DE102016208359B3

DE102016208359B3 - Fire detector, in particular closed scattered light smoke detector, with a separate photodiode for detecting ambient light in order to accelerate depending on the issue of a possible fire alarm

Info

Publication number: DE102016208359B3
Application number: DE102016208359.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Fischer; Thomas Rohrer
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2036-05-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brandmelder (1), insbesondere einen Streulichtrauchmelder geschlossener Bauart, mit einem Brandsensor (SA), mit einer Steuereinheit (4) und mit einer Photodiode (6) zur Erfassung von Umgebungslicht in einem spektral begrenzten Bereich von 400 nm bis 1150 nm. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, ein vom Brandsensor empfangenes Sensorsignal (BS), insbesondere ein Streulichtsignal, auf zumindest eine charakteristische Brandkenngröße hin zu analysieren, zu bewerten und bei einem detektierten Brand einen Brandalarm (AL) auszugeben. Die Steuereinheit ist zudem dazu eingerichtet, ein von der Photodiode empfangenes Photosignal (PD) auf das Vorhandensein von für offenes Feuer charakteristischen Flackerfrequenzen hin zu analysieren und abhängig davon den (optischen) Signalpfad der Brandanalyse zu beschleunigen. Dadurch ist eine schnellere Alarmierung in einem Brandfall möglich.The invention relates to a fire detector (1), in particular a closed-type scattered light smoke detector, comprising a fire sensor (SA), a control unit (4) and a photodiode (6) for detecting ambient light in a spectrally limited range from 400 nm to 1150 nm The control unit is set up to analyze a sensor signal (BS) received by the fire sensor, in particular a scattered light signal, for at least one characteristic fire parameter, and to issue a fire alarm (AL) in the case of a detected fire. The control unit is also configured to analyze a photo signal (PD) received from the photodiode for the presence of flicker frequencies characteristic of open fire and, depending on this, to accelerate the (optical) signal path of the fire analysis. This allows faster alerting in case of fire.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brandmelder, insbesondere einen geschlossenen Streulichtrauchmelder (”erste Kategorie” im Abs.0003 von EP 2 093 734 A1 ). Ein derartiger Melder umfasst eine in einem Meldergehäuse angeordnete, gegenüber Umgebungslicht abgeschirmte und für zu detektierenden Rauch durchlässige optische Messkammer. In der optischen Messkammer ist eine Streulichtanordnung für die optische Rauchdetektion angeordnet. Weiterhin umfasst ein solcher Melder eine Steuereinheit, vorzugsweise einen Mikrocontroller. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, ein von der optischen Messkammer empfangenes Streulichtsignal auf zumindest eine charakteristische Brandkenngröße hin zu analysieren, zu bewerten und bei einem detektierten Brand einen Brandalarm auszugeben. Eine charakteristische Brandkenngröße ist z. B. das Überschreiten eines Mindeststreulichtpegels, welcher mit einer Rauchpartikelkonzentration korreliert. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein unzulässig hoher Pegelanstieg des Streulichts eine charakteristische Brandkenngröße sein.The invention relates to a fire detector, in particular a closed scattered light smoke detector ("first category" in Abs.0003 of EP 2 093 734 A1 ). Such a detector comprises an optical measuring chamber arranged in a detector housing, shielded from ambient light and permeable to smoke to be detected. In the optical measuring chamber, a scattered light arrangement for the optical smoke detection is arranged. Furthermore, such a detector comprises a control unit, preferably a microcontroller. The control unit is set up to analyze a scattered light signal received by the optical measuring chamber for at least one characteristic fire parameter, to evaluate it and to output a fire alarm in the event of a detected fire. A characteristic fire characteristic is z. B. exceeding a minimum stray light level, which correlates with a smoke particle concentration. Alternatively or additionally, an impermissibly high level rise of the scattered light may be a characteristic fire parameter.

Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Flammenmelder bekannt, wie z. B. aus der DE 10 2011 083 455 A1 oder aus der EP 2 251 846 A1 . Derartige Flammenmelder sind zur Detektion von offenem Feuer sowie zum Ausgeben eines Alarms in weniger als einer Sekunde eingerichtet. Sie umfassen zumeist zwei oder mehrere Pyrosensoren als Strahlungssensoren, die zur Detektion von charakteristischen Flackerfrequenzen von offenem Feuer, das heißt von Flammen und lodernder Glut, im Infrarotbereich und gegebenenfalls im sichtbaren und ultravioletten Bereich abgestimmt sind. Die Flackerfrequenzen liegen typischerweise in einem Bereich von 8 Hz bis 20 Hz.From the prior art flame detectors are still known, such as. B. from the DE 10 2011 083 455 A1 or from the EP 2 251 846 A1 , Such flame detectors are designed to detect open fire as well as issue an alarm in less than a second. They usually comprise two or more pyrosensors as radiation sensors, which are tuned for the detection of characteristic Flackerfrequenzen of open fire, that is of flames and blazing embers, in the infrared range and optionally in the visible and ultraviolet range. The flicker frequencies are typically in a range of 8 Hz to 20 Hz.

Die Infrarot-Pyrosensoren sind typischerweise auf Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich von 4.0 bis 4.8 μm sensitiv. Diese spezifische Strahlung entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen. Ein weiterer Pyrosensor ist für charakteristische Emissionen von Metallbränden im UV-Bereich sensitiv. Für den Einsatz im Freien können Flammenmelder zudem einen Strahlungssensor aufweisen, der auf Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich von 5.1 bis 6.0 μm sensitiv ist. Bei dieser Strahlung handelt es sich vornehmlich um Störstrahlung, wie z. B. um Infrarotstrahlung von heißen Körpern oder um Sonnenlicht. Auf Basis aller Sensorsignale ist dann eine besonders zuverlässige Bewertung möglich, d. h. ob es sich hier um offenes Feuer handelt oder nicht.The infrared pyrosensors are typically sensitive to infrared radiation in the wavelength range of 4.0 to 4.8 μm. This specific radiation is produced by the combustion of carbon and hydrocarbons. Another pyrosensor is sensitive to characteristic emissions of metal fires in the UV range. For outdoor use, flame detectors can also have a radiation sensor that is sensitive to infrared radiation in the wavelength range 5.1 to 6.0 μm. This radiation is primarily to interference, such. For example, infrared radiation from hot bodies or sunlight. On the basis of all sensor signals then a particularly reliable evaluation is possible, d. H. whether it is open fire or not.

Aus der EP 2 688 274 A ist ein Smartphone mit einer Brandmelder-Applikation bekannt, die geeignete Programmschritte aufweist, um von einer internen Kamera erfasste Videobilddaten hinsichtlich zumindest einer für Feuer charakteristischen Information zu analysieren und bei Vorliegen derselben einen Alarm über eine Ausgabeeinheit auszugeben. Dieses Smartphone ist auch dazu eingerichtet, das empfangene Videosignal auf das Vorhandensein von für offenes Feuer charakteristischen Flackerfrequenzen hin zu analysieren und bei einer signifikanten Abweichung in zwei aufeinanderfolgenden Videobildern von einer ersten niedrigen Bildwiederholfrequenz auf eine zweite hohe Bildwiederholfrequenz umzuschalten.From the EP 2 688 274 A For example, a smart phone with a fire detector application is known which has suitable program steps for analyzing video image data captured by an internal camera with regard to at least one information characteristic of fire and, if present, issuing an alarm via an output unit. This smartphone is also adapted to analyze the received video signal for the presence of flicker frequencies characteristic of open fire, and to switch from a first low frame rate to a second high frame rate for a significant deviation in two consecutive video frames.

Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen geschlossenen Streulichtrauchmelder anzugeben, der mit geringem technischen Zusatzaufwand schneller und zuverlässiger alarmiert.On this basis, it is an object of the present invention to provide a closed scattered light smoke detector, which alerts faster and more reliable with little technical overhead.

Die Aufgabe wird mit den Gegenständen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved with the objects of the main claim. Advantageous embodiments of the present invention are indicated in the dependent claims.

Erfindungsgemäß weist der Streulichtrauchmelder eine Photodiode zur Erfassung von Umgebungslicht in einem spektral begrenzten Bereich von 400 nm bis 1150 nm auf, d. h. von Umgebungslicht im optisch sichtbaren Bereich sowie im angrenzenden nahen UV- und Infrarotbereich. Die Steuereinheit ist zudem dazu eingerichtet, ein von der Photodiode empfangenes Photosignal auf das Vorhandensein von für offenes Feuer charakteristischen Flackerfrequenzen hin zu analysieren. Sie ist weiter dazu eingerichtet, abhängig davon die Ausgabe eines möglichen Brandalarms durch ein Erhöhen einer Abtastrate für die Erfassung des Streulichtsignals, durch ein Herabsetzen einer Filterzeit eines Bewertungsfilters der Steuereinheit für die Brandanalyse und/oder durch ein Herabsetzen einer Alarmierungsschwelle zu beschleunigen.According to the invention, the scattered light smoke detector comprises a photodiode for detecting ambient light in a spectrally limited range from 400 nm to 1150 nm, i. H. Ambient light in the optically visible region as well as in the adjacent near UV and infrared range. The control unit is also configured to analyze a photo signal received by the photodiode for the presence of flicker frequencies characteristic of open fire. It is further adapted to speed up the issue of a possible fire alarm by increasing a sampling rate for detecting the scattered light signal, decreasing a filtering time of a weighting filter of the fire analysis evaluation filter, and / or decreasing an alarm threshold.

Der Kern der Erfindung liegt somit in der Verwendung einer preisgünstigen Photodiode als Mini-Flammenmelder, dessen qualitative Aussagekraft jedoch ausreicht, um den Signalpfad der Brandanalyse bei detektierten Flackerfrequenzen als Indiz für das Vorliegen eines Brandes zu beschleunigen, dies mit dem Ziel, schneller einen Brandalarm auszugeben.The essence of the invention is therefore the use of a low-cost photodiode as a mini-flame detector, the qualitative significance is sufficient to accelerate the signal path of fire analysis at detected Flackerfrequenzen as an indication of the existence of a fire, this with the aim to spend more quickly a fire alarm ,

Durch die Erhöhung der Abtastrate für die Erfassung des Streulichtsignals ist ein Anstieg des Streulichtpegels bzw. des Streulichtsignals schneller detektierbar und ein Brandalarm früher ausgebbar.By increasing the sampling rate for the detection of the scattered light signal, an increase in the scattered light level or the scattered light signal can be detected more quickly and a fire alarm can be output earlier.

Dem Bewertungsfilter wird eingangsseitig das erfasste, vorzugsweise digitalisierte Sensorsignal vom Brandsensor zugeführt. Es ist vorzugsweise ein digitales Filter, welches als Softwareprogramm realisiert ist und durch den Mikrocontroller als Steuereinheit ausgeführt wird. Das digitale Filter ist vorzugsweise ein Tiefpass oder ein sogenanntes Schleppfilter. Hierbei erfolgt eine gewisse Mittelung der erfassten Sensorsignalwerte, so dass nicht unmittelbar bei der Detektion eines Brandes ein Brandalarm ausgegeben wird. Es wird vielmehr abgewartet, ob dieses Ereignis nicht sporadisch, sondern mehrmals hintereinander ansteht, um die Ausgabe eines Fehlalarms zu vermeiden. Durch die Herabsetzung der Filterzeit bzw. der Filterzeitkonstante reagiert das Bewertungsfilter weniger träge. Da die Wahrscheinlichkeit eines eintretenden Brandereignisses bei Detektion der Flackerfrequenzen als hoch bzw. höher angenommen wird als sonst, kann zugunsten der Sicherheit ein Brandalarm schneller ausgegeben werden.The evaluation filter is the input side, the detected, preferably digitized sensor signal supplied from the fire sensor. It is preferably a digital filter, which is realized as a software program and by the microcontroller as Control unit is running. The digital filter is preferably a low-pass filter or a so-called drag filter. In this case, a certain averaging of the detected sensor signal values takes place, so that a fire alarm is not output directly when a fire is detected. Rather, it waits to see if this event is not sporadic, but several times in succession, in order to avoid the output of a false alarm. By reducing the filter time or the filter time constant, the weighting filter responds less slowly. Since the probability of an occurring fire event in detecting the Flackerfrequenzen is assumed to be high or higher than usual, a fire alarm can be spent faster in favor of safety.

Durch das Herabsetzen der Alarmierungsschwelle wird der Streulichtrauchmelder sozusagen sensibler und weniger robust geschaltet. Dadurch wird die Alarmierungsschwelle schneller erreicht. Der Brandalarm kann folglich auch schneller ausgegeben werden.By reducing the alarm threshold of the scattered light smoke detector is switched so to speak, sensitive and less robust. As a result, the alarm threshold is reached faster. The fire alarm can therefore also be spent faster.

Der Signalpfad der Brandanalyse beginnt mit der messtechnischen Erfassung des Streulichtsignals, dann mit der nachfolgenden Analyse und Bewertung des Streulichtsignals sowie mit dem Vergleich mit einer vorgegebenen Alarmierungsschwelle, und endet mit der Ausgabe eines möglichen Brandalarms.The signal path of the fire analysis begins with the metrological detection of the scattered light signal, then with the subsequent analysis and evaluation of the scattered light signal and with the comparison with a given alarm threshold, and ends with the output of a possible fire alarm.

Durch die Beschleunigung des Signalpfads der Brandanalyse ist vorteilhaft eine schnellere Ausgabe eines Brandalarms möglich, da in diesem Fall mit höherer Wahrscheinlichkeit von einem Brandfall ausgegangen werden kann. Dies ist dann der Fall, wenn die charakteristischen Flackerfrequenzen für eine Mindestzeit, wie z. B. von 2, 5 oder 10 Sekunden, detektiert werden. Allerdings bedeutet dies nicht, dass nach dieser Mindestzeit eine Alarmierung erfolgt. Denn hierzu ist die Qualität des Photodiodensignals als viel zu mäßig zu betrachten im Vergleich zu den Sensorsignalen der gezielt spektral begrenzten Pyrosensoren in Verbindung mit einer komplexen, leistungsstarken Signalverarbeitung. Vielmehr erfolgt eine schnellere Verarbeitung des Streulichtsignals, auf die wegen der sonst damit verbundenen Einbuße an Fehlalarmsicherheit verzichtet wird. Mit anderen Worten reagiert die optische Messkammer bei Detektion von charakteristischen Flackerfrequenzen sensibler und schneller, was jedoch wegen der hohen Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines nachfolgenden Anstiegs des Streulichtpegels infolge eines Brandes vorteilhaft in Kauf genommen wird. Bleibt dann ein „erwarteter” Pegelanstieg aus, so erfolgt auch keine Brandalarmierung.By accelerating the signal path of the fire analysis is advantageously a faster output of a fire alarm possible, since in this case can be assumed with a higher probability of a fire. This is the case when the characteristic Flackerfrequenzen for a minimum time, such. B. of 2, 5 or 10 seconds. However, this does not mean that an alarm will be issued after this minimum time. For this purpose, the quality of the photodiode signal is to be regarded as too moderate compared to the sensor signals of the specifically spectrally limited pyrosensors in conjunction with a complex, powerful signal processing. Rather, a faster processing of the scattered light signal, which is omitted because of the otherwise associated loss of false alarm security. In other words, the optical measurement chamber reacts more sensitively and faster upon detection of characteristic flicker frequencies, but this is advantageously accepted because of the high probability of the occurrence of a subsequent increase in the scattered light level as a result of a fire. If there then remains an "expected" level increase, then no fire alarm will occur.

