Fig. 1 c zeigt im Punkt A des ersten Stromkreises das p.m emittiert. Diese Alarmgabe erfolgt auch dann, wenn noch Vorhandensein eines Nutzsignals aufgrund einer Flamme und ein heisser Körper im Wellenlängenbereich X ^ 6 p,m seine jm zweiten Stromkreis (Verbindungspünkt B) das zeitlich ver-Störstrahlungen aussendet. Die Alarmgabe muss auch dann 30 zögerte Vorhandensein eines Störsignals. Das Verknüpfungserfolgen, wenn die Störstrahlung des heissen Körpers ungefähr mittel der Figuren 9,10, und 11 erzeugt nur dann ein Ausgangs-mit der Flackerfrequenz der Flamme moduliert wird. signal, wenn ein Nutzimpuls am Verbindungspunkt A und kein

Die Erfindung, welche diese Aufgaben zu lösen hat, ist im Störimpuls am Verbindungspunkt B zur gleichen Zeit vorhan-kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definiert. den sind. Die Fig. lc zeigt, dass bei einer gewissen zeitlichen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 35 Überlappung dieser beiden Impulse der Ausgangsimpuls am Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Verbindungspunkt C des Verknüpfungsmittels verschwindet.

Figuren la, b, c die Wirkungsweise der in den Ausführungs- In der Fig_ 2 }st die Verteilung der Intensität eines typischen beispielen der Figuren 9,10,11 dargestellten Verknüpfungs- Flammenspektrums dargestellt. Auf der Abszisse ist der Wel-schaltung; ..... lenlängenbereich X in der Einheit jj,m gezeigt. Auf der Ordinate

Figur 2 in grafischer Darstellung die Intensitätsverteilung 40 ist die Intensität im jeweiligen Längenbereich gezeichnet Man über den Wellenlängenbereich einer Flamme; erkennt an der Fig. 2 deutlich eine starke Intensität im Wellen-

Figur 3 in grafischer Darstellung eine typische spektrale längenbereich X = 4,4 um. Dies ist der Wellenlängenbereich Intensitätsverteilung über den Wellenlängenbereich eines heis- des Kohlendioxids. Die Intensitätsverteilung hat zwei deutlich sen Körpers; ausgeprägte Maxima bei 2,8 und 4,4 um. Die Intensität der

Figur 4 in grafischer Darstellung die Durchlassbereiche der 45 Flamme kann bei > 6 p.m vernachlässigt werden.

optischen Filter 1 und 9 der beiden Stromkreise; Die Figur 3 zeigt die Intensitätsverteilung eines heissen

Figur 5 in grafischer Darstellung die Durchlassbereiche von Körpers bei etwa 300° C. Auf der Abszisse ist die Wellenlänge zwei Nutzsignal-Stromkreisen und einem Störsignal-Strom- in der Einheit (im und auf der Ordinate ist die Intensität der kre's;. . . . Emission eines Störstrahlers aufgetragen. Dieser Störstrahler

Figur 6 in grafischer Darstellung die charakteristische 50 entspricht einem Wärmestrahler, z. B. Heizspiralen oder Koch-Intensitätsverteilung der Sonnenstrahlung über ihre Emissions- platten. Es sei angenommen, dass die Strahlung z. B. durch Wellenlänge; ... einen Ventilator periodisch unterbrochen wird. Diese periodi-

Figur 7 verschiedene Fälle der Wirkungsweise für den sehen Unterbrechungen, welche im Frequenzbereich von 4-15

Flammenmelder gemäss der Erfindung; Hz liegen können, werden später in Verbindung mit den Aus

Figur 8 ein Konstruktionsbeispiel eines optischen Filters 55 führungsbeispielen der Figuren 9,10,11 und 12 näher beschrie-und fotoelektrischen Mittels; ben. Eine andere Störquelle des gleichen Typs kann ein Aus

Figur 9 ein erstes Ausführungsbeispiel der gesamten elektri- puffrohr bei einem Verbrennungsmotor sein, das bekanntlich sehen Schaltung in teilweise digitaler Ausführung für den Flam- nur jOSe gehaltert ist und daher Bewegungen ausführt, die unge-menmelder; fähr in dem Frequenzbereich von 4-15 Hz liegen. Wie später

Figur 10 ein zweites Ausführungsbeispiel der in teilweiser 60 noch in Verbindung mit den Figuren 9,10,11,12 näher erläutert digitaler Ausführung konzipierten Schaltung des Flammenmel- wird, liegt diese Frequenz im Bereich der flackernden Flamme, ders; . . Der bis jetzt besprochene Typ der Störquellen wird verabre-

Figur 11 ein drittes Ausführungsbeispiel der Schaltung des dungsgemäss mit Si bezeichnet, was später in Verbindung mit Flammenmelders, die teilweise digitalisiert ist; den Figuren 7a bis f und der dazugehörenden Tabelle noch

Figur 12 ein viertes Ausführungsbeispiel der in teilweiser 6? näher erläutert wird. Ein anderer Typ von Störquellen kann ein analoger Weise ausgeführten Schaltung für den Flammenmel- Heizungskörper bzw. Radiator oder Ofen sein, die eine wesent-

der; lieh geringere Ausstrahlungstemperatur besitzen als der Typ Si

Figur 13 eine andere Ausführungsform des Verknüpfungs- der pig. 3. Der Radiator, Ofen oder Heizungskörper werden

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verabredungsgemäss mit S2 bezeichnet und strahlen im Wellenlängenbereich von über 5,5 (im aus. Auch bei diesem Störquellentyp S2 soll verabredungsgemäss die Strahlung im Bereich von 4-15 Hz unterbrochen werden. Eine solche Unterbrechung kann z. B. durch Ventilatoren oder durch Vibrieren von Gegen- 5 ständen, die vor den Störquellen angeordnet sind, hervorgerufen werden. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die Störstrahlung in den Ausführungsbeispielen der Figuren 9 bis 12 sich nicht als störend erweist, wenn sie nicht unterbrochen wird. Dies wird jedoch noch bei den Ausführungsbei- 10 spielen näher beschrieben.

