DK156780B - Fremgangsmaade til overvaagning af et signals aendringshastighed samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

DK 156780 B

Opfindelsen vedr0rer en fremgangsmâde og et apparat til detektering af et signais ændringshastighed.

F. eks. er branddetektorer indrettet til at overvâge am-5 plituden af signaler, der er afhængige af koncentratio-nen af forbrændingsprodukter i atmosfæren eller er afhængige af koncentrationen af gasser sâsom kuldioxid, som afgives under en forbrænding. En branddetektor er indrettet til at frembringe et alarmsignal, nâr det 10 overvâgede signal overskrider en forudbestemt tærskel- værdi. Normalt er det overvâgede signal pâvirket af tem-peraturændringer og komponentældning, som medf0rer, at amplituden kan variere. Endvidere kan amplituden af det overvâgede signal pâvirkes af forhold, som ikke har re-15 lation til en forbrænding. F. eks. vil en branddetektor, som detekterer koncentrationen af kuldioxid i atmosfæren, detektere den udândede kuldioxid fra et antal men-nesker, og hvis tærskelværdien ikke tillader sâdanne variât ioner, vil der blive frembragt et falsk alarmsignal.

20

Det er derfor n0dvendigt at fastsætte tærskelværdien tilstrækkeligt langt fra det overvâgede signais sædvan-lige amplitude for atundgâ falske alarmer. Dette medf0-rer den ulempe, at detektorens f0lsomhed pâvirkes, og at 25 der er mulighed for at en ulmende ild, som kun gradvis giver et for0get kuldioxidniveau, f0rst detekteres, nâr ilden bryder rigtigt ud og frembringer tilstrækkelig me-get kuldioxid til, at tærskelværdien overskrides. Detektorens effektivitet er derfor begrænset, idet det er 0n-30 skeligt at kunne detektere branden pâ et sâ tidligt tidspunkt som muligt.

Fra US patent nr. 3 711 779 kendes et kredsl0b der be-stemmer et indgangssignals hældningskoefficients for-35

DK 156780 B

2 tegn, eller om hældningskoefficienten er nul.

Fra GB patent nr. 1 527 600 kendes et kredsl0b til be-stemmelse af pludselige ændringer i et videosignal, der 5 typisk frembringes af en infrar0d detektor. Disse pludselige signalvariationer skyldes de betragtede genstan-des konturer.

Disse apparater kan ikke bestemrae meget langsomt vari-10 erende ændringer i et signal, og det er derfor formâlet med opfindelsen at angive en fremgangsmâde uden disse begrænsninger samt et apparat til ud0velse af fremgangs-mâden. Apparatet og fremgangsmâden er særligt velegnede til at l0se de nævnte problemer ved branddetektorer, men 15 er naturligvis anvendelige til andre formâl.

Opfindelsen angiver en fremgangsmâde og et apparat til overvâgning af ændringshastigheden af et f0rste signal, hvor apparatet omfatter organer til periodisk eksemple-20 ring af det f0rste signal, og omfatter organer til frem-bringelse af et f0rste referencesignal, som for hver période har en konstant amplitude, der afviger fra den ek-semplerende amplitude af det f0rste signal ved periodens begyndelse med en forudbestemt værdi, og omfatter orga-25 ner til sammenligning af amplituderne for det f0rste signal og det f0rste referencesignal og til frembringel-se af et udgangssignal, nâr amplitudeforl0bet af det f0rste signal krydser amplitudeforl0bet for det f0rste referencesignal.

30

Det er n0dvendigt at vælge tidsperioden og den nævnte, forudbestemte værdi sâledes, at ændringer i det f0rste signais amplitude hidr0rende fra kendte fluktuationer og drift negligeres. Dette kan n0dvendigg0re brug af en re-35 3

DK 156780 B

lativ lang tidsperiode.

