DE102005051124B4

DE102005051124B4 - Gaswarnanlage zur Erfassung von toxischen und/oder explosiven Gasgemischen in geschlossenen Räumen mit einer Sprachausgabeeinheit zur akustischen Signalisierung

Info

Publication number: DE102005051124B4
Application number: DE200510051124
Authority: DE
Inventors: van den Woldenberg Petra Wiegleb
Original assignee: SMARTGAS MIKROSENSORIK GmbH
Current assignee: Smartgas Mikrosensorik 74076 Heilbronn De GmbH
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: DE102005051124A1

Abstract

Gaswarnanlage (6) zur Erfassung von toxischen und/oder explosiven Gasgemischen, aufweisend mindestens einen Gassensor (1) und eine Anzahl von weiteren Sensoren (2) zur Erfassung von Umwelteinflüssen am Einbauort der Gaswarnanlage (6) sowie eine Sprachausgabeeinheit (7, 8) zur akustischen Signalisierung, wobei die Gaswarnanlage (6) die Informationen des mindestens einen Gassensors (1) und Informationen zumindest einzelner der weiteren Sensoren (2) erfasst und hinsichtlich ihrer zeitlichen Veränderung auswertet, aus der zeitlichen Veränderung einzelner dieser Informationen und/oder der Kombination zumindest mehrerer dieser Informationen das Vorliegen jeweils wahrscheinlicher Umweltzustände am Einbauort der Gaswarnanlage (6) und daraus bestehende und/oder künftige Alarmsituationen (14, 14') ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Alarmsituation (14, 14') die Sprachausgabeeinheit (7) derart ansteuert, dass der Alarmsituation (14, 14') angepasste Sprachinformationen für im Bereich der Gaswarnanlage (6) befindliche Personen hörbar sind, wobei die Gaswarnanlage (6) eine zeitliche Veränderung von Signalen der Sensoren (2) zur Erfassung möglicher Gerätemanipulation als Information über die Art und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Gaswarnanlage zur Erfassung von toxischen und/oder explosiven Gasgemischen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Gaswarnanlagen erfassen die spezifische Konzentration bestimmter Gase in der Umgebungsluft, die unter normalen Bedingungen nicht vorhanden sind. Erst in einem Schadensfall treten diese gasförmigen Stoffe aus und reichern sich in der Umgebungsluft an. Überschreiten diese gasförmigen Bestandteile eine bestimmte Konzentration, so kann es zu Schädigungen von Personen oder Gebäuden kommen. Typische Grenzwerte werden durch die maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) oder auch durch die untere Explosionsgrenze (UEG) vorgegeben. Im Falle von toxischen Gasen (z.B. Kohlenmonoxid CO oder Kohlendioxid CO₂) können Menschen durch diese Gase gesundheitlichen Schaden nehmen. Explosive Gasgemische, wie z.B. Erdgas, Flüssiggas oder auch Biogas sind sowohl für den Personen- als auch für den Gebäudeschutz wichtige zu erfassende Kenngrößen. Die Gefährlichkeit dieser Stoffe hängt dabei in erster Linie von der Konzentration ab. Wird ein bestimmter, vorgegebener Grenzwert (z.B. 20% des MAK-Wertes oder 15% der UEG) über schritten, so ist Gefahr in Verzug, auf die reagiert werden muss. Diese Gefahrenquelle kann z.B. durch Abschaltung eines Prozesses, Unterberechung der Gaszufuhr oder Zuführung von Frischluft gemindert werden. Typische Gaswarnanlagen haben zu diesem Zweck elektronische Kontakte integriert, die im Gefahrenfall geschaltet werden und gleichzeitig auch akustische und optische Signale generieren. In industriellen Großanlagen steht in der Regel entsprechend geschultes Fachpersonal zur Verfügung, das auf diese Gefahrensituationen vorbereitet ist und somit auch entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten kann. In anderen Kleinanlagen ist dieses Personal selten oder gar nicht vorhanden. Im häuslichen Bereich kann man überhaupt keine Fachkenntnisse voraussetzen, die im Ernstfall zu einer Minderung der Gefahr durch Gegenmaßnahmen führen könnten. Bedienungsanleitungen sind im Falle eines Alarms auch vollkommen ungeeignet, da diese im Gefahrenfall in der Regel nicht zur Hand sind bzw. durch Panik der betroffenen Personen nicht richtig verstanden werden.
