DE2633534A1

DE2633534A1 - Meldeeinrichtung

Info

Publication number: DE2633534A1
Application number: DE19762633534
Authority: DE
Inventors: Atsushi Miyabe
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-07-26
Publication date: 1977-02-24
Also published as: GB1538291A; FR2318657B1; CH598665A5; FR2318657A1; JPS5231699A; US4086574A

Description

HOCiIIKI CORPORATION

No. 2-10-4 3 Kami Osaki

Shinagawa-ku H 294 DT

Tokio / Japan

Meldeeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meldeexnrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine derartige Meldeeinrichtung ist bekannt (US-PS 3 842 409). Hierbei wird ein Kondensator periodisch aufgeladen und wieder entladen. Die hierdurch erzeugten Impulse werden dem Steuereingang des Zählers zugeführt, wodurch dieser periodisch auf den Zählerstand Null zurückgesetzt wird und daher im Ruhezustand nicht den das Alarmsignal auslösenden Zählerstand erreichen kann. Überschreitet die vom Detektor erfaßte physikalische Größe einen vorgegebenen Schwellenwert, so wird durch das Ausgangssignal des Detektors die übertragung der erzeugten Impulse zum Steuereingang des Zählers verhindert, wodurch dieser zur Zählung der seinem Zähleingang zugeführten Impulse freigegeben wird. Nach dem Erreichen eines- vorgegebenen Zählerstandes wird dann das Alarm-

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signal ausgelöst. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß auf kurzzeitigen Störungsursachen beruhende Ausgangssignale des Detektors eine Freigabe des Zählers bewirken, wodurch dieser fälschlich einen Zählerstand erreichen kann, bei dem das Alarmsignal ausgelöst wird.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meldeeinrichtung in konstruktiv einfacher Weise so weiterzubilden, daß die Abgabe eines Alarmsignals aufgrund einer Störungsursache verhindert, gleichwohl aber eine sichere Abgabe des Alarmsignals im Meldefall gewährleistet wird.

BeL der Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung wird der Zähler mittels des Zeitgebers nach Ablauf einer Meßperiode auf den Zählerstand Null zurückgestellt, so daß ggf. aufgrund einer Störungsursache aufgetretene und vom Zähler gezählte Impulse unterdrückt werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 und 3 Signalverläufe zur Erläuterung der Wirkungsweise der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung;

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Fig. 5 und 6 Signalverläufe zur Erläuterung der Wirkungsweise der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 4;

Fig. 7 einen bei den Ausführungsformen der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 4 und 9 verwendbaren Speicher;

Fig. 8 die Wahrheitstabeile der Signale an den Eingängen und Ausgängen des Speichers gemäß Fig. 7;

Fig. 9 ein gegenüber Fig. U abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Meldeeinrichtung;

Fig. .10 eine weitere Ausführungsform der Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 11 Signalverläufe zur Erläuterung der Wirkungsweise der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 10;

Fig. 12 weitere Signalverläufe zur Erläuterung der Wirkungsweise aller Ausführungsformen der Meldeeinrichtung.

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Die in Fig. 1 gezeigte Meldeeinrichtung weist einen Detektor D auf, der ein elektrisches Ausgangssignal dann erzeugt, wenn eine von ihm erfaßte physikalische Größe, beispielsweise die Konzentration von Brandfolgeprodukten, einen Schwellenwert erreicht, bei dem ein Alarmsignal, im Beispiel ein Feueralarmsignal, erzeugt werden soll. Der Detektor D kann hierfür beispielsweise eine für Brandprodukte zugängliche, ggf. in Reihe mit einer nicht für Brandprodukte zugänglichen Referenzkammer geschaltete Ionisationskammer aufweisen oder als lichtelektrischer Melder ausgebildet sein. Andere Bauarten des Detektors D zur Erfassung anderer zu erfassender physikalischer Größe, beispielsweise zur Erfassung des Gasgehalts der Umgebungsluft, sind ebenfalls möglich. ,

Ein Oszillator 2 erzeugt als Ausgangssignal a einen Impulszug, wie er in den Figuren 2, 3, 5, 6, 11 und 12 dargestellt ist. Das Signal a wird einem Eingang eines UND-Glieds 3 zugeführt, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgangssignal des Detektors D beaufschlagbar ist. Je nach Bauart des Detektors D kann es auch zweckmäßig sein, den Detektor D mit der Signalspannung des Signals a zu speisen, so daß am Ausgang des Detektors D nur dann ein Impuls oder ein Impulszug erhalten wird, wenn die erfaßte physikalische Größe den Schwellenwert überschrdtet. Das UND-Glied 3 kann in diesem Fall grundsätzlich entfallen. In vielen Fällen ist es jedoch bei Beaufschlagung des Detektors D mit der pulsierenden Signalspannung zweckmäßig, in der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dargestellten Weise das UND-Glied 3 vorzusehen.