Der Störquellentyp S1/S2 wird in der Tabelle, die im Zusammenhang mit den Figuren 7 und 8 beschrieben wird, näher erläutert.

Fig. 4 zeigt in grafischer Darstellung die Durchlassbereiche 15 der Filter 1 und 9 der beiden Stromkreise der Ausführungsbeispiele der Figuren 9,10,11,12. Gemäss Fig. 4 ist der erste Stromkreis, der auf die Emission von Flammen anspricht, mit einem Filter 1 versehen, welches einen Wellenlängendurchlass-bereich um 4,4 |im hat. Das Filter 9, welches vor dem zweiten 20 Stromkreis der genannten Ausführungsbeispiele angeordnet ist, besitzt einen Wellenlängen-Durchlassbereich, der grösser ist als 6 p.m. In der Fig. 4 hat das Filter 9, welches die Störstrahlungen durchlässt, einen Durchlassbereich mit einer in der Nähe von 6 (im steil ansteigenden Flanke und einer in den gros- 25 seren Wellenlängenbereichen allmählich abfallenden Flanke.

Dies bedeutet, dass ein relativ billiges Filter für diese Zwecke benutzt werden kann und in den Ausführungsbeispielen der Figuren 9 bis 12 sehr gut seinen Dienst versieht.

In der Fig. 5 sind in grafischer Darstellung die Durchlassbe- 30 reiche von zwei Nutzsignalen-Stromkreisen des ersten Typs und einem Störsignal-Stromkreis des zweiten Typs vorgesehen. Ein erster Stromkreis besitzt ein Filter 1 mit einem Wellenlän-gen-Durchlassbereich von etwa 2,8 (im. Ein anderer erster Stromkreis besitzt ein Durchlassfilter 1 mit dem Wellenlängen- 35 Durchlassbereich um 4,4 um. Ein zweiter Stromkreis besitzt ein' Filter 9 mit einem Wellenlängen-Durchlassbereich von über 6 (im. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass gemäss Fig. 5 drei Stromkreise vorgesehen sein können. Selbstverständlich können noch mehr Stromkreise angeordnet werden. Die Aus- 40 führungsbeispiele der Figuren 9 bis 12 werden anhand von nur zwei Stromkreisen besprochen. Das Filter 9 des zweiten Stromkreises hat gemäss Fig. 5 einen Durchlassbereich, der beidseitig steile Flanken aufweist. Es handelt sich hier um ein Filter, welches relativ teurer ist als das Filter der Fig. 4, welches einen 45 nicht so scharf begrenzten Durchlassbereich hat. Es soll hiermit nur gesagt werden, dass bei den Ausführungsbeispielen, die später noch näher besprochen werden, sowohl teure als auch billige Filter verwendbar sind.

Die Fig. 6 zeigt in grafischer Darstellung die charakteri- 50 stische Intensitätsverteilung der normalen Sonnenstrahlung. Die Wellenlänge X ist in [im auf der Abszisse und die Intensität ist auf der Ordinate in relativen Einheiten aufgetragen. Die grafische Darstellung der Fig. 6 zeigt, dass das Sonnenlicht an einigen charakteristischen Stellen Maxima und an bestimmten 55 Stellen Minima aufweist. Besonders wird auf das Intensitätsminimum verwiesen, das in der Nähe von 4,3 (im liegt.

Die Fig. 7 zeigt in grafischer Darstellung die Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele der Figuren 9 bis 12 in Kombination mit den Einzelheiten der Figuren 8 bis 13. In den einzel- 60 nen Figuren 7a, b, c, d, e, f sind die Wellenlängen X in (im auf der Abszisse und die Intensitäten der Durchlassbereiche der Filter 1 und 9 in relativen Einheiten auf der Ordinate aufgetragen.

Die Fig. 7a zeigt, dass keine Flamme und keine Störung vorliegt. An den Punkten A und B der Figuren 9,10,11,12 ist daher 65 kein Impuls und auch keine Spannung vorhanden. Dies bedeutet, dass kein Alarm erzeugt wird.

Die Fig. 7b zeigt das Vorhandensein einer Flamme in dem

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Wellenlängenbereich der Figuren 4 oder 5. Eine Störung soll in diesem Falle nicht vorliegen. Daher befindet sich am Punkt A des ersten Stromkreises der Ausführungsbeispiele der Figuren 9 bis 12 ein Impuls bzw. eine Spannung. Am Punkt B des zweiten Stromkreises befindet sich keine Spannung. In diesem Fall wird ein Alarm erzeugt.

Die Fig. 7c zeigt den Fall, dass eine Störung vorhanden ist, die im Wellenlängenbereich der Fig. 4 oder 5 vorliegen kann und dass keine Flamme vorhanden ist. Als Störquelle sei der Typ S2 angenommen, der gemäss früherer Definition ein Radiator, Heizstrahler oder Ofen mit einer Temperatur von etwa 100° C sein kann. Gemäss dem in der Fig. 7c dargestellten Fall liegt am Punkt A keine Spannung und am Punkt B der Stromkreise der Figuren 9 bis 12 eine Spannung bzw. ein Impuls vor. Ein Alarm wird in diesem Fall nicht gegeben.

Die Fig. 7d zeigt den Fall, dass sowohl eine Flamme als auch eine Störstrahlung der Störquelle vom Typ S2 vorliegen. Die Wellenlängenbereiche sind gemäss den Figuren 4 oder 5 ausgewählt. In diesem Fall liegen an den Punkten A und B der Stromkreise der Figuren 9 bis 12 eine Spannung bzw. ein Impuls. Liegen Spannung und Impuls zur gleichen Zeit an diesen Punkten A und B, so erfolgt über das Verknüpfungsmittel 18,26,59 mit den Invertern 17,25,58 kein Ausgangssignal am Punkt C. Da jedoch Flamme und Störstrahlungen in einem breiten Frequenzbereich von 4 bis 15 Hz flackern, ergibt sich eine statistische Verteilung in der Weise, dass Flamme und Störstrahlung nur hier und da synchron an den Punkten A und B auftreten (Fig. 7d) oder nicht synchron (Fig. 7b oder Fig. 7c). Es ergeben sich zwischen diesen Situationen sogenannte Zwischenstationen, wo sich die Spannungen bzw. Impulse an den Punkten A und B teilweise überlappen können. Auch in diesem Fall, der in der Fig. 1 c dargestellt ist, ergibt sich ein eindeutiges Alarmsignal am Punkt C. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine Flamme auch dann ein Alarm auslöst, wenn eine Störstrahlung vorhanden ist.