Stationäre Gaswarnanlagen geben in der Regel analoge bzw. digitale Messwerte aus, die dann von entsprechend geschultem Fachpersonal bewertet werden müssen. Weiterhin haben diese Gaswarneinrichtungen zumeist auch manuell einstellbare Grenzwerte, die bei Überschreitung der vorhandenen Gaskonzentration einen entsprechenden Alarm generieren. Dieser Alarm erfolgt zumeist durch einen akustischen Signalgeber bzw. durch ein externes Blinklicht. Da die Gefahrensituation von der vorhandenen Gaskonzentration abhängt wird zumeist eine Alarmierung in zwei unterschiedlichen Stufen realisiert. Der Voralarm zeigt dabei eine verdächtige Gaskonzentration an, auf die mit entsprechendem Sachverstand reagiert werden kann, während der Hauptalarm bei einer höheren Gaskonzentration zu einem späteren Zeitpunkt, nachdem der Voralarm bereits ausgelöst wurde, angezeigt wird. Weiterhin sind in diesen Einrichtungen Möglichkeiten vorgesehen, um bei einem Hauptalarm Prozesse zu unterbrechen bzw. aktive Gegenmaßnahem einzuleiten (z.B. Fenster öffnen, Lüftung einschalten, Gaszufuhr unterbrechen usw.).
Durch die DIN EN 50 194-1 und die DIN EN 50 194-2 werden insbesondere Gaswarngeräte und Gaswarnanlagen beschrieben, die für den Einsatz in Wohnhäusern, Freizeitfahrzeugen, Wohnmobilen, Booten und LKW's mit Wohnkabine bestimmt sind. In keiner der vorhandenen Richtlinien, Normen oder auch Anforderungsprofilen wurde bisher eine Sprachausgabe gefordert, obwohl die Anforderungen an den unterschiedlichen Ausgabeinformationen ständig gestiegen sind.
Sprachausgaben sind bereits seit längerer Zeit z.B. für Anwendungen in Navigationssystemen bekannt. In der WO 90/01759 A1 ist ein Rauchdetektor auf der Basis der Ionisationsdetektion offenbart worden, der ebenfalls eine separate Sprachausgabe einsetzt, um Zusatzinformationen zu übermitteln. Diese Zusatzinformationen beziehen sich allerdings nur auf vorgegebene Messgrößen des Ionisationsdetektors in Kombination mit einem Temperatursensor zur Feuererkennung. Zeitdiskrete Modelle zur Generierung von Zusatzinformationen finden in dieser Erfindung keine Anwendung. Die Ausgabe der Sprachinformation und der Signale erfolgt über getrennte Elektroniken, die nicht miteinander kommunizieren. Die akustische Ausgabe erfolgt ebenfalls über unterschiedliche Bauteile.
Stationäre Gaswarngeräte nutzen bisher keine Sprachausgaben, um detaillierte und aktuelle ereignisorientierte Angaben über die mögliche Gefahrensituation zu machen. Lediglich in der DE 3732970 A1 ist eine Anordnung bekannt geworden, die bereits eine Sprachausgabe der Messwerte bei einem ortsunabhängigen (mobilen) Gaswarngerät vorsieht.
In dieser Anordnung wurde vollkommen auf eine optische Signalgebung (Leuchtanzeige, Display usw.) und akustische Signalgebung (z.B. Dauerton) verzichtet. Weiterhin sind die sprachlichen Informationen auf die aktuellen Messwerte beschränkt und es werden nur einfache Hinweise bezüglich der möglichen Aktionen für geschultes Personal gegeben. Diese Aktionen werden ausschließlich durch den aktuellen Messwert vorgegeben. Zeitliche Verläufe, die weitergehende Informationen enthalten, werden nicht übermittelt. Auch werden keine Hinweise auf anderweitige Ursachen für den möglicherweise fehlerhaften Messwert durch Fehlbedienung oder auch unerwünschte Manipulationen durch Betriebsfremde gegeben. Eine ereignisorientierte Sprachausgabe erfolgt daher nicht.
Die deutsche Firma Hekatron GmbH in Sulzburg bietet ein Sicherheitssystem (Hektor) an, an dem unterschiedliche Sensoren zur Brand- und Einbruchserkennung angeschlossen werden können. Externe Gassensoren lassen sich ebenfalls nach Aussage des Herstellers mit Einschränkungen in diesem Netzwerk-System betreiben.
Dieses System hat ebenfalls eine Sprachausgabe, die allerdings keine zeitdiskreten, ereignisorientierte Informationen für einen spezifischen Gasalarm beinhaltet. Weiterhin befindet sich die akustische Alarmierung direkt am Sensor in der entsprechenden Örtlichkeit, während sich die Sprachausgabe an einem beliebigen Ort in einer Zentrale befindet.
Gemeinsam ist allen diesen bekannten Lösungen, dass die dort beschriebenen Gaswarnanlagen lediglich statisch auf eingetretene Ereignisse reagieren können, beispielsweise eine Überschreitung fest vorgegebener Grenzwerte registrieren und durch entsprechende Alarmausgaben auch in Form von Sprachausgaben darauf reagieren können. Dadurch kann jedoch nur im Nachhinein auf schon eingetretene Umweltzustände reagiert werden, wodurch entweder sehr kurze Reaktionszeiten für in der Umgebung des Gaswarngerätes befindliche Personen auf derartige Alarmzustände zur Verfügung stehen oder die entsprechenden Grenzwerte zur Gewährleistung ausreichender Reaktionszeiten derart niedrig angesetzt werden müssen, dass die Gefahr von Fehlalarmen deutlich ansteigt.
