DE102009047533A1 - Smoke detector with infrared cover monitoring - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Rauchmelder für geschlossene Räume mit einem Gehäuse (10) beschrieben, in dem eine separate Rauchkammer (6, 7) mit Raucheintrittsöffnungen (11) abgeteilt ist, in der eine Messelektronik (13, 15) angeordnet ist, die bei Detektion von Rauchpartikeln ein auswertbares Messsignal generiert.
Es wird vorgeschlagen, mindestens eine im Gehäuse (10) angeordnete IR-Sendediode (1), deren Sendesignale durch die nicht oder nur teilweise abgedeckten Raucheintrittsöffnungen (11) in das Innere der Rauchkammer (6, 7) treten, und mindestens eine dem Inneren der Rauchkammer (6, 7) zugeordnete IR-Empfangsdiode (2) vorzusehen, welche zum Empfang der Sendesignale von der mindestens einen IR-Sendediode (1) vorgesehen ist, wobei aus einer Unterbrechung oder Reduzierung der empfangenen Sendesignale an der IR-Empfangsdiode (2) auf eine zumindest teilweise Abdeckung der Raucheintrittsöffnungen (11) geschlossen wird.A smoke detector for closed rooms with a housing (10) is described, in which a separate smoke chamber (6, 7) with smoke inlet openings (11) is divided, in which a measuring electronics (13, 15) is arranged, which detects smoke particles generates an evaluable measuring signal.
It is proposed that at least one in the housing (10) arranged IR transmitter diode (1) whose transmission signals through the not or only partially covered smoke inlet openings (11) in the interior of the smoke chamber (6, 7), and at least one of the interior of the Smoke chamber (6, 7) assigned to provide IR receiving diode (2), which is provided for receiving the transmission signals from the at least one IR transmitting diode (1), wherein from an interruption or reduction of the received transmission signals to the IR receiving diode (2) is closed to an at least partial cover of the smoke inlet openings (11).
Description
Rauchmelder dienen der frühzeitigen Erkennung von Bränden. Es existieren verschiedene Detektionsprinzipien so genannte radioaktive oder optische Streulichtmelder, um nur zwei zu nennen. Rauchmelder die für den Einsatz in gewerblichen oder industriellen Anlagen vorgesehen sind, müssen den Eigenschaften und Funktionen unter anderem der
Rauchmelder, die für Wohnhäuser, Wohnungen oder Räume mit wohnungsähnlicher Nutzung verwendet werden sollen, müssen teilweise andere Anforderungen erfüllen als die Industriemelder gemäß
Da in den einzelnen europäischen Ländern verschiedene Normen für Rauchmelder vorhanden waren, wurde vom CEN/TC72 auf europäischer Ebene die europäische
Dies bedeutet, dass nur Rauchmelder, die dieser Norm, von einem zertifizierten Prüfinstitut bestätigt, genügen, in der europäischen Freihandelszone in Verkehr gebracht werden dürfen.This means that only smoke detectors that comply with this standard, certified by a certified testing institute, may be placed on the European Free Trade Area.
Ein Rauchmelder im privaten Bereich, wenn er denn installiert ist, wird anschließend vom privaten Nutzer nicht mehr als zu wartendes Gerät wahrgenommen. Es gibt Anwendungsnormen für solche Rauchmelder die aber dem privaten Nutzer meistens nicht bekannt sind und auch keinen Vorschriftencharakter haben, so dass zyklische Überprüfungen des Gerätes während des Betriebs in der Regel nicht vorgenommen werden.A smoke alarm in the private sector, if it is then installed, is then no longer perceived by the private user as a waiting device. There are application standards for such smoke detectors but the private user are usually not known and also have no regulatory character, so that cyclical checks of the device during operation are usually not made.