Die Fig. 7e zeigt den Fall, dass eine Störstrahlung von einem Störstrahltyp Si über einen sehr breiten Wellenlängenbereich strahlt. Ein solcher Störstrahler, der ein Wärmestrahler (Heizspiralen bzw. Kochplatten) mit einer Abstrahlungstempe-ratur von etwa 300 °C sein kann (Fig. 3), beeinflusst nicht nur den Stromkreis für den Empfang der Störstrahlungen (Filter 9), sondern auch den Stromkreis für den Empfang der Flammen der Ausführungsbeispiele der Figuren 9 bis 12. Dies bedeutet, dass an den Punkten A und B synchrone Spannungen bzw. Impulse anliegen. Dies ist in Fig. 1 a dargestellt. Infolge dieser Synchronisierung zwischen der Nutzspannung und der Störspannung wird am Ausgangspunkt C des Verknüpfungsmittels 18,26,59 kein Alarmsignal erzeugt. Dies ist auch richtig, da keine Flamme vorhanden ist. Zur besseren Illustrierung ist in der Fig. 7e der Anteil der Störstrahlung, die über den ersten Stromkreis (Nutzsignale) auf das Verknüpfungsmittel gelangt mit A' bezeichnet.

In der Fig. 7f ist ein weiterer Fall vorgesehen. Dort soll eine Flamme vorhanden sein und gleichzeitig eine Störstrahlung vom Störquellentyp Si. Der Anteil, der von der Störstrahlung herrührend in den ersten Stromkreis übertragen wird, ist mit A' bezeichnet. Der Störstrahlungsteil, der über den zweiten Stromkreis gelangt, ist mit B bezeichnet. Da beide Teile von der gleichen Störquelle herrühren, sind sie auch synchron, das heisst an den Punkten A und B treten gleichzeitig Spannungen bzw. Impulse auf, so dass durch die Störstrahlungsanteile A' und B kein Alarmsignal am Ausgang C des Verknüpfungsmittels der Figuren 9 bis 12 erzeugt werden kann. Dies ist der Fall wie in Fig. 7e dargestellt. Die Flamme der Fig. 7f erzeugt am Punkt A der Ausführungsbeispiele der Figuren 9 bis 12 eine Spannung oder einen Impuls, der entweder gleichzeitig oder nicht gleichzeitig mit der Störstrahlung A' und B auftreten kann. Das Verknüpfungsmittel 18 erzeugt ein Alarmsignal am

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Ausgang C, wenn am Punkt A eine Spannung bzw. ein Impuls, der der Flamme entspricht, anliegt und gleichzeitig am Punkt B kein Spannungssignal der Störstrahlung vorhanden ist. Nach einer gewissen Wartezeit gibt der Melder Alarm.

Zur besseren Übersicht über die verschiedenen Fälle der Figuren 7a bis f möge die nachfolgende Tabelle dienen. Die Ziffern, die in der Tabelle unter der Rubrik «Bemerkungen» aufgeführt sind, haben folgende Bedeutungen:

1. kein Alarmimpuls, da keine Flamme

2. Alarmimpuls, da Flamme

3. Überwachungszustand

4. ohne Störung

5. mit Störung

6. A' und B zeitlich zusammenfallend ergibt C = 0; A: = A+A'

7. A und B zeitlich nicht zusammenfallend ergibt C = 1 ; A: = A+A'

Tabelle

Annahme

Ergebnis zu

Flamme

A

Störung

B

A' Typ der

C Bemerkungen

Figur 7

ja/nein

ja/nein

Störung

a nein

0

nein

0

0 1)3)4)

b ja

1

nein

0

- -

1 2)4)

c nein

0

ja

1

0 Sz

0 1)3)5)

d ja

1

ja

1

0 S2

1 2)5)

e nein

0

ja

1

1 Si

0 1)3)5)6)

f ja

1

ja

1

1 Si

0;12)5)6)7)

In der Fig. 8 ist die konstruktive Ausführungsform der Filter einschliesslich fotoelektrischen Mitteln, wie sie in den Ausführungsbeispielen der Figuren 9 bis 12 verwendet werden. Gemäss dieser Fig. 8 besteht das Filter 1 des ersten Stromkreises aus einer Germanium- oder Siliziumschicht 70, einem Interferenzfilter 71 und aus einer Quarzschicht 72. Diese verschiedenen Schichten liegen planparallel, wobei die Dicke der Germaniumschicht 70 etwa 1 mm und des Interferenzfilters 71 etwa 1 bis 50 um und die Dicke der Quarzschicht 72 etwa 0,5 mm betragen. Der Durchmesser dieser Schichten bzw. das Filter 1 beträgt etwa 8 bis 12 mm. Das Interferenzfilter 71 kann aus mehreren Schichten bestehen. Jede Schicht besteht aus einem dielektrischen Material. Das aus den Schichten 70,71 und 72 bestehende Filter wird in ein sogenanntes «TO-5»-Gehäuse untergebracht. Ein solches Gehäuse ist unter diesem Markennamen überall auf dem Markt erhältlich. Das Gehäuse wird mit dem Filter über eine Klebverbindung 73 verbunden. Im Gehäuse ist das sensitive Element 74 eventuell mit einem Feldeffekttransistor untergebracht. Dies Element wandelt die optischen Strahlen in elektrische Signale um. Diese Signale gelangen über Leitungen 75 auf die Stromkreise der Figuren 9 bis 12. Das sensitive Element 74 kann ein pyroelektrischer Detektor, wie z. B. Lithium-Tantalat oder Blei-Zirkanat-Titanat, oder ein NTC-Thermistor oder ein Fotoleiter oder eine Thermosäule sein. Das Filter oder das fotoelektrische Mittel 1,2 der Fig. 8 ist für den ersten Stromkreis in den Ausführungsbeispielen der Figuren 9 bis 12 vorgesehen. Das Filter 9 für den zweiten Stromkreis der gleichen Ausführungsbeispiele ist etwas anders aufgebaut. Die Quarzschicht fällt weg. Die räumlichen Abmessungen sind die gleichen wie vorher schon bechrieben. Ausserdem wird das sensitive Mittel 74 entsprechend seinem Anwendungsfall im ersten Stromkreis oder im zweiten Stromkreis entsprechend konstruiert. Zum Beispiel kann ein pyroelektrischer Detektor für beide Stromkreise benutzt werden. Für beide Stromkreise können auch die NTC-Thermistor, der Fotoleiter und die Thermosäule verwendet werden. Wenn das sensitive