Aus der DE 37 22 608 A1 ist eine gattungsgemäße Gaswarnanlage bekannt, bei der mit mehreren Gassensoren und einem weiteren Sensor zur Erfassung von Umwelteinflüssen über eine Sprachausgabeeinrichtung eine akustische Signalisierung von Gefahrenzuständen erfolgt, wobei zeitlich veränderliche Informationen der Gassensoren zum Erkennen von Gefahrensituationen am Einbauort der Gaswarnanlage genutzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Gaswarnanlage derart weiter zu entwickeln, dass die Reaktionszeiten für in der Umgebung des Gaswarngerätes befindliche Personen verbessert wird und diese Personen situationsabhängig passende Informationen und Anweisungen erhalten, wie auf die Alarmzustände optimal zu reagieren ist und eine unzulässige Manipulation der Gaswarnanlage ebenfalls zu entsprechenden Sprachausgaben führt.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Gaswarnanlage zur Erfassung von toxischen und/oder explosiven Gasgemischen in geschlossenen Räumen, aufweisend mindestens einen Gassensor und eine Anzahl von weiteren Sensoren zur Erfassung von Umwelteinflüssen am Einbauort der Gaswarnanlage sowie eine Sprachausgabeeinheit zur akustischen Signalisierung. Eine derartige Gaswarnanlage wird dadurch weiter entwickelt, dass die Gaswarnanlage die Informationen des mindestens einen Gassensors und Informationen zumindest einzelner der weiteren Sensoren erfasst und hinsichtlich ihrer zeitlichen Veränderung auswertet, aus der zeitlichen Veränderung einzelner dieser Informationen und/oder der Kombination zumindest mehrerer dieser Informationen das Vorliegen jeweils wahrscheinlicher Umweltzustände am Einbauort der Gaswarnanlage und daraus bestehende und/oder künftige Alarmsituationen ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Alarmsituation die Sprachausgabeeinheit derart ansteuert, dass der Alarmsituation angepasste Sprachinformationen für im Bereich der Gaswarnanlage befindliche Personen hörbar sind, wobei die Gaswarnanlage eine zeitliche Veränderung von Signalen der Sensoren zur Erfassung möglicher Gerätemanipulation als Information über die Art und Weise der Manipulation auswertet und eine passende Sprachausgabe signalisiert.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Verbesserung der Gaswarnanlage ist es, dass die Informationen des mindestens einen Gassensors und der weiteren Sensoren nicht statisch, sondern vor allem hinsichtlich ihrer Veränderung insbesondere in Form von Zeitreihen diskreter Messwerte erfasst und ausgewertet werden, wodurch zusätzliche wahrscheinliche Entwicklungen der Veränderung der Umweltbedingungen am Einbauort der Gaswarnanlage erfasst und zur Erkennung einer Alarmsituation herangezogen werden können. Damit ist aber die Alarmierung der am Einbauort der Gaswarnanlage befindlichen Personen wesentlich verbessert, darüber hinaus kann diese verbesserte Erkennung von Alarmsituationen durch die Möglichkeiten der Sprachausgabe dazu genutzt werden, den am Einbauort der Gaswarnanlage befindlichen Personen gut passende Informationen über sinnvolle oder unbedingt notwendige Verhaltensweisen zukommen zu lassen. Diese Personen sind daher in der Lage, situationsgerecht zu reagieren, ohne dass Panikreaktionen erfolgen oder erst umständlich in etwa im Privathaushalt ohnehin nicht greifbaren Handbüchern nachlesen zu müssen. Damit wird ein wesentlicher Sicherheitsgewinn durch die Verwendung erfindungsgemäßer Gaswarnanlagen gegenüber handelsüblichen Gaswarnanlagen erreicht.
Es ist hierbei denkbar, zum einem wie bisher bekannt vor der Gasgefahr durch laute akustische Tongeber und optische Signale warnt und zum anderen wichtige zeitdiskrete, ereignisorientierte Zusatzinformationen über die Sprachausgabe an die betroffenen Personen weiter zu geben, um die mögliche Gefahrensituation zu beherrschen und Panik zu verhindern, wobei auch in diesem Fall zwischen einer Alarmierung bei einem geringen Gefahrenpotential (Voralarm) und bei einer erhöhten Gefahr (Hauptalarm) unterschieden werden kann. Wichtig ist hierbei auch, dass die Gaswarnanlage als Zeitreihen erfasste Konzentrationsinformationen des mindestens einen Gas sensors im Hinblick auf Beginn oder Beendigung einer Gefahrensituation auswertet und damit den am Einbauort der Gaswarnanlage befindlichen Personen den jeweiligen Zustand der Alarmierung unmissverständlich mitteilt.