Untersuchungen haben ergeben, dass eine sehr hohe Prozentzahl der installierten Rauchmelder nach einiger Zeit in Betrieb oft schon nach ein paar Jahren nicht mehr vollständig funktionierten, weil durch Umgebungseinflüsse die Hauptfunktion Rauchdetektion wesentlich eingeschränkt worden ist. Diese Einschränkung wurde hauptsächlich hervorgerufen von einer Verstaubung der Raucheintrittsöffnungen aufgrund der am jeweiligen Installationsart herrschenden Umgebungsbedingungen. Weiterhin wurde festgestellt, dass doch eine nicht unerhebliche Anzahl von Rauchmeldern nach Renovierung überstrichen worden sind oder Reste von Klebeband, das zum Schutz des Rauchmelders während der Renovierungsarbeiten angebracht worden ist, sich noch auf dem Rauchmelder befanden.Investigations have shown that a very high percentage of the installed smoke detectors after some time in operation often did not fully work after only a few years, because the main function of smoke detection has been significantly reduced by environmental influences. This restriction was mainly caused by dusting of the smoke inlets due to the environmental conditions prevailing at the type of installation. It has also been found that a significant number of smoke detectors have been overhauled after renovation or that any tape left on the smoke detector to protect the smoke detector during renovation work has been left over.
Üblicherweise werden in den Bedienungsanleitungen Hinweise auf solche Arbeiten gegeben, jedoch kann man davon ausgehen, dass diese nach ein paar Jahren nicht mehr vorhanden sind oder auch schlicht Ignoriert werden, da diese Rauchmelder ausschließlich im privaten Bereich Verwendung finden. Das Abschliessen von Wartungsverträgen für solche Melder im privaten Bereich ist nicht standardisiert und auch nicht vorgeschrieben, so dass man von einer verschwindend geringen Anzahl derartiger Verträge ausgehen muss.Usually in the manuals hints are given to such work, but one can assume that these are no longer available after a few years or simply ignored, since these smoke detectors are used exclusively in the private sector. The conclusion of maintenance contracts for such detectors in the private sector is not standardized and also not mandatory, so that one must assume that a very small number of such contracts.
Bekannte Rauchmelder funktionieren so: Eine Sendediode (LED) strahlt in eine Rauchkammer ab. Verschiedene Blenden oder Blendenfunktionen verhindern einen direkten Lichteintritt in eine Empfangsdiode. Befinden sich jedoch Partikel, z. B. Rauchpartikel, in der Rauchkammer, dann wird Licht von den Partikeln reflektiert und von der Empfangsdiode festgestellt. Es ist also von höchster Bedeutung, dass Rauchpartikel in die Rauchkammer gelangen können.Known smoke detectors work like this: A transmitter diode (LED) radiates into a smoke chamber. Various apertures or aperture functions prevent direct light entry into a receiving diode. Are there however particles, z. As smoke particles, in the smoke chamber, then light is reflected by the particles and detected by the receiving diode. It is therefore of the utmost importance that smoke particles can enter the smoke chamber.
Ziel dieser Erfindung ist es, das Überstreichen eines Rauchmelders oder das Überkleben eines Rauchmelders festzustellen und zu prüfen, ob eine normgerechte Rauchdetektion weiterhin gewährleistet ist, indem durch zyklische Überprüfung vom Melder selbst festgestellt wird, ob eine Veränderung des Abdeckgrades der Raucheintrittsöffnungen vorliegt.The aim of this invention is to determine the sweeping over of a smoke detector or pasting a smoke detector and to check whether a standard smoke detection is still guaranteed by it is determined by cyclic examination of the detector itself, whether there is a change in the degree of coverage of the smoke inlet openings.
Ziel der Erfindung ist mit anderen Worten das Feststellen, ob die Raucheintrittsöffnungen frei sind und nicht durch Klebeband, Staub oder andere Ursachen soweit verschlossen sind, dass eine normgerechte Rauchdetektion verhindert wird.The aim of the invention is in other words the determination of whether the smoke inlet openings are free and not closed by tape, dust or other causes so far that a standard smoke detection is prevented.