Element 74 als fotovoltaische Zelle oder als eine UV-empfind-liche, gasgefüllte Röhre ausgebildet ist, so kann das fotoelektrische Mittel 2 nur im ersten Stromkreis benutzt werden. In diesem Fall kann man sogar auf das aus den Schichten 70,71,72 s bestehende Filter verzichten.

Die Fig. 9 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, welches aus zwei Stromkreisen besteht. Der erste Stromkreis ist mit einem Filter 1 und einem fotoelektrischen Mittel 2 ausgerüstet, wobei der Wellenlängenbereich X = 4,1 bis 4,8 um durchgelassen wird, io Dieser Wellenlängenbereich ist so gelegt, dass die Emissionsstrahlung einer Flamme durch Filter 1 auf das fotoelektrische Mittel (sensitives Element 74 der Fig. 8) gelangt und dort entsprechende elektrische Nutzsignale auslöst. Diese Nutzsignale werden im nachfolgenden Verstärker 3 verstärkt. Diese verts stärkten Signale sind unterhalb der Fig. 9 mit 53 bezeichnet. Das anschliessende Bandpassfilter 4 hat einen Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Flamme, die zwischen 4 und 15 Hz liegt. Anschliessend folgt ein Amplitudenbegrenzer 5, der die Amplituden des verstärkten Signals 53 abschneidet und 20 trapezförmige Signale 54 erzeugt. Diese gelangen auf das Differenzierglied 6, welches bei jeder Anstiegsflanke der Signale 54 einen Spannungsimpuls 55 erzeugt. Diese werden im nachfolgenden Gleichrichter 7 in der Weise gleichgerichtet, dass nur noch die differenzierten Spannungsimpulse 56 der einen 25 Polarität zum nachfolgenden monostabilen Multivibrator 8 gelangen. Dieser erzeugt Impulse 50 von gleichbleibender Amplitude und gleichbleibender Breite. Amplitude und Breite sind in diesem Fall nicht abhängig von der Intensität der Flamme. Der zweite Stromkreis, dessen Filter 9 einen Wellen-30 längen-Durchlassbereich von X = 6 bis 6,7 um hat, ist in gleicher Weise aufgebaut wie der soeben besprochene erste Stromkreis. Der Verstärker 11 verstärkt die elektrischen Signale des fotoelektrischen Mittels 10. Das Bandpassfilter 12 hat einen Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Störquelle, die eben-35 falls im Bereich von 4 bis 15 Hz liegt. Der Amplitudenbegrenzer 13, das Differenzierglied 14, der Gleichrichter 15 und der monostabile Multivibrator 16 funktionieren in gleicher Weise wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Stromkreis besprochen. Der monostabile Multivibrator 16 erzeugt Impulse « 51 mit konstanter Amplitude und konstanter Breite. Amplitude und Breite dieser Impulse sind nicht abhängig von der Intensität der Störstrahlung. Es sei nun angenommen, dass in der Fig. 9 nur eine Flammenemission vorhanden ist. In diesem Fall erzeugt der erste Stromkreis im Punkt A die Impulse 50. Der 45 zweite Stromkreis erzeugt im Punkt B keinen Impuls (Zustand = 0). Die nachfolgende Invertersehaltung 17 erzeugt daher den Zustand «1», der auf das Verknüpfungsglied, welches als UND-Tor ausgebildet ist, gelangt, so dass das UND-Tor an seinem Ausgang C einen Impuls erzeugt. Dieser Impuls gelangt so auf den nachgeordneten Integrator 19, welcher mittels des Zeitglieds 20 nach einer bestimmten Zeit von z. B. 5 bis 15 s rückgestellt wird. Bei der digitalen Ausführungsform des UND-Tors 18 enthält der Integrator 19 einen Zähler, der die Ausgangsimpulse C einer minimalen Breite zählt. Erst wenn eine 55 Reihe von Ausgangsimpulsen in den Zähler gelangen und ein bestimmter Schwellenwert, der vorher eingestellt wird am Zähler, überschritten ist, gibt der Integrator 19 einen Alarmimpuls auf die nachfolgenden Schaltungsteile. Der Alarmimpuls kann nur dann vom Integrator erzeugt werden, wenn der Schwellen-60 wert des Zählers vor der Rückstellung durch den Zeitschalter 20 überschritten ist. Damit nicht allzuschnell ein Alarm ausgelöst wird, z. B. innerhalb von zwei Sekunden, ist noch ein Verzögerungsglied 21 vorgesehen, welches die Weitergabe des Alarmsignals um einige Sekunden verzögert und erst dann die 65 Alarmzentrale 22 ansteuert, wenn innerhalb dieser Zeit das Alarmsignal aus dem Integrator 19 noch weiter anhält. Anhand der Fig. 9 wurde der Fall besprochen, der in der Fig. 7b gezeichnet ist. Jetzt soll noch kurz der Fall der Fig. 7f erläutert werden.