I dette tilfælde kan eksempleringsorganerne omfatte tidsorganer til frembringelse af et tidssignal i hver 5 période, og omfatte oscillatororganer til frembringelse af impulser med en hastighed, der er proprotional med amplituden af det f0rste signal, og omfatte tælleorga-ner, som aktiveres i et fast interval af hvert tidssignal, og som er indrettet til at tælle impulserne, som er 10 frembragt af oscillatororganerne, samt at der findes or-ganer til konvertering af tælleorganernes tælleværdi til et analogt signal.

Alternativt kan apparatet indeholde tidsorganer til ak~ 15 tivering af eksempleringsorganerne, og eksempleringsorganerne kan omfatte taktimpulsorganer, som er indrettet til at frembringe impulser med en forudbestemt hastighed, og omfatte tælleorganer, der er indrettet til at tælle antallet af impulser, som er frembragt af taktim-20 pulsorganerne, og omfatte organer til konvertering af tælleværdien i tælleorganerne til et analogt signal, samt omfatte organer til sammenligning af det analoge signal med det f0rste signal og til frembringelse af et signal, som deaktiverer tælleorganerne, nâr det analoge 25 signal og det f0rste signal har en forudbestemt indbyr-des relation, sâledes at det analoge signal holdes kon-stant i et tidsrum.

Hvis der pâ den anden side kan tolereres en relativ kort 30 période, kan eksempleringsorganerne omfatte organer til integrering af det f0rste signal i lpbet af hver période. 1

DK 156780 B

4

Fremgangsmâden if0lge opfindelsen er ejendommelig ved, at det f0rste signal eksempleres periodisk, at der frem-bringes et f0rste referencesignal, soin i hver période afviger fra den eksemplerede amplitude af det f0rste 5 signal med en forudbestemt værdi, at amplituderne for det f0rste signal og det f0rste referencesignal sammen-lignes, og at der frembringes et udgangssignal, nàr am-plitudeforl0bet for det f0rste signal krydser amplitu-deforl0bet for det f0rste referencesignal.

10

Fremgangsmâden kan endvidere ud0ves ved, at det f0rste signal sammenlignes med et andet referencesignal med fast amplitude, og at udgangssignalet frembringes, nâr amplitudeforl0bet for det f0rste signal krydser amplitu-15 deforl0bet for det andet referencesignal.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den f0lgende beskrivelse af nogle udfprelsesformer, idet der henvises til tegningen, hvor 20 fig. 1 illustrerer princippet if0lge opfindelsen, medens fig. 2-3 viser blokdiagrammer af forskellige udf0relses-former for apparatet if0lge opfindelsen.

25 Pâ fig. 1 er amplituden af et signal vist som funktion af tiden. Som det kan ses, aftager amplituden af signa-let 10 med tiden, og signalets ændringshastighed er vok-sende. If0lge opfindelsen eksempleres signalet 10 perio-30 disk til eksempleringstidspunkter 12. Mellem eksemple-ringstidspunkterne frembringes et trappeformet referencesignal 14, som har en amplitude for hver tidsperiode T, og som til periodens begyndelse afviger fra den eksemplerede amplitude af signalet 10 med et spændingsgab 35 16.

5

DK 156780 B

Amplituden af referencesignalet sporer sâledes trinvis amplituden af signalet 10 og adapteres med hensyn til 5 dette signal efter hver tidsperiode T. Hvis ændringsha-stigheden af signalet i l0bet af en tidsperiode T over-skrider den maksimale middelhældning af referencesignalet, dvs. spændingsgabet 16 divideret med perioden T, vil signalet 10 derfor krydse referencesignalet 14. Hvis 10 signalerne 10 og 14 derfor til stadighed sammenlignés, kan der frembringes et alarmsignal, nâr signalerne kryd-ser hinanden.

Pâ fig. 2 er vist en udf0relsesform for opfindelsen, som 15 kan benyttes, nâr perioden T er realtivt lang. Apparatet indeholder en spændingsstyret oscillator 28, en AND-slu-se 30, en taktimpulskilde 32, en tæller 34, en digital-analogomsætter 36, en variabel spændingskilde 38, en subtraktionskreds 40 og en komparator 42.