Vorzugsweise wird der Signalpfad umso mehr beschleunigt, je höher der Pegel der detektierten Flackerfrequenzen ist. Die Beschleunigung kann z. B. in Abhängigkeit vom Flackerfrequenzpegel proportional, progressiv oder degressiv erfolgen. Sie kann alternativ oder zusätzlich erst nach Überschreiten eines Mindestdetektionspegels erfolgen.Preferably, the higher the level of the detected flicker frequencies, the faster the signal path is. The acceleration can z. B. depending on the Flackerfrequenzpegel proportional, progressive or degressive. It can alternatively or additionally take place only after exceeding a minimum detection level.

Die Photodiode ist vorzugsweise eine Silizium-Photodiode und insbesondere eine Silizium-PIN-Photodiode. Ihr kann ein Tageslicht-Sperrfilter vorgeschaltet sein, das nur Licht in einem Bereich von 700 nm bis 1150 nm, insbesondere von 730 nm bis 1100 nm, passieren lässt. Der Zusatzaufwand für die Integration einer solchen Photodiode in einen Streulichtrauchmelder ist somit schaltungstechnisch wie kostenmäßig sehr gering.The photodiode is preferably a silicon photodiode and in particular a silicon PIN photodiode. It can be preceded by a daylight blocking filter which allows only light in a range from 700 nm to 1150 nm, in particular from 730 nm to 1100 nm, to pass. The additional expense for the integration of such a photodiode in a scattered light smoke detector is thus circuit technology as costly very low.

Dadurch lassen sich optische Störgrößen wie das Flackern von Leuchtstoffröhren oder auftreffendes Sonnenlicht vorteilhaft reduzieren. Eine derartige Photodiode, wie z. B. von der Fa. OSRAM (Typ BPW 34 FAS), ist im Vergleich zu einem Pyrosensor besonders preisgünstig erhältlich.As a result, optical disturbances such as the flickering of fluorescent tubes or incident sunlight can be advantageously reduced. Such a photodiode, such as. B. OSRAM (type BPW 34 FAS), is compared to a pyrosensor particularly inexpensive available.

Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist der Streulichtrauchmelder zumindest einen Temperatursensor, insbesondere einen Thermistor, zur Erfassung einer Umgebungstemperatur im unmittelbaren Bereich um den Streulichtrauchmelder auf. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die erfasste Umgebungstemperatur bei der Brandanalyse mit zu berücksichtigen. Ein solcher Thermistor ist z. B. ein sogenannter NTC oder PTC. Der Temperatursensor kann auch ein kontaktlos arbeitender Temperatursensor mit einem Thermopile oder einem Mikrobolometer sein. Durch die Berücksichtigung der Umgebungstemperatur kann im Sinne eines Multikriterien-Brandmelders noch zuverlässiger ein Brand detektiert werden. Dies ist z. B. bei einem rauchfreien Brand der Fall, wie z. B. bei einem Alkoholbrand. Dabei wird ein Brand nur durch die starke Zunahme der Umgebungstemperatur detektiert, während der Streulichtpegel nur geringfügig zunimmt.According to another embodiment, the scattered light smoke detector has at least one temperature sensor, in particular a thermistor, for detecting an ambient temperature in the immediate vicinity of the scattered light smoke detector. The control unit is set up to take into account the detected ambient temperature in the fire analysis. Such a thermistor is z. As a so-called NTC or PTC. The temperature sensor may also be a non-contact temperature sensor with a thermopile or a microbolometer. By taking into account the ambient temperature, a fire can be detected even more reliably in the sense of a multi-criteria fire detector. This is z. B. in a smoke-free fire of the case, such. B. in a liquor. In this case, a fire is detected only by the strong increase in the ambient temperature, while the scattered light level increases only slightly.

Einer weiteren Ausführungsform zufolge und unabhängig von der gemachten Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das von der Photodiode ausgegebene Photosignal auf ein Unterschreiten eines Mindesthelligkeitswerts hin zu überwachen und dazu eingerichtet, eine Alarmierungsschwelle für die Ausgabe eines möglichen Brandalarms herabzusetzen, um den optischen Signalpfad zu beschleunigen.According to a further embodiment, and independently of the invention made, the control unit is set up to monitor the photosignal emitted by the photodiode for a minimum brightness value and to set down an alarm threshold for the output of a possible fire alarm in order to accelerate the optical signal path ,

Wegen der sensibleren Einstellung des Streulichtrauchmelders ist dann bei Dunkelheit, wie z. B. nachts, vorteilhaft eine schnellere Alarmierung möglich. Dies ist deswegen möglich, da bei geringerer Helligkeit, wie z. B. bei Lux-Werten von weniger als 1 Lux, mit weniger Störungen aus der Melderumgebung zu rechnen ist wie tagsüber. Derartige Störungen sind z. B. das Anzünden von Kerzen, sich ausbreitender Rauch beim Kochen und Braten, oder das Anzünden eines Kamins und dergleichen.Because of the more sensitive setting of the scattered light smoke detector is then in the dark, such. B. at night, advantageously a faster alerting possible. This is possible because at lower brightness, such. B. with Lux values of less than 1 lux, with fewer disturbances from the detector environment is expected as the day. Such disorders are z. As the lighting of candles, itself spreading smoke when cooking and frying, or lighting a fireplace and the like.

Einer Ausführungsform zufolge ist der Streulichtrauchmelder leitungsgebunden oder drahtlos mit einer übergeordneten Zentrale verbunden. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, das Über- und Unterschreiten des Mindesthelligkeitspegels als Tag-/Nacht-Kennung an die Zentrale auszugeben. Dadurch kann übergeordnet gesteuert durch die Zentrale z. B. das Herabfahren von Jalousien oder die Reduzierung der Heizleistung im Gebäude veranlasst werden.According to one embodiment, the scattered light smoke detector is wired or wirelessly connected to a higher-level control center. The control unit is set up to output the undershooting and undershooting of the minimum brightness level as a day / night identifier to the control center. This can be superordinate controlled by the center z. As the down of blinds or reducing the heating power in the building be prompted.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:The invention and advantageous embodiments of the present invention will be explained using the example of the following figures. Showing:

1 einen beispielhaften Streulichtrauchmelder geschlossener Bauart als Brandmelder mit einer optischen Messkammer und mit einer Photodiode für Umgebungslicht zur Detektion von offenem Feuer gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung, 1 an exemplary scattered light smoke detector of a closed type as a fire detector with an optical measuring chamber and with an ambient light photodiode for detecting open fire according to the invention in a sectional view,

