DE102012201703A1

DE102012201703A1 - Automatischer Brandmelder zur Detektion von Bränden

Info

Publication number: DE102012201703A1
Application number: DE102012201703A
Authority: DE
Inventors: Muhammed Ali Narin; Ulrich Oppelt; Bernd Siber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2013-08-08
Also published as: EP2624229A1; EP2624229B1

Abstract

Automatische Brandmeldeeinrichtungen dienen zur Detektion von Bränden und zur Auslösung eines Alarms im Falle eines detektieren Brands. Um die Einsatzfähigkeit von automatischen Brandmeldeeinrichtungen jederzeit sicherstellen zu können, ergibt sich eine Notwendigkeit der manuellen oder automatischen Überprüfung der Brandmeldeeinrichtung.
Es wird ein automatischer Brandmelder zur Detektion von Bränden vorgeschlagen, mit einem Gehäuse 10, wobei das Gehäuse 10 eine Messkammer 11 zur Detektion von Rauchpartikeln umfasst, mit einer Sensorik zur Erfassung einer Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1, mit einer Auswerteeinrichtung 20 zur Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 auf Basis der Messgröße, wobei die Sensorik mindestens einen Strömungssensor zur Erfassung von einer Strömung als die Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 umfasst.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen automatischen Brandmelder zur Detektion von Bränden, mit einem Gehäuse, welches eine Messkammer zur Detektion von Rauchpartikeln umfasst, mit einer Sensorik zur Erfassung einer Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders und mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders auf Basis der Messgröße.
Automatische Brandmeldeeinrichtungen dienen zur Detektion von Bränden und zur Auslösung eines Alarms im Falle eines detektieren Brands. Für die Detektion des Brands werden bestimmte Kenngrößen, wie beispielsweise Temperatur oder Dichte von Rauchpartikeln, gemessen. Die von Sensoren erfassten Messdaten werden an eine Steuerungseinrichtung übermittelt. Die Steuerungseinrichtung bestimmt anhand der übermittelten Messdaten eine Alarmauslösung. Automatische Brandmeldeeinrichtungen finden Anwendung in Räumen oder Bereichen, bei denen ein Schutz von Personen und Sachgegenständen sinnvoll oder gesetzlich geregelt ist.
Um die Einsatzfähigkeit von automatischen Brandmeldeeinrichtungen jederzeit sicherstellen zu können, ergibt sich eine Notwendigkeit der manuellen oder automatischen Überprüfung der Brandmeldeeinrichtung. Die DE 10 2009 046 556 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine Brandmeldervorrichtung mit einer Überprüfungsvorrichtung zur Überprüfung der Einsatzfähigkeit der Brandmeldervorrichtung. Die Brandmeldervorrichtung umfasst eine Sensorik zur Erfassung von mindestens einer brandspezifischen Umgebungsgröße und eine Prüfeinrichtung. Die Überprüfungsvorrichtung weist einen Gasvorratsbehälter mit einem Prüfgas auf, welches durch Ausstoß einen Brand simulieren soll und auf diese Weise die Betriebsfähigkeit der Brandmeldervorrichtung überprüft.
Offenbarung der Erfindung
Im Rahmen der Erfindung wird ein automatischer Brandmelder zur Detektion von Bränden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 offenbart. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die Erfindung betrifft somit einen Brandmelder zur Detektion von Bränden, insbesondere einen automatischen Brandmelder zur Detektion von Bränden. Die Anordnung des Brandmelders erfolgt beispielsweise in geschlossenen Räumen, jedoch sind auch halbgeschlossene Räume, wie beispielsweise Lagerhallen oder Bereiche wie beispielsweise ein Bahnhof denkbar.
Der Brandmelder weist ein Gehäuse auf, welches eine Messkammer zur Detektion von Rauchpartikeln umfasst. Für die Detektion von Rauchpartikeln kann es sich bei der Messkammer beispielsweise um eine optische Messkammer handeln. Optische Messkammern umfassen eine Diode, die einen Lichtstrahl erzeugt. Der Lichtstrahl der Diode wird im Falle von Rauchpartikeln in der Umgebungsluft in der Messkammer gestreut, wobei das gestreute Licht auf einen Sensor trifft und dieser aufgrund des gestreuten Lichts eine erhöhte Partikelkonzentration erfasst. Insbesondere bildet die optische Messkammer einen Streulichtsensor.