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Da eine Flamme vorhanden ist, erzeugt der monostabile Multivibrator 8 am Punkt A die Impulse 50. Wegen Vorhandenseins einer Störquelle vom Typ Si erzeugt der monostabile Multivibrator 16 am Punkt B ebenfalls Impulse 51, die gleichzeitig mit den Impulsen 50 vorhanden sind. Ferner hat die Störquelle vom Typ Si einen so grossen Emissionsbereich, dass die Störstrahlung den ersten Stromkreis beeinflusst und der monostabile Multivibrator 8 Impulse 50 am Punkt A erzeugt. Die Impulse 50, welche von der Störstrahlung herrühren (siehe Anteil A' der Fig. 7f), liegen immer synchron mit den Impulsen 51 am Punkt B. Infolge des Inverters 17 ist das UND-Tor 18 bei Vorkommen dieser synchron liegenden Impulse 50,51 gesperrt. Da die Flackerfrequenzen von Flamme und Störstrahlung zueinander statistisch verteilt sind, ergeben sich zeitliche Unterschiede der Impulse 50 und 51 an den Punkten A und B, so dass UND-Tor 18 zu einem grossen Teil geöffnet ist für die Weiterleitung der Nutzimpulse 50 auf den nachfolgenden Integrator 19. Hierdurch ist die Erzeugung des Alarms bei Vorhandensein einer Flamme und Störung gewährleistet. Sämtliche Beispiele der Fig. 7 und der anschliessend dargelegten Tabelle können mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 durchgeführt werden. Die einzelnen, elektronischen Schaltungsteile der beiden Stromkreise der Fig. 9 sind nicht im einzelnen beschrieben worden, da sie als solche in der elektronischen Literatur bekannt sind. Es wird auf folgende Literatur hingewiesen:

«Linear Applications Handbook», Volume 1,2,1977, der Firma National Semiconductor.

«Applications of Operational Amplifiers», McGraw-Hill Verlag, New York, 1976.

«Sourcebook of Electronic Circuits», McGraw-Hill Verlag,

New York, 1968.

CH-PS 519 716, CH-PS 558 577.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 9. Der einzige Unterschied liegt darin, dass die Impulse, welche an den Punkten A und B erscheinen, nicht mehr eine von der Flackerfrequenz der Flamme und der Störstrahlung unabhängige Breite haben. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 10 haben die Impulse 41 eine Breite, die von der Periode der Schwingungen 40 abhängt. Die Periode dieser Schwingungen 40 repräsentiert die Flackerfrequenz der Flamme oder der Störstrahlung. Die Breite bzw. Dauer der Impulse 41 und 43 werden bestimmt durch die Schwelle 42 des Komparators 30 bzw. 31. Die beiden Stromkreise sind mit gleichen elektronischen Bauteilen bestückt. Die Filter 1 und 9 haben die gleichen Durchlassbereiche wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 9. Die fotoelektrischen Mittel 2 und 10, die Verstärker 3 und 11 sowie die Bandpassfilter 4 und 12 sind in gleicher Weise wie vorhin beschrieben aufgebaut. Den Bandpassfiltern 4 und 12 sind die Kompara-toren 30 und 31 nachgeordnet. Die Ausgangssignale aus diesen Komparatoren, die oben in der Fig. 10 dargestellt sind, gelangen auf die Gleichrichter 32 und 33. Die Arbeitsweise der Komparatoren 30 und 31 wird anhand der folgenden Überlegung näher erklärt. Der Wert des Ausgangssignales beträgt:

a wenn SA (t) > e

-awennSA(t) < e \

Hierin bedeuten: SA = Amplitude des Eingangssignals auf den beiden Komparatoren 30 und 31, e = Schwellenwert.

Der mathematische Ausdruck sagt aus, dass sowohl für den ersten Stromkreis (Komparator 30) als auch für den zweiten Stromkreis (Komparator 31) das gleiche Eingangssignal SA vorliegen kann und die Ausgangsimpulse der beiden Komparatoren eine konstante Amplitude +a bzw. -a besitzen. Die Schwelle e ist deshalb vorgesehen, damit das sogenannte Rauschen in den beiden Stromkreisen besser unterdrückt werden kann. Die Wirkungsweise der Glieder 19,20,21,22 nach dem UND-Tor 18 ist gleich wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 9. Auch hier besitzt der Integrator 19 einen Zähler mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Der Zähler wird nach einer bestimmten Zeit von etwa 5 bis 15 s rückgestellt. Hat der Zähler seinen Schwellenwert vor dieser Rückstellung überschritten, so wird ein Signal auf das Verzögerungsglied 21 gegeben. Statt des Zählers kann im Integrator 19 ein Kondensator vorgesehen sein, der durch die Impulse 41, welche bei Nichtvorhandensein der Impulse 43 im Punkt B des zweiten Stromkreises durch das UND-Tor 18 durchgelassen werden, sukzessive aufgeladen wird. Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, dass der Inverter 17 die invertierten Impulse 44 auf den zweiten Eingang des UND-Tors 18 gibt und somit das UND-Tor für die Weitergabe der Impulse 41 aus dem ersten Stromkreis sperrt oder öffnet.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 11 zeigt die beiden Stromkreise mit ähnlichen elektronischen Bauteilen wie vorher beschrieben. Allerdings sind nach dem Bandpassfilter 4 bzw. 12 Demodulatoren 38 bzw. 39 angeordnet. Jeder dieser Demodu-latoren besteht aus einem Gleichrichter 34 bzw. 36 und aus einem Tiefpass 35 bzw. 37. Diesen Demodulatoren 38,39 sind wieder Komparatoren 30,31 und Gleichrichter 7,15 nachgeordnet. Durch die Anordnung der Demodulatoren 38 und 39 kann die Modulation-Hüllkurve 46 der gleichgerichteten Signalhalbwellen 45 aus der Flackerfrequenz 40 der Flamme und der Störstrahlung gebildet werden. Die Demodulatoren 38, 39 werden hier nicht besonders beschrieben, da sie aus der Literatur allgemein bekannt sind. Es wird auf die bereits genannten Literaturstellen verwiesen.