2 das Beispiel gemäß 1 in einer Draufsicht entlang der in 1 eingetragenen Blickrichtung, 2 the example according to 1 in a plan view along in 1 registered line of sight,

3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brandmelders mit einem gemeinsamen Lichtleiter zur Umgebungslichterfassung mittels der Photodiode und als Indikator im Sinne einer Betriebsbereitanzeige, 3 an embodiment of the fire detector according to the invention with a common light guide for detecting the ambient light by means of the photodiode and as an indicator in the sense of a ready-to-operate display,

4 das Beispiel gemäß 3 in einer Draufsicht entlang der in 3 eingetragenen Blickrichtung, 4 the example according to 3 in a plan view along in 3 registered line of sight,

5 eine spektrale Kennlinie einer Silizium-Photodiode mit und ohne vorgeschaltetem Tageslichtfilter, 5 a spectral characteristic of a silicon photodiode with and without an upstream daylight filter,

6 ein Beispiel für ein von einer Photodiode empfangenes Photosignal mit charakteristischen Flackerfrequenzen für offenes Feuer, 6 an example of a photo signal received by a photodiode with characteristic flicker frequencies for open fire,

7 das zum Photosignal gemäß 6 zugehörige Frequenzspektrum, und 7 that to the photosignal according to 6 associated frequency spectrum, and

8 ein Funktionsblockdiagramm einer Melder-Steuereinheit mit einem Bewertungsfilter mit einstellbarer Zeitkonstante, um den optischen Signalpfad der Brandanalyse gemäß der Erfindung zu beschleunigen. 8th a functional block diagram of a detector control unit with an adjustable time constant weighting filter to accelerate the fire analysis optical signal path according to the invention.

1 zeigt einen beispielhaften Streulichtrauchmelder 1 geschlossener Bauart als Brandmelder mit einer optischen Messkammer 10 und mit einer Photodiode 6 für Umgebungslicht zur Detektion von offenem Feuer gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung. 1 shows an exemplary scattered light smoke detector 1 closed design as a fire detector with an optical measuring chamber 10 and with a photodiode 6 for ambient light for the detection of open fire according to the invention in a sectional view.

Im vorliegenden Beispiel weist der Melder 1 ein Gehäuse 2 auf, welches sich aus einem Grundkörper 21 und aus einer Melderhaube 22 zusammensetzt. Mit dem Grundkörper 21 kann dann der Melder 1 vorzugsweise lösbar an einem an einer Decke montierten Meldersockel 11 angebracht werden. Beide Gehäuseteile 21, 22 sind üblicherweise aus einem lichtdichten Kunststoffgehäuse hergestellt. Im Innenraum des Melders 1 ist ein Schaltungsträger 3 aufgenommen. Auf diesem sind neben einem Mikrocontroller 4 als Steuereinheit auch ein Sender S, typischerweise eine LED, und ein Empfänger E, typischerweise eine Photodiode, als Teile einer Streulichtanordnung SA angeordnet. Mit SZ ist das durch die Streulichtanordnung SA gebildete Streulichtzentrum SZ bzw. Messvolumen zur optischen Rauchdetektion bezeichnet. Die Streulichtanordnung SA ist dabei von einem Labyrinth umgeben und bildet mit diesem zusammen die optische Messkammer 10. Letztere bildet somit einen Brandsensor 10. Mit OF ist ferner eine beispielhaft umlaufende Raucheintrittsöffnung und mit N ein Insektenschutz bezeichnet. Im Bereich der Raucheintrittsöffnung OF sind zwei sich gegenüberliegende Thermistoren 5 zur Erfassung der Umgebungstemperatur als zusätzliche Brandkenngröße vorhanden.In the present example, the detector indicates 1 a housing 2 on, which is made up of a basic body 21 and from a detector hood 22 composed. With the main body 21 then can the detector 1 preferably detachable on a detector base mounted on a ceiling 11 be attached. Both housing parts 21 . 22 are usually made of a light-tight plastic housing. In the interior of the detector 1 is a circuit carrier 3 added. On this are next to a microcontroller 4 as a control unit also a transmitter S, typically an LED, and a receiver E, typically a photodiode, are arranged as parts of a stray light arrangement SA. SZ designates the scattered light center SZ or measurement volume for optical smoke detection formed by the scattered light arrangement SA. The scattered light assembly SA is surrounded by a labyrinth and forms together with this the optical measuring chamber 10 , The latter thus forms a fire sensor 10 , With OF is also an exemplary circumferential smoke inlet opening and N denotes an insect repellent. In the area of the smoke inlet opening OF are two opposing thermistors 5 to record the ambient temperature as an additional fire characteristic.

Innerhalb der Melderhaube 22 ist eine Photodiode 6 angeordnet, die einer Ausnehmung AN an der Außenseite der Melderhaube 22 gegenüberliegt. Durch diese Ausnehmung AN kann die Photodiode 6 sozusagen in die Umgebung um den Melder 1 „hindurchsehen”. Mit FOV ist der zugehörige optische Erfassungsbereich der Photodiode 6 bezeichnet. Offenes Feuer in diesem Erfassungsbereich FOV, symbolisiert durch ein Flammensymbol, ist dann durch die Photodiode 6 optisch erfassbar.Inside the detector hood 22 is a photodiode 6 arranged, which a recess AN on the outside of the detector hood 22 opposite. Through this recess AN, the photodiode 6 so to speak, in the environment around the detector 1 "See through". With FOV, the associated optical detection range is the photodiode 6 designated. Open fire in this detection area FOV, symbolized by a flame symbol, is then through the photodiode 6 optically detectable.

Im vorliegenden Beispiel ist die Ausnehmung AN in der Melderhaube 22 mit einer transparenten Abdeckung AB zum Schutz gegen Verschmutzung versehen. Die Abdeckung AB ist vorzugsweise aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff hergestellt. Sie kann mit einem Tageslichtfilter versehen sein. Im Falle eines detektierten Brandes ist ein Brandalarm AL an eine übergeordnete Brandmeldezentrale ausgebbar. Zusätzlich kann eine Tag-/Nachtkennung T/N ausgegeben werden. Mit Z ist die geometrische zentrale Hauptachse des Melders 1 bezeichnet.In the present example, the recess is AN in the detector hood 22 provided with a transparent cover AB to protect against contamination. The cover AB is preferably made of a translucent plastic. It can be provided with a daylight filter. In the case of a detected fire, a fire alarm AL can be issued to a higher-level fire alarm control panel. In addition, a day / night identifier T / N can be output. Z is the geometric central axis of the detector 1 designated.

2 zeigt das Beispiel gemäß 1 in einer Draufsicht entlang der in 1 eingetragenen Blickrichtung II. 2 shows the example according to 1 in a plan view along in 1 registered line of vision II.

Erfindungsgemäss ist die Steuereinheit 4 nun dazu eingerichtet, ein von der Photodiode 6 empfangenes Photosignal auf das Vorhandensein von für offenes Feuer charakteristischen Flackerfrequenzen hin zu analysieren und abhängig davon den Signalpfad der Brandanalyse zu beschleunigen. Darüber hinaus ist zudem bereits dazu eingerichtet, das Photosignal auf ein Über- und Unterschreiten eines Mindesthelligkeitspegels zu überwachen und als Tag-/Nacht-Kennung T/N, symbolisiert durch einen Sonnen- und Mondsymbol, auszugeben. Letztere ist an eine übergeordnete Zentrale ausgebbar, um z. B. Jalousien ein- oder auszufahren oder um z. B. Licht ein- und auszuschalten.According to the invention, the control unit 4 now set up, one from the photodiode 6 received photosignal on the presence of for analyzing open flare characteristic flicker frequencies and, depending on this, speeding up the fire analysis signal path. In addition, it is also already set up to monitor the photosignal to an undershooting of a minimum brightness level and output as a day / night identifier T / N, symbolized by a sun and moon symbol. The latter can be issued to a higher-level control center to z. B. blinds or extend or z. B. Light on and off.