Die Messkammer weist eine Eintrittsöffnung auf, so dass eine Strömung der Umgebungsluft in die Messkammer gelangen kann. Weiterhin umfasst die Messkammer eine Austrittsöffnung, aus der die Strömung der Umgebungsluft von der Eintrittsöffnung über einen Durchflussbereich wieder austreten kann. Der Strömungsdurchfluss der Umgebungsluft, welche Partikel und insbesondere Rauchpartikel umfasst, ermöglicht in der Messkammer eine Detektion der Partikelkonzentration in der Umgebungsluft.
Der Brandmelder umfasst eine Sensorik, welche zur Erfassung einer Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des Brandmelders dient, und eine Auswerteeinrichtung, welche die Einsatzfähigkeit des Brandmelders auf Basis der Messgröße auswertet, insbesondere beurteilt. Die Einsatzfähigkeit des Brandmelders kann beispielsweise durch einen Verschluss der Messkammer, insbesondere der Eintrittsöffnung der Messkammer, beispielsweise durch Staub, beeinträchtigt werden. Ebenfalls können Gegenstände, welche im Umfeld des Brandmelders positioniert sind, eine Raucheinströmung in die Messkammer des Brandmelders beeinträchtigen.
Die Sensorik ist mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt, um die von der Sensorik erfassten Messgrößen zu übermitteln. Anhand der übermittelten Messgrößen der Sensorik, kann die Auswerteeinrichtung eine Bewertung der Einsatzfähigkeit des Brandmelders durchführen.
Infolge der Auswertung einer mangelnden Einsatzfähigkeit des Brandmelders, erzeugt die Auswerteeinrichtung eine Störmeldung, welche beispielsweise an eine Brandmelderzentrale übermittelt wird. Ebenfalls kann eine optische Signalisierung, beispielsweise eine leuchtende LED, oder eine akustische Signalisierung am Brandmelder angeordnet werden, um einen Hinweis auf die mangelnde Einsatzfähigkeit des Brandmelders zu geben. Die Störmeldung kann beispielsweise über eine elektrische Verbindung oder über einen drahtlosen Funk übertragen werden.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Sensorik mindestens einen Strömungssensor zur Erfassung von einer Strömung der Umgebungsluft als die Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des Brandmelders umfasst.
Strömungen liegen aufgrund natürlicher Konvektion stets vor, so dass durch den Strömungssensor stets eine gewisse Strömung gemessen werden kann. Lediglich im Fall eines Verschlusses der Messkammer oder im Fall von Gegenständen, welche im Umfeld des Brandmelders positioniert sind, wird ein Strömungsdurchfluss durch den Strömungssensor verhindert oder zumindest beeinträchtigt. In dem Fall kann auch eine Detektion von Rauchpartikeln in der Umgebungsluft in der Messkammer des automatischen Brandmelders nicht mehr ausgeführt werden, so dass dessen Einsatzfähigkeit nicht mehr gegeben ist. Eine Gefahrenmeldung eines Brandes durch den automatischen Brandmelder kann folglich nicht mehr erfolgen. Ein Vorteil der Erfindung ist somit das Erfassen der Einsatzfähigkeit des Brandmelders durch die Messung des Strömungszustands der Umgebungsluft durch den Strömungssensor.
Gemäß einschlägigen Applikationsnormen, wie z.B. die DIN VDE 0833-2 oder die DIN 14676, sind Brandmelder so zu positionieren, dass in ihrem Umfeld keine Objekte vorhanden sein dürfen, die eine ordnungsgemäße Einsatzfähigkeit, d.h. die Raucheinströmung in die Messkammer des Brandmelders verhindern. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist folglich die Verringerung des Kosten- und Zeitaufwands für die visuelle Prüfung, ob die Anordnung der Brandmelder den Applikationsnormanforderungen entspricht. Auch Wartungsinspektionen für die Überprüfung des Verschlusses der Messkammer können verringert werden.
