DE102020206577A1

DE102020206577A1 - Überwachungseinrichtung, insbesondere Umfeldüberwachung, für einen Brandmelder sowie Brandmelder und Zusatzeinrichtung jeweils mit einer derartigen Überwachungseinrichtung

Info

Publication number: DE102020206577A1
Application number: DE102020206577.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Kiy; Harald Ebner; Ulrich Kuhn-Matysiak
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung (1) für einen Brandmelder (10) zur Detektion von Objekten in dessen Umgebung. Sie umfasst eine elektronische Steuereinheit (6), dazu eingerichtet, bei einem detektierten Objekt eine Warnmeldung (W) und/oder eine Abstandsinformation (AB) auszugeben. Erfindungsgemäß umfasst die Überwachungseinrichtung vier gleichmäßig an einer radialen Außenseite (RA) des Meldergehäuses angeordnete Time-of-Flight-Sensoren (3). Letztere umfassen jeweils einen radial weg von der Symmetrieachse gerichteten optischen Erfassungskegel (FOV) mit einer zugehörigen optischen Achse (OA). Der jeweilige Erfassungskegel umfasst einen Erfassungswinkel (β) im Bereich von 15° bis 40°. Die optischen Achsen sind um einen zur Decke (D) bemessenen Neigungswinkel (α) hin zur Symmetrieachse geneigt. Für den Neigungswinkel gilt: α < 65° - ½ · β ∧ α > 55° - ½ . β . Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Abstandsinformationen von den Time-of-Flight-Sensoren zu empfangen und die Warnmeldung auszugeben, falls eine der Abstandsinformationen einen Abstandwert (DIST) um den Brandmelder unterschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung, insbesondere eine Umfeldüberwachung, für einen Brandmelder zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Brandmelders. Die Überwachungseinrichtung umfasst ein Gehäuse mit einer Befestigungsfläche zur zumindest mittelbaren Anbringung an einer gegenüberliegenden ebenen Montagefläche, insbesondere an einer Decke. Die Überwachungseinrichtung weist eine elektronische Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet bzw. programmiert ist, im Falle eines detektierten Objekts eine Warnmeldung auszugeben.
Der Brandmelder ist insbesondere ein Rauchmelder, ein Rauchgasmelder oder ein Rauchwarnmelder. Er kann ein optischer Rauchmelder oder ein Multisensor-Rauchmelder sein.
Eine derartige Überwachungseinrichtung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2018 003 266 U1 bekannt.
Aus der Europäischen Patentanmeldung EP 2 043 068 A1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung eines Brandmelders bekannt, der einen für Gegenstände in der Umgebung des Brandmelders empfindlichen Fühler aufweist. Der Fühler ist für Gegenstände seitlich des bestimmungsgemäß ausgerichteten Brandmelders innerhalb jedes beliebigen Kreisausschnitts von 150° um die Vertikale empfindlich. In einer dortigen Ausführungsform wird die Distanz des Brandmelders zu Gegenständen mittels Strahlungslaufzeitmessung und mittels infraroter Strahlung oder sonstigem Licht ermittelt.
Brandmelder können im Hinblick auf eine schnelle Brandalarmierung unwirksam gemacht werden, indem die Raucheintrittsöffnungen eines Melders blockiert werden. Dies kann unabsichtlich oder sogar vorsätzlich geschehen. Beispiele sind das Verschließen des Melders mit Folie oder Klebeband, um ihn während des Lackierens zu schützen oder um eine Brandalarmierung durch Zigarettenrauch zu verhindern, wie z.B. in einer Flugzeugtoilette. Weitere Beispiele sind das Platzieren von Regalen oder Schränken zu dicht am Melder sowie große Pflanzen, die zum Melder hinwachsen.
In gewerblichen Brandmeldeanlagen ist häufig eine regelmäßige Überprüfung der Anlage durch einen Fachmann vorgeschrieben, wobei ein Aspekt die Prüfung des Brandmelders auf eine Blockade der Raucheintrittsöffnungen hin ist.
In Wohngebäuden ist - je nach Länderregelungen - eine periodische Inspektion erforderlich. Dies stellt jedoch aus Gründen der Zugänglichkeit im Vergleich zu gewerblichen Anlagen ein größeres Problem dar. Denn es gibt nur wenige Brandmelder pro Wohnung oder Haus, so dass der logistische Aufwand für die Planung von Inspektionen pro Melder wesentlich höher ist als bei großen Gewerbegebäuden mit einer Vielzahl von Meldern, aber nur einem Eigentümer.