3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brandmelders 1 mit einem gemeinsamen Lichtleiter 7 zur Umgebungslichterfassung mittels der Photodiode 6 und als Indikator im Sinne einer Betriebsbereitanzeige. Die gezeigte Photodiode 6 ist vorzugsweise eine Silizium-Photodiode und insbesondere eine Silizium-PIN-Photodiode. 3 shows an embodiment of the fire detector according to the invention 1 with a common light guide 7 for ambient light detection by means of the photodiode 6 and as an indicator in the sense of an operational readiness indication. The photodiode shown 6 is preferably a silicon photodiode and in particular a silicon PIN photodiode.

Im Unterschied zur vorherigen Ausführungsform ist die Photodiode 6 für die Umgebungslichterfassung nun auf dem Schaltungsträger 3 angeordnet. Sie ist vorzugsweise benachbart zu einer gleichfalls auf dem Schaltungsträger 3 angeordneten Indikator-Leuchtdiode LED appliziert.Unlike the previous embodiment, the photodiode 6 for the ambient light detection now on the circuit board 3 arranged. It is preferably adjacent to a likewise on the circuit carrier 3 arranged indicator LED applied LED.

Der Lichtleiter 7 ist dergestalt, dass er mit einem ersten Ende sowohl der Indikator-Leuchtdiode LED als auch der Photodiode 6 gegenüberliegt. Das zweite Ende des Lichtleiters 7 ragt vorzugsweise durch eine zentrale Ausnehmung in der Melderhaube 22. Dadurch ist Umgebungslicht durch den Lichtleiter 7 hindurch mittels der Photodiode 6 detektierbar. Unabhängig davon ist auf umgekehrtem Wege Licht der Indikator-Leuchtdiode LED durch den Lichtleiter 7 hindurch am zweiten Ende des Lichtleiters 7 auskoppelbar. Die Indikator-Leuchtdiode LED wird zyklisch, wie z. B. alle 30 Sekunden, zum Aussenden eines optisch sichtbaren Pulses zur Betriebsbereitanzeige des Brandmelders 1 angesteuert. Insbesondere ist das zweite Ende des Lichtleiters 7 als optische Linse L ausgebildet. Dadurch ist Umgebungslicht aus einem größeren optischen Erfassungsbereich FOV detektierbar. Zudem ist die Betriebsbereitanzeige des Brandmelders 1 in einem größeren Raumwinkelbereich erkennbar. Der Lichtleiter 7 ist vorzugsweise einstückig und aus einem transparenten Kunststoff hergestellt.The light guide 7 is such that it has a first end of both the indicator LED LED and the photodiode 6 opposite. The second end of the light guide 7 preferably protrudes through a central recess in the detector hood 22 , As a result, ambient light is through the light guide 7 through the photodiode 6 detectable. Irrespective of this, light from the indicator LED is passed through the light guide in the opposite direction 7 through at the second end of the light guide 7 decoupled. The indicator LED LED is cyclically, such. B. every 30 seconds, to send an optically visible pulse to the ready display of the fire alarm 1 driven. In particular, the second end of the light guide 7 formed as an optical lens L. As a result, ambient light can be detected from a larger optical detection range FOV. In addition, the operational indicator of the fire alarm is 1 recognizable in a larger solid angle range. The light guide 7 is preferably in one piece and made of a transparent plastic.

4 zeigt das Beispiel gemäß 3 in einer Draufsicht entlang der in 3 eingetragenen Blickrichtung IV. In dieser Darstellung ist insbesondere die zentrale Anordnung des zweiten Endes des Lichtleiters 7 erkennbar. 4 shows the example according to 3 in a plan view along in 3 registered view direction IV. In this illustration, in particular, the central arrangement of the second end of the light guide 7 recognizable.

5 zeigt eine spektrale Kennlinie einer Silizium-PIN-Photodiode mit und ohne vorgeschaltetem Tageslichtfilter. Die maximale, auf 100% normierte spektrale Empfindlichkeit S_Rel liegt bei einer Lichtwellenlänge λ von ca. 900 nm, also im nahen Infrarotbereich. Die durchgezogene Kennlinie zeigt die spektrale Empfindlichkeit S_Rel einer Silizium-PIN-Photodiode mit vorgeschaltetem Tageslichtfilter. Dabei wird Licht mit einer Wellenlänge λ von weniger als 730 nm unterdrückt. Der gestrichelte Ast der Kennlinie zeigt dagegen die spektrale Empfindlichkeit S_Rel der Silizium-PIN-Photodiode ohne Tageslichtfilter. 5 shows a spectral characteristic of a silicon PIN photodiode with and without upstream daylight filter. The maximum, normalized to 100% spectral sensitivity S _Rel is at a light wavelength λ of about 900 nm, ie in the near infrared range. The solid curve shows the spectral sensitivity S _{Rel of} a silicon PIN photodiode with upstream daylight filter. In this case, light having a wavelength λ of less than 730 nm is suppressed. By contrast, the dashed branch of the characteristic curve shows the spectral sensitivity S _{Rel of} the silicon PIN photodiode without a daylight filter.

6 zeigt ein Beispiel für ein von einer Photodiode 6 empfangenes Photosignal PD mit charakteristischen Flackerfrequenzen für offenes Feuer gemessen in Millivolt. Es wird dabei die an der Photodiode 6 erzeugte Photospannung als Photosignal PD gemessen. Die Messung erfolgte über einen Zeitraum von 4 Sekunden und zeigt zyklische Spannungsspitzen im Bereich von 20 bis 30 mV, die mit dem Flackern der Flammen von offenem Feuer korrelieren. 6 shows an example of one of a photodiode 6 received photosignal PD with characteristic flicker frequencies for open fire measured in millivolts. It will be at the photodiode 6 generated photovoltage measured as a photosignal PD. The measurement took place over a period of 4 seconds and shows cyclic voltage spikes in the range of 20 to 30 mV, which correlate with the flickering of the flames of open fire.

7 zeigt das zum Photosignal PD gemäß 6 zugehörige Frequenzspektrum. Mit A ist die spektrale Amplitude bezeichnet, gemessen in dB und aufgetragen über der Frequenz f in Hertz. Betrachtet man nur den für das Flackern maßgeblichen Frequenzbereich von mindestens 2 Hz, so erkennt man die reziproke Abnahme der Amplitude für zunehmende Frequenzen ab 2 Hz. Das gezeigte Spektrum ist typisch und signifikant für offenes flackerndes Feuer. 7 shows this to the photosignal PD according to 6 associated frequency spectrum. A denotes the spectral amplitude, measured in dB and plotted against the frequency f in Hertz. Considering only the frequency range of at least 2 Hz, which is decisive for the flickering, one recognizes the reciprocal decrease of the amplitude for increasing frequencies above 2 Hz. The spectrum shown is typical and significant for open flickering fire.