Denkbar ist es auch, dass die Gaswarnanlage die Sprachinformationen parallel oder alternierend mit einer Signalausgabe, insbesondere einer Signaltonausgabe ausgibt. Ebenfalls kann in weiterer Ausgestaltung die Gaswarnanlage die Sprachinformationen zusätzlich oder alternativ als lesbare Schrift auf einer Anzeigeeinheit, insbesondere einem Display ausgeben. Damit sind verschiedene redundante und unterschiedliche Signalisierungsarten nutzende Ausgabemöglichkeiten in der erfindungsgemäßen Gaswarnanlage realisiert.
Von Vorteil für den Betrieb der Gaswarnanlage ist es weiterhin, wenn in die Gaswarnanlage der mindestens eine Gassensor, die weiteren Sensoren, eine Auswerteelektronik für die Auswertung der Informationen des Gassensors und der weiteren Sensoren, die Signalausgabeeinheit und die Sprachausgabeeinheit in einem Gehäuse integriert sind, wobei auch externe Gassensoren an die Gaswarnanlage anschließbar sein können. Damit baut die Gaswarnanlage besonders kompakt und erfordert nur eine einfache Anschlussverdrahtung, sofern die Gaswarnanlage nicht sogar netzunabhängig betrieben werden soll.
Eine weitere Absicherung der Funktion der Gaswarnanlage lässt sich dadurch erreichen, dass die Gaswarnanlage mindestens einen Sensor, vorzugsweise einen geräteinternen Sensor zum Manipulationsschutz aufweist, wobei in weiterer Ausgestaltung Türkontaktschalter, Bewegungssensoren, Lagesensoren/Tilt-Sensoren, Strömungssensoren, Feuchtigkeitssensoren und Temperatursensoren zur Erfassung möglicher Gerätemanipulationen verwendet werden können. Auch hierbei ist es denkbar, dass die Gaswarnanlage zumindest einzelne der Informationen von Sensoren zur Erfassung möglicher Gerätemanipulation ebenfalls als Zeitreihen erfasst und auswertet, um mögliche schleichende Manipulationen besser erkennen und signalisieren zu können. Hierzu kann die Gaswarnanlage eine zeitliche Veränderung von Signalen der Sensoren zur Erfassung möglicher Gerätemanipulation als Information über die Art und Weise der Manipulation auswerten und eine passende Sprachausgabe signalisieren.
Eine weitere Verbesserung der Gefahrensituation am Einbauort der Gaswarnanlage lässt sich dadurch erreichen, dass die Gaswarnanlage zeitgleich zur der Alarmsituation angepassten Sprach- und/oder Signalausgabe Aktionen zur Unterbrechung der Gaszufuhr und/oder auch zur Belüftung des Einbauortes der Gaswarnanlage und/oder zur Unterbrechung von in der Umgebung der Gaswarnanlage ablaufenden Prozessen auslöst. Dadurch kann das Erkennen einer vorhergesagten Alarmsituation gezielt dazu genutzt werden, um Schritte zur Vermeidung oder Entschärfung der Gefahrensituation einzuleiten. Hierzu kann die Gaswarnanlage mit entsprechenden Schnittstellen wie etwa Schaltkontakten oder dgl. ausgestattet werden, mit denen entsprechende Aktoren angesteuert werden können.
Denkbar ist es weiterhin, dass die Gaswarnanlage als der Alarmsituation angepasste Sprach- und/oder Signalausgabe einen Voralarm oder einen Hauptalarm, hervorgerufen durch einen Manipulationsversuch oder durch einen Gaskonzentrationsanstieg, signalisiert. Der Voralarm oder der Hauptalarm können sich dabei durch die Art und insbesondere Dringlichkeit der Mitteilung an die am Einbauort der Gasanlage befindlichen Personen unterscheiden.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Gaswarnanlage die gasspezifischen Ereignisse durch mindestens einen Infrarot-Gassensor, einen Halbleitergassensor oder ähnliche Gassensoren erfasst.
Zur Vereinfachung der gerätetechnischen Gestaltung der Gaswarnanlage trägt bei, wenn die Gaswarnanlage die Sprach- und Signaltonausgabe mit demselben Lautsprecher signalisiert.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gaswarnanlage sowie typische Signalzustände und Verläufe der von den Sensoren bestimmten Umgebungsinformationen zeigt die Zeichnung.
Es zeigen:
1 – den Aufbau einer Gaswarneinheit mit Gassensoren Manipulationssensorik, Mikroprozessorelektronik, optischen Anzeigen, Schaltausgängen und akustischer Wiedergabe,
2 – Sequenz der Ton-, Sprach- und Signalausgabe bei einem Voralarm durch Gasanstieg,
3 – Sequenz der Ton-, Sprach- und Signalausgabe bei einem Hauptalarm durch Gasanstieg,
4 – Sequenz der Ton-, Sprach- und Signalausgabe bei einem Voralarm durch Manipulation,
5 – Sequenz der Ton-, Sprach- und Signalausgabe bei einem Hauptalarm durch Manipulation,
6 – Signalverläufe der Gassensoren bei unterschiedlichen Gefahrensituationen,
7 – Signalverläufe der thermischen Manipulationssensoren bei einem Manipulationsversuch,
8 – Signalverläufe der thermischen Manipulationssensoren nach einem Manipulationsversuch,
9 – Signalverläufe des Lagesensors (Tilt-Sensor) und des Demontagesensors (Kontaktschalter).
