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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Früherkennung und zur komplexen
Bewertung von Bränden,
wie offene und verdeckte Feuer oder Schwelbrände, insbesondere auch von
schüttförmigen oder anderweitig
gelagertem Gut, schon in ihrer Entstehungsphase.
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In
Gebäuden, öffentlichen
Einrichtungen, industriellen Anlagen und Lagerhallen, aber auch
in privaten Haushalten entstehen jährlich Millionenschäden durch
den Ausbruch von Bränden.
Solche Brände
werden häufig
durch Unachtsamkeit von Personen, Nachlässigkeit im Umgang mit brennbaren
Stoffen oder technische Defekte, wie schadhafte elektrische Leitungen
verursacht.
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Treffen
dabei Zündinitiale,
wie glimmende Partikel oder Funkenflug auf brennbare Stoffe, führt dies
oft zu Entzündungen
weiteren brennbaren Materials in deren Umgebung.
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Glimmbrände entstehen
meist an einer Stelle oder sind bei mehreren Zündinitialen über mehrere Stellen
verstreut.
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In
der Regel ist dann ein längerer
Zeitraum erforderlich, um aus einem Schwel- oder Glimmbrand ein
offenes Feuer entstehen zu lassen.
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Mit
den klassischen Brandmeldesystemen auf der Basis von Flammen- oder
Rauchmeldern werden solche Glimmbrände in ihrer Entstehungsphase
nicht erkannt.
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Erst
durch das Auftreten von Flammen oder Rauch sprechen mit diesen Sensorsystemen
ausgestattete Brandmelder an und können eine Alarmierung auslösen und
eine Löschanlage
aktivieren.
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Es
geht wertvolle Zeit verloren, die bei einer Früherkennung eines Brandes zur
Brandbekämpfung
und Personenrettung vorteilhaft genutzt werden könnte, wobei bei einer frühzeitigen
Brandbekämpfung
auch mit erheblich geringeren Sachschäden zu rechnen ist.
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Es
ist allgemein bekannt, dass die ersten Anzeichen für die Entstehung
eines Brandes, häufig
in der Emission von Gasen, insbesondere von stoffabhängigen Schwelgasen,
bestehen.
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Während dieses
Pyrolyseprozesses in einem Schwelbrand werden materialspezifische,
gasförmige
Produkte in unterschiedlichen Konzentrationen freigesetzt.
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Hierzu
zählen
Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2), Methan
(CH4) sowie längerkettige gesättigte und
ungesättigte
Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen.
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Im
Verlauf der weiteren Brandentwicklung und mit zunehmender Temperatur
erhöht
sich die Emission von Produkten der vollständigen Verbrennung, wie CO2 und N2O.
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Die
in der Entstehungsphase eines Brandes vorerst in geringen Konzentrationen
auftretenden Gase werden durch die Verwendung geeigneter Gassensorik
frühzeitig
detektiert. Dadurch werden Personen schnell alarmiert, und es werden
geeignete Brandbekämpfungsmittel
eingesetzt.
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Eine
Verwendung von Gassensoren zum Aufspüren von Bränden, insbesondere verdeckten Schwelbränden, ist
aus der Patentliteratur bekannt.
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So
werden in der
DE 4128494
A1 und der
DE 4407328
A1 elektrochemische Sensoren offenbart, die besonders zur
Bestimmung toxischer Gase, welche auch für eine Brandentstehung charakteristisch sein
können
ausgebildet sind.
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Entsprechende
elektrochemische Messzellen werden dabei in bekannter Weise mit
einer Auswerteelektronik und einem Datenspeicher zur Überwachung
und Verarbeitung der Konzentrationssignale verbunden, wie beispielsweise
in der
DE 4143092 A1 angegeben.
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Die
Korrektur der verschmutzungs- und lebensdauerabhängigen Messempfindlichkeit
von Rauchmeldern durch geeignete schaltungstechnische Maßnahmen
zur Aufrechterhaltung der sicheren Alarmauslösung wird in der
DE 3507344 C2 angegeben.