Die Komparatoren 30 und 31 berücksichtigen den vorgegebenen Schwellenwert e in gleicher Weise wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 10 beschrieben. Bei Vorhandensein einer Flamme gemäss Fig. 7 erzeugt der erste Stromkreis entsprechende Hüllkurven 46. Am Punkt A ergeben sich die Impulse 47, deren Breite abhängig ist von der Modulationshüllkurve 46, die die Schwingungen 45 der Flackerfrequenz der Flamme umhüllt. Die Amplitude der Impulse 47 ist immer gleichbleibend. Bei Vorhandensein einer Störstrahlung gemäss den verschiedenen Fällen der Fig. 7 erzeugt der zweite Stromkreis ebenfalls Modulationshüllkurven 46. Der Modulator 31 berücksichtigt den Schwellenwert e. Am Punkt B werden die Impulse 48 erzeugt, deren Breite abhängig ist, von der Modulationshüllkurve 46, die die Schwingungen 45 der Flackerfrequenz der Störstrahlung umhüllen. Der nachgeordnete Inverter 17 erzeugt die invertierten Impulse 49. Das UND-Tor 18 funktioniert in gleicher Weise wie bereits schon im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen erläutert wurde. Der Integrator 19 kann entweder einen Zähler oder einen Kondensator enthalten. Die Bildung des Schwellenwertes und die zeitliche Rückstellung durch den Zeitschalter 20 ist ebenfalls schon einige Male beschrieben worden.

Das vierte Ausführungsbeispiel der Fig. 12 besteht ebenfalls wieder aus den beiden Stromkreisen und einem Verknüpfungsmittel 26, welches in diesem Fall als Phasenkomparator ausgebildet ist. Die Filter 1 und 9 haben den gleichen Durchlassbereich wie in den früheren Ausführungsbeispielen. Ebenso sind die fotoelektrischen Mittel 2 und 10 gleichwertig ausgebildet. Die Verstärker 3 und 11 verstärken die Signale. Die Durchlassfilter 4 und 12 lassen nur die Flackerfrequenz im Bereich von 4 bis 15 Hz durch. Diese Schwingungen im Flackerfrequenzbereich der Flamme und der Störstrahlung sind oberhalb der Fig. 12 mit 60 bezeichnet. Diese Schwingungen gelangen auf die Schwellenwertdetektoren 23 und 24. Bei Vorhandensein einer Flamme ist am Punkt A des ersten Stromkreises eine Schwingung 61 vorhanden. Bei Vorhandensein einer Störstrahlung ist am Punkt B des zweiten Stromkreises eine Schwingung 62 vorhanden. Die Schwingung 62 wird im nachfolgenden Phasenum-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

628171 8

kehrer 25 in die Schwingung 63 umgewandelt. Das Schwin- nur einen Stromkreis vom zweiten Typ für die Störsignale der gungssignal 61 des Punktes A gelangt nur dann durch den Pha- Störquelle aufweisen können. Dies ist so zu verstehen, dass senkomparator 26 auf Gleichrichter 27 und Integrator 19, wenn jeder Nutzsignal-Stromkreise in einem anderen Wellenlängen-das Signal 63 gleichsinnig ist zum Signal 61. Dies bedeutet mit bereich arbeitet, während der Störsignal-Stromkreis im Wel-anderen Worten, dass das Signal 62 ungleichsinnig sein muss 5 lenlängenbereich über 6 |im, wie dies z. B. in Fig. 5 dargestellt zum Signal 61. Die Ausdrucks weise «gleichsinnig» bzw. ist.

«ungleichsinnig» soll verstanden werden, dass bei Gleichsinnigkeit gleiche Vorzeichen und bei Ungleichsinnigkeit verschie- Fig.13 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verknüp-dene Vorzeichen an den beiden Eingängen des Phasenkompa- fungsmittels für die Nutzsignal- und Störsignal-Stromkreise, ratores 26 vorliegen. Die Wirkungsweise bis zur Alarmgabe io Das Verknüpfungsmittel ist als NOR-Tor ausgebildet. Es han-über Integrator 19 und Verzögerungsglied 21 ist die gleiche wie delt sich um ein NOR-Tor 59, dessen einer Eingang einen Inver-bereits mehrfach beschrieben worden ist. ter 58 enthält. Die Arbeitsweise des Verknüpfungsmittels 58,59

Abschliessend sei noch darauf hingewiesen, dass die Aus- 'st die gleiche wie die Arbeitsweise des Verknüpfungsmittels führungsbeispiele der Figuren 9,10,11,12 mehrer Stromkreise 17,18 der Ausführungsbeispiele der Figuren 9,10 und 11. Daher vom ersten Typ für die Nutzsignale der Flammenemission und 15 wird hier nicht näher darauf eingegangen.

G

8 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

1. 628171

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Flammenmelder mit einem ersten Stromkreis, der durch fotoelektrische Mittel und ein Bandpassfilter den Flackerfrequenzanteil der Emission einer Flamme mindestens im Wellenlängenbereich der Resonanzstrahlung des Kohlendioxids empfängt und Nutzsignale für ein Alarmmittel erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verhindern des Ansprechens auf eine durch einen Wärmestrahler erzeugte Störstrahlung ein zweiter Stromkreis mit einem optischen Filter (9) mit einem Wellenlängen-Durchlassbereich für Wellenlängen oberhalb des Resonanz-Wellenlängenbereichs des Kohlendioxids und einem fotoelektrischen Mittel (10), das die durchgelassene Strahlung empfängt und ein Störsignal erzeugt, und einem weiteren Bandpassfilter (12) mit dem gleichen Flackerfrequenz-Durchlassbereich der Störstrahlung wie im ersten Stromkreis für die Flackerfrequenz der Flamme, und ein Verknüpfungsmittel (18,26,59,17,25,58), das den ersten und zweiten Stromkreis verknüpft und so konstruiert ist, dass unter Berücksichtigung der statistischen Verteilung der Flackerfrequenzen der Flammenemission und der Störstrahlung die Nutzsignale des ersten Stromkreises bei gleichzeitigem Auftreten eines gleichsinnigen Ausgangssignales des zweiten Stromkreises gesperrt und bei Abwesenheit oder ungleichsinnigem Auftreten des Ausgangssignales des zweiten Stromkreises zum Alarmmittel (22) durchgelassen werden, vorgesehen sind.
2. 2. Flammenmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromkreis enthält:

   ein optisches Filter (1) mit einem Durchlassbereich für die Infrarotstrahlung der Flamme, der die Resonanzstrahlung bei 4,4 um einschliesst,

   ein fotoelektrisches Mittel (2) zum Empfang der Infrarotstrahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Nutzsignale,

   einen Verstärker (3) zum Verstärken der elektrischen Nutzsignale des fotoelektrischen Mittels (2),

   ein Bandpassfilter (4) mit einem Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen Signalwandler (5,6,7,8), der die verstärkten Ausgangssignale des Bandpassfilters umformt, differenziert und Nutz-Recht eck-Impulse (50) gleicher Breite und Amplitude erzeugt, und dass der zweite Stromkreis enthält:

   ein optisches Filter (9) mit einem Wellenlängen-Durchlassbe-reich X > 6 (im der Störstrahlung,

   ein weiteres fotoelektrisches Mittel (10) zum Empfang der Störstrahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Störsignale,

   einen weiteren Verstärker (11) zum Verstärken der elektrischen Störsignale,

   ein weiteres Bandpassfilter (12) mit dem gleichen Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Störstrahlung wie im ersten Stromkreis für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen weiteren Signalwandler (13,14,15,16), der die verstärkten Ausgangssignale des weiteren Bandpassfilters umformt, differenziert und Störimpulse (51) gleicher Breite und Amplitude erzeugt,

   wobei das als UN D-Tor gebildete Verknüpfungsmittel (18) auf seinem ersten Eingang die Nutz-Rechteck-Impulse (50) und auf seinem zweiten Eingang, der einen Inverter (17) enthält, die invertierten Stör-Rechteck-Impulse (52) gleicher Breite und Amplitude empfängt (Fig. 19).
3. 3. Flammenmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromkreis enthält:

   ein optisches Filter (1) mit einem Durchlassbereich für die Infrarotstrahlung der Flamme, der die Resonanzstrahlung bei 4,4 n.m einschliesst,

   ein fotoelektrisches Mittel (2) zum Empfang der Infrarotstrahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Nutzsignale,

   einen Verstärker (3) zum Verstärken der elektrischen Nutzsignale des fotoelektrischen Mittels,

   ein Bandpassfilter (4) mit einem Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen Signalwandler (30,32), der Nutz-Rechteck-Impulse (41) erzeugt, deren Breite von der Periode jeder einzelnen Schwin- • gung (40) der die Flackerfrequenz der Flamme darstellenden Nutzsignale abhängt und deren Amplitude konstant ist,

   und der zweite Stromkreis enthält:

   ein weiteres optisches Filter (9) mit einem Wellenlängen-Durchlassbereich von X > 6 (im der Störstrahlung,

   ein weiteres fotoelektrisches Mittel (10) zum Empfang der Störstrahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Signale,

   einen weiteren Verstärker (11) zum Verstärken der elektrischen Störsignale des weiteren fotoelektrischen Mittels (10), ein weiteres Bandpassfilter (12) mit dem gleichen Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Störstrahlung wie im ersten Stromkreis für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen weiteren Signalwandler (31,33), der Stör-Rechteck-Impulse (43) erzeugt, deren Breite von der Periode jeder einzelnen Schwingung (40) der die Flackerfrequenz der Störstrahlung darstellenden Störsignale abhängt und deren Amplitude konstant ist,

   wobei das als UND-Tor gebildete Verknüpfungsmittel (18) auf seinem ersten Eingang die Nutz-Rechteck-Impulse (41) und auf seinem zweiten Eingang, der einen Inverter (17) enthält, die invertierten Stör-Rechteck-Impulse (44) unterschiedlicher Breite und konstanter Amplitude empfängt (Fig. 10).
4. 4. Flammenmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromkreis enthält:

   ein optisches Filter (1) mit einem Wellenlängen-Durchlassbereich für die Infrarotstrahlung der Flamme, der die Resonanzstrahlung bei 4,4 (im einschliesst,

   ein fotóelektrisches Mittel (2) zum Empfang der Infrarotstrahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Nutzsignale,

   einen Verstärker (3) zum Verstärken der elektrischen Nutzsignale des fotoelektrischen Mittels (2),

   ein Bandpassfilter (4) mit einem Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen Signalwandler (38,30,7), der Nutz-Rechteck-Impulse (47)

   erzeugt, deren Breite von einer die Schwingungen (45) der

   Flackerfrequenz der Flamme umhüllenden Hüllkurve (46)

   abhängt und deren Amplitude konstant ist,

   und dass der zweite Stromkreis enthält:

   ein weiteres optisches Filter (9) mit einem Wellenlängen-

   Durchlassbereich von X > 6 (im der Störstrahlung,

   ein weiteres fotoelektrisches Mittel (10) zum Empfang der Stör-

   strahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer

   Signale,

   einen weiteren Verstärker (11) zum Verstärken der elektrischen Störsignale des weiteren fotoelektrsichen Mittels (10), ein weiteres Bandpassfilter (12) mit dem gleichen Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Störstrahlung wie im ersten Stromkreis für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen weiteren Signalwandler (39,31,15), der Stör-Rechteck-Impulse (48) erzeugt, deren Breite von einer die Schwingungen (45) der Flackerfrequenz der Störstrahlung umhüllenden Hüllkurve (46) abhängt und deren Amplitude konstant ist,

   wobei das als UND-Tor gebildete Verknüpfungsmittel (18) auf seinem ersten Eingang die Nutz-Rechteck-Impulse (47) und auf seinem zweiten Eingang, der einen Inverter (17) enthält, die invertierten Stör-Rechteck-Impulse (49) unterschiedlicher Breite und konstanter Amplitude empfängt (Fig. 11).
5. 5. Flammenmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromkreis enthält:

   ein optisches Filter (1) mit einem Wellenlängen-Durchlassbe2

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   628 171

   25

   30

   reich für die Infrarotstrahlung der Flamme,

   ein fotoelektrisches Mittel (2) zum Empfang der Infrarotstrahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Nutzsignale,

   einen Verstärker (3) zum Verstärken der elektrischen Nutzsignale des fotoelektrischen Mittels (2),

   ein Bandpassfilter (4) mit einem Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen Schwellenwertdetektor (23), der die die Flackerfrequenz der Flamme repräsentierenden elektrischen Schwingungen