Die 1 zeigt sehr schematisch den funktionellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Gaswarnanlage 6 mit mindestens einem Gassensor 1, einem Sensor 2 zur Erkennung von Manipulationen an der Gaswarnanlage 6, wobei weitere nicht dargestellte Sensoren etwa zur Bestimmung von Temperaturen oder dgl. ebenfalls an der Gaswarnanlage 6 angeordnet und funktionell mit dieser verbunden werden können.
Gesteuert wird die Gaswarnanlage durch eine Mikrokontrollerelektronik 3 mit einer integrierten Sprachspeicherung in einem Speicherchip 11, die über eine Ansteuerelektronik 7 für die Sprach- und Tonausgabe einen Lautsprecher 8 ansteuern und damit Toninformationen an dem Einbauort der Gaswarnanlage abgeben kann. Ebenfalls kann der Status der Gaswarnanlage 6 etwa über eine Leuchtdiodenanzeige 4 signalisiert werden, etwa um Fehlfunktionen der Gaswarnanlage 6 erkennen zu kön nen. Der Betriebszustand der Gaswarnanlage oder auch einzelne Alarmzustände können über einen Reset-Taster 9 geschaltet werden.
Die Gaswarnanlage weist weiterhin ein Relais 5 mit einem Steuerspannungsausgang 10 auf, mit dem Schaltzustände externer Geräte geändert werden können, etwa zur Abschaltung der Gaszufuhr oder Betätigung von Lüftungsklappen oder dgl.
Die Gaswarnanlage 6 zeichnet sich dadurch aus, dass neben den eigentlichen Gassensoren, hier dem Gassensor 1 zur Erfassung gefährlicher Gaskonzentrationen auch weitere Sensoren 2 zur Gewinnung von ereignisorientierten Zusatzinformationen enthalten sind. Im Normalfall wird nur die Gaskonzentration als Maß für eine Alarmgenerierung herangezogen. Wird wie in den 2 und 3 schematisch dargestellt, ein fest vorgegebener Grenzwert überschritten, wird ein Voralarm 14 bzw. ein Hauptalarm 14' erzeugt. Zur Unterscheidung dieser Alarme kann zusätzlich, vorteilhaft alternierend zur reinen Signalausgabe 12 eine Sprachausgabe 13 erfolgen, die neben dieser Information auch Hinweise zum Verlassen der Räumlichkeiten oder das Öffnen der Fenster empfiehlt. Ist die Gefahrensituation von den am Einbauort der Gaswarnanlage 6 befindlichen Personen entschärft worden, kann durch ein Resetsignal 15 der Alarm gelöscht werden.
Sowohl der Voralarm 14 als auch der Hauptalarm 14' liegen deutlich unter der wirklich gefährlichen Schwelle. Steigt die Gaskonzentration weiter an, können wichtige Zusatzinformationen über die Sprachausgabe 13 erfolgen. So kann z.B. bei Überwachung von Erdgasleckagen oder Flüssiggasleckagen das Erreichen der 100%-igen Explosionsgrenze bekannt gegeben werden. Hier ist der Hinweis sinnvoll, dass eine Explosion jederzeit ausgelöst werden kann. Steigt die Erdgaskonzentration bzw. Flüssiggaskonzentration weiter an, kommt man in Bereiche, in denen diese Konzentrationen entweder nicht mehr explosiv sind (Erreichen der oberen Explosionsgrenze) oder aber durch den verdrängten Sauerstoff tödlich wirken können. Diese Zusatzinformation ist z.B. bei Anwendungen in Booten wichtig, da in diesen Fällen zumeist mit Flüssiggas oder Benzin gearbeitet wird, die schwerer als Luft sind und sich in dem gasundurchlässigen Schiffsrumpf (Bilge) sammelt.
Mit steigender Gaskonzentration kann dann folgende Gefahrendifferenzierung durch entsprechende Sprachausgaben erfolgen:

1.1 Gerät befindet sich in der Anwärmphase (dauert 1 Minute nur bei der erstmaligen Inbetriebnahme)
1.2 Der Voralarm wurde ausgelöst. Bitte Fenster und Türen öffnen.
1.3 Der Voralarm wurde zum wiederholten Male ausgelöst. Bitte sofort den Geräte-Kundendienst unter der Nummer 0123 4567 anrufen.