Darüber hinaus sind laut Norm DIN 14676-1:2018-12 „Rauchwarnmelder für Wohnhäuser, Wohnungen und Räume mit wohnungsähnlicher Nutzung - Teil 1: Planung, Einbau, Betrieb und Instandhaltung“ Rauchwarnmelder mindestens einmal jährlich durch eine vorgeschriebene Sicht- und Funktionsprüfung zu überprüfen. Gegenstand der Überprüfung ist zum einen, dass keine störenden Gegenstände in der Umgebung des Rauchwarnmelders vorhanden sind, wie z.B. in einem Umkreis von einem halben Meter um den Gefahrenmelder, welche eine Strömungsabschirmung für den zu detektierenden Rauch in einem Brandfall bewirken können. Sind zum anderen Eintrittsöffnungen im Gehäuse eines solchen Gefahrenmelders vorhanden, so ist auch die Durchlässigkeit dieser Eintrittsöffnungen für Rauch bzw. für Rauchgas regelmäßig zu prüfen. Die Überprüfung solcher Rauchwarnmelder kann auch automatisiert erfolgen.
Gemäß der zugehörigen DIN SPEC 91388 „Technische Anforderungen an ferninspizierbare Rauchwarnmelder“ ist der zu prüfende Rauchwarnmelder (Prüfling) dahingehend zu überprüfen, ob dieser die seitliche Annäherung eines senkrecht zum Prüfling ausgerichteten Bretts (100 cm × 100 cm) in einem Abstand von 50 cm ± 5 cm erkennt. Diese Prüfung ist in Schritten von 90° zu wiederholen. Es müssen für alle vier Ausrichtungen diese Prüfanforderungen erfüllt werden. Zudem ist der zu prüfende Rauchwarnmelder dahingehend zu überprüfen, ob dieser eine Annäherung eines senkrecht zum Prüfling ausgerichteten Bretts (100 cm × 100 cm) von unten in Richtung „Decke“ in einem Abstand von 50 cm ± 5 cm erkennt.
Bei den betrachteten Brandmeldern handelt es sich vorzugsweise um Rauchmelder, Rauchgasmelder oder um Rauchwarnmelder. Derartige Brandmelder weisen typischerweise eine nach dem Streulichtprinzip arbeitende optische Detektionseinheit zur Detektion von Rauchpartikeln auf. Die optische Detektionseinheit kann in einem Meldergehäuse des Brandmelders aufgenommen sein, wobei im Meldergehäuse Raucheintrittsöffnungen vorhanden sind, über die zu detektierender Rauch in das Innere des Meldergehäuses zur optischen Detektionseinheit gelangen kann. Die Detektionseinheit umfasst vorzugsweise ein Labyrinth zur Abschirmung gegen direktes Umgebungslicht. Der Brandmelder kann auch ein offener Streulichtrauchmelder mit einem außerhalb des Meldergehäuses im Freien liegenden Streulichtvolumen sein. Die Brandmelder können alternativ oder zusätzlich einen Gassensor zur Detektion brandtypischer Gase aufweisen.
Weiterhin können die betrachteten Brandmelder über eine gemeinsame Melderleitung oder Melderlinie, insbesondere über eine Zweidrahtleitung, signal- und/oder datentechnisch mit einer Brandmeldezentrale verbunden sein. Sie können alternativ oder zusätzlich eine autonome Energieversorgung, wie z.B. eine Batterie, aufweisen. Weiterhin können derartige Brandmelder ein Funkmodul zur Übertragung einer Alarmmeldung, einer Warnmeldung oder einer Statusinformation an einen benachbarten Brandmelder oder an eine Brandmeldezentrale aufweisen.
Davon ausgehend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Überwachungseinrichtung für einen Brandmelder anzugeben.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Brandmelder mit einer derartigen Überwachungseinrichtung anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß weist die Überwachungseinrichtung in Bezug auf eine Symmetrieachse des Brandmelders zumindest drei, vorzugsweise zumindest vier an einer radialen Außenseite des Gehäuses angeordnete Time-of-Flight-Sensoren auf. Die betrachteten Time-of-Flight-Sensoren sind jeweils als Baueinheit ausgebildet. Sie sind vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung zur Symmetrieachse verteilt angeordnet. Ein geeigneter Time-of-Flight-Sensor ist z.B. der Typ TMF8801 von der ams AG oder der Typ VL53L0X von STMicroelectronics N.V..