Der Strömungssensor ist insbesondere dazu ausgebildet, von der Strömung entweder die Strömungsgeschwindigkeit direkt zu messen oder anhand weiterer Messgrößen wie z. B. Volumenstrom, Massenstrom, Druck, Dichte und/oder Viskosität die Strömung zu ermitteln. Beispielsweise kann der Strömungssensor als ein Durchflusssensor, insbesondere als ein Luftmassenmesser oder als ein Ultraschallsensor ausgebildet sein. Auch weitere Messgrößen, wie beispielsweise Temperatur, welche auf die Strömung schließen lassen, sind möglich. Der Vorteil an Strömungssensoren ist, dass bereits kleinste Strömungen zuverlässig erfasst werden können. Vorzugsweise ist der Strömungssensor als mikromechanischer Sensor ausgebildet, so dass dieser aufgrund der zum Brandmelder vergleichsweise kleinen Bauform in den automatischen Brandmelder integrierbar ist.
Bei einer besonders bevorzugten konstruktiven Ausführungsform ist der Strömungssensor als Hitzedrahtströmungssensor ausgebildet, dessen Funktionsprinzip darauf beruht, dass sich aufgrund der Strömung ein Hitzedraht abkühlt. Der Grad der Abkühlung ist dabei eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit und Lufttemperatur.
In einer anderen konstruktiven Ausgestaltung ist der Strömungssensor als Flügelrad-Anemometer ausgebildet, bei dem sich ein Flügelrad aufgrund der Strömung dreht, wobei die Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit zur Strömungsgeschwindigkeit ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strömungssensor als ein interner Strömungssensor ausgebildet, der die kammerinterne Strömung der Umgebungsluft in der Messkammer als Messgröße erfasst. Da die Messkammer mindestens oder genau eine Eingangsöffnung und mindestens oder genau eine Austrittsöffnung der Messkammer aufweist, ist ein ständiger Durchfluss der Umgebungsluft, d.h. eine kammerinterne Strömung, gewährleistet. Sollte der interne Strömungssensor einen Strömungszustand erfassen, der auf eine unzureichende Strömung der Umgebungsluft in der Messkammer hinweist, kann durch die Auswerteeinrichtung folglich auf die mangelnde Einsatzfähigkeit des Brandmelders geschlossen werden.
Es ist besonders bevorzugt den internen Strömungssensor an der Eintrittsöffnung oder an der Austrittsöffnung der Messkammer anzuordnen, da in dem Durchflussbereich der Messkammer bereits Elemente, beispielsweise zur Detektion von Rauchpartikeln, angeordnet sind. Jedoch ist es ebenfalls denkbar den internen Strömungssensor in dem Durchflussbereich der Messkammer anzuordnen.
Alternativ kann der Strömungssensor als ein externer Strömungssensor ausgebildet sein, der an dem Gehäuse außerhalb der Messkammer oder in der Umgebung der Messkammer angeordnet ist und/oder die Strömung der Umgebungsluft außerhalb der Messkammer als Messgröße erfasst. Bei dieser Ausführungsform ist der externe Strömungssensor an der Messkammer insbesondere so nahe angeordnet, dass die Strömungsmessung einen Rückschluss auf die kammerinterne Strömung der Messkammer erlaubt.
Optional weist das Gehäuse zusätzlich eine Strömungskammer mit einer Eingangs- und Ausgangsöffnung auf, in der der externe Strömungssensor angeordnet ist, um die Strömungsmessung durchführen zu können.
Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, aus der Messgröße des externen Strömungssensors eine Störung der Luftzuführung zu der Messkammer, zu der Eintrittsöffnung der Messkammer, zu der Austrittsöffnung der Messkammer oder in den Brandmelder auszuwerten und auf eine Verdeckung des Brandmelders zu schließen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Strömungssensor den internen und den externen Strömungssensor. Der interne und externe Strömungssensor führen parallel zueinander Strömungsmessungen durch und übermitteln diese an die Auswerteeinrichtung. In dieser Ausführungsform kann sowohl auf einen Verschluss der Messkammer, als auch auf eine Verdeckung des Brandmelders geschlossen werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Auswerteeinrichtung mindestens einen Parameter zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders für die Auswerteeinrichtung aufweisen. Da die Strömungsintensität jedoch in Abhängigkeit zu einem Raum bzw. Bereich steht, beispielsweise kann in einer Lagerhalle eine stärkere Strömung als in einem geschlossenen Raum vorliegen, ist es besonders bevorzugt, dass die Auswerteeinrichtung eine Lerneinrichtung umfasst. Die Lerneinrichtung ist dazu ausgebildet, Strömungen von dem internen und/oder dem externen Strömungssensor über ein zeitliches Intervall als Strömungsdaten zu erfassen und aus den erfassten Strömungsdaten mindestens eine statistische Kenngröße zu bilden. Die statistische Kenngröße stellt hierbei den mindestens einen Parameter zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders für die Auswerteeinrichtung dar. Beispielsweise wird die statistische Kenngröße aus einem Mittelwert, einer Häufigkeitsverteilung, einem Maximum, einem Minimum oder aus einer Standardabweichung der Strömungsdaten gebildet. Die Erfassung der statistischen Kenngröße kann beispielsweise bei der Erstinstallation der Brandmelders erfolgen.
Insbesondere weist die Auswerteeinrichtung einen Auswertemodus für den internen und/oder externen Strömungssensor auf, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, in dem Messmodus die Messgröße der Strömung des internen und/oder des externen Strömungssensors mit einem vorgebbaren Grenzwert oder mit einem auf der statistischen Kenngröße basierenden Grenzwert als den mindestens einen Parameter zu vergleichen. Im Fall einer Verletzung des Grenzwerts ist der Strömungsdurchfluss so gering, dass auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders geschlossen wird.
Insbesondere der Zustand, bei dem die Strömung geringer ausfällt als der Grenzwert, weist auf einen Verschluss der Messkammer hin.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Auswerteeinrichtung einen Auswertemodus für den internen und externen Strömungssensor auf, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, in dem Auswertemodus die Messgröße der Strömung des internen Strömungssensors mit der Messgröße der Strömung des externen Strömungssensors zu vergleichen. Auf Basis des Vergleichs der beiden Messgrößen schließt die Auswerteeinrichtung auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders und erzeugt eine Störmeldung. Der Vergleich beruht beispielsweise auf einem Quotienten der beiden Messgrößen. Beispielsweise kann die Messgröße des externen Strömungssensors mit der Messgröße des internen Strömungssensors dividiert werden oder vice versa.
Ein Vorteil der Kombination ist die gemeinsame Auswertung der Strömung außerhalb und innerhalb der Messkammer. Dies ermöglicht zu unterscheiden, ob der Strömungsdurchfluss durch einen Verschluss der Messkammer aufgrund der Messgrößen von dem internen Strömungssensor gestört ist oder der Strömungsdurchfluss durch eine Verdeckung von Gegenständen in der nahen Umgebung des Brandmelders aufgrund der Messgrößen von dem externen Strömungssensor blockiert wird.
Sollte die Auswerteeinrichtung auf Basis des Vergleichs eine Änderung des Verhältnisses der beiden Messgrößen der Strömungssensoren registrieren, beispielsweise anhand des Quotienten der beiden Messgrößen, kann eine Störung der Luftzuführung zu der Messkammer des Brandmelders ausgewertet werden.
Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung wird die Strömungsgeschwindigkeit als Messgröße der Strömung des internen und/oder externen Strömungssensors als Indikator für einen Brand verwendet. Die Strömung in dem Brandmelder oder in dessen Umgebung wird nicht nur durch Hindernisses, sondern auch durch Temperaturwechsel oder Hitzequellen in der Umgebung des Brandmelders beeinflusst. Insbesondere in der Situation eines Brandes ensteht durch die energetische Stoffumsetzung an der Brandquelle eine Temperaturerhöhung, die je nach Brandgut signifikant für eine Erhöhung der Konvektion ist. Eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im oder am Brandmelder kann deshalb, wenn sie einen Schwellwert überschreitet, als Brandkenngröße interpretiert werden. Ebenfalls kann auf eine Brandsituation geschlossen werden, wenn der Zeitverlauf des Anstiegs der Strömungsgeschwindigkeit der Entwicklungsgeschwindigkeit von typischen Bränden entspricht.