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Weiterhin
wird in der
EP 0 608
483 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung
von Brand- und Explosionsgefahren von offenen oder verdeckten Bränden offenbart,
bei dem die Gasentwicklung von Stoffen durch mindestens zwei durch ihr
prinzipielles Widerstandsverhalten unterschiedlich auf Gase reagierende
Halbleiter-Gassensoren ermittelt und ausgewertet wird, wobei vorzugsweise SnO
2-Sensoren Verwendung finden. Das unterschiedliche
Widerstandsverhalten der Sensoren soll durch unterschiedliche Betriebstemperaturen
unterstützt
und durch Ausnutzung unterschiedlicher physikalischer Vorgänge erreicht
werden.
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Verschiedene,
eine Gefahrensituation kennzeichnende Gase werden durch mehrere
Halbleiter-Widerstandssensoren mit prinzipiell unterschiedlichen
Widerstandseigenschaften detektiert.
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Bei
Auftreten einer Gefahrensituation durch Gasbildung erfolgt eine
Alarmauslösung
in den Fällen,
in denen die Messwerte der Sensoren einen kritischen Wertebereich überschreiten
oder vorher gespeicherte kritische Muster detektiert werden.
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Im
Mittelpunkt dieser bekannten Erfindung steht eine frühzeitige
Detektion von Gasen durch Halbleiter-Gassensoren, insbesondere für die Branderkennung
in staubbelasteten Räumen.
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Bisher
bekannt gewordene Anwendungen von Halbleitersensoren zur Gasdetektion
bei Schwelbränden
haben aber den Nachteil, dass Feuchtigkeit in unterschiedlichen
Konzentrationen und eine hohe Querempfindlichkeit von Störgasen einen
wesentlichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Messergebnisse
ausüben
und nicht mit einer gleichbleibenden Empfindlichkeit gerechnet werden
kann. Außerdem ist
die Anzahl der mittels Halbleiter-Sensoren detektierbaren Gasarten
recht begrenzt.
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Halbleiter-Sensoren
haben eine sehr hohe Leistungsaufnahme, um die bis zu mehreren 100 °C Betriebstemperatur
zu erreichen.
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Zudem
wird die Katalysatorschicht von Halbleiter-Sensoren durch Auftreten
einiger Stoffe, wie Silikone, Blei, Phosphate und schwefelhaltige Verbindungen
zersetzt, so dass die Funktion nicht mehr gewährleistet ist. Andere Verbindungen,
wie Schwefelwasserstoff und halogenierte Kohlenwasserstoffe werden
vom Katalysator der Halbleiter-Sensoren absorbiert und führen zu
einer erheblichen Empfindlichkeitsreduzierung.
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Die
in vielen Bereichen von Industrie, Haushalten und öffentlichen
Einrichtungen bestehenden Brandgefährdungen sind unterschiedlichster
Art und machen ein flexibles, der Art der Gefährdung angepasstes sensorisches
Konzept erforderlich.
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Die
Ermittlung der brandspezifischen Gase, Gaskonzentrationen und deren
zeitlicher Verlauf ist für
ein Frühwarnsystem
im Brandschutz von großer Bedeutung.
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In
der Entstehungsphase eines Brandes schnell freiwerdende Pyrolysegase
sind oft schon in geringen Konzentrationen toxisch und bilden eine
primäre
Gefahr für
Mensch und Tier.
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So
wird in der
US 4640628 vorgeschlagen, einen
Flammen- oder Wärmesensor
mit einem Halbleiter-Gassensor zu kombinieren und deren beider Signale
zur Branderkennung zu verarbeiten. Aus der
US 4667106 ist eine Feueridentifikationseinrichtung und
ein Aufzeichnungsverfahren zum Brandverlauf bekannt, welches neben
der Erfassung brandspezifischer Daten über den Zeitraum seit der Brandentstehung
mittels optischer Sensoren, wie lonisationsrauchmelder auch elektrochemische
Sensoren zur Bestimmung von CO2 oder Kohlenmonoxid aufweist. Dieses
bekannte Verfahren hat allerdings das Ziel, charakteristische Daten
der brennenden Stoffe zur zielgerichteten Brandbekämpfung zu
liefern und liefert kein Verfahren zur Früherkennung von Bränden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu schaffen, welches eine frühzeitige
und selektive Detektion der die Brandentstehung kennzeichnenden
Gase erlaubt und in der Umgebung verschiedenster Stoffe und/oder
Gefährdungsbereiche
zur zuverlässigen Bestimmung
von Gaskonzentrations-Meßwerten
geeignet ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im ersten Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Die
von einem entstehenden Brand ausgehenden und den Brandverlauf kennzeichnenden Gase
(Pyrolysegase) werden von einem Brandmelder mit einem elektrochemischen
Gassensore detektiert, wobei elektrochemische Gassensoren unterschiedlicher
Bauart zur Detektion unterschiedlicher Gasarten verwendet werden.