Time-of-Flight-Sensoren dienen der optischen Laufzeitermittlung und somit der Ermittlung einer Distanz zu einem Objekt, indem ein oder mehrere Lichtimpulse ausgesendet werden und dann die Laufzeit eines an einem Objekt zurückreflektierten Lichtimpulses gemessen wird. Time-of-Flight-Sensoren weisen einen Lichtemitter, insbesondere eine IR-Laserdiode und vorzugsweise eine Oberflächenemitter-Laserdiode auf, die in der englischen Fachsprache auch als VCSEL (für Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) bezeichnet wird. Eine solche VCSEL ist eine Laserdiode, bei der das Licht senkrecht zur Ebene des Halbleiterchips abgestrahlt wird. Der Vorteil eines solchen VCSEL liegt in der hocheffizienten Lichterzeugung bei zugleich sehr hoher emittierter Lichtintensität. Darüber hinaus sind mittels einer solchen VCSEL sehr kurze steilflankige Lichtpulse erzeugbar.
Empfängerseitig weisen Time-of-Flight-Sensoren eine Photodiode, insbesondere eine Avalanche-Photodiode und vorzugsweise eine sogenannte SPAD (für Single-Photon Avalanche Diode) auf. Avalanche-Photodioden sind hochempfindliche, schnelle Photodioden, die den inneren photoelektrischen Effekt zur Ladungsträgererzeugung und den Lawinendurchbruch (Avalanche-Effekt) zur internen Verstärkung nutzen. Aus dem Stand der Technik sind bereits SPADs bekannt, deren zeitliche Auflösung z.B. bei 100 ps und besser liegt, was einer optischen Laufzeit von 3 cm entspricht. Die zuvor genannte IR-Laserdiode, insbesondere die VCSEL, kann zusammen mit einer SPAD und weiteren Halbleiterbauelementen wie Time-to-Digital-Converter (TDC) auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat integriert sein. TDCs sind elektronische Schaltungen, die in der Lage sind, kurze bis ultrakurze Zeitintervalle zu messen und in digitaler Form, wie z.B. als Datenstrom, auszugeben. Sie fallen somit unter die Gattung der Frequenzzähler. Anstelle einer SPAD kann auch ein Array von SPADs auf dem gemeinsamen Halbleitersubstrat integriert sein.
Bei Verwendung von vier gleichmäßig um die Symmetrieachse verteilt angeordneten Time-of-Flight-Sensoren ist vorteilhaft eine sensormäßige Anpassung auf die Überprüfung eines Rauchwarnmelders auf die seitliche Annäherung eines Bretts in 90°-Schritten gemäß der der genannten DIN SPEC 91388 möglich.
Die für die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung geeigneten Brandmelder weisen insbesondere eine Melderabmessung parallel zur ihrer Befestigungsfläche im Bereich von 6 bis 14 cm, vorzugsweise von 8 bis 13 cm, auf. Im Falle eines typischen rotationssymmetrischen Brandmelders ist diese Melderabmessung der Melderdurchmesser. Die Melderhöhe eines Brandmelders, also die Bauhöhe eines Brandmelders, liegt insbesondere im Bereich von 3 bis 7 cm, typischerweise von 4 bis 6 cm, bemessen von der Montagefläche, also der Decke, und im aufgenommenen Zustand des Brandmelders in oder an einem Meldersockel. Vorzugsweise liegt der Abstand der zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren an der radialen Außenseite des Brandmelders, bemessen vom entferntesten Punkt hin zur Montagefläche in Normalenrichtung zur Montagefläche, im Bereich von 0.5 cm bis 3 cm. Dieser „tiefste“ Punkt ist bei einem Brandmelder mit einer häufig vorkommenden, kuppelförmig ausgeführten Melderhaube der sogenannte Melderscheitel des Brandmelders.
Die Time-of-Flight-Sensoren weisen jeweils einen radial weg von der Symmetrieachse gerichteten optischen Erfassungskegel mit einer zugehörigen optischen Achse auf. Der jeweilige Erfassungskegel umfasst einen Erfassungswinkel β in einem Bereich von 15° bis 40°, insbesondere von 20° bis 35°, vorzugsweise in einem Bereich von 25° bis 30°. Die den Erfassungskegel begrenzenden Randstrahlen sind dabei auf einen Empfangspegel bemessen, der dem 1/e² -fachen Wert des maximalen Empfangspegels entspricht. Die optischen Achsen sind um einen zur Befestigungsfläche bemessenen Neigungswinkel α hin zur Symmetrieachse geneigt. Der zulässige Winkelbereich des Neigungswinkels α ist wie folgt definiert:

Neigungswinkel $α < 65 ° - \frac{1}{2} \cdot β α > 55 ° - \frac{1}{2} \cdot β;$

Für α müssen somit die beiden Bedingungen erfüllt sein.