1.4 Der Hauptalarm wurde ausgelöst. Bitte Fenster und Türen öffnen und die Stadtwerke benachrichtigen.
1.5 Der Hauptalarm wurde ausgelöst. Die Gaszufuhr wurde unterbrochen. Bitte Fenster und Türen öffnen und die Stadtwerke benachrichtigen.
1.6 Der Hauptalarm wurde ausgelöst. Die Gaszufuhr wurde unterbrochen. Es besteht keine Gasgefahr mehr. Bitte Fenster und Türen geöffnet lassen und die Stadtwerke benachrichtigen.
1.7 Der Hauptalarm wurde ausgelöst. Die Gaszufuhr wurde unterbrochen. Die Explosionsgrenze wurde erreicht. Keinen Schalter betätigen. Bitte das Gebäude sofort verlassen und die Stadtwerke informieren.
1.8 Der Hauptalarm wurde ausgelöst. Die Gaszufuhr wurde unterbrochen. Es sind gesundheitsgefährdende Gaskonzentrationen vorhanden. Bitte den Raum nicht betreten. Das Gebäude sofort verlassen und die Stadtwerke informieren.

Bei einem Voralarm 14 kann der Signalton und die Sprachausgabe über den Reset-Taster 9 quittiert werden. Steigt die Gaskonzentration weiter an, ohne dass der Hauptalarm 14' erreicht wird, erfolgt automatisch die Meldung Nr. 1.3.
Die Gefahrendifferenzierung kann auch zusätzlich durch den zeitlichen Verlauf des Konzentrationsanstieges realisiert werden. So kann beispielsweise bei einem schnellen Anstieg der Gaskonzentration (Δc₁/Δt₁) sofort die Meldung Nr. 1.5 oder 1.7 erfolgen.
Fällt die Gaskonzentration ab, nachdem die Gaszufuhr unterbrochen wurde (Meldung Nr. 1.5), so kann partielle Entwarnung gegeben werden, wenn die Gaskonzentration unterhalb des Hauptalarms 14' bzw. des Voralarms 14 fällt (Meldung Nr. 1.6).
Durch den sequenziellen Ablauf der Ton- und Sprachausgabe wird weiterhin sichergestellt, das durch den lautstarken Alarmton (> 85db) auch außerhalb der gefährdeten Räume vor der Gefahr gewarnt wird. Die Sprachausgabe ist dann leiser, sollte aber durch eine geschlossene Tür gehört werden können, um z.B. die Meldung Nr. 8 noch umsetzen zu können.
Signalisieren gemäß 4 die Zusatzsensoren z.B. einen Manipulationsfall, so können die Meldungen wie folgt gestaffelt werden:

2.1 Es wurde ein Voralarm durch einen möglichen Manipulationsversuch ausgelöst. Bitte das Gerät an den oberen und unteren Lüftungsöffnungen auf Verstopfungen überprüfen. Es besteht keine Gasgefahr.
2.2 Der Voralarm durch einen möglichen Manipulationsversuch besteht noch immer. Es besteht keine Gasgefahr. Bitte den Geräte-Kundendienst unter der Nummer 0123 4567 anrufen.
2.3 Der Voralarm wurde zurückgenommen. Das Gerät arbeitet wieder normal.
2.4 Der Voralarm wurde durch einen Manipulationsversuch ausgelöst.
2.5 Der Voralarm wurde zurückgenommen. Das Gerät arbeitet wieder einwandfrei.
2.6 Der Hauptalarm wurde durch einen Manipulationsversuch ausgelöst. Die Gaszufuhr wird in 1 Minute unterbrochen.
2.7 Die Gaszufuhr wurde aufgrund eines Manipulationsversuches unterbrochen. Bitte die Stadtwerke informieren.
2.8 Die Gaszufuhr wurde aufgrund eines Manipulationsversuches unterbrochen. Die Gaskonzentration steigt weiter an. Bitte sofort das Gebäude verlassen und die Stadtwerke informieren.
2.9 Die Gaszufuhr wurde aufgrund eines Manipulationsversuches unterbrochen. Die Explosionsgrenze wurde erreicht. Keinen Schalter betätigen. Bitte sofort das Gebäude verlassen und die Stadtwerke informieren.

Aus der Anstiegsgeschwindigkeit der thermischen Sensoren zur Überwachung der Manipulation lassen sich gemäß der in 6 dargestellten Kurvenverläufe Zusatzinformationen ableiten. Liegt ein flacher Anstieg (ΔS2/Δt2) vor, so könnten z.B. die Gaseintrittsöffnungen aus Unachtsamkeit verschlossen worden sein. Daraus werden die Meldungen 2.1 und 2.2 generiert. Wird die Ursache für den Voralarm beseitigt, erfolgt Entwarnung (Meldung Nr. 2.3). Ein schneller Anstieg (ΔS1/Δt2) führt automatisch zur Meldung Nr. 2.4, die aber auch nach Abklingen zurückgenommen werden kann (Meldung Nr. 2.5). Bei steigenden Werten erfolgt eine Vorwarnung zum Hauptalarm (Meldung Nr. 2.6), die dann zwangsläufig zur Abschaltung führt.