8 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Melder-Steuereinheit 4 mit einem Bewertungsfilter 41 mit einstellbarer Zeitkonstante T_Filter, um den optischen Signalpfad der Brandanalyse gemäß der Erfindung zu beschleunigen. 8th shows a functional block diagram of a detector control unit 4 with a weighting filter 41 with adjustable time constant T _filter to accelerate the optical signal path of the fire analysis according to the invention.

Die gezeigten Funktionsblöcke 40–44 sind vorzugsweise als Software realisiert, d. h. als Programmroutinen, die durch eine Prozessoreinheit einer als Mikrocontroller ausgebildeten Steuereinheit ausgeführt werden. Die jeweiligen Programmroutinen sind in einem Speicher des Mikrocontrollers 4 geladen bzw. ladbar. Der Speicher ist vorzugsweise ein nichtflüchtiger elektronischer Speicher, wie z. B. ein Flash-Speicher. Der Mikrocontroller 4 kann darüber hinaus spezifische Funktionsblöcke aufweisen, die bereits als Hardware-Funktionseinheiten im Mikrocontroller 4 integriert sind, wie z. B. Analog-/Digital-Umsetzer 51–53, Signalprozessoren, digitale Ein-/Ausgabeeinheiten sowie Busschnittstellen.The shown function blocks 40 - 44 are preferably implemented as software, ie as program routines that are executed by a processor unit of a control unit designed as a microcontroller. The respective program routines are in a memory of the microcontroller 4 loaded or loadable. The memory is preferably a non-volatile electronic memory such. B. a flash memory. The microcontroller 4 In addition, it may have specific functional blocks that are already used as hardware functional units in the microcontroller 4 are integrated, such. B. analog / digital converter 51 - 53 , Signal processors, digital input / output units and bus interfaces.

Im linken oberen Teil der 8 ist eine Streulichtanordnung SA als Teil der optischen Messkammer bzw. des Brandsensors zu sehen. Die Streulichtanordnung SA weist einen Sender S und einen Empfänger E auf. Beide sind auf ein gemeinsames Streulichtzentrum SZ als Messvolumen ausgerichtet und spektral aufeinander abgestimmt. Der Sender S ist insbesondere eine Leuchtdiode. Der Empfänger E ist insbesondere ein Photosensor und vorzugsweise eine Photodiode. Die Leuchtdiode ist insbesondere zum Aussenden von monochromatischem infrarotem Licht, vorzugsweise im Bereich von 860 bis 940 nm ± 40 nm, und/oder von monochromatischem ultraviolettem Licht, vorzugsweise im Bereich 390 bis 460 nm ± 40 nm ausgebildet. Streulicht, welches von zu detektierenden Teilchen wie Rauchpartikeln im Streulichtzentrum SZ stammt, ist dann durch den Empfänger E detektierbar. Der Streulichtpegel bzw. die Amplitude des Streulichtsignals BS, ist dabei ein Maß für die Konzentration der detektierten Teilchen. Vorzugsweise wird das Streulichtsignal BS zuvor mittels eines Verstärkers 62, insbesondere mittels eines Transimpedanzverstärkers, verstärkt.In the upper left part of the 8th a stray light arrangement SA is to be seen as part of the optical measuring chamber or of the fire sensor. The scattered light arrangement SA has a transmitter S and a receiver E. Both are aligned to a common scattered light center SZ as a measuring volume and spectrally matched. The transmitter S is in particular a light emitting diode. The receiver E is in particular a photosensor and preferably a photodiode. The light-emitting diode is designed in particular for emitting monochromatic infrared light, preferably in the range from 860 to 940 nm ± 40 nm, and / or from monochromatic ultraviolet light, preferably in the range from 390 to 460 nm ± 40 nm. Stray light which originates from particles to be detected, such as smoke particles in the scattered light center SZ, is then detectable by the receiver E. The scattered light level or the amplitude of the scattered light signal BS, is a measure of the concentration of the detected particles. Preferably, the scattered light signal BS is previously by means of an amplifier 62 , in particular by means of a transimpedance amplifier, amplified.

Zur wiederholt gepulsten Ansteuerung der Leuchtdiode S gibt der Logikblock 40 der Steuereinheit 4 ein gepulstes Taktsignal f_Takt aus. Dieses wird von einem weiteren Verstärker 61 verstärkt und der Leuchtdiode S zugeführt. Typischerweise ist das Taktsignal f_Takt zyklisch. Es weist vorzugsweise eine Pulsbreite im Bereich von 50 bis 500 μs und eine Taktfrequenz im Bereich von 0,1 bis 2 Hz auf. Zur synchronen Erfassung des Streulichts wird dieses Taktsignal f_Takt einem zugeordneten Analog-/Digital-Umsetzer 51 zugeführt.For repeated pulsed control of the LED S is the logic block 40 the control unit 4 a pulsed clock signal f _clock . This is from another amplifier 61 amplified and the light emitting diode S supplied. Typically, the clock signal f _{clock is} cyclic. It preferably has a pulse width in the range of 50 to 500 μs and a clock frequency in the range of 0.1 to 2 Hz. For synchronous detection of the scattered light of this clock signal f _{clock is} an associated analog / digital converter 51 fed.

Im vorliegenden Beispiel umfasst der Mikrocontroller 4 beispielhaft drei Analog-/Digital-Umsetzer 51–53. Der erste A/D-Umsetzer 51 dient zur Digitalisierung des Streulichtsignals BS vom Brandsensor, d. h. hier von der optischen Messkammer. Der zweite A/D-Umsetzer 52 ist zur Digitalisierung eines Photosignals PD vorgesehen, das von einer Photodiode 6 zur Umfassung von Umgebungslicht in der (unmittelbaren) Umgebung des Melders 1 vorgesehen ist. Vorzugsweise wird das Photosignal PD zuvor mittels eines Verstärkers 61, typischerweise mittels eines Transimpedanzverstärkers verstärkt. Der dritte A/D-Umsetzer 53 ist zur Digitalisierung eines Temperatursignals TS vorgesehen, welches von einem NTC als Temperatursensor 5 zur Erfassung der Umgebungstemperatur UT in der (unmittelbaren) Umgebung des Melders 1 ausgegeben wird.In the present example, the microcontroller includes 4 For example, three analog / digital converters 51 - 53 , The first A / D converter 51 serves to digitize the scattered light signal BS from the fire sensor, ie here from the optical measuring chamber. The second A / D converter 52 is for digitizing a photo signal PD provided by a photodiode 6 to surround ambient light in the (immediate) environment of the detector 1 is provided. Preferably, the photo signal PD is previously by means of an amplifier 61 , typically amplified by means of a transimpedance amplifier. The third A / D converter 53 is provided for digitizing a temperature signal TS, which from an NTC as a temperature sensor 5 for detecting the ambient temperature UT in the (immediate) environment of the detector 1 is issued.