Das am Ausgang des UND-Glieds 3 erscheinende Signal b weist mit dem Signal a übereinstimmende Impulse nur dann auf, wenn das Ausgangssignal des Detektors D vorliegt. Das Signal b wird

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dem Eingang eines mehrstufigen Zählers 4 zugeführt,

der ein Ausgangssignal dann abgibt, wenn eine vorgegebene Stufe gesetzt ist. Weiter wird das Signal b dem Eingang eines Zeitglieds 5 zugeführt, das im Ausführungsbeispiel als monostabile Kippstufe ausgebildet ist und dessen Verzögerungszeit zumindest annähernd einer vorgegebenen Meßperiode T entspricht. Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, erzeugt das Zeitglied 5 im Ruhezustand ein Η-Signal und nach dem erstmaligen Auftreten eines Impulses im Signal b während der Verzögerungszeit ein L-Signal; als H-("High-")Signal und als L-("Low")Signal sei hier wie im folgenden ein logisches Eins- bzw, Null-Signal verstanden. Im Ruhezustand bewirkt das vom Ausgang des Zeitglieds S über _# ein ODER-Glied 7 dem Rücksetzeingang des Zählers 4 zugeführte Signal c wegen seines H-Zustands, daß der Zähler H bei oder unmittelbar nach dem Auftreten eines ersten Impulses im Signal b den Zählerstand Null hat und daher von den folgenden Impulsen des Signals b vorwärts gezählt wird. Nach Ablauf der Meßperiode T sorgt das dann aufgrund des Zurückkippens des Zeitglieds 5 wieder den Η-Zustand annehmende Signal c dafür, daß der Zähler U erneut auf den Zählerstand Null zurückgesetzt wird, worauf bei weiterhin auftretenden Impulsen im Signal b eine weitere Meßperiode T zu laufen beginnt, in der der Zähler H erneut vorwärts gezählt wird. Nur wenn dabei innerhalb der laufenden Meßperiode T ein vorgegebener Zählerstand des Zählers U erreicht wird, d.h.eine vorgegebene Stufe des Zählers gesetzt wird, wird vom Zähler 4 ein Ausgangssignal d erzeugt. Dieses betätigt dann einen Alarmgeber 8, beispielsweise einen einen Gleichstrom einschaltenden Schalter, der ein Alarmsignal e erzeugt.

Erfahrungsgemäß liegt die Impulsfolgezeit der vom Oszillator 2 als Signal a erzeugten Impulse zweckmäßig zwischen 1 ε und 10 s und die der Verzögerungszeit des Zeitglieds 5 entsprechende Meßperiode T zwischen 5 s und 30s. Das Auftreten eines Feuers kann, mit um so größerer Sicherheit von den Auswirkungen einer Störungsursache auf das Ausgangssignal des Detektors D unter-

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schieden werden! je größer die Meßperiode gemacht wird und je größer die Anzahl der Stufen des Zählers 4 gewählt wird, die bis zur Erzeugung des Signals b durch Impulse des Signals b vorwärts gezählt werden müssen; selbstverständlich darf das vorgegebene Zählergebnis,bei dem das Signal d erzeugt wird, nicht so groß sein, daß es bei der gegebenen Folgezeit der Impuls^e des Signals a innerhalb der Meßperiode T nicht erreicht werden kann. Die Folgezeit der Impulse kann beispielsweise 2 ε betragen, und die vorgegebene Gesamtanzahl von Impulsen, bei denen der Zähler 4 das Signal d erzeugt, kann N=U betragen.

Beim Ausführungsbeispiel ist das als Zeitglied B vorgesehene monostabile Kippglied nur durch die Rückflanken der Impulse des Signals b kippbar. Das bedeutet, daß erst mit der Rückflanke und damit dem Ende eines Impulses des Signals b das Ausgangssignal c des Zeitglieds 5 den L-Zustand annimmt, wie dies aus Fig. 2 und 3 hervorgeht. Der erste nach dem Oberschreiten des Schwellenwertes der überwachten physikalischen Größe im Signal b auftretende Impuls kann daher den Zähler noch nicht weiterzählen. Erst die folgenden Impulse werden vom Zähler 4 gezählt. Dies hat den Vorteil, daß der Zähler nur (N-I) Stufen aufweisen muß, um bei einer gewünschten Gesamtanzahl von N Impulsen ein Ausgangssignal d und damit öin Alarmsignal e zu erzeugen.

Wie Fig. 2 zeigt, erscheinen im Falle einer relativ kurzfristigen Störung, bei der der Detektor D auch nur relativ kurzfristig ein Ausgangssignal abgibt, im Signal b beispielsweise nur zwei Impulse. Am Ende der Meßperiode T hat in diesem Fall der Zähler 4 noch nicht den vorgegebenen Zählerstand von (N-I) = 3 Stufen erreicht, und es wird kein Signalimpuls als Signal d abgegeben. Es wird lediglich der Zähler 4 durch das am Ende der Meßperiode T wieder den Η-Zustand annehmende Signal c zurückgesetzt.

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Im Falle eines Feuers liefert der Detektor D nach dem Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes ständig ein Ausgangssignal, und von diesem Zeitpunkt an tritt im Signal b ein ununterbrochener Impulszug auf, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall wird die vorgegebene Anzahl von N=H Impulsen innerhalb der vorgegebenen Meßperiode T₁ im Ausführungsbeispiel 7 s,erreicht. Der Zähler 4 ist nämlich nach 6 s um (N-I) = 3 Stufen vorwärts gezählt, und seine dritte Stufe erzeugt dann das Ausgangssignal d so lange (unter Vernachlässigung der Impulsdauer der Impulse in den Signalen a, b während ca. Is), bis am Ende der Meßperiode T von 7 s die Rücksetzung des Zählers 4 erfolgt. Der Alarmgeber 8 (Fig, 1) bleibt nach seiner Betätigung bis zu einer willkürlichen Rückstellung im betätigten Zustand und erzeugt das Alarmsignal e. Zusammenfassend ist also erkennbar, daß das Alarmsignal e in Abhängigkeit davon erzeugt wird, daß während der vorgegebenen Meßperiode T von beispielsweise 7 s eine vorgegebene Anzahl N=U von Impulsen im Signal b auftritt, oder anders gesagt, daß nach dem erstmaligen Auftreten eines solchen Impulses (N-I) = 3 weitere Impulse innerhalb der Meßperiode T auftreten.

