NO794167L - Anordning til fjernsignalering. - Google Patents

Description

Anordning for fjernsignalisering.

Oppfinnelsen vedrører en anordning for fjernsignalisering med en eller flere fra en hovedstasjon galvanisk, atskilte aktive eller passive betjeningsenheter, hvis impedans endres ved påvirkning, en toleder-forbindelse og en tilstandsfølsom enhet for styring som funksjon av en signalisert tilstand.

I mange installasjoner er det ønskelig å oppnå

en galvanisk atskillelse mellom effektforbrukeren som forsynes med sterkstrøm, og betjeningsenhetene som i slike installasjoner forsynes med svakstrøm. Det er kjent å foreta den galvaniske atskillelse ved hjelp av en transformator hvis primærside forsynes fra sterkstrøms-nettet og hvis sekundærside gir en spenning som er tilstrekkelig lav til å være berøringssikker. For oppnåelse av en effektiv galvanisk atskillelse mellom primær- og sekundærsidene, er det nødvendig å overholde visse normer med hensyn til isolasjon, krypstrømavstander, luftavstander mellom spenningsførende ledere, m..v. Alle disse foranstaltninger medfører at slike transformatorer blir dyre å fremstille og av stort omfang i forhold til deres ytelse.

En annen mulighet for oppnåelse av galvanisk atskillelse er å utnytte en berøringsavbryter for å avgi impulser, for styring av et kipprelé over en elektronisk krets. Berøringsavbrytere har hittil vært mest anvendt i installasjoner for styring av effekter og mindre til signalisering. En berøringsavbryter består av.en kondensator hvis ene elektrode er forbundet med den elektroniske krets, og hvis annen elektrode er anbragt slik at den kan påvirkes med en finger. Isolasjonen mellom elektroden er av en slik kvalitet at de ovennevnte normer med hen- . syn til krypestrømmer, luftavstander og isolasjon er overholdt, hvorved det ikke er nødvendig at strømforsyning-en til den tilhørende elektroniske krets er tilsvarende galvanisk atskilt fra sterkstrømnettet. Derimot har man den ulempe at ledningsføringen i styrekretsene kun kan utføres med alminnelig sterkstrøminstallasjonsmateriell.

Man kunne tenke seg å oppnå en signaliserings-krets med ledningsføring som i hele sitt omfang var be-røringssikkert ved å la den være forbundet med sterk-strømsiden via en kondensator i form av en berøringsav-bryter som ovenfor beskrevet. Dermed ville man oppnå en ledningsføring som kun ville komme til å føre en strøm til jord som maksimalt svarte til strømmen gjennom be-røringsavbryterkondensatoren, hvilken strøm jo er ufarlig. Imidlertid viser det seg at den kapasitive belastning

av den lille berøringsavbryterkondensator på grunn av ledningsføringen, blir så stor at betjeningsenheter i form av kontakter ikke greier å påvirke tilstanden av den elektroniske krets for styring av kippreléet.

Man kunne som en forbedring tenke seg å skyte • inn motsatt rettede dioder i to ledere som ble sluttet til den tilgjengelige elektrode på en berøringsavbryterkonden-sator. Derved ville det oppbygges en potensialforskjell mellom de to ledere som følge av den strøm som gikk gjennom berøringsavbryterkondensatoren og som ble ens-rettet av diodene. Den tid som ville forløpe inntil potensialforskjellen ble oppbygget, ville avhenge av kapasiteten mellom lederne. Den strøm som gikk gjennom be-røringsavbryterkondensatoren ville kunne detekteres og ville falle til null, når den maksimale potensialforskjell var oppnådd. Idet en trykkontakt ble aktivert for kort-slutning av de to ledere, ville strømmen gjennom berør-ingsavbryterkondensatoren plutselig stige, hvilket kunne utgjøre en detekterbar tilstandsendring som kunne benyttes for styring av et kipprelé. Imidlertid vanskelig-gjøres sikker funksjon ved at kapasiteten mellom lederne medfører at den forventede potensialforskjell ikke fore-kommer ved praktiske styreledningslengder.

Det er oppfinnelsens formål å tilveiebringe en anordning for fjernsignalisering som angitt i innled-ningen til krav 1, i hvilken de ovennevnte ulemper er. unngått. Det oppnås ved at tolederforbindelsen forsynes med likespenning fra en oscillator gjennom en skillekrets bestående av kondensatorer og dioder og hvor detekteringen av den endrede impedans foregår ved' måling av den derav ■ forårsakede endring av strømmen fra oscillatoren.

Krav 2 angir en fordelaktig utforming av en

skillekrets ifølge oppfinnelsen.

Krav 3 har som konsekvens en fordelaktig oppbygning av de aktive betjeningsenheter.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det følgende med henvisning, til tegningens eneste figur som viser en utførelsesform av oppfinnelsen.