Das digitalisierte Streulichtsignal wird anschließend einem (digitalen) Bewertungsfilter 41 entlang des optischen Pfads zugeführt. Das Bewertungsfilter 41 ist vorzugsweise ein digitales Tiefpassfilter, welches eine gewisse Signalglättung bzw. Mittelung vornimmt. Allerdings bedingt diese Filterung eine verzögerte Filterantwort am Ausgang des Bewertungsfilters 41 analog einer Filterzeitkonstante bei einem Tiefpass. Das nicht weiter bezeichnete Ausgangssignal des Bewertungsfilters 41 wird nachfolgend einem Komparator 44 zugeführt, der dieses mit einer Alarmierungsschwelle LEV vergleicht, wie z. B. mit einem Mindestkonzentrationswert für die Alarmierung. Überschreitet das Filterausgangssignal diesen Vergleichswert LEV, so erfolgt die Ausgabe eines Brandalarms AL, wie z. B. an eine übergeordnete Brandmeldezentrale.The digitized scattered light signal is then subjected to a (digital) weighting filter 41 fed along the optical path. The weighting filter 41 is preferably a digital low-pass filter, which performs a certain signal smoothing or averaging. However, this filtering causes a delayed filter response at the output of the weighting filter 41 analogous to a filter time constant for a low pass. The unspecified output signal of the weighting filter 41 subsequently becomes a comparator 44 fed, which compares this with an alarm threshold LEV, such. B. with a minimum concentration value for the alarm. Exceeds the filter output this comparison value LEV, the output of a fire alarm AL, such as. B. to a parent fire panel.

Erfindungsgemäß ist der Mikrocontroller 4 zudem dazu eingerichtet, das von der Photodiode 6 empfangene Photosignal PD auf das Vorhandensein von für offenes Feuer charakteristischen Flackerfrequenzen hin zu analysieren und abhängig davon den Signalpfad der Brandanalyse zu beschleunigen. Die spektrale Signalanalyse kann z. B. mittels einer digitalen Fouriertransformation oder mittels einer Wavelet-Analyse durchgeführt werden. Technisch wird dies zum einen durch den Funktionsblock Flackerfrequenzdetektor 42 bewerkstelligt. Im Falle von detektiertem flackerndem Feuer gibt dieser einen Flackerindikator F an einen Logikblock 40 aus, der daraufhin die Abtastrate des A/D-Umsetzer 51 für die Digitalisierung des Streulichtsignals BS erhöht und/oder die Filterzeitkonstante T_Filter erniedrigt. Der Flackerindikator F kann z. B. ein binärer Wert sein, wie z. B. 0 oder 1, oder ein digitaler Wert sein, wie z. B. im Wertebereich von 0 bis 9. Der Wert 0 kann für den binären Fall z. B. das Nichtvorliegen von Flackerfrequenzen und der Wert 1 entsprechend das Vorliegen repräsentieren. Im digitalen Fall kann der Wert 0 z. B. das Nichtvorliegen von Flackerfrequenzen repräsentieren. Die Werte 1 bis 9 können z. B. das Vorliegen von Flackerfrequenzen anzeigen, wobei hohe Zahlenwerte hohe Flackerfrequenzpegel und niedrige Zahlenwerte geringe Flackerfrequenzpegel anzeigen. Durch die Erhöhung der Taktfrequenz bzw. der Abtastrate f_Takt liegt das digitalisierte Streulichtsignal BS schneller am Bewertungsfilter 41 für die Weiterverarbeitung an. Andererseits spricht das Bewertungsfilter 41 durch die Herabsetzung der Filterzeitkonstante T_filter schneller an, so dass ein tatsächlicher Anstieg des Streulichtpegels BS auch zu einer schnelleren Brandalarmierung AL führt. Die Erhöhung der Abtastrate f_Takt und/oder die Erniedrigung der Filterzeitkonstante T_filter kann z. B. für den digitalen Fall des Flackerindikators F in Abhängigkeit von dessen Wertbereich erfolgen.According to the invention, the microcontroller 4 also set up by the photodiode 6 to analyze received photosignal PD for the presence of flicker frequencies characteristic of open fire and, depending thereon, to accelerate the fire analysis signal path. The spectral signal analysis can, for. B. by means of a digital Fourier transform or by means of a wavelet analysis. Technically, this is on the one hand by the function block flicker frequency detector 42 accomplished. In the case of detected flickering fire, this gives a flicker indicator F to a logic block 40 then the sample rate of the A / D converter 51 for the digitization of the scattered light signal BS increases and / or the filter time constant T _{filter is} lowered. The Flackerindikator F can z. B. be a binary value, such as. B. 0 or 1, or a digital value, such as. B. in the range of 0 to 9. The value 0 can be for the binary case z. B. the absence of Flackerfrequenzen and the value 1 corresponding to the presence represent. In the digital case, the value 0 z. B. represent the absence of Flackerfrequenzen. The values 1 to 9 can be z. For example, indicate the presence of flicker frequencies where high numbers indicate high flicker frequency levels and low numbers indicate flicker frequency levels. By increasing the clock frequency or the sampling rate f _clock , the digitized scattered light signal BS is faster at the weighting filter 41 for further processing. On the other hand, the weighting filter speaks 41 by reducing the filter time constant T _filter faster, so that an actual increase in the scattered light level BS also leads to a faster fire alarm AL. The increase in the sampling rate f _clock and / or the reduction of the filter time constant T _filter can, for. B. for the digital case of Flackerindikators F depending on its value range.

Alternativ oder zusätzlich kann der Logikblock 40 auch dahingehend programmiert sein, dass die Alarmierungsschwelle LEV abgesenkt wird, wenn ein Hell/Dunkel-Indikator H/D, der vom Funktionsblock 43 des Mikrocontrollers 4 bereitgestellt wird, einen Mindesthelligkeitswert unterschreitet. Ein solcher Wert ist z. B. 0,1 Lux, 1 Lux oder 5 Lux. Diese beispielhaften Werte korrespondieren mit einer dunklen bis stark dämmrigen Umgebung. Der Wert für die Alarmierungsschwelle LEV kann z. B. um 10%, 20, 30% oder 50% herabgesetzt werden.Alternatively or additionally, the logic block 40 also be programmed so that the alarm threshold LEV is lowered when a light / dark indicator H / D, the function block 43 of the microcontroller 4 is provided, falls below a minimum brightness value. Such a value is z. 0.1 lux, 1 lux or 5 lux. These exemplary values correspond to a dark to very dim environment. The value for the alarm threshold LEV can z. B. be reduced by 10%, 20, 30% or 50%.

Wie eingangs beschrieben, ist in einer solchen Umgebung mit weniger Störungen aus der Melderumgebung zu rechnen wie tagsüber, wie z. B. mit der Zunahme von Rauchpartikeln durch das Anzünden von Kerzen, durch sich ausbreitenden Rauch beim Kochen und Braten, oder durch das Anzünden eines Kamins und dergleichen. Durch die Annahme geringerer Störungen aus der Melderumgebung kann daher auch die Alarmierungsschwelle LEV abgesenkt werden. Durch die sensiblere Einstellung erfolgt eine Beschleunigung des optischen Pfads, indem die herabgesetzte Alarmierungsschwelle LEV durch das Ausgangssignal des Bewertungsfilters 41 schneller überschritten wird. Die Tag-/Nacht-Erkennung erfolgt durch eine Tiefpassfilterung des Photosignals PD mit einer Zeitkonstante von weniger als 1 Hz, insbesondere von weniger als 0,1 Hz.As described above, is expected in such an environment with fewer disturbances from the detector environment as daytime, such. As with the increase of smoke particles by the lighting of candles, by propagating smoke during cooking and roasting, or by the lighting of a fireplace and the like. As a result of the assumption of lesser disturbances from the detector environment, the alarm threshold LEV can therefore also be lowered. Due to the more sensitive setting, the optical path is accelerated by the lowered alarm threshold LEV by the output signal of the weighting filter 41 is exceeded faster. The day / night detection is performed by a low-pass filtering of the photosignal PD with a time constant of less than 1 Hz, in particular less than 0.1 Hz.