In Fig.l ist ein als Rückstellimpulserzeuger vorgesehenesRC-Glied 6 vorgesehen, das an dieselbe Speisespannung B angeschlossen ist, die auch in nicht gezeigter Weise die übrigen Elemente der Schaltung speist« Der Verbindungspunkt des Kondensators C und des Widerstands R ist mit dem zweiten Eingang des ODER-Glieds 7 verbunden, und der beim Einschalten der Spannung erzeugte H-Signalimpuls sorgt dafür, daß bei der Inbetriebnahme der Meldeeinrichtung der Zähler. M- auf seinen Zählerstand Null zurückgesetzt wird. Je nach Bauart des Zählers U kann es jedoch auch nötig sein, diesem zum Zurücksetzen ein L-Signal zuzuführen, was hinsichtlich der Schaltung 6 dadurch erreicht werden kann, daß der Kondensator C und der Widerstand R in ihrer Reihenfolge ver-

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tauscht werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Meldeeinrichtung, wobei an Stelle des Zeitglieds 5 (Fig. 1) die Elemente 9 bis 12 vorgesehen sind. Im wesentlichen wird hierbei die Meßperiode T durch einen zusätzlichen Zähler 11 bestimmt, der gegenüber dem Zähler 4 zweckmäßig mindestens eine Stufe und im Ausführungsbeispiel genau eine Stufe mehr aufweist.

Das ständig vom Oszillator 2 als Impulszug gebildete Signal a wird zusätzlich einem Eingang eines UND-Glieds 10 zugeführt. Dessen zweiter Eingang ist vom Ausgangssignal f eines Speichers beaufschlagbar« Der Speicher 9 erzeugt das Signal f , sobald er durch einen ersten Impuls im Signal b gesetzt ist. Danach erscheint im Ausgangssignal g des UND-Glieds 10 ein mit dem Impulszug im Signal a übereinstimmender Impulszug, durch den der weitere Zähler 11 vorwärts gezählt wird. Hat beiepielsweise der Zähler M- drei Stufen, so hat der weitere Zähler 11 vier Stufen. Beim Erreichen der vierten Stufe wird das Ausgangssignal h erzeugt. Dieses wird mittels aner Verzögerungsεchaltung 12 um eine Verzögerungszeit Tl verzögert, worauf am Ausgang der Verzögerungsschaltung 12 ein Signal c¹ erscheint. Dieses bewirkt am Ende der Meßperiode T in entsprechender Weise wie das Signal c (Fig. 1) das Zurücksetzen des Zählers H sowie ebenfalls das Zurücksetzen des Speichers 9 und des weiteren Zählers 11. Im Unterschied zum Signal c (Fig. 1) hat der Η-Zustand des Signals c¹ (Fig. U) jedoch nur eine geringe, annähernd mit dem Impuls des Signals h übereinstimmende Dauer.

Die Verzögerung um die Verzögerungszeit Tl mittels der Verzögerungsschaltung 12 hat im wesentlichen den Zweck, ein sicheres Zurücksetzen des weiteren Zählers 11 zu ermöglichen, obwohl grundsätzlich ein Zurücksetzen des Zählers 4, des Speichers 9 und des weiteren Zählers 11 auch mittels des

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Ausgangssignals des weiteren Zählers 11 möglich wäre. Da so jedoch erreicht wird, daß der Impuls des Signals ä^f eine gewisse Dauer hat, ist vorteilhafterweise auch erreicht, daß das Zurücksetzen des Speichers 9 und des Zählers U mit großer Sicherheit erfolgt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird der Zähler 4 unmittelbar mit den Impulsen des Signals b beaufschlagt. Der vorgegebene Zählerstand, bei dem der Zähler 4 ein Ausgangssignal erzeugt, und damit die entsprechende Stufenanzahl des Zählers 4 müssen daher der Gesamtanzahl N von Impulsen entsprechen, die innerhalb der Meßperiode T erfaßt werden müssen, um ein Alarmsignal e zu erzeugen. Im Ausführungsbeispiel ist diese Gesamtanzahl N=3, Dementsprechend hat der weitere Zähler 11 (N+l)=4 Stufen.

Die bei der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 4 auftretenden Signale sind in Fig. 5 für den Fall einer Störung und in Fig. 6 für den Fall eines Feuers dargestellt. Im Falle der Störung wird am Ende der Meßperiode T der Zähler 4 zurückgesetzt, ohne daß ein Ausgangssignal d und damit ein Alarmsignal e erzeugt wurden, da aufgrund der Störung im Signal b beispielsweise nur zwei vom Zähler 4 gezählte Impulse aufgetreten sind. Im Falle eines Feuers (Fig. 6) tritt dagegen im Signal b eine ununterbrochene Folge von Impulsen auf, wodurch sowohl der Zähler 4 als auch der weitere Zähler 11 vorwärts gezählt werden. Nach dem dritten Impuls im Signal b erzeugt der Zähler das Ausgangssignal d, worauf das Alarmsignal e eingeschaltet wird. Nach dem vierten Impuls im Signal b und damit im Signal g erzeugt der weitere Zähler 11 das Ausgangssignal h, worauf nach der «erzögerungszeit Tl das Signal c¹ erzeugt wird. Diese

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setzt nicht nur den Zähler 4 und den weiteren Zähler zurück, sondern verhindert auch dadurch, daß es den Speicher 9 zurücksetzt, zunächst eine weitere Eingabe von Impulsen in den weiteren Zähler 11, die diesen bereits vorwärts zählen könnten, während noch keine Eingabe von Impulsen in den Zähler 4 erfolgt.