Ist der Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit in einem Bereich, so dass dieser auch durch Heizkörper oder Sonneneinstrahlung o.ä. bewirkt sein könnte, so kann trotzdem der zeitgleiche Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit und die Erhöhung der Rauchdichtekonzentration im Brandmelder auf eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Brandsituation hindeuten. Die Strömungsgeschwindigkeit kann somit als eine weiterer Indikator zur Erkennung einer Brandsituation herangezogen werden.
Die Nutzung der Messgröße des Strömungssensors dient damit nicht nur der Störungserkennung, sondern im Falle eines Brandes ebenfalls der Absicherung gegenüber eines Fehlalarms oder aber der zuverlässigeren oder früheren Entscheidung für eine Brandmeldung.
Bevorzugt wird der automatische Brandmelder als Wandbrandmelder an einer Wand eines Raums bzw. Bereichs angeordnet. Besonders bevorzugt wird der automatische Brandmelder als Deckenbrandmelder an einer Decke eines Raums bzw. Bereichs angeordnet, um eine zeitnahe Erfassung eines Brandes zu gewährleisten. Ebenfalls ist denkbar, dass der automatische Brandmelder bündig mit einer Wand oder einer Decke abschließt.
Um Energie zu sparen kann vorgesehen sein, dass der interne und externe Strömungssensor lediglich intervallartig durch die Auswerteeinrichtung betrieben werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Messgrößen zeitlich gemittelt oder, insbesondere über einen Tiefpass, gefiltert werden. Dies kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn sich die Strömung umgebungsbedingt für kurze Zeitabschnitte deutlich ändert, z.B. durch Öffnen eines Fensters zum Lüften der Umgebung.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen:
1 einen automatischen Brandmelder in einer zweidimensionalen Darstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt ein Blockschaltbild des automatischen Brandmelders als ein Ausführungsbeispiel;
3 ein erstes Diagramm zur Veranschaulichung eines ersten Messmodus für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders;
4 ein zweites Diagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Messmodus für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders;
5 ein drittes Diagramm zur Veranschaulichung eines dritten Messmodus für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders.
1 zeigt einen automatischen Brandmelder 1, der zur Detektion von Bränden ausgebildet ist, in einer zweidimensionalen Darstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der automatische Brandmelder 1 basiert auf dem Streulichtprinzip zur Detektion von Partikeln der Umgebungsluft, um einen Brand detektieren zu können.
Der automatische Brandmelder 1 umfasst ein Gehäuse 10, das in der Draufsicht des Gehäuses 10 kreisförmig ausgebildet ist und auf der Rückseite eine ebene Gehäusewand 17 aufweist, wobei der Brandmelder 1 als ein Deckengehäuse ausgebildet ist. Für die Detektion von Rauchpartikeln in der Umgebungsluft umfasst das Gehäuse 10 eine optische Messkammer 11. Die optische Messkammer 11 umfasst eine Diode, die einen Lichtstrahl erzeugt. Der Lichtstrahl der Diode wird im Fall von Rauchpartikeln in der Messkammer gestreut, wobei das gestreute Licht auf einen Sensor trifft und dieser aufgrund des gestreuten Lichts eine erhöhte Partikelkonzentration erfasst.
Weiterhin weist die optische Messkammer 11 eine Eintrittsöffnung 12, eine Austrittsöffnung 13 und einen Durchflussbereich 14 auf, wobei der Durchflussbereich 14 zwischen der Eintrittsöffnung 12 und Austrittsöffnung 13 angeordnet ist. Zur Detektion der Partikelkonzentration fließt die Umgebungsluft von der Eintrittsöffnung 12 über den Durchflussbereich 14 zu der Austrittsöffnung 13 der Messkammer 11 oder in Gegenrichtung. In der Messkammer 11 ist ein interner Strömungssensor 2 angeordnet, welcher eine Messung der Strömung der Umgebungsluft in der Messkammer 11 als Messgröße S₁ durchführt. Sollte der interne Strömungssensor 2 einen Strömungszustand erfassen, der auf eine unzureichende Strömung der Umgebungsluft in der Messkammer 11 hinweist, kann folglich auf die mangelnde Einsatzfähigkeit des Brandmelders 1 geschlossen werden.