Im Beispiel der 8 ist die Steuereinheit 4 mit einem Thermistor 5 (NTC) zur Erfassung der Umgebungstemperatur UT im unmittelbaren Bereich um den Brandmelder verbunden. Die Steuereinheit 4 ist gemäß der Erfindung dazu eingerichtet, die erfasste Umgebungstemperatur UT bei der Brandanalyse mit zu berücksichtigen. Dadurch kann im Sinne eines Multikriterien-Brandmelders ein Brand noch zuverlässiger detektiert werden. Im vorliegenden Beispiel wird das vom Thermistor 5 ausgegebene Temperatursignal TS durch den dritten A/D-Umsetzer 53 in digitale Temperaturwerte T umgesetzt, die dann durch den Logikblock 40 der Steuereinheit 4 bei der Brandanalyse mitberücksichtigt werden.In the example of 8th is the control unit 4 with a thermistor 5 (NTC) for detecting the ambient temperature UT in the immediate area connected to the fire detector. The control unit 4 According to the invention, it is set up to take into account the detected ambient temperature UT in the fire analysis. As a result, a fire can be detected even more reliably in the sense of a multi-criteria fire detector. In the present example, that of the thermistor 5 output temperature signal TS through the third A / D converter 53 converted into digital temperature T, which then passes through the logic block 40 the control unit 4 be included in the fire analysis.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Brandmelder, Streulichtrauchmelder, PunktmelderFire detector, scattered light smoke detector, point detector
22: Gehäuse, KunststoffgehäuseHousing, plastic housing
33: Schaltungsträger, LeiterplatteCircuit carrier, printed circuit board
44: Steuereinheit, MikrocontrollerControl unit, microcontroller
55: Temperatursensor, Thermistor, NTCTemperature sensor, thermistor, NTC
66: Photodiode, IR-Photodiode, Silizium-PIN-PhotodiodePhotodiode, IR photodiode, silicon PIN photodiode
77: Lichtleiteroptical fiber
1010: Brandsensor, optische Messkammer, LabyrinthFire sensor, optical measuring chamber, labyrinth
1111: Meldersockeldetector base
2121: Grundkörperbody
2222: Melderhaubedetector cover
4040: Funktionsblock, LogikblockFunction block, logic block
4141: Funktionsblock, BewertungsfilterFunction block, weighting filter
4242: Funktionsblock, FlackerfrequenzdetektorFunction block, flicker frequency detector
4343: Funktionsblock, Tag-/Nacht-ErkennungsblockFunction block, day / night recognition block
4444: Funktionsblock, TakterzeugerFunction block, clock generator
4545: Funktionsblock, KomparatorFunction block, comparator
51–5351-53: A/D-Umsetzer, Analog-/Digital-UmsetzerA / D converter, analog / digital converter
61, 6261, 62: Verstärkeramplifier
AA: Amplitude, SignalamplitudeAmplitude, signal amplitude
ABFROM: Abdeckung, transparente Abdeckung, FensterCover, transparent cover, window
ANAT: Ausnehmungrecess
ALAL: Brandalarm, Alarmmeldung, AlarminformationFire alarm, alarm message, alarm information
BSBS: Sensorsignal, Brandsensorsignal, StreulichtsignalSensor signal, fire sensor signal, scattered light signal
Ee: Empfänger, optische Empfangseinheit, PhotosensorReceiver, optical receiver unit, photosensor
FF: Flackerindikatorflicker indicator
ff: Frequenzfrequency
FOVFOV: Erfassungsbereich, Field-of-ViewCoverage area, field-of-view
f_Takt f _bar: Abtastfrequenz, TaktfrequenzSampling frequency, clock frequency
FZFZ: Filterzeiteinstellsignal, EinstellsignalFilter time setting signal, setting signal
H/DH / D: Helldunkel-IndikatorChiaroscuro Indicator
LL: Linse, optische LinseLens, optical lens
LEDLED: Indikator-LEDIndicator LED
LEVLEV: Alarmierungsschwellealarm threshold
NN: Netz, Insektenschutz, GitterNet, insect screen, grid
OFOF: Gehäuseöffnung, RaucheintrittsöffnungHousing opening, smoke inlet opening
PDPD: Photosignal, PhotodiodensignalPhotosignal, photodiode signal
SS: Sender, optische Sendeeinheit, LeuchtdiodeTransmitter, optical transmitter unit, LED
SASA: StreulichtanordnungScattered light arrangement
S_Rel _Srel: relative spektrale Empfindlichkeitrelative spectral sensitivity
SZSZ: Streulichtzentrum, MessvolumenStray light center, measuring volume
TT: Temperaturwerttemperature value
tt: Zeit, ZeitachseTime, timeline
T/NT / N: Tag-/Nacht-KennungDay / night identification
T_Filter T _filter: Filterzeit, FilterzeitkonstanteFilter time, filter time constant
TSTS: TemperatursensorsignalTemperature sensor signal
UTUT: Umgebungstemperaturambient temperature
ZZ: Hauptachse, SymmetrieachseMain axis, symmetry axis
λλ: LichtwellenlängeLight wavelength

Claims

Scattered light smoke detector, which one in a detector housing ( 2 ), shielded from ambient light and permeable to smoke to be detected optical measuring chamber ( 10 ) and a control unit ( 4 ), wherein the control unit ( 4 ) is adapted to receive one from the optical measuring chamber ( 10 ) to analyze and evaluate at least one characteristic fire parameter and to output a fire alarm (AL) in the case of a detected fire, characterized in that - the scattered light smoke detector is a photodiode ( 6 ) for detecting ambient light in a spectrally limited range of 400 nm to 1150 nm, and - that the control unit ( 4 ) is further adapted to receive a signal from the photodiode ( 6 ) to analyze the presence of flicker frequencies characteristic of open fire and, depending thereon, the output of a possible fire alarm (AL) by increasing a sampling rate for the detection of the scattered light signal (BS) by decreasing a filter time (T _Filter ) of a weighting _filter ( 41 ) of the control unit ( 4 ) For accelerate the fire analysis and / or by lowering the alarm threshold (LEV).

A scattered light smoke detector according to claim 1, wherein the photodiode ( 6 ) is a silicon photodiode, in particular a silicon PIN photodiode.

A scattered light smoke detector according to claim 1 or 2, wherein the photodiode ( 6 ) is preceded by a daylight blocking filter, which only light in a range of 700 nm to 1150 nm, in particular from 730 nm to 1100 nm, happen.

A scattered light smoke detector according to one of the preceding claims, wherein the scattered light smoke detector comprises a temperature sensor ( 5 ), in particular a thermistor, for detecting an ambient temperature (UT) in the immediate vicinity of the scattered light smoke detector, and wherein the control unit ( 4 ) is designed to take into account the detected ambient temperature (UT) in the fire analysis.

Stray light smoke detector according to one of the preceding claims, wherein the control unit ( 4 ) is also adapted to that of the photodiode ( 6 ) is monitored for falling below a minimum brightness value and is set to lower an alarm threshold (LEV) for the output of a possible fire alarm (AL).

Stray light smoke detector according to claim 5, wherein the scattered light smoke detector is wired or wirelessly connected to a higher-level control center and wherein the control unit ( 4 ) is set up to output the undershooting and undershooting of the minimum brightness level as day / night identification (T / N) to the control center.