Dieses Ziel wird bei einem Rauchmelder für geschlossene Räume mit einem Gehäuse, in dem eine separate Rauchkammer mit Raucheintrittsöffnungen abgeteilt ist, in der eine Meßelektronik angeordnet ist, die bei Detektion von Rauchpartikeln ein auswertbares Meßsignal generiert, dadurch erreicht, dass mindestens eine im Gehäuse angeordnete IR-Sendediode, deren Sendesignale durch die nicht oder nur teilweise abgedeckten Raucheintrittsöffnungen in das Innere der Rauchkammer treten, und mindestens eine dem Inneren der Rauchkammer zugeordnete IR-Empfangsdiode vorgesehen ist, welche zum Empfang der Sendesignale von der mindestens einen IR-Sendediode vorgesehen ist, wobei aus einer Unterbrechung oder Reduzierung der empfangenen Sendesignale an der IR-Empfangsdiode auf eine zumindest teilweise Abdeckung der Raucheintrittsöffnungen geschlossen wird.This object is achieved with a smoke detector for closed rooms with a housing in which a separate smoke chamber with smoke inlet openings is divided, in which a measuring electronics is arranged, the detection of smoke particles generates an evaluable measuring signal, thereby achieved that at least one arranged in the housing IR transmitter diode whose transmission signals through the not or only partially covered smoke inlet openings into the interior of the smoke chamber, and at least one of the interior of the smoke chamber associated IR receiving diode is provided which is provided for receiving the transmission signals from the at least one IR transmitting diode, wherein from an interruption or reduction of the received transmission signals at the IR receiving diode is closed at least partially cover the smoke inlet openings.
Die Erfindung macht sich die physikalische Tatsache zu nutze, dass ein Lichtstrahl auf seinem Weg von Materialien entweder reflektiert oder absorbiert wird. In beiden Fällen wird an der Empfangsdiode eine Lichtstärke detektiert werden, die nicht der erwarteten Lichtstärke entspricht. Weicht die empfangene Lichtstärke an der Empfangsdiode um einen vorher durch verschiedene Tests festgestellten Betrag ab und unterschreitet ein in der Elektronik bzw. in der Auswerteeinheit festgelegtes Minimum so wird in einer Ausführungsvariante eine Störungsmeldung generiert.The invention takes advantage of the physical fact that a light beam is either reflected or absorbed on its way through materials. In both cases, a light intensity will be detected at the receiving diode, which does not correspond to the expected light intensity. If the received light intensity at the receiving diode deviates by an amount previously determined by various tests and falls below a minimum set in the electronics or in the evaluation unit, in one embodiment a fault message is generated.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die IR-Sendedioden in äquidistanten Abständen um die Raucheintrittsöffnungen herum angeordnet sind. Bei vier IR-Sendedioden ergibt sich ein äquidistanter Winkelabstand von 90°. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit der Überprüfung der Raucheintrittsöffnungen in Teilsegmenten von 90°.According to an advantageous development, it is provided that the IR transmitting diodes are arranged at equidistant intervals around the smoke inlet openings. Four IR transmit diodes result in an equidistant angular distance of 90 °. This results in the possibility of checking the smoke inlet openings in sub-segments of 90 °.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur eine IR-Empfangsdiode vorgesehen ist, die zentral in die Rauchkammer eingelassen ist, vorzugsweise im Boden der Rauchkammer.According to an advantageous embodiment, it is provided that only one IR receiving diode is provided, which is embedded centrally in the smoke chamber, preferably in the bottom of the smoke chamber.
Vor allem bei der vorerwähnten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sendesignale der IR-Sendedioden mittels Reflexionen an Spiegelflächen in das Innere der Rauchkammer gekoppelt werden. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau des Rauchmelders.Especially in the aforementioned embodiment, it is provided that the transmission signals of the IR transmitter diodes are coupled by means of reflections to mirror surfaces in the interior of the smoke chamber. This results in a particularly compact design of the smoke detector.