Das Gehäuse 10 weist einen externen Strömungssensor 3 auf, welcher außerhalb der Messkammer 11 in einem Randbereich des Gehäuses 10 angeordnet ist und ist welcher dazu ausgebildet ist, eine Messung der Umgebungsluft durchzuführen und als Messgröße S₂ auszugeben. Für die Strömungsmessung weist das Gehäuse 10 eine Eingangsöffnung 15 und eine Ausgangsöffnung 16 auf, zwischen denen der Strömungssensor 3 angeordnet ist. Der interne und/oder externe Strömungssensor kann als ein Hitzedrahtströmungssensor oder als ein Flügelrad-Anemometer ausgebildet sein.
2 zeigt ein Blockschaltbild des automatischen Brandmelders 1 in der 1. Der automatische Brandmelder 1 weist den internen und den externen Strömungssensor 2, 3 sowie eine Auswerteeinrichtung 20 auf, wobei die Strömungssensoren 2, 3 zur Übermittlung der Messgrößen S₁ und S₂ mit der Auswerteeinrichtung 20 gekoppelt sind. Die Auswerteeinrichtung 20 wertet die Einsatzfähigkeit des Brandmelders 1 auf Basis der erfassten Messgrößen S₁, S₂ aus und kann beispielsweise innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 10 angeordnet sein. Infolge der Auswertung der mangelnden Einsatzfähigkeit des Brandmelders 1 erzeugt die Auswerteeinrichtung 20 eine Störmeldung und gibt diese an eine Brandmelderzentrale 25 aus.
Die Auswerteeinrichtung 20 umfasst eine Lerneinrichtung 21, welche dazu ausgebildet ist, einen oder mehrere Grenzwerte S_soll für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 bereitzustellen. Wird der Grenzwert S_soll durch die Messgrößen S₁, S₂ oder eine davon abgeleitete Kenngröße verletzt, d.h. über- oder unterschritten, wird auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders geschlossen.
Die Lerneinrichtung 21 ist dazu ausgebildet, entweder einen oder mehrere einprogrammierte Grenzwerte S_soll bereitzustellen oder den oder die Grenzwerte S_soll aus einer oder mehreren statistischen Kenngröße zu bilden.
Um eine Anpassung an den entsprechenden Raum bzw. Bereich zu ermöglichen, kann die statistische Kenngröße bzw. Kenngrößen zum Beispiel bei einer Erstinstallation des Brandmelders 1 in einem Probebetrieb ermittelt werden. Bei dem Probebetrieb werden Messungen der Messgrößen S₁ und S₂ als Strömungsdaten in einem zeitlichen Lernintervall von beispielsweise 24 Stunden oder sogar mehreren Tagen oder Wochen durchgeführt und in die Lerneinrichtung 21 eingespeist, so dass auf den erfassten Strömungsdaten aufbauend die mindestens eine statistische Kenngröße gebildet werden kann.
Die statistische Kenngröße kann beispielsweise als ein Mittelwert, ein Minimum, ein Maximum oder als eine Standardabweichung der Strömungsdaten ausgebildet sein. Auch ist eine Häufigkeitsverteilung, d.h. die Beschreibung der Häufigkeit von bestimmten Ereignissen der Messgrößen als statistische Kenngröße ist denkbar.
Die Auswerteeinrichtung 20 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 drei Messmoden 22, 23, 24 für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1.
