DE10104861A1 - Verfahren zur Branderkennung - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Branderkennung vorgeschlagen, wobei ein Brand durch eine optische Messung erkannt wird. Dabei wird zyklisch ein Meßwert ermittelt und von diesem Meßwert ein Referenzwert abgezogen, um einen Differenzwert zu erzeugen. Der Referenzwert wird in Abhängigkeit von dem Differenzwert verändert, während eine Alarmschwelle aus dem veränderten Referenzwert und einem festen Offsetwert bestimmt wird. Erreicht die Alarmschwelle eine vorgegebene Schwelle, dann wird eine Verschmutzungsmeldung abgegeben.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Branderkennung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.

Der Ruhewert optischer Brandmelder ist den Umwelteinflüssen seines Einsatzgebietes ausgesetzt. Feiner Staub und andere Verunreinigungen in der Luft gelangen über Eintrittsöffnungen in die optische Meßkammer und setzen sich an deren Innenwänden sowie an Sender und Empfänger des optischen Meßsystems ab. Hier wird demnach ein optischer Brandmelder mit Meßkammer vorgesehen, bei dem Rauch durch ein Labyrinth in diese Meßkammer eindringt. Verschmutzung ist jedoch auch ein Problem bei optischen Brandmeldern, die ohne eine optische Meßkammer auskommen. Dazu zählt beispielsweise ein Freiraumstreulichtrauchmelder.

Diese Verunreinigungen bewirken eine Veränderung des Ruhewerts, die um so stärker wird, je länger der Brandmelder diesen Umweltbedingungen ausgesetzt ist. Bei einer üblich verwendeten festen Alarmschwelle wird damit die Empfindlichkeit des Rauch-Brandmelders beeinflußt. Im Extremfall können sogar Fehlalarme auftreten.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Branderkennung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass eine variable Alarmschwelle verwendet und der Ruhewert nachgeführt wird, aus dem sich dann diese variable Alarmschwelle durch Addition mit einem festen Offsetwert berechnet. Damit passt sich die Alarmschwelle an die Verschmutzungsbedingungen des Brandmelders automatisch an. Damit ist weiterhin eine konstante Rauchempfindlichkeit gewährleistet, und die Einsatzzeit des Brandmelders wird dadurch wesentlich erhöht. Weiterhin kann aus dem nachgeführten Ruhewert, dem Referenzwert, der Verschmutzungsgrad des Melders direkt abgelesen werden, denn um so höher er ist, desto höher ist der Verschmutzungsgrad.

Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert sowohl bei Streulicht (Reflexion) als auch bei Durchlicht (Transmission) Meldern. Bei Streulichtmeldern wandert der Referenzwert aufgrund verstärkter Reflexionen an den Schmutzpartikeln an der Meßkammer nach oben, bei den Durchlichtmeldern nach unten, da die Verschmutzung von Sender und Empfänger zu einer Verringerung des Ruhewerts führen.

Durch die in den anhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Verfahrens zur Branderkennung möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass, wenn die variable Alarmschwelle eine vorgegebene Schwelle, beispielsweise den oberen Grenzwert eines Analog-Digitalwandlers erreicht hat, der zur Digitalisierung der Meßwerte des optischen Brandmelders verwendet wird, dann eine Verschmutzungsmeldung abgegeben wird, da die Funktionalität des Brandmelders in einem solchem Falle gefährdet ist. Dies liegt daran, dass Werte oberhalb dieser Schwelle nicht mehr unterscheidbar sind und mit dem Wert der Schwelle digitalisiert werden.

Doch genauso ist es von Vorteil, dass der Referenzwert um wenigstens 1 Bit verändert wird, sobald der Differenzwert zwischen Messwert und Referenzwert ungleich Null ist.

Schließlich ist es auch von Vorteil, dass eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorliegt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie eine optische Meßeinrichtung, einen Analog-Digital-Wandler, einen Prozessor und Mittel zur Abgabe einer Meldung aufweist. Die Vorrichtung kann dabei vorteilhafterweise als Streulicht- Rauchmelder ausgebildet sein.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Erfindung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3 ein Spannungszeit- Diagramm zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beschreibung

Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Ein optischer Sender 1 ist über eine Freiraum-Luftstrecke mit einem optischen Empfänger 2 verbunden. Der optische Sender 1 kann eine Laserdiode oder eine Leuchtdiode sein. Der optische Empfänger 2 kann eine Foto-Diode oder beispielsweise ein Bolometer sein. Die Messung, die hier durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, ist eine Steulichtmessung, es sind jedoch auch Transmissionsmessungen möglich.

Über einen Eingang ist der optische Sender 1 mit einer Ansteuerung 3 verbunden, die von einem Prozessor 4 über dessen ersten Datenausgang angesteuert wird. Der optische Empfänger 2 gibt seine Signale an eine Signalverarbeitung 6 ab, die die Signale verstärkt und filtert. In einem anschließenden Analog-Digital-Wandler 5 werden die Signale digitalisiert. Der so entstandene digitale Datenstrom wird dann zu einem Dateneingang des Prozessors 4 übertragen. Über seinen zweiten Datenausgang ist der Prozessor 4 mit einem Schnittstellenbaustein 8 verbunden, der Daten des Prozessors 4 über eine Übertragungsleitung 9 zu einer Zentrale 10 überträgt. Die Übertragungsleitung 9 kann als Bus ausgeführt sein, sie kann aber auch eine normale Leitung sein und die Zentrale 10 kann alternativ auch eine Warneinrichtung sein.