Ein Verfahren zum Betreiben eines vorstehend erwähnten Rauchmelders sieht vor, dass die IR-Sendedioden nacheinander zur Abgabe ihrer Sendesignale eingeschaltet werden und dass die mindestens eine IR-Empfangsdiode die Sendesignale nacheinander empfängt, wonach aus den von allen IR-Sendedioden empfangenen Sendesignalen auf den Abdeckungsgrad der Raucheintrittsöffnungen geschlossen wird. Ein Messzyklus ist abgeschlossen, wenn alle IR-Sendedioden ihre Sendesignale abgegeben haben und die Auswertung in der mindestens einen IR-Empfangsdiode beendet worden ist. Ein Messzyklus wird in zyklischen Abständen durchgeführt, beispielsweise einmal in der Woche.A method for operating a smoke detector as mentioned above provides that the IR transmitting diodes are switched on one after the other to output their transmission signals and that the at least one IR receiving diode receives the transmission signals in succession, after which the transmission signals received from all the IR transmitting diodes Smoke inlets is closed. A measurement cycle is completed when all IR transmit diodes have delivered their transmit signals and the evaluation in the at least one IR receive diode has ended. A measuring cycle is carried out cyclically, for example once a week.
Gemäß einer Variante dieses Betriebsverfahrens ist vorgesehen, dass nach jedem Messzyklus bestimmt wird, ob sich gegenüber dem mindestens einen vorhergehenden Messergebnis als Referenzwert eine Änderung in vorgebbarem Maße ergeben hat, und dass bei Überschreiten der Änderung dieses Maßes die Sendeleistung der IR-Sendedioden soweit erhöht wird, dass an der IR-Empfangsdiode der Referenzwert wiederhergestellt wird. Wenn die Änderungen also beispielsweise maximal 1% betragen, wird die Sendeleistung der IR-Sendedioden soweit erhöht, dass an der IR-Empfangsdiode der gleiche Wert festgestellt wird wie bei der vorangegangenen Messung. Die Kompensation kann solange durchgeführt werden, bis der kompensierte Betrag den Wert erreicht hat, der für die maximale akzeptable Abdeckung des Rauchmelders in Bezug auf normgerechte Raucherkennung festgelegt wurde.According to a variant of this operating method, it is provided that, after each measuring cycle, it is determined whether a change in a predeterminable degree has occurred as a reference value relative to the at least one preceding measurement result, and if the transmission power of the IR transmitting diodes is increased so far as the change in this measure is exceeded in that the reference value is restored at the IR receiving diode. If, for example, the changes amount to a maximum of 1%, the transmission power of the IR transmitting diodes is increased to such an extent that the same value is detected at the IR receiving diode as in the previous measurement. Compensation may be performed until the compensated amount has reached the value set for the maximum acceptable smoke detector coverage for standard smoke detection.
Um sehr kleine Änderungen berücksichtigen zu können, ist in einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen, dass nicht nur das jeweils vorhergehende Messergebnis mit dem aktuellen Messergebnis verglichen wird, sondern auch Ergebnisse von allen vorhergehenden Messungen durch Mittelung als Referenzwert dienen. Mit dieser Ausführungsvariante können auch Veränderungen einbezogen werden, die nur sehr langsam vonstatten gehen.In order to be able to take account of very small changes, it is provided in a further embodiment variant that not only the respectively preceding measurement result is compared with the current measurement result, but also results from all previous measurements by averaging serve as the reference value. With this embodiment, changes can be included, which go very slowly.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Hereby shows:
Weiterhin befinden sich im Gehäuse
Auf der elektronischen Auswerteeinheit
In der
Bei dieser Anordnung kann das Betriebsverfahren so ausgeführt werden, dass die vier IR-Sendedioden
Die elektronische Auswerteeinheit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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