3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des ersten Messmodus 22 für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1. In dem Diagramm sind in der x-Achse die Zeit und in der y-Achse die Strömungsgeschwindigkeit als Messwert aufgetragen und zeigt einen Signalverlauf 30 des internen und/oder externen Strömungssensors 2, 3 aus den übermittelten Messgrößen S₁, S₂ von den Strömungssensoren 2, 3. Die Auswerteeinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, die übermittelten Messgrößen S₁, S₂ des internen und/oder externen Strömungssensors 2, 3 mit einem von der Lerneinrichtung 21 vorgegebenen Grenzwert S_soll zu vergleichen.
In dem Intervall von 0 bis t₁ liegt der Signalverlauf 30 über dem Grenzwert S_soll, so dass ein Strömungsdurchfluss vorliegt, welcher auf eine Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 zurückschließen lässt.
In dem Intervall t₁ zu t₂ hat der Signalverlauf 30 den Grenzwert S_soll unterschritten, das auf einen Verschluss der Messkammer 11 oder auf eine Verdeckung des Brandmelders 1 schließen lässt. Da es vorkommen kann, dass die Durchflussströmung lediglich vorübergehend beeinträchtigt ist, handelt es sich bei dem Intervall um ein Verzögerungsintervall. Ist das Verzögerungsintervall t₁ zu t₂ abgelaufen, erzeugt die Auswerteeinrichtung 20 eine Störmeldung und gibt diese an eine Brandmelderzentrale 25 aus. Das Verzögerungsintervall t₁ zu t₂ wird über die Lerneinrichtung 21 festgelegt.
4 zeigt ein Diagramm des zweiten Messmodus 23 für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verschluss der Messkammer 11 anhand der Häufigkeit von Strömungspeaks als Ereignisse ermittelt, die von dem internen Strömungssensor 2 übermittelt werden. Strömungspeaks sind gemessene Strömungen, die deutlich über der durchschnittlich gemessenen Strömungsgeschwindigkeit liegen und damit den Grenzwert S_soll überschreiten. Strömungspeaks können beispielsweise durch das Öffnen eines Fensters in einem Raum hervorgerufen werden. Die Lerneinrichtung 21 gibt die Häufigkeit der Strömungspeaks in einem Messintervall T₁ vor, welche entweder einprogrammiert oder durch den beschriebenen Probebetrieb erfasst wird.
Können keine Strömungspeaks durch die Auswerteeinrichtung 20 ausgewertet werden oder ist die Häufigkeit der Strömungspeaks geringer als die vorgefasste Häufigkeit, weist dieser Zustand auf einen Verschluss der Messkammer 11 und somit auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 hin.
5 zeigt einen dritten Messmodus 24 für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 mit einem Diagramm gemäß 3 oder 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Messgrößen S₁ und S₂ des internen und des externen Strömungssensors 2, 3 durch die Auswerteeinrichtung 20 verglichen. Anhand des Vergleichs kann auf die Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 geschlossen werden.
In dem Intervall 0 bis t₁ übermitteln die Strömungssensoren 2, 3 einen annähernd gleichen Signalverlauf 30 der Messgrößen S₁, S₂. Somit ist davon auszugehen, dass weder ein Verschluss der Messkammer 11, noch ein Beeinträchtigung der Raucheinströmung durch Gegenstände vorliegt.
Ab dem Zeitpunkt t₁ ändert sich das Verhältnis der beiden Messgrößen S₁, S₂. Der interne Strömungssensor 2 übermittelt ab dem Zeitpunkt t₁ eine geringere Messgröße S₁ als der externe Strömungssensor 3, so dass von einem Verschluss der Messkammer 11 auszugehen ist.
Bereits ab dem Zeitpunkt t₁, bei dem die Messgröße S₁ des internen Strömungssensors 2 zu der Messgröße S₂ des externen Sensors 3 abweicht, könnte die Auswerteeinrichtung 20 auf einen Verschluss der Messkammer 11 schließen und eine Störmeldung erzeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch ein Verzögerungsintervall t₁ bis t₂ vorgesehen, da auch lediglich eine vorübergehende Beeinträchtigung der Messkammer 11 denkbar ist. Übermittelt der interne Strömungssensor 2 nach dem Zeitpunkt t₂ weiterhin eine geringere Messgröße als der externe Strömungssensor 3, kann auf eine Blockade des Strömungsdurchflusses in der Messkammer 11 geschlossen werden.