I nevnte tegningsfigur sees en oppbygning av fjernsignaliseringsanordning ifølge oppfinnelsen med en skillekrets ifølge krav 2. En oscillator 1 svinger med en frekvens som kan ligge betydelig over det hørbare område. Signalet føres til kondensatorene 7 og 8. Strømmen fra oscillatoren 1 måles ved spenningsfallet over motstanden 3. Dette forsterkes i forsterkeren 4 og styrekretsen 5. Dette er på . forøvrig kjent vis inn-stilt til å skjelne mellom en tilstrekkelig lav spenning som betraktes som tilstanden "0" og en tilstrekkelig stor spenning.som betraktes som tilstanden "1". Disse to tilstander kan f.eks. styre effekttilførselen til en effektforbruker 6. Ved hjelp av sikringskondensatorene 7 og 8 er inngangskretsen bestående av diodekoplingen i skillekretsen S, tolederen a-b og betjeningsenhetene 12 og 13, galvanisk atskilt fra de deler av hovedstasjonen 2 som kan være berøringsfårlige på grunn av lysnettets tilkopling til styrekretsen 5, vist som "fase". Da sikringskondensatorenes oppgave er å utvise tilstrekkelig stor impedans ved nettsekvens,. for at strømmen til jord blir ufarlig i tilfelle av.berøring, så er oscillatorfrekvensen i virkeligheten bestemt av at kondensatorenes impedans skal være tilstrekkelig liten for sikker funksjon av kretsen.

Kretsens S virkemåte kan forklares således: dersom dioden 11 var fjernet, ville punktene al og bl opplades til motsatte spenninger i takt med oscillatorfrekvensen, og punktene a2 og b2 ville oppnå motsatt polaritet på grunn av diodene 9 og 10 - med diodepolariteter som vist ville a2 bli positiv og b2 negativ. Imidlertid ville det ikke kunne transporteres ladning fra kondensatoren 7 etter et negativt spenningssving på al hvorfor over-føringen av energi gjennom kondensatoren ville stanse. Tilsvarende gjelder for kondensatoren 8 ved det samtidige positive spenningssving på bl. Dette er et velkjent fenomen som utnyttes i andre konstruksjoner i form av den såkalte diodepumpe. Imidlertid er formålet med den foreliggende oppfinnelse blant annet å oppnå energitran-sport gjennom kondensatorene, hvorfor dioden 11 tjener til å etablere en strømvei ved denne polaritetsvending som avlader kondensatorene 7 og 8.

I motstanden 3 vil det som følge av dioden 11, løpe en viss strøm en gang pr. periode. Dersom av-bryteren 12, som er et eksempel på en passiv betjenings-enhet innkoplet mellom lederne a og b, påvirkes, vil det komme til å løpe en strøm i motstanden 3 som er for-skjellig fra den lille strøm som utgjør ladestrøm for kondensatorene 7 og 8. Det vil si at når likespennings-forskjeilen mellom lederne a og b er etablert, så kan det kun foregå en ladningstransport ved kondensatorene som svarer til avledning fra a og b. Dersom det sluttes en forbindelse mellom a og b, kan det plutselig løpe en strøm fra oscillatoren 1, hvilket som ovenfor beskrevet detekteres ved hjelp av motstanden 3. Det bemerkes at denne strøm vil løpe selv om betjeningsenheten fremviser diodekarakter, bare denne er polarisert motsatt dioden 11.

Ifølge krav 3 kan aktive betjeningsenheter 13 forsynes med spenning via tolederforbindelsen a-b. Denne kopling benyttes der hvor mer kompleks signalbehandling ønskes på stedet for betjeningsenheten. Det kreves en oppbygning som ikke har stort strømforbruk før meldetil-standen inntrer. Dette oppnås ved benyttelse av elektroniske kretser med lavt strømforbruk i f.eks. MOS-teknologi.

I beskrivelsen er det som eksempel på utnyttelse av signaleringsanordningen ifølge oppfinnelsen angitt fjernbetjening av en elektrisk effektforbruker. Imidlertid er selve anordningen kun et signaliseringsmedium som kan innsettes hvor som helst der det ønskes galvanisk atskillelse mellom en inngangsenhet og en utgangsenhet.

Claims (3)

1. Anordning for fjernsignalisering med en eller flere fra en hovedtasjon (2) galvanisk atskilte passive (12) eller aktive (13) betjeningsenheter, hvis impedans endres ved påvirkning, en tolederforbindelse(a-b) og en tilstandsfølsom enhet (5) for styring som funksjon av en signalisert tilstand, karakterisert ved at tolederforbindelsen (a-b) forsynes med likespenning fra en oscillator (1) gjennom en skillekrets (S) bestående av kondensatorer og dioder, og hvor detekteringen av den nedrede impedans foregår ved måling av den derav forårsakede endring i strømmen fra oscillatoren.

2. Anordning for fjernsignalisering ifølge krav 1, karakterisert ved at skillekretsen (S) er en firepol i form av en H-leder bestående av to kondensatorer (7,8) i serie med motsatt vendte dioder (9,10) som ben i H-figuren og en diode (11) som tverrstrek, og hvor den sistnevnte diode (11) er.polarisert slik at dens anode er forbundet med katoden på den ene av de førstnevnte dioder og dens katode er forbundet med anoden på den annen av de førstnevnte dioder.

3. Anordning for fjernsignalisering ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de aktive betjeningsenheter (13) forsynes med spenning via tolederforbindelsen (a-b).