Werden gemäß der 7 und 8 anhaltende, äußere mechanische Eingriffe von der Sensorik detektiert, so erfolgt ebenfalls eine Warnsequenz, die folgendermaßen gestaffelt ist:

3.1 Das Gerät wird manipuliert. Bitte unterlassen Sie das sofort.
3.2 Das Gerät wird manipuliert. Bitte den Geräte-Kundendienst unter der Nummer 0123 4567 anrufen.
3.3 Das Gerät wurde manipuliert. Bitte die Stadtwerke informieren.
3.4 Das Gerät wurde demontiert. Es erfolgt eine sofortige Abschaltung der Gaszufuhr.

Einfache Erschütterungen, z.B. verursacht durch Hammerschläge, gemäß 9 lassen sich etwa mit einem Lagesensor (Tilt-Sensor) als Manipulationssensor 2 erfassen. Daraus resultiert die Meldung Nr. 3.1. Dauert diese Beeinflussung über einen längeren vorgegebenen Zeitpunkt, erfolgt Meldung Nr. 3.2. Die Meldungen Nr. 3.3 und 3.4 kommen dann automatisch zu späteren fest vorgegebenen Zeitpunkten. Wird das Gerät von der Wand abmontiert erfolgt sofort die Meldung Nr. 3.4.

1: Gassensoren)
2: Sensoren zur Manipulationserkennung
3: Mikrokontrollerelektronik mit integrierter Sprachspeicherung
4: Leuchtdiodenanzeigen zur Statuserkennung
5: Relais
6: Gaswarnanlage
7: Ansteuerelektronik für die Ton- und Sprachausgabe
8: Lautsprecher
9: Reset-Taster
10: Steuerspannungsausgang (z.B. Ventilsteuerung)
11: Speicherchip
12: Sequenz der Tonausgabe
13: Sequenz der Sprachausgabe
14: Voralarm (Steuersignal)
14': Hauptalarm (Steuersignal)
15: Reset-Signal

Claims

Gaswarnanlage (6) zur Erfassung von toxischen und/oder explosiven Gasgemischen, aufweisend mindestens einen Gassensor (1) und eine Anzahl von weiteren Sensoren (2) zur Erfassung von Umwelteinflüssen am Einbauort der Gaswarnanlage (6) sowie eine Sprachausgabeeinheit (7, 8) zur akustischen Signalisierung, wobei die Gaswarnanlage (6) die Informationen des mindestens einen Gassensors (1) und Informationen zumindest einzelner der weiteren Sensoren (2) erfasst und hinsichtlich ihrer zeitlichen Veränderung auswertet, aus der zeitlichen Veränderung einzelner dieser Informationen und/oder der Kombination zumindest mehrerer dieser Informationen das Vorliegen jeweils wahrscheinlicher Umweltzustände am Einbauort der Gaswarnanlage (6) und daraus bestehende und/oder künftige Alarmsituationen (14, 14') ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Alarmsituation (14, 14') die Sprachausgabeeinheit (7) derart ansteuert, dass der Alarmsituation (14, 14') angepasste Sprachinformationen für im Bereich der Gaswarnanlage (6) befindliche Personen hörbar sind, wobei die Gaswarnanlage (6) eine zeitliche Veränderung von Signalen der Sensoren (2) zur Erfassung möglicher Gerätemanipulation als Information über die Art und Weise der Manipulation auswertet und eine passende Sprachausgabe (13) signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) aus der zeitlichen Veränderung der von dem mindestens einen Gassensor (1) und zumindest einzelner der weiteren Sensoren (2) erfassten Informationen eine Vorhersage wahrscheinlicher Änderungen der jeweils vorliegenden Umweltzustände am Einbauort der Gaswarnanlage (6) ermittelt.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) die Informationen des mindestens einen Gassensors (1) und die Informationen zumindest einzelner der weiteren Sensoren (2) als Zeitreihen erfasst.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) mit den ausgegebenen Sprachinformationen die im Bereich der Gaswarnanlage (6) befindlichen Personen frühzeitig über mögliche kritische Umweltzustände am Einbauort der Gaswarnanlage (6) informiert und/oder warnt.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) als Zeitreihen erfaßte Konzentrationsinformationen des mindestens einen Gassensors (1) im Hinblick auf Beginn oder Beendigung einer Gefahrensituation auswertet.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) die an die jeweilige Alarmsituation angepassten Sprachinformationen sequentiell ausgibt.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) die Sprachinformationen parallel oder alternierend mit einer Signalausgabe, insbesondere einer Signaltonausgabe ausgibt.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) die Sprachinformationen zusätzlich oder alternativ als lesbare Schrift auf einer Anzeigeeinheit, insbesondere einem Display ausgibt.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gaswarnanlage (6) der mindestens eine Gassensor (1 ), die weiteren Sensoren (2), eine Auswerteelektronik (3) für die Auswertung der Informationen des Gassensors (1) und der weiteren Sensoren (2), die Signalausgabeeinheit (7, 8) und die Sprachausgabeeinheit (7, 8) in einem Gehäuse integriert sind.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Gaswarnanlage (6) weitere externe Gassensoren anschließbar sind.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) mindestens einen Sensor (2), vorzugsweise einen geräteinternen Sensor (2) zum Manipulationsschutz aufweist.