20

Ved begyndelsen af hver tidsperiode T aktiverer taktim-pulskilden 32 slusen 30 i et relativt kort, fast tids-interval. üdgangssignalet fra oscillatoren 28 har en frekvens, som er direkte proportional med amplituden af 25 signalet 10, og som overf0res til tælleren 34 i tidsin-tervallet. Tælleren frembringer en tælleværdi, som er afhængig af frekvensen for signalet fra oscillatoren 28, og som derfor er direkte proportional med amplituden af signalet. Denne tælleværdi konverteres til et analogt 30 signal ved hjælp af en digital-analogomsætter 36, og spændingsgabet 16, som udtages fra spændingskilden 38, subtraheres fra det analoge signal i subtraktionskredsen 40 til frembringelse af sporereferencesignalet 14. Da tælleværdien 34 opdateres for hver tidsperiode T, som er 35

DK 156780 B

e en relativ lang tidf har signalet 14 konstant amplitude inden for hver tidsperiode T. Oscillatoren 28, tælleren 34 og digital-analogomsætteren 36 tjener sâledes som et eksemplerings- og holdekredsl0b. Signalerne 10 og 14 5 sammenlignes i komparatoren 42, og der frembringes et alarmsignal, nâr signalerne krydser hinanden.

Fig. 3 viser en med modifikation af det pâ fig. 2 viste apparat, hvor dele, der svarer til de pâ fig. 2 viste 10 dele har samme henvisningstal som pâ fig. 2. Den spæn-dingsstyrede oscillator 28 og AND-slusen 30 fra fig. 2 er pâ fig. 3 erstattet af en komparator 44, en multivi-brator 46 og en taktimpulskilde 48.

15 Komparatoren 44 benyttes til at sammenligne signalet 10 med udgangssignalet fra digital-analogomsætteren 36.

Ved begyndelsen af hver tidsperiode T sætter taktimpul-sen 32 multivibratoren 46. Derved aktiveres taktimpuls-20 kilden 48. Denne taktimpulskilde er fritl0bende, og de frembragte impulser akkumuleres i tælleren 44. Tællevær-dien konvertejres til et analogt signal ved hjælp af digital-analogomsætteren 36, og udgangssignalet fra omsæt-teren 36 sammenlignes med signalet 10 i komparatoren 44.

25 Nâr de to signaler er ens, sletter komparatorens ud- gangssignal multivibratoren 46, og taktimpulskilden 48 standses. I andre henseender fungerer det pâ fig. 3 viste apparat som det pâ fig. 2 viste apparat. 1 2 3 4 5 6

Som tidligere nævnt er opfindelsen særlig velegnet til 2 branddetektorer men er ikke begrænset til denne brug.

3

Selv om tidsperioden T og spændingsgabet 16 er valgt til 4 at tage h0jde for kendte fluktuationer i signalet 10, 5 kan det f. eks. i en branddektor ske, at signalet 10’s 6

DK 156780 B

7 ændringshastighed vil være sa lav, at referencesignalet 14 aldrig vil blive krydset. I et sâdant tilfælde er det n0dvendigt at hâve et fast tærskelværdisignal, som f. eks. angivet med henvisningstallet 50 pâ fig. 1, og som 5 sammenlignes l0bende med signalet 10's amplitude, sâle-des at der frembringes et alarmsignal, nâr signalerne 10 og 50 krydser hinanden.

Dette kan g0res som vist pâ fig. 3, hvor der findes en 10 branddetektor 52 og en komparator 54.

Branddetektoren kan være et hvilket som helst passende apparat og kan f. eks. være af ionisationstypen med et eller to kamre eller være af gasanalysetypen. En sâdan 15 detektor frembringer et udgangssignal 10, hvis amplitude er afhængig af koncentrationen af et eller flere for-brændingsprodukter i atmosfæren. Signalet 10 overf0res til det pâ fig. 3 viste apparat og overvâges pâ den be-skrevne mâde. Signalet sammenlignes ogsâ i komparatoren 20 54 med det fast signal 50, og der frembringes et alarm signal, nâr signalerne krydser hinanden.