Die relativ zueinander bezogene erfindungsgemäße Bemessung der Erfassungswinkel und Neigungswinkel stellt sicher, dass ein zum Brandmelder ausgerichtetes Brett (100 cm × 100 cm), wie eingangs zur DIN SPEC 91388 beschrieben, bei allen vorgenannten möglichen Abmessungen eines Brandmelders für alle Annäherungsfälle zuverlässig und normkonform erkannt wird.
Dabei sollte der tatsächlich ausgewählte Neigungswinkel α innerhalb des Winkelbereichs von 10° möglichst klein sein. Mit anderen Worten sollen die Time-of-Flight-Sensoren mehr zur Seite hin, also weg von der Symmetrieachse geneigt sein, da besonders seitlich vorhandene Hindernisse bzw. Objekte bei der Rauchdetektion strömungsabschirmend wirken. Denn der Raucheintritt erfolgt in den meisten Fällen von der Seite her. Daher sind die Raucheintrittsöffnungen üblicherweise auch radial außenliegend im Gehäuse eines Brandmelders angeordnet.
Die elektronische Steuereinheit ist datentechnisch mit den zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren verbunden. Sie ist dazu eingerichtet bzw. programmiert, eine Abstandsinformation von den jeweiligen Time-of-Flight-Sensoren zu empfangen und die Warnmeldung auszugeben, falls zumindest eine der empfangenen Abstandsinformationen einem zuordenbaren vorgegebenen Abstandwert um den Brandmelder herum unterschreitet. Die elektronische Steuereinheit ist insbesondere prozessorgesteuert. Sie vorzugsweise ein Mikrocontroller und zur Durchführung der Funktion des Brandmelders entsprechend programmiert.
Nach einer Ausführungsform weist die Überwachungseinrichtung genau vier an der radialen Außenseite des Gehäuses gleichmäßig verteilt angeordnete Time-of-Flight-Sensoren auf. Es ist einer der Time-of-Flight-Sensoren an einer für die Rauchdetektion unempfindlichsten Umfangsrichtungsposition angeordnet. Dadurch wird zudem eine Prüfanforderung in der eingangs genannten DIN SPEC 91388 erfüllt, die ihrerseits Bezug auf die Norm E DIN EN 14604:2015,5.3 nimmt.
Einer Ausführungsform zufolge liegt der vorgegebenen Abstandswert im Bereich von 40 cm bis 70 cm, insbesondere von 50 cm bis 60 cm. Der Abstandswert ist dabei vom Schnittpunkt der Symmetrieachse des Brandmelders bzw. dessen äquivalenter geometrischer Hauptachse mit der Montagefläche, also der Decke, bemessen.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist der jeweilige Time-of-Flight-Sensor einen IR-Emitter und einen IR-Empfänger auf. Beide sind in ein gemeinsames optoelektronisches Halbleiter-Bauelement integriert.
Insbesondere ist der jeweilige IR-Emitter eine Oberflächenemitter-Laserdiode, d.h. eine sogenannte VCSEL (für Vertical Cavity Surface-Emitting Laser Diode) und der jeweilige Empfänger eine Einzelphoton-Avalanche-Diode, d.h. eine SPAD (für Single-Photon Avalanche-Diode).
Vorzugsweise weist der jeweilige Time-of-Flight-Sensor einen Mikrocontroller und eine digitale Schnittstelle auf. Der jeweilige Mikrocontroller ist dazu eingerichtet, die Oberflächenemitter-Laserdiode wiederholt zur Lichtemission anzusteuern, ein Empfangssignal von der Einzelphoton-Avalanche-Diode auszuwerten sowie eine abstandsabhängige Intensitätsverteilung zu erzeugen. Die jeweilige digitale Schnittstelle ist dazu eingerichtet, die erzeugte Intensitätsverteilung und/oder eine oder mehrere daraus abgeleitete Abstandsinformationen am Time-of-Flight-Sensor auszugeben. Die digitale Schnittstelle ist typischerweise im Mikrocontroller integriert.