Gaswarnanlage (6) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) Türkontaktschalter, Bewegungssensoren, Lagesensoren/Tilt-Sensoren, Strömungssensoren, Feuchtigkeitssensoren und Temperatursensoren zur Erfassung möglicher Gerätemanipulationen verwendet.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) zumindest einzelne der Informationen von Sensoren (2) zur Erfassung möglicher Gerätemanipulation ebenfalls als Zeitreihen erfasst und auswertet.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) zeitgleich zur der Alarmsituation angepassten Sprachausgabe (13) und/oder Signalausgabe (12) Aktionen zur Unterbrechung der Gaszufuhr auslöst.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) zeitgleich zur der Alarmsituation angepassten Sprachausgabe (13) und/oder Signalausgabe (12) Aktionen zur Belüftung des Einbauortes der Gaswarnanlage (6) auslöst.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) zeitgleich zur der Alarmsituation angepassten Sprachausgabe (13) und/oder Signalausgabe (12) Aktionen zur Unterbrechung von in der Umgebung der Gaswarnanlage (6) ablaufenden Prozessen auslöst.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) eine Sprachausgabe (13) und/oder Signalausgabe (12) bezüglich einer Warmlaufphase der Gaswarnanlage (6) signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) eine Sprachausgabe (13) und/oder Signalausgabe (13) bezüglich individueller Störungsmeldungen signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) als der Alarmsituation (14, 14') angepasste Sprachausgabe (13) und/oder Signalausgabe (12) einen Voralarm (14) oder einen Hauptalarm (14'), hervorgerufen durch einen Manipulationsversuch, signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) als der Alarmsituation (14, 14') angepasste Sprachausgabe (13) und/oder Signalausgabe (12) einen Voralarm (14) oder einen Hauptalarm (14') durch einen Gaskonzentrationsanstieg signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) die gasspezifischen Ereignisse durch mindestens einen Infrarot-Gassensor (1) oder einen Halbleitergassensor oder einen anderen Typ von Gassensor erfasst.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) die Sprachausgabe (13) und Signaltonausgabe (12) mit demselben Lautsprecher (8) signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) aus einem als Zeitreihe der Informationen des mindestens einen Gassensors (1) erfassten weiteren Konzentrationsanstieg trotz von der Gaswarnanlage (6) eingeleiteter Gegenmaßnahmen das Vorliegen einer Manipulation an der Gaswarnanlage (6) annimmt und diese über die Sprachausgabeeinheit (7, 8) signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) aus der als Zeitreihe erfassten Information des Gassensors (1) auch über den Hauptalarm (14') hinaus Zusatzinformationen für die Ansteuerung der Sprachausgabeeinheit (7, 8) ermittelt.
Gaswarnanlage (6) gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) diese Zusatzinformationen als Erreichen der unteren Explosionsschwelle, der toxischen Schwelle und/oder der oberen Explosionsgrenze über die Sprachausgabeeinheit (7, 8) signalisiert.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachausgabe (13) und/oder die Signaltonausgabe (13) im Falle eines Voralarms (14), hervorgerufen durch einen Anstieg der Gaskonzentration oder einen vermeintlichen Manipulationsversuch, an der Gaswarnanlage (6) durch einen Reset-Taster (9) quittierbar ist.
Gaswarnanlage (6) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachausgabe (13) und/oder die Signaltonausgabe (12) im Falle eines Hauptalarms (14'), hervorgerufen durch einen Anstieg der Gaskonzentration, an der Gaswarnanlage (6) nur für einen begrenzten Zeitraum durch einen Reset-Taster (9) quittierbar ist, um danach von der Gaswarnanlage (6) wieder bis zur nächsten Quittierung aktiviert zu werden.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswarnanlage (6) die Signaltonausgabe (12) im Falle eines Voralarms (14) oder Hauptalarms (14'), hervorgerufen durch einen vermeintlichen Manipulationsversuch, intermittierend signalisiert, um diesen Alarm (14, 14') von anderen Alarmen zu unterscheiden.
Gaswarnanlage (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachausgabe (13) und/oder die Signaltonausgabe (12) im Falle eines Hauptalarms (14'), hervorgerufen durch einen vermeintlichen Manipulationsversuch, an der Gaswarnanlage (6) nicht durch einen Reset-Taster (9) quittierbar ist.