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Auch
durch verschiedene geeignete Ansteuerungen der elektrochemischen
Sensoren lassen sich unterschiedliche Gasarten in bestimmten Grenzen
detektieren.
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Elektrochemische
Gassensoren erfassen gasförmige
Stoffe dann, wenn sie in einer elektrochemischen Zelle Reaktionen
eingehen oder in der Zelle ablaufende Reaktionen beeinflussen.
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Elektrochemische
Zellen bestehen aus mindestens zwei elektrochemischen Halbzellen.
Eine Halbzelle besteht wiederum aus einem Elektrolyt und einer Elektrode.
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Die
Messung toxischer Gase erfolgt in sogenannten Dreielektroden-Systemen, mit einer
Arbeits-Referenz- und Gegenelektrode, welche durch einen Elektrolyten
leitend miteinander verbunden sind.
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So
gelangt ein zu detektierendes Gas beispielsweise durch eine hydrophobe
Diffusionskapillare von der Arbeitselektrode aus in den Elektrolyten.
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Die
Elektrode besitzt eine gasspezifische elektrokatalytische Schicht.
Sind Spuren des zu detektierenden Gases vorhanden, kommt es zu einer Dreiphasen-Reaktion,
bei der die Gaskomponente umgesetzt wird.
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An
der Gegenelektrode der Zelle findet die entsprechende Gegenreaktion
statt.
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Durch
Variation der elektrokatalytischen Schicht der Elektrode lässt sich
die geeignete Selektivität
zur Detektion unterschiedlicher Gasarten erzielen.
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Die
in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten
Brandmelder nutzen ein oder mehrere unterschiedliche elektrochemische
Sensoren (Messzellen) zur Bestimmung toxischer Gase und Sauerstoff.
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Dazu
sind ein oder mehrere gleiche oder unterschiedliche elektrochemische
Gassensoren in einen Brandmelder integriert und mit einem Mikrocontroller
zur Auswertung der Sensorsignale verbunden.
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Brandmelder
mit elektrochemischen Sensoren sind in der Lage, selbst geringste
Gaskonzentrationen bis in den ppm-Bereich selektiv zu detektieren.
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Mit
Hilfe der in der unmittelbaren Umgebung des Brandmelders ermittelten
Temperaturwerte und einer in dessen Mikrocontroller oder einer externen zentralen
Recheneinheit implementierten intelligenten Steuerlogik (Software)
lassen sich Temperatureinflüsse
auf den oder die elektrochemischen Sensoren des Brandmelders kompensieren.
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Neben
der Detektion von den die Brandentstehung kennzeichnenden Gasen
durch Brandmelder mit elektrochemischen Sensoren fällt auch
die Bestimmung und Auswertung weiterer Brandkenngrößen in den
Bereich der Erfindung.
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Die
zusätzliche
Anordnung geeigneter Sensoren, wie Ionisations- und Streulicht-
bzw. Durchlichtrauchsensoren, Temperatursensoren oder Strahlungssensoren
für IR-
oder UV-Strahlung ermöglicht es,
weitere Brandkenngrößen zeitnah
zu ermitteln und ebenfalls datentechnisch zu verarbeiten. Dabei ist
es gleichgültig,
ob diese Sensoren gemeinsam mit den elektrochemischen Sensoren in
die Brandmelder integriert (Sensorarray) oder ob sie getrennt angeordnet
sind.