Ein möglicher Aufbau des Speichers 9 (Fig. U) ist in Fig. 7 gezeigt; Fig. 8 zeigt die zugehörige Wahrheitstabelle. Der Speicher weist ein mit seinen beiden Eingängen an den Setzeingang S angeschlossenes NAND-Glied 9a auf, dem ein weiteres NAND-Glied 9b nachgeschaltet ist. Dessen Ausgang bildet den Ausgang Q des Speichers. An den Rückstelleingang R und an den Ausgang des NAND-Glieds 9a ist mit seinen Eingängen ein NAND-Glied 9c angeschlossen. An dessen Ausgang und an den Ausgang des NAND-Glieds 9b ist ein weiteres NAND-Glied 9d angeschlossen· Dessen Ausgang ist mit dem zweiten Eingang des NAND-Glieds 9h verbunden und bildet den konjugierten Ausgang Q des Speichers; am konjugierten Ausgang § hat das Ausgangssignal (z.B. L-Zustand, logisch Null) stets den inversen Wert (im Beispiel Η-Zustand, logisch Eins) zum Signal am Ausgang Q.

In der Wahrheitstabelle der Fig. 8 sind für die möglichen Signalzustäade am Setzeingang S und am Rückstelleingang R die Signalzustände an den Ausgängen Q, Q angegeben. Der Signalzustand "Q" des Ausgangs Q bzw, "JJ" des Ausgangs Q bedeutet, daß sich der Signalzustand bei der Eingangs-Signalkombinatiön LL gegenüber der vorhergehenden Signalkombination nicht geändert hat, gleich welche Signalzustände zuvor an den Ausgängen Q, § geherrscht haben. Liegt sowohl am Setzeingang S als auch am Rückstelleingang R ein

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Η-Signal, so erscheint auch am Ausgang Q ein Η-Signal, d.h. es handelt sich um einen Speicher mit bevorrechtigtem Setzeingang S. Der Konjugierte Ausgang Q wird bei der Verwendung des Speichers im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sowie in den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen nicht verwendet,

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 4, wobei für Teile des dortigen Blockschaltbilds die Schaltungseinzelheiten genauer dargestellt sind.

Der Zähler U ist an seinem Eingang CL vom Signal b beaufschlagbar und weist gegenüber der vorgegebenen Anzahl von im Ausfünrungsbeispiel drei Stufen, die zur Erzeugung des Ausgangssignals d erforderlich sind, eine höhere Stufenanzahl auf. Die dritte Stufe Qg erzeugt das Ausgangssignal d, wenn sie gesetzt ist, während die Ausgänge der übrigen Stufen nicht angeschlossen sind. Es ist auf diese Weise möglich, die Gesamtanzahl N der. bis zur Erzeugung des Signals d innerhalb der Meßperiode T zu zählenden Impulse je nach Anwendungsfall zu verändern, indem der Alarmgeber an verschiedene Stufen angeschlossen wird. Das Zurücksetzen des Zählers 4 erfolgt über dessen Rücksetzeingang RST, In entsprechender Weise kann auch der weitere Zähler 11 eine Stufenanzahl aufweisen, die größer als die für ihn erforderliche Anzahl (N+l) ist, und von seinen Stufen kann jede mit ihrem Ausgang mit der nachgeschalteten Verzögerungsschaltung 12 verbunden werden. Im Ausführungsbeispiel ist dies die vierte Stufe Q₄, während wieder der Eingang CL zum Vorwärtszahlen von Impulsen - hier des Signals g - und der Rücksetzeingang RST vom Signal c¹ beaufschlagbar ist.

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Der Alarmgeber 8 weist eingangsseitig einen Spannungsteiler auf, an den ein Transistor 17 mit seiner Basis angeschlossen ist. Im Η-Zustand des Signals d wird der Transistor 17 leitend, wodurch eine stabilisierte Spannung V^ einen Strom über den Transistor 17 und eine Glattungsschaltung zur Steuerelektrode eines Thyristors 15 fließen läßt. Hierdurch wird dieser gezündet, wodurch die Spannung V ^ einen Strom über einen Alarmzweig 16 fließen läßt, in den der Thyristor 15 in Reihe mit einem Relais IU eingeschaltet ist. Das Relais 14 kann mit seinen nicht gezeigten Kontakten weitere Stromkreise schalten, durch die eine Signalisierung und/oder eine Löschung ausgelöst werden. Die Verzögerungsschaltung 12 weist gemäß Fig. 9 ein RC-Glied mit einem Längswiderstand 19 und einem Kondensator 20 auf, dem je ein Umkehrverstärker 21, 22 vorgeschaltet bzw. nachgeschaltet ist.

Bei der Überwachung von Räumen, in denen Störungseinflüsse relativ seiften sind, kann es genügen, ein Alarmsignal e bereits dann zu erzeugen, wenn innerhalb der Meßperiode T eine relativ geringe Anzahl von Impulsen im Signal b aufgetreten ist, beispielsweise wenn innerhalb einer zehn Impulse des Signals a umfassenden Meßperiode T drei Impulse im Signal b aufgetreten sind« Diejenigen Stufen des Zählers U und des weiteren Zählers 11, an die der Alarmgeber 8 bzw. die Verzögerungsschaltung 12 angeschlossen sind, werden dann entsprechend gewählt; im genannten Beispiel wäre der Alarmgeber an die dritte Stufe des Zählers 4 und die Verzögerungsschaltung 12 an die zehnte Stufe des weiteren Zählers 11 anzuschließen. Es ist dann nicht erforderlich, daß die drei Impulse, die zur Erzeugung des H-Zustands des Signals d führen, zeitlich unmittelbar aufeinander folgen; es genügt, wenn diese Impulse innerhalb der Meßperiode T in beliebigen Zeitabständen auftreten. Um hierbei trotz der relativ hohen Anzahl von Impulsen des Signals a, die die Meßperiode T umfaßt, nicht zu einer

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allzu langen Meßperiode T zu gelangen, wird vorzugsweise die Impulsfolgezeit der Impulse des Oszillators 2 und deren zeitliche Impulsbreite relativ gering gewählt. Beispielsweise kann die Meßperiode T in diesem Fall 1 s, die Impulsfolgezeit mithin 10 ms betragen. Hierdurch können vorteilhafterweise Brände bereits in ihrer Entstehungsphase gemeldet werden.