Nach einer Ausführungsform dazu ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, in einem Inbetriebnahmemodus der Überwachungseinrichtung aus den jeweiligen Abstandsinformationen der zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren ein vom Umfangswinkel zur Symmetrieachse abhängiges initiales Abstandsprofil zu erzeugen und zu speichern. Die elektronische Steuereinheit ist zudem dazu eingerichtet bzw. programmiert, in einem Überwachungsmodus der Überwachungseinrichtung wiederholt ein aktualisiertes Abstandsprofil zu erzeugen und die Warnmeldung auszugeben, falls das aktuelle Abstandsprofil signifikant vom initialen Abstandsprofil abweicht.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet bzw. programmiert sein, das initiale Abstandsprofil und/oder das aktualisierte Abstandsprofil an einer Datenschnittstelle des Brandmelders auszugeben, falls das aktuelle Abstandsprofil signifikant vom initialen Abstandsprofil abweicht. Mit signifikanter Abweichung ist ein Wert von maximal 10 %, insbesondere von maximal 5 %, gemeint. Die Datenschnittstelle kann eine kabelgebundene Schnittstelle z.B. für den Anschluss an einem Melderbus sein. Sie kann alternativ eine drahtlose Datenschnittstelle sein und z.B. auf einem WLAN-, Bluetooth- oder Mobilfunkstandard (GSM, 4G, 5G) basieren. Die beiden Abstandsprofile können dann auf einem entfernten Anzeigegerät, wie z.B. auf einem Smartphone, auf einem Tablett oder auf einem PC, durch einen Benutzer begutachtet werden.
Der besondere Vorteil liegt somit darin, dass nach der Inbetriebnahme des Brandmelders durchgeführte bauliche Maßnahmen im Umfeld des Brandmelders automatisiert durch die Überwachungseinrichtung bzw. automatisiert durch die Umfeldüberwachung ausfindig gemacht werden können und dahin begutachtet werden können, ob diese baulichen Maßnahmen hinsichtlich der zuvor genannten Norm und DIN SPEC 91388 noch zulässig sind.
Nach einer Ausführungsform ist der jeweilige IR-Emitter eine Oberflächenemitter-Laserdiode. Der jeweilige Empfänger ist ein zweidimensionales Einzelphoton-Avalanche-Dioden-Array mit einer Anzahl N von Zeilen und Spalten von Einzelphoton-Avalanche-Dioden. Der jeweilige Time-of-Flight-Sensor weist einen Mikrocontroller und eine digitale Schnittstelle auf. Der jeweilige Mikrocontroller ist dazu eingerichtet, die Oberflächenemitter-Laserdiode wiederholt zur Lichtemission anzusteuern, ein oder mehrere Empfangssignale auszuwerten, welches bzw. welche von einer mittels der Steuereinheit konfigurierbar vorgegebenen Einzelphoton-Avalanche-Diode bzw. von einer mittels der Steuereinheit konfigurierbar vorgegebenen Gruppe von Einzelphoton-Avalanche-Dioden stammt. Der Mikrocontroller ist zudem dazu eingerichtet bzw. programmiert, eine entsprechende Anzahl von abstandsabhängigen Intensitätsverteilungen zu erzeugen. Die jeweilige digitale Schnittstelle ist dazu eingerichtet, die jeweiligen abstandsabhängigen Intensitätsverteilungen und/oder die jeweiligen daraus abgeleiteten Abstandsinformationen am Time-of-Flight-Sensor auszugeben.
Im Vergleich zur vorherigen Ausführungsform können durch die Konfiguration mittels der Steuereinheit gezielt ein oder mehrere Gruppen von Einzelphoton-Avalanche-Dioden, welche jeweils einen Teilerfassungskegel aufweisen, vorteilhaft ausgeblendet werden. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn ein Brandmelder in einem sonst unzulässigen Abstand zu einem zulässigen Unterzug befestigt werden muss.
Nach einer Ausführungsform dazu ist die jeweils vorgegebene Einzelphoton-Avalanche-Diode bzw. die jeweils vorgegebene Gruppe von Einzelphoton-Avalanche-Dioden in Bezug zur Symmetrieachse jeweils einem vom Umfangswinkel und vom Neigungswinkel abhängigen Teilerfassungskegel zuordenbar.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet bzw. programmiert, in einem Inbetriebnahmemodus der Überwachungseinrichtung aus den jeweiligen abstandsabhängigen Intensitätsverteilungen der zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren ein