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Durch
die Detektion eines oder mehrerer die Brandentstehung kennzeichnende
Gaskomponenten mittels elektrochemischer Sensoren über eine
bestimmte, variabel einstellbare Zeitspanne lassen sich Störgrößen aus
Industrieumgebungen, wie beispielsweise durch Ausgasen von Stoffen
oder im häuslichen
Bereich durch Rauchen oder Kochen weitestgehend kompensieren.
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Die
von den elektrochemischen – und
den anderen Sensorelementen detektierten Brandkenngrößen werden
digitalisiert und in einem Speicher abgelegt.
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Speicher
und Auswerteschaltung (Mikrocontroller oder Mikroprozessor) können sich
sowohl im Brandmelder befinden und/oder auch in der Rechnereinheit
einer Brandmelderzentrale angeordnet sein.
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Mit
den in einem oder mehreren Speichern abgelegten Daten lässt sich
der Verlauf der Sensorsignale verfolgen und eine automatisierte
Nullpunktnachführung
oder Empfindlichkeitsanpassung implementieren.
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Über die
zeitliche Betrachtung des Konzentrationsverlaufs eines oder mehrerer
Gase und deren Ableitung sowie auch die zeitliche Betrachtung der Rauchaerosoldichte
und des Temperaturanstieges und deren Vergleich mit den vorher in
Brandversuchen erstellten Mustertabellen oder Algorithmen, ist eine
sichere Identifizierung eines Brandes kurzfristig möglich.
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Die
Datenverarbeitung der Gesamtheit aller ermittelter Brandkenngrößen und
der Konzentrationsverläufe
der Gase vermittelt dann ein umfassendes Bild des aktuellen Brandverlaufs.
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Ein
besonderer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit,
durch die Auswahl geeigneter Sensoren in Verbindung mit einer Rechnereinheit
einen Brandmelder aufzubauen, welcher frühzeitig alarmiert und wertvolle
Informationen zur Art und zum Zustand des Brandes weiterleitet.
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Dabei
sind die Brandmelder mit entsprechenden Anzeigemitteln zur Anzeige
der gemessenen Gaskonzentration ausgestattet.
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Vorzugsweise
können
hier LC-Displays zur Anwendung kommen.
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Bei
Integration weiterer Sensortypen lassen sich neben Gaskonzentrationen
weiterer Gase auch andere Brandkenngrößen mit dem Display des Brandmelders
anzeigen. Dazu sind entsprechende Auswahlmittel vorgesehen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
die gezielte Einleitung von Gegenmaßnamen, wie z. B. den Einsatz
eines für
das Brandgut effektiven Löschmittels
oder die Warnung von Personen im Gefahrenbereich vor der toxischen
Belastung von identifizierten Brandgasen.
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Im
Gegensatz zu elektrochemischen Brandmeldern neigen nach dem Streulichtprinzip
arbeitende Brandmelder aufgrund von Verschmutzungen der Messkammer
zu Fehlalarmen.
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Ionisationsmelder
haben eine sehr hohe Empfindlichkeit und reagieren auf sichtbare
und unsichtbare Aerosole, so dass es auch hier zu Fehlalarmen kommen
kann.
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Durch
eine Verknüpfung
mit einem oder mehreren geeigneten Gassensoren, kann die Empfindlichkeit
der auf Rauch ansprechenden Sensoren gesteuert und die Fehlalarm-Rate
gesenkt werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die
Verknüpfung
und Auswertung der verschiedenen Sensorsignale und die Ermittlung
des Gefahrengrades mit einem Expertensystem und/oder einer Fuzzilogik.
Das Expertensystem oder die Fuzzilogik sind softwaremäßig in den Mikrocontroller
des Brandmelders oder eine zentrale/dezentrale Rechnereinheit implementiert.
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Die
Erfindung soll nun anhand einer Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Branderkennung
mit einem Brandmelder.