Fig. 10 zeigt eine weitere Abänderung der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Schaltungselemente teils in einem im überwachten Raum angebrachten Melder, teils in einer entfernt davon angeordneten Zentrale Z untergebracht sind. Die Zentrale Z weist eine Gleichstromquelle in Gestalt einer Batterie auf, die die Versorgungsspannung V_DD liefert und die über einen Schalter S anschaltbar ist. Das Relais 14 (s.a. Fig. 9) ist ebenfalls in der Zentrale Z angeordnet. Die Zentrale Z ist mit dem Melder über eine Linie verbunden, die von Leitern 16', 16'· gebildet ist. Parallel zu dem in Fig. 10 rechts der Zentrale Z dargestellten Melder können gleichartige Melder parallel zum dargestellten Melder an die Leiter 16', 16^lf angeschlossen werden.

Im Melder liegt der Alarmzweig 16 mit dem Thyristor 15 zwischen den Leitern 16', 16'', und parallel hierzu ist eine Spannungsstabilisierungsschaltung 1 angeschlossen. Diese speist den Detektor D, den Oszillator 2 und eine zweite Spannungsstabilisierungsschaltung 23, die eine besonders stabile Spannung V^_ß liefert. Der Detektor D ist hierbei in üblicher Weise als Ionisations-Detektor mit einer der Umgebungsluft zugänglichen Meß-Ionisationskammer la und einer gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossenen Referenz-Ionisationskammer Ib ausgebildet. Deren Verbindungspunkt Ic ist mit einem Feldeffekttransistor 3' verbunden» Dieser dient als Impedanzwandler, da die Ionisationskammern la, Ib sehr hohe Impedanzen aufweisen« Die Ver-

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wendung des Feldeffekttransistors 3¹ ist jedoch auch bei anderen Ausführungsformen des Detektors D möglich, beispielsweise wenn es sich bei diesem um einen lichtelektrischen Detektor mit einem als Empfängerelement verwendeten Fototransistor handelt.

Der Feldeffekttransistor 3' übernimmt gleichzeitig die Rolle des UND-Glieds 3 (Fig. 1, 4, 9), da er ein Ausgangssignal an einem mit ihm in Reihe geschalteten Spannungsteiler 24 nur dann erzeugt, wenn an seiner dieser Spannungsteilerschaltung 24 abgewandten Hauptelektrode die Signalspannung des Signals a anliegt und wenn die Spannung des Verbindungspunkts Ic gegenüber dem Leiter 16'' einen Wert unterschreitet, der dem zu meldenden Schwellenwert der Rauchdichte in der Umgebungsluft entspricht. Allerdings wird der Feldeffekttransistor 3' bereits unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes geringfügig leitend, und um erst genau vom Schwellenwert an Impulse als Ausgangssignal zu erzeugen, ist eine als Impulsformer dienende Schwellenwertschaltung 3a vorgesehen, die den Spannungsteiler 24 umfaßt. Durch den Schwellwertschalter 3a wird eine zusätzliche Unterdrückung der Auswirkungen von Störungsursachen auf den Detektor D erreicht\ führen beispielsweise auf den Detektor D einwirkende Fremdfelder zu einer geringfügigen Spannungsverschiebung am Verbindungspunkt Ic, so wird diese im allgemeinen durch das ausgeprägte Schwellenwertverhalten der Schwellwertschaltung 3a unterdrückt. Soweit trotzdem auf den Detektor D einwirkende Störungsursachen zum Auftreten von Impulsen am Ausgang der Schwellwertschaltung 3a führen, erfolgt andererseits eine Unterscheidung von einem auf Feuer beruhenden Signal wieder in der bereits anhand der vorangehenden Figuren beschriebenen Weise«

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Das Signal b¹ wird dem Zähleingang CL₂ des hier als Schieberegister ausgebildeten Zählers 4' sowie dem Steuereingang D₁ des ebenfalls als Schieberegister ausgebildeten weiteren Zählers II¹ zugeführt; die Schwellwertschaltung 3a kann eine entsprechende Signalleistung abgeben, da sie ausgangsseitig zwei aufeinander folgende Umkehrverstärker aufweist. Dem Zähleingang CL^ des weiteren Zählers 11' wird die fortlaufende Impulsfolge eines Signals g¹ zugeführt, das mittels einer Verzögerungsschaltung 11a aus dem vom Oszillator 2 erzeugten Signal a gewonnen ist. Die Verzögerungsschaltung lla entspricht in ihrem Aufbau der Verzögerungsschaltung 12 in Fig« 9; einem RC-Glied ist je ein Umkehrverstärker vorgeschaltet und nachgeschaltet.