In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, das mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführt wird. In Verfahrensschritt 11 wird mit dem optischen Sender 1 eine optische Messung durchgeführt, wobei der optischen Empfänger 2 die optischen Signale mißt. Diese Messung und die Übertragung zum Prozessor 4 werden in sehr kurzen Zyklen durchgeführt. In bestimmten, im Vergleich zu den Messzyklen wesentlich größeren Zyklen 28 verwendet der Prozessor den aktuellen Messwert zum Nachführen des Ruhewerts. Bei jedem Messzyklus wird überprüft, ob die Zykluszeit für die Nachführung abgelaufen ist (Verfahrensschritt 11a). Ist das nicht der Fall, dann werden die nachfolgenden Verfahrensschritte für die Nachführung des Ruhewerts übersprungen und das Verfahren mit dem Verfahrensschritt 19 zur Branderkennung fortgesetzt.

Ist die Zykluszeit für die Nachführung des Ruhewerts dagegen abgelaufen, dann folgt Verfahrensschritt 12.

In Verfahrensschritt 12 wird von dem Meßwert ein abgespeicherter Referenzwert abgezogen, um einen Differenzwert zu erzeugen. In Verfahrensschritt 13 wird überprüft, ob der Differenzwert größer null ist. Ist das der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 14 in Abhängigkeit vom Differenzwert der Referenzwert erhöht. Jedoch mindestens um ein Bit. Ist der Referenzwert kleiner oder gleich null, dann wird entweder der Referenzwert in Abhängigkeit vom Differenzwert gesenkt, jedoch mindestens um ein Bit, oder, wenn der Differenzwert gleich null ist, wird der Referenzwert beibehalten. Eine Alarmschwelle wird dann aus dem veränderten Referenzwert und einem festen Offsetwert berechnet. Dieser Offsetwert wurde experimentell bestimmt.

In Verfahrensschritt 16 wird überprüft, ob der nun veränderte Referenzwert, der den Verschmutzungsgrad anzeigt, gleich einer vorgegebenen Schwelle ist. Dies wird in Verfahrensschritt 17 überprüft. Ist das der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 18 eine Verschmutzungswarnung ausgegeben. Dies wird dann vom Prozessor 4 durchgeführt, der über den Schnittstellenbaustein 8 und Übertragungsleitung 9 dies an die Zentrale 10 übermittelt.

In Verfahrensschritt 19 bildet der Prozessor 4 eine Differenz zwischen dem Meßwert und der Alarmschwelle, deren Überschreiten einen Brand anzeigt. In Verfahrensschritt 20 wird überprüft, ob diese Differenz gleich null oder größer null ist. Ist das der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 21 ein Brandalarm ausgegeben. Ist das nicht der Fall, dann endet in Verfahrensschritt 22 das Verfahren. Die Brandmeldung wird wiederum über den Schnittstellenbaustein 8 und die Übertragungsleitung 9 an die Zentrale 10 ausgegeben.

In Fig. 3 ist ein Spannungszeit-Diagramm dargestellt, das das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt. Eine variable Alarmschwelle 24 wird beim Überschreiten, wie es hier bei dem Spitzenwert eines Meßsignals 25 angezeigt wird, einen Alarm nach sich ziehen. Der Referenzwert 26 wird wie oben geschildert nachgeführt. Dabei wird die nachgeführte Referenz für eine bestimmte Zeiteinheit Δt, mit dem Bezugszeichen 28 hier bezeichnet, gehalten. Die nachgeführte Referenz 26 stammt von einem Ruhewert von einem unverschmutzten Brandmelder 27. Aber aufgrund der Verschmutzung wird diese Referenz 26 nachgeführt, so dass nach einer gewissen Zeit ein deutlicher Unterschied zwischen der nachgeführten Referenz 26 und dem Ruhewert 27 vorliegt. Die Alarmschwelle wird gleichzeitig um den festen Offsetwert mit dem Referenzwert 26 verändert. Dabei wird einfach der Offsetwert zu dem Referenzwert 26 hinzuaddiert, um die Alarmschwelle 24 zu bestimmen.

Ein Anschlag 23 als die vorgegebene Schwelle für einen Analog-Digital-Wandler zeigt an, wenn die nachgeführte Alarmschwelle 24 diesen Wert erreicht, dass der Verschmutzungsgrad so hoch ist, dass die Funktionsfähigkeit des Brandmelders nicht mehr gewährleistet ist. Ist der Differenzwert zwischen dem Meßwert 25 und der Referenz 26 ungleich null, dann wird die Referenz um mindestens 1 Bit, hier mit digits bezeichnet, 29 verändert.

Claims (5)

1. Verfahren zur Branderkennung, wobei durch eine optische Messung ein Brand erkannt wird, falls ein Meßwert (25) der optischen Messung eine Alarmschwelle (24) erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass in bestimmten Zykluszeiten (28) der Meßwert (25) ermittelt wird, dass von dem Meßwert (25) ein Referenzwert (26) abgezogen wird, um einen Differenzwert zu erzeugen, dass der Referenzwert (26) in Abhängigkeit von dem Differenzwert verändert wird, dass der Referenzwert (26) für eine bestimmte Zeit (28) mit dem veränderten Wert gehalten wird und dass die Alarmschwelle (24) aus dem veränderten Referenzwert (26) und einem festen Offsetwert bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Referenzwert (26) ein Verschmutzungsgrad bestimmt wird und dass, wenn die Alarmschwelle (24) einen bestimmten Schwellwert (23) erreicht, eine Verschmutzungsmeldung abgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (26) bei einem Differenzwert, der ungleich null ist, um wenigstens ein Bit (28) verändert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine optischen Meßeinrichtung (1, 2), einen Analog-Digital-Wandler (5), einen Prozessor (4) und Mittel (8, 9 und 10) zur Abgabe eine Meldung aufweist.

5. Vorrichtung an Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Streulichtrauchmelder ausgebildet ist.