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Die
in 1 dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung zur Branderkennung
besteht im wesentlichen aus einem oder auch mehreren Brandmeldern 8,
welche mit einem oder mehreren Sensoren 1–5,
einem Mikrocontroller 6 und einem Datenspeicher 7 ausgestattet
sind, wobei mindestens ein Sensor eines Brandmelders als elektrochemischer
Gassensor ausgebildet ist.
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Der
in den Brandmelder 8 integrierte elektrochemische Gassensor 1 ist
zur Detektion von Kohlenmonoxid (CO) ausgelegt und umfasst einen
Messbereich von ca. 300 ppm mit einer Auflösung von 0,5 ppm. Ein zweiter,
in den Brandmelder 8 integrierter elektrochemischer Gassensor 2 dient
zur Detektion von Cyanwasserstoff (HCN) mit einem Messbereich von
50 ppm und einer Auflösung
von 0,5 ppm. Er wird speziell zur Erkennung der Toxizität bei Kunststoffbränden verwendet.
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Mit
einem Halbleiter-Gassensor 3 lassen sich besonders gut
brennbare Gas-Luft-Gemische und
Kohlenwasserstoffe (CxHy) nachweisen. Wegen der sehr geringen Nachweisgrenze
sind Halbleiter-Gassensoren hervorragend für den Einsatz in explosionsgefährdeten
Zonen geeignet.
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Ebenfalls
in den Brandmelder 8 sind ein Temperatursensor 4 und
ein Rauchgas- und/oder Strahlungssensor 5 integriert.
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Der
Temperatursensor 4 dient einerseits der Kompensation des
Temperaturverhaltens der anderen Sensoren 1 bis 3 und
liefert andererseits Temperaturmesswerte vom aktuellen Brandgeschehen.
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Der
Rauchgas- und/oder Strahlungssensor 5 liefert besonders
in einer fortgeschritteneren Brandphase zusätzliche wertvolle Informationen
zum Brandgeschehen.
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Die
Sensoren 1 bis 5 sind über einen A/D-Wandler mit einem
Mikrocontroller 6 und einem Datenspeicher 7 verbunden.
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Der
Brandmelder 8 ist entweder selbst mit einem Display 10 zur
Anzeige von Brandkenngrößen oder
anderen, den Brand betreffenden Informationen, ausgestattet oder
diese werden über
eine Brandmelderzentrale 9 zur Anzeige gebracht.
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Die
nicht dargestellte Löschanlage
ist zentral über
die Brandmelderzentrale 9 oder direkt mit den Brandmeldern 8 einer
Brandmeldelinie verbunden.
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Die
Verbindung zwischen den im Überwachungsbereich
installierten Brandmeldern 8 und der Brandmelderzentrale 9 erfolgt
hier in 2-Leitertechnik.
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Messdaten
werden kontinuierlich mittels einer standardisierten 4 bis 20 mA-Schnittstelle übertragen.
Alternativ können
bis zu hundert Brandmelder 8 an einer Brandmeldelinie betrieben
werden.
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Die
Brandmelder 8 verfügen über umfangreiche
Sicherheitsfunktionen, wie Sensorkontrolle, Spannungs- und Programmablaufüberwachung.
Die Sensorkalibrierung erfolgt über
ein Zusatzgerät
als menügeführte Einmann-Kalibrierung oder
es erfolgt eine automatische, elektronische Kalibrierung.
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Der
Brandmelder 8 wird entweder für Innenbereiche in einem Kunststoff-Deckengehäuse oder
in einem robusten Industriegehäuse,
das auch für
den Außeneinsatz
geeignet ist, untergebracht.
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Die
Komponenten der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Branderkennung wirken verfahrensmäßig wie folgt zusammen.
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Im
Brandfall bilden sich zuerst Gase (Pyrolysegase, Schwelgase) der
entzündeten
Stoffe. Dies geschieht lange, bevor Rauchaerosole auftreten oder eine
Temperaturerhöhung
mittels Temperatursensor 4 detektiert werden kann.
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Zudem
haben diese Gase Molekülstruktur und
breiten sich aufgrund ihrer im Verhältnis zu Rauchaerosolen sehr
geringen Masse wesentlich schneller im Raumvolumen aus.