Die Meßperiode T beginnt mit dem Auftreten eines ersten Impulses im Signal b¹ am Ausgang der Schwellwertschaltung 3a. Von diesem Zeitpunkt an wird eine vorgegebene Anzahl von Impulsen im weiteren Zähler 11' gespeichert, bis das Signal h¹, das am Ausgang der Stufe Q. abgenommen ist, den Η-Zustand annimmt. Dieser Impuls des Signals h¹ wird der nachfolgenden Verzögerungsschaltung 12' zugeführt, die eingangsseitig ein ODER-Glied 12a, ausgangsseitig einen Umkehrverstärker 12b und zwischen diesen ein RC-Glied 12c aufweist. Nach der Verzögerungszeit Tl der Verzögerungsschaltung 12' erscheint an deren Ausgang das Signal c¹¹, das dem Signal c^x (Fig. H) entspricht.

Der Steuereingang D₂ des Zählers 4' ist von der Spannung VIj. her über einen Vorwiderstand ständig mit einem Η-Signal beaufschlagt. Daher werden sämtliche im Signal b' auftretende Impulse während der Meßperiode T gezählt. Wird dabei ein vorgegebenes Zählergebnis erreicht, das zur Auslösung des Alarmsignals e erforderlich sein soll, so wird eine Stufe Q_n2 gesetzt, deren Ausgangssignal d^! den Η-Zustand annimmt. Andern-

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falls wird der Zähler M-' am Ende der Meßperiode T auf Null zurückgesetzt, indem das in der beschriebenen Weise erzeugte Signal c¹¹ seinem Rücksetzeingang RST₂ zugeführt wird. Dieses Signal c^lf ist im übrigen auch dem Rücksetzeingang RST₁ des weiteren Zählers 11' zugeführt, so daß auch dieser am Ende der Meßperiode T auf Null gesetzt wird, so daß beim Auftreten weiterer Impulse im Signal b' eine neue Meßperiode T beginnen kann, in der die auftretenden Impulse erneut gezählt werden.

Wird während der Meßperiode T die vorgegebene Anzahl von Impulsen im Signal b¹ erreicht und nimmt somit das Signal b¹ seinen Η-Zustand an, so wird dieser Impuls dem zweiten Eingang des ODER-Glieds 12a zugeführt, wodurch wieder nach Ablauf der Verzögerungszeit Tl der Verzögerungsschaltung 12' in gleicher Weise ein Zurücksetzen des Zählers U' und des weiteren Zählers II¹ wie sonst am Ende der Meßperiode T erfolgt. Vor Ablauf der Verzögerungszeit Tl der Verzögerungsschaltung 12' wird jedoch noch durch den Η-Zustand des Signals b' der Transistor 17 leitend gemacht, wodurch der Thyristor gezündet und das Alarmsignal e erzeugt wird. Dieses wird in die Zentrale Z übertragen, wo mittels des Relais 14 weitere Schaltmaßnahmen erfolgen.

Die genannte zweite SpannungsStabilisierungsschaltung 2 3 weist einen Längstransistor 23a auf, dessen Basis-Emitter-Spannung in üblicher Weise durch die Spannung am Verbindungspunkt eines Widerstands und einer Zenerdiode 2 3b konstant gehalten ist. Am Ausgang liegt zudem ein Glättungskondensator 2 3. Die erzeugte Spannung V_DD ist niedriger als die Spannung V_DD der Batterie in der Zentrale Z und so gewählt, daß in CMOS-Technik, d.h. mit komplementären Feldeffekttransistoren mit isolierten Steuerelektroden aufgebaute Schaltungselemente

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des Melders mit optimaler Schaltgeschwindigkeit betrieben werden können. Alle Schaltungselemente in Fig. 10 rechts der zweiten SpannungsStabilisierungsschaltung 23 und links des Feldeffekttransistors 3¹ und des Detektors D sind in dieser Technik ausgeführt. Die entsprechenden SpannungsversorgungsanSchlüsse sind einfachheitshalber nicht dargestellt.

Fig. 11 zeigt die Wirkungsweise der Meldeeinrichtung gemäß Fig. 10. Zuoberst ist der Verlauf des Signals a aufgetreten; im-Ausführungsbeispiel haben dessen Impulse eine zeitliche Breite oder Impulsdauer von 300 /as, während die Impulsfolgezeit 5 s beträgt. Darunter ist der Verlauf mehrerer Signale für einen Fall A und einen Fall B dargestellt. Im Fall A tritt aufgrund eines Feuers. Rauch auf, und die neben dem Hinweis "A" aufgetragene Rauchdichte behält während längerer Zeit hohe Werte. Im Signal b¹ tritt daher während der Meßperiode die vorgegebene Gesamtanzahl N=3 Impulse auf; die Dauer der Meßperiode entspricht dem Abstand der Forderflanke eines Impulses von der Rückflanke des zweiten darauf folgenden Impulses, wie anhand des Signals b¹ angedeutet ist. Die Impulse im Signal g¹ sind gegenüber demjenigen des Signals a und damit gegenüber demjenigen im Signal b' um die Zeit T2 = 80 us zeitlich verzögert. Da der Zähler 4' als Schieberegister ausgebildet ist, erscheint im Signal d¹ ein Impuls aufgrund der Wirkungsweise des Schieberegisters mit der Rückflanke des dritten im Signal b¹ aufgetretenen Impulses. Die Vorderflanke des demgegenüber verzögerten Impulses im Signal c2^f ist aufgrund der Wirkung der Verzögerungsschaltung 12' um die Verzögerungszeit Tl = 500 us gegenüber der Vorderflanke des Impulses im Signal d¹ verzögert, so daß im Ausführungsbeispiel die Vorderflanke des Impulses im Signal c¹' mit der Rückflanke des Impulses im Signal b' zusammenfällt; die Länge des Impulses im Signal d¹ ist gleich der Verzögerungszeit Tl, Diese Impuls-

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länge im Signal d¹ reicht mit Sicherheit aus, den Transistor leitend zu machen und trotz der dem Thyristor 15 vorgeschalteten Glättungsmittel und der dadurch auftretenden Verzögerung den Thyristor 15 zu zünden. Die Zündung des Thyristors 15 und damit der Sprung des Signals e in den Η-Zustand erfolgen im Ai^ührungsbeispiel annähernd 100 yis nach der Vorderflanke des Impulses im Signal b¹.