25 30 1

Claims (7)

1. Fremgangsmâde til overvâgning af et f0rste signais 5 ændringshastighed, kendetegnet ved, at det £0rste signal (10) amplitudeeksempleres periodisk, at der frembringes et f0rste referencesignal (14), der i hver période (T) har en konstant amplitude, der afviger fra den eksemplerede amplitude for det f0rste signal ved 10 periodens begyndelse med en forudbestemt st0rrelse (16), at amplituderne for det f0rste signal (10) og det f0rste referencesignal (14) l0bende sammenlignes, og at der frembringes et udgangssignal, nâr amplituden for det f0rste signal krydser amplituden for det f0rste referen-15 cesignal.

2. Fremgangsmâde if0lge krav 1, kendetegnet ved, at det f0rste signal (10) sammenlignes med et andet referencesignal (50), hvis amplitude er fast, og at der 20 frembringes et udgangssignal, nâr det f0rste signais (10) amplitude krydser amplituden for det andet referencesignal.

3. Apparat til overvâgning af et f0rste signais æn- 25 dringshastighed, kendetegnet ved, at det inde- holder organer (28, 30, 32, 34, 36, 44, 46) der er ind-rettet til periodisk at amplitudeeksemplere det f0rste signal, organer (38, 40), der er indrettet til at frem-bringe et f0rste referencesignal, der for hver période 30 har en konstant amplitude, der afviger fra den eksemplerede amplitude for det f0rste signal ved periodens begyndelse med en forudbestemt vaerdi, samt organer (42), der er indrettet til kontinuert at sammenligne amplituderne af det f0rste signal og det f0rste referencesignal 35 DK 1.56780 B og til at frembringe et udgangssignal, nàr det f0rste signais amplitude krydser det f0rste referencesignals amplitude.

4. Apparat if0lge krav 3, kendetegnet ved, at eksempleringsorganerne indeholder tidsstyringsorganer (32), der frembringer et tidsstyringssignal for hver période, oscillatororganer (28), der frembringer impulser med en hastighed, der er proportional med det f0rste 10 signais amplitude, tælleorganer (34), der er indrettet til at aktiveres i et forudbestemt tidsinterval af hvert tidsstyringssignal og til at tælle de af oscillatororga-nerne frembragte impulser, samt organer (36), der er indrettet til at omsætte optællingen i tælleorganerne 15 til et analogt signal.

5. Apparat if0lge krav 3, kendetegnet ved, at det indeholder tidsstyringsorganer (32, 46), der er indrettet til ved begyndelsen af hver période at frembringe 20 impulser med en fast hastighed, tælleorganer (34) til at tælle de af taktimpulsorganerne (48) frembragte impulser, organer (36) til at omsætte optællingen i tælleorganerne til et analogt signal, samt organer (44, 46) til at sammenligne det analoge signal med det f0rste signal 25 og til at frembringe et signal, der standser taktimpulsorganerne, nâr det analoge signal og det f0rste signal stâr i et forudbestemt forhold til hinanden, hvorved det analoge signal holdes konstant i perioden. 1 2 3 4 5 6

6. Apparat if0lge ethvert af kravene 3-5, kende 2 tegnet ved, at det indeholder organer (54) til at 3 sammenligne det f0rste signal med et andet reference- 4 signal, hvis amplitude er fast, og til at frembringe et 5 udgangssignal, nàr amplituden af det f0rste signal kryd- 6 DK 156780 B ser det andet referencesignal.

7. Apparat if0lge ethvert af kravene 3-6, k e n date g n e t ved, at det omfatter en branddetektor (52), 5 der frembringer det f0rste signal, sâfrerat der findes forbrændingsprodukter i atmosfæren. 15 20 25 30 35