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Das
in dieser Entstehungsphase des Brandes meist zuerst auftretende
Kohlenmonoxid wird von dem elektrochemischen Gassensor 1 daher
frühzeitig
detektiert.
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Über den
Analog-Digitalwandler werden kontinuierlich oder in einstellbaren
Zeitintervallen die Sensorsignale der Sensoren 1 bis 5 aufgenommen, von
dem Mikrocontroller 6 ausgewertet und in den Datenspeicher 7 geschrieben.
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Anhand
der Daten im Datenspeicher 7 können sich langsam verändernde
Sensorsignale, die nicht von einem Brand hervorgerufen werden, sondern
beispielsweise durch Sensoralterung oder Umgebungseinflüsse verursacht
werden, kompensiert werden.
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Die
in der Umgebung des Brandmelders 8 mittels des elektrochemischen
Gassensors 1 ermittelte Kohlenmonoxidkonzentration führt bei Überschreiten
eines vorher festgelegten Grenzwertes bzw. bei Überschreiten einer Konzentrationsanstiegsgeschwindigkeit
zur Auslösung
eines Alarms.
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Grenzwerte
und Konzentrationsanstiegsgeschwindigkeiten werden entsprechend
den örtlichen Gegebenheiten
des Überwachungsbereichs
und der Art der Brandgefährdung
bestimmt und im Datenspeicher 7 des Mikrocontrollers 6 abgelegt.
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Der
Alarm wird an die Brandmelderzentrale 9 weitergeleitet,
ausgewertet und angezeigt. Je nach Implementierung und Auslegung
des oder der Alarmprogramme in der Rechnereinheit der Brandmelderzentrale 9 wird
die nicht dargestellte Löschanlage
sofort oder nach Auswertung weiterer Brandmelderdaten aktiviert.
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Vor
Aktivierung der Löschanlage
können auch
akustische und/oder optische Warnmeldungen abgegeben werden. Gefährdete Personen
im Überwachungsbereich
erhalten dadurch die Möglichkeit, sich
rechtzeitig aus der Gefahrenzone zu entfernen.
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Mit
der Kombination von elektrochemischen Gassensoren verschiedener
Bauart 1, 2 und/oder mit einem nach einem anderen
(3) Messprinzip arbeitenden Gassensor 3 können weitere
Informationen über den
Brand und dessen Umgebungsbedingungen ermittelt werden, wie beispielsweise
der Temperaturverlauf, die Rauchentwicklung und der Konzentrationsanstieg
giftiger Gase.
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So
wird der bei der Verbrennung von Kunststoffen freigesetzte Cyanwasserstoff
durch den elektrochemischen Gassensor 2 detektiert und
dessen Konzentrationsverlauf mit Hilfe des Mikrocontrollers 6 oder
in der Brandmelderzentrale 9 ausgewertet.
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Bei
der weiteren Brandentwicklung und zunehmender Temperatur erhöht sich
die Emission von Produkten der vollständigen Verbrennung, wie CO2 und H2O.
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Derartige
Verbrennungsprodukte und/oder der Konzentrationsanstieg brennbarer
Gase, insbesondere Kohlenwasserstoffe, werden zuverlässig durch
den oder die in den Brandmelder integrierten Halbleiter-Gassensoren 3 detektiert.
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Die
Detektion weiterer Gasarten und deren zeitlicher Konzentrationsverlauf
liefern wertvolle Informationen über
die Brandart und die Brandentwicklung, so dass eine intelligente
Auswertung der Gassensorsignale für die Auswahl eines für die Brandbekämpfung geeigneten
Löschmittels
oder anderer selektiver Brandbekämpfungsmaßnahmen
verwendet werden kann.
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Das
Signal des Temperatursensors 4 übermittelt den aktuellen Temperaturverlauf
im Erfassungsbereich des Brandmelders 8 und wird zur Kompensation
des Temperatureinflusses auf die Gassensoren 1 bis 3 herangezogen.