Zur Auswertung des Verschlusses der Messkammer 11 wird die Messgröße S₂ durch die Messgröße S₁ dividiert. Dieser Signalverlauf 31 ist in dem Diagramm für den Messmodus 24 aufgezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sinkt die Messgröße S₁ zur Messgröße S₂ ab dem Zeitpunkt t₁, so dass der Quotient zunehmend steigt. Erreicht der Quotient den Grenzwert S_soll, wird eine Störmeldung durch die Auswerteeinrichtung 20 erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009046556 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN VDE 0833-2 [0013]
DIN 14676 [0013]

Claims

Automatischer Brandmelder (1) zur Detektion von Bränden, mit einem Gehäuse (10), wobei das Gehäuse (10) eine Messkammer (11) zur Detektion von Rauchpartikeln umfasst, mit einer Sensorik zur Erfassung einer Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders (1), mit einer Auswerteeinrichtung (20) zur Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders (1) auf Basis der Messgröße, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik mindestens einen Strömungssensor zur Erfassung von einer Strömung als die Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders (1) umfasst.
Automatischer Brandmelder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungssensor als ein interner Strömungssensor (2) ausgebildet ist, der die kammerinterne Strömung der Messkammer (11) als Messgröße erfasst.
Automatischer Brandmelder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Strömungssensor (2) an einer Eintrittsöffnung der Messkammer (12), an einer Austrittsöffnung der Messkammer (13) und/oder in der Messkammer (14) zur Erfassung der kammerinternen Strömung angeordnet ist.
Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, aus der erfassten kammerinternen Strömung des internen Strömungssensors (2) eine Störung der Messkammer (11) auszuwerten.
Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungssensor als ein externer Strömungssensor (3) ausgebildet ist, der an dem Gehäuse (10) außerhalb der Messkammer (11) oder in der Umgebung der Messkammer (11) zur Messung der Strömung angeordnet ist.
Automatischer Brandmelder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, aus der erfassten Strömung des externen Strömungssensors (3) eine Störung der Luftzuführung zu der Messkammer (11) des Brandmelders (1) auszuwerten.
Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) eine Lerneinrichtung (21) umfasst, wobei die Lerneinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, Strömungen von dem internen Strömungssensors (2) und/oder dem externen Strömungssensor (3) über ein zeitliches Intervall als Strömungsdaten zu erfassen und aus den erfassten Strömungsdaten mindestens eine statistische Kenngröße zu bilden, wobei die statistische Kenngröße einen Parameter zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders für die Auswerteeinrichtung (20) darstellt.
Automatischer Brandmelder (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) einen Auswertemodus für den internen und/oder externen Strömungssensor (2, 3) aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Messgröße der Strömung des internen und/oder externen Strömungssensors (2, 3) mit einem vorgebbaren Grenzwert oder mit einem auf der statistischen Kenngröße basierenden Grenzwert zu vergleichen und bei einer Verletzung des Grenzwerts auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders (1) zu schließen.
Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) einen Auswertemodus für den internen und externen Strömungssensor (2, 3) aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Messgröße der Strömung des internen Strömungssensors (2) mit der Messgröße der Strömung des externen Strömungssensors (3) zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders zu schließen.
Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Strömungsgeschwindigkeit als Messgröße der Strömung des internen und/oder externen Strömungssensors (2, 3) mit einem vorgebbaren Schwellenwert zu vergleichen und bei einer Verletzung des Schwellenwerts auf einen Brand in der Umgebung zu schließen.
Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Anstiegsgeschwindigkeit der Strömungsgeschwindigkeit als Messgröße der Strömung des internen und/oder externen Strömungssensors (2, 3) mit einem vorgebbaren Schwellenwert zu vergleichen und bei einer Verletzung des Schwellenwerts auf einen Brand in der Umgebung zu schließen.
Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der automatische Brandmelder (1) als Wandbrandmelder oder als Deckenbrandmelder zur Befestigung an einer Wand oder einer Decke eines Raums ausgebildet ist.