   (60) aus dem Bandpassfilter (4) empfängt und bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Nutz-Ausgangssignal

   (61) erzeugt,

   und dass der zweite Stromkreis enthält:

   ein weiteres optisches Filter (9) mit einem Wellenlängen-Durchlassbereich von X < 6 um der Störstrahlung,

   ein weiteres fotoelektrisches Mittel (10) zum Empfang der Störstrahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Signale,

   einen weiteren Verstärker (11) zum Verstärken der elektrischen Störsignale des weiteren fotoelektrischen Mittels (10), ein weiteres Bandpassfilter (12) mit dem gleichen Durchlassbereich für die Flackerfrequenz der Störstrahlung wie im ersten Stromkreis für die Flackerfrequenz der Flamme,

   einen weiteren Schwellenwertdetektor (24), der die die Flackerfrequenz der Störstrahlung repräsentierenden elektrischen Schwingungen aus dem weiteren Bandpassfilter empfängt und bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Stör-Ausgangssignal (62) erzeugt,

   wobei das als Phasenkomparator gebildete Verknüpfungsmittel (26) auf seinem ersten Eingang das Nutzausgangssignal (16) des Schwellenwertdetektors und auf seinem zweiten Eingang, der einen Inverter (25) enthält, das invertierte Stör-Ausgangssignal (63) des andern Schwellenwertdetektors (24) empfängt (Fig. 12).
6. 6. Flammenmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verknüpfungsmittel (18) als NOR-Schaltung (59) ausgebildet ist und einen Inverter (58) in seinem ersten Eingang enthält (Fig. 13).
7. 7. Flammenmelder nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ao gekennzeichnet, dass dem Verknüpfungsmittel (18) ein Integrationsglied (19) nachgeordnet ist, das die Nutz-Ausgangssignale des Verknüpfungsmittels aufsummiert, und das eine Rückstellschaltung (20) enthält, die den aufsummierten Inhalt des Integrationsglieds (19) zurückstellt und somit Fehlalarme durch 45 vereinzelte, unerwünschte Impulse vermeidet (Figuren 9,10,11, 12).
8. 8. Flammenmelder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Integrationsglied (19) einen die Ausgangssignale des Verknüpfungsmittels (18) zählenden Zähler enthält, und die 50 Rückstellschaltung (20) Mittel enthält, die den Zähler periodisch oder bei Ausbleiben der Ausgangssignale innerhalb eines bestimmten Zeitabschnittes rückstellen.
9. 9. Flammenmelder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Integrationsglied (19) einen die Ausgangssignale 55 des Verknüpfungsmittels (18) aufsummierenden Kondensator enthält, und die Rückstellschaltung (20) Mittel enthält, die den Kondensator mit einer grösseren Entladezeitkonstante entladen als er durch die Ausgangssignale aufgeladen wird.
10. 10. Flammenmelder nach einem der Ansprüche 7-9,

    dadurch gekennzeichnet, dass dem Integrationsglied (19) ein Schwellenwertschalter nachgeordnet ist, der ein Ausgangssignal für das Alarmmittel (22) erzeugt, wenn die aufsummierten Nutzsignale des Integrationsglieds (19) einen bestimmten Schwellenwert überschreitet (Figuren 9,10,11,12).
11. 11. Flammenmelder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schwellenwertschalter und dem Alarmmittel (22) ein Verzögerungsglied (21) angeordnet ist,

    welches das Ausgangssignal des Schwellenwertschalters zeitlich verzögert auf das Alarmmittel (22) gibt.
12. 12. Flammenmelder nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stromkreise vom ersten Typ (1,2,3,4,5,6,7,8; 30,32; 38,30,7 ; 23) zum Erzeugen von elektrischen Nutzsignalen entsprechend den optischen Wellenlängenbereichen X = 4 bis 4,8 um, 3 bis 3,8 jo,m, 1,8 bis 2,8 um, 0,7 bis 1,2 p.m oder 0,1 bis 0,5 |i.m der Flamme und ein Stromkreis des zweiten Typs (9,10,11,12,13,14,15,16 ; 31, 33; 39,31,15; 24) zum Erzeugen von elektrischen Störsignalen entsprechend dem optischen Wellenlängenbereich X < 6 um der Störquelle mit dem Verknüpfungsmittel (18,26,59,17,25, 58) verbunden sind.
13. 13. Flammenmelder nach einem der Ansprüche 2-12, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Filter (1) des ersten Stromkreises aus einer Quarzschicht (72), Halbleiterschicht (70) und einem breitbandigen Interferenzfilter (71 ) im Wellenlängenbereich X = 4,0 bis 4,8 n,m besteht (Fig. 8).
14. 14. Flammenmelder nach einem der Ansprüche 2-12; dadurch gekennzeichnet, dass das optische Filter ( 1 ) des ersten Stromkreises aus einer Quarzschicht (72), Germaniumschicht (70) und einem breitbandigen Interferenzfilter (71 ) im Wellenlängenbereich X = 4,0 bis 4,8 Jim besteht (Fig. 8).
15. 15. Flammenmelder nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste fotoelektrische Mittel (2) aus Lithium-Tantalat oder Blei-Selenid besteht.
16. 16. Flammenmelder nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite photoelektrische Mittel (10) aus Lithium-Tantalat besteht.

    35

    60

    65