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Eine
Integration von Rauchgassensoren 5 (Ionisationsrauchsensoren)
und/oder Strahlungssensoren 5 (optische Strahlungssensoren,
IR, UV) in den Brandmelder 8 liefert weitere Informationen
zur Brandentwicklung, insbesondere in einer fortgeschritteneren
Phase der Brandentwicklung.
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Der
Mikrocontroller 6 verarbeitet im wesentlichen alle von
den Sensoren 1 bis 5 kommenden Signale, insbesondere
auch die Sensorsignale zu den herkömmlichen Brandkenngrößen, wie
Wärme (4), Rauch
(5) sowie Infrarot- und
Ultraviolettstrahlung (5) und verknüpft diese zu einer komplexen
Zustandsfunktion der Brandentwicklung.
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Die
intelligente Auswertung der aus mehreren Quellen stammenden Sensordaten
ermöglichen eine
zuverlässigere
Erkennung und Kompensation von Störgrößen, die eine Brandentstehung
vortäuschen
können,
so dass Fehlalarme weitestgehend ausgeschlossen werden.
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Dadurch
wird eine frühzeitige
und sichere Ansteuerung der Löschanlage
möglich.
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Eine
weitere Aufgabe des Mikrocontrollers 6 besteht in der Überwachung,
Einstellung und Kalibrierung der Sensoren 1 bis 5 und
deren Beschaltung. Die entsprechenden Werte werden ebenfalls im
Datenspeicher 7 abgelegt.
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Die
Ansteuerung des LC-Displays des Brandmelders 8 und/oder
einer dezentralen oder zentralen Anzeigeeinrichtung 10 sowie
Warnmeldungen an die Brandmelderzentrale 9 zur Verbesserung des
Personenschutzes, erfolgen ebenfalls durch den Mikrocontroller 6.
Der Mikrocontroller 6 kann dabei auch als eine programmierbare
logische Anordnung oder als Mikroprozessor ausgebildet sein.
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Es
fällt auch
in den Bereich der Erfindung, die verschiedenen Sensoren 1 bis 5 nicht
in einen Brandmelder 8 zu integrieren, sondern getrennt
voneinander anzuordnen.
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Die
Signalspeicherung und Auswertung erfolgt dann in einer Brandmelderzentrale
oder in dezentralen Einrichtungen.
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Wesentliche
Vorteile der Erfindung bestehen in der Möglichkeit einer frühzeitigen
Branderkennung, was in der Regel zu einer Verminderung der Brand-
und Löschmittelschäden von
Sachwerten führt
und Gefahren von Personen abwendet.
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Die
verwendeten Brandmelder auf der Basis elektrochemischer Sensoren
und die zusätzliche
Anordnung weiterer, nach verschiedenen Messprinzipien arbeitender
Sensoren sowie deren gemeinsame Signalauswertung und intelligente
Verarbeitung erlauben nicht nur die Auswahl geeigneter Löschmittel, sondern
liefern auch Informationen zu den Eigenschaften der brennenden Stoffe,
wie die Gaskonzentrationen verschiedener Gase usw. In Kombination mit
einer Fuzzilogik und entsprechenden Datenbanken stehen weitere Informationen,
wie beispielsweise der empfohlene Schutzmaskentyp oder die zu erwartende
Wärmeentwicklung
für den
Einsatz der Feuerwehr zur Verfügung.
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Die
Erfindung erlaubt eine genauere Beurteilung des aktuellen Brandgeschehens.
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- 1
- Elektrochemischer
Gassensor für
CO-Detektion
- 2
- Elektrochemischer
Gassensor für
HCN-Detektion
- 3
- Halbleiter-Gassensor
für Cx
Hy-Detektion (Detektion brennbarer
-
- Gase)
- 4
- Temperatursensor
- 5
- Rauchgassensor/Strahlungssensor
(Ionisations-, Streulichtsensor/
-
- optischer
Strahlungssensor)
- 6
- Mikrocontroller/Mikroprozessor
- 7
- Datenspeicher
- 8
- Brandmelder
- 9
- Brandmelderzentrale
(Löschanlage)
- 10
- Display,
Anzeigeeinrichtung von Brandkenngrößen, Informationen
-
- zum
Brand und Warnmeldungen