In dem im unteren Teil der Fig. 11 dargestellten Fall B tritt relativ kurzzeitig eine Störungsursache auf, beispielsweise beim Ausfegen des überwachten Raumes aufgewirbelter, in den Detektor D (Fig, 10) eindringender Staub oder der Rauch einer Zigarette, In diesem Fall wird die vorgegebene Gesamtanzahl N von Impulsen innerhalb der Meßperiode nicht erreicht; wie dargestellt, werden nur zwei Impulse im Signal b¹ erzeugt. In diesem Fall wird im Signal c'' ein Impuls dadurch erzeugt, daß der weitere Zähler 11' mit der Rückflanke des dritten Impulses im Signal g', der auf den ersten im Signal b¹ aufgetretenen Impuls folgt, den Η-Zustand annimmt, der sich nach der Verzögerungszeit Tl der Verzögerungsschaltung 12' im Signal c^fl wiederholt. Im Signal d¹ tritt dagegen kein Impuls auf, so daß dies auch im Signal e nicht der Fall ist,

Fig. 12 zeigt zuoberst den Impulszug des Signals a bei einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Darunter ist in Fällen I, II und III der Verlauf von Störungssignalen und der sich hierdurch ergebende Verlauf des Signals b (Fig. 1, 4, 9) bzw. b¹ (Fig. 10) in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen. Im Fall I wirkt ein Fremdfeld hoher Frequenz auf den Detektor D ein. Die Amplituden £ überschreiten nur kurzzeitig den gestrichelt angedeuteten Schwellenwert, oberhalb von dem im Signal b bzw, b¹ ein Impuls erscheint. Im Fall II ist der

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typische Verlauf von Luftströmungen mit der Geschwindigkeit ν oder von durch Klimaanlagen und dergl. verursachten Luftschwingungen mit der Schwingungsamplitude ν gezeigt. Auch in diesem Fall tritt nur kurzzeitig eine Überschreitung des gestrichelt angedeuteten Schwellenwertes und demgemäß nur ein Impuls im Signal b bzw. b' auf. Im Fall III ist der Staubgehalt Kg der Luft beim Ausfegen des überwachten Raumes dargestellt. Hier wird der gestrichelt angedeutete Schwellenwert nur in unregelmäßigen Zeitabständen kurzzeitig überschritten, wodurch die im Signal b bzw, b¹ auftretenden Impulse derartige zeitliche Abstände haben, daß innerhalb der vorgegebenen Meßperiode die vorgegebene Impulsanzahl nicht erreicht und kein Alarmsignal erzeugt wird.

Im Fall IV ist demgegenüber die Konzentration K_ß von Brandprodukten aufgetragen, wie sie sich typischerweise bei einem Feuer ergibt. In diesem Fall wird vom Überschreiten des gestrichelt angedeuteten Schwellenwertes an im Signal b bzw, b¹ ein ununterbrochener Impulszug erzeugt, so daß nach dem Auftreten der vorgegebenen Gesamtanzahl N von Impulsen ein Feuersignal erzeugt wird. Ein Feuer wird daher durch die Meldeeinrichtung zuverlässig von Störungsupsachen unterschieden.

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Claims

HOCHIKI CORPORATION H 9QU TYF 2-10-43 Kami Osaki rt "H Ui Shinagawa-ku Tokio / Japan ·3θ * ANSPRÜCHE

1.)Meldeeinrichtung mit einem eine physikalische Größe erfassenden Detektor, einer Schaltung, die beim Überschreiten eines Schwellenwertes der Größe ein eine Impulsfolge aufweisendes Impulssignal erzeugt, und einem Zähler, der beim Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen des Impulssignals ein Alarmsignal auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Abhängigkeit vom Auftreten eines Impulses im Impulssignal (b; b¹) in Gang setzbarer Zeitgeber (5; 9 bis 12; 11a, II¹, 12') nach Ablauf einer vorgegebenen Meßperiode (T) den Zähler (4; 4¹) auf den Zählerstand Null zurücksetzt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (5) ein monostabiles Kippglied ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (5) im nicht in Gang gesetzten Ruhezustand den Zähler (4) auf dem Zählerstand Null hält und am Ende des ersten während der Meßperiode aufgetretenen Impulses im Impulssignal (b) zum Zählen freigibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß der Zeitgeber (9 bis 12; 11a, 11', 12') am Ende der Meßperiode (T) ein vorzugsweise gegenüber dieser kürzeres, den Zähler (4; 4·) zurücksetzendes, impulsförmiges Signal (c'j c") erzeugt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (D) zum Erfassen einer sich bei Bränden verändernden physikalischen Größe, vorzugsweise der Rauchdichte, ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Impulssignal (b; b¹) erzeugende Schaltung (2, 3; 2, 3¹, 3a) einen vorzugsweise ständig schwingenden Oszillator (2) aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Impulssignal (b) erzeugende Schaltung (2, 3) ausgangs seitig ein dem Oszillator (2) und dem Detektor (D) nachgeschaltetes UND-Glied (3) aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Impulssignal (b¹) erzeugende Schaltung (2, 3', 3a) ein elektronisches Schaltelement (3¹) aufweist, das mit dem Ausgangssignal (a) des Oszillators (2) und mit dem Ausgangssignal des Detektors (D) beaufschlagt ist und das bei gleichzeitigem Vorliegen eines Impulses im Ausgangssignal (a) des Oszillators (2) und eines Ausgangs-

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signals des Detektors (D), das einen dem vorgegebenen Schwellenwert der physikalischen Größe entsprechenden Schwellenwert überschreitet, ein Ausgangssignal erzeugt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Transistor, vorzugsweise ein Feldeffekttransistor (3¹) ist.

10, Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptströmstrecke des Schaltelements (3¹) mit der Signalspannung des Ausgangssignals (a) des Oszillators (2) gespeist ist und daß die Steuerelektrode des Sehaltelernents (I¹) vom Ausgangssignals des Detektors CD) beaufschlagt i-St.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß dem Schaltelement (3¹) eine Impulsformerschaltung (3a) mit Schwellwertverhalten nachgeschaltet ist.

12, Einrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (9 bis 12.'; 11a, 11', 12') einen weiteren Zähler (11; 11') aufweist, der in Abhängigkeit vom Auftreten eines ersten Impulses im Impulssignal (b; b¹) während der Meßperiode (T) von der Impulsfolge eines aus dem Ausgangssignal (a) des Oszillators (2) abgeleiteten Signals (g; g¹) vorwärts zählbar ist und der beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstands die Erzeugung eines den Zähler (4; 4') zurücksetzenden Signals (c^f; c¹¹) bewirkt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des den Zähler (4; k¹) zurücksetzenden Signals (c¹, c¹¹) auch der weitere Zähler (llj II¹) zurücksetzbar ist.

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14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zähler (4; 4¹) zurücksetzende Signal (c¹; c^lf) mittels einer dem weiteren Zähler (11; 11') nachgeschalteten Verzögerungsschaltung (12; 12') erzeugbar ist.

15» Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet,daß der Zeitgeber (9 bis 12) einen Speicher (9) aufweist, der von den Impulsen des Impulssignals (b) . setzbar und von dem den Zähler (4) zurücksetzenden Signal (c¹) zurücksetzbar ist, und daß ein UND-Glied (10) mit dem vom Speicher (9) im gesetzten Zustand erzeugten Ausgangssignal (f) und vom Ausgangssignal (a) des Oszillators (2) beaufschlagt ist und seinerseits als Ausgangssignal das den weiteren Zähler (11) vorwärts zählende Signal (g) erzeugt.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zähler (II¹) einen Steuereingang (D.), einen Zähleingang (CL^) und einen Rücksetzeingang (RST-) aufweist und durch Zuführung eines Signalimpulses zu seinem Steuereingang (D^) in Zählbereitschaft schaltbar ist, daß der Steuereingang (D₁) des weiteren Zählers (II¹) vom Impulssignal (b¹) beaufschlagt ist und daß der Zähleingang (CL^) des weiteren Zählers (II¹) ständig mit dem aus dem Ausgangssignal (a) des Oszillators (2) abgeleiteten Signal (g¹) beaufschlagt ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet," daß das aus dem Ausgangssignal (a) des Oszillators (2) abgeleitete Signal (g¹) mittels einer vom Ausgangssignal (a) des Oszillators (2) beaufschlagten Verzögerungsschaltung (3a) erzeugt ist.

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18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zähler (4¹) zurücksetzende Signal (c¹¹) in zusätzlicher disjunktiver Abhängigkeit davon erzeugbar ist, daß der Zähler (4¹) das das Alarmsignal (e) auslösende Signal (d¹) erzeugt.

19. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (4¹) einen Steuereingang (D₂), einen Zähleingang (CL₂) und einen Rücksetzeingang (RST₂) aufweist und durch Zuführung eines Signalimpulses zu seinem Steuereingang (D₂) in Zählbereitschaft schaltbar ist, daß der Steuereingang (D₂) des Zählers (4¹) mit einem Dauersignal beaufschlagt ist und daß der Zähleingang (CL₂) des Zählers (4') mit dem Impulssignal (b¹) beaufschlagt ist.

20. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (4')ein Schieberegister ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 12 oder nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zähler (II¹) ein Schieberegister ist.

22. Einrichtung nach Anspruch 12 oder nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die dem vorgegebenen Zählerstand des weiteren Zählers (11; II¹) entsprechende Anzahl von Stufen des weiteren Zählers (11; II¹) um mindestens eine Stufe größer ist als diejenige Anzahl von Stufen, die der Zähler (4; H¹) zum Zählen der vorgegebenen Anzahl (NOt von Impulsen aufweist«

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23. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (4; U¹) mehrere Stufenausgänge aufweist, an denen das das Alarmsignal (e) auslösende Signal (d; d') wahlweise abnehmbar ist.

24. Einrichtung nach Anspruch 12 oder nach Anspruch 12 und einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zähler (11; II¹) mehrere Stufenausgänge aufweist, an denen das Ausgangssignal (h; h¹) des weiteren Zählers (11} 11') wahlweise abnehmbar ist.

25, Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Zähler (4; 4¹) zurücksetzendes Signal in zusätzlicher disjunktiver Abhängigkeit vom Einschalten einer Versorgungsspannung (V_DD) mittels einer Spannungswxederkehrschaltung (6) erzeugbar ist,

26, Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren an eine gemeinsame Zentrale (Z) angeschlossenen, jeweils einen Detektor (D) enthaltenden Meldern jeder Melder den Zähler (4; 4») und den Zeitgeber (5; 9 bis 12; lla, II¹, 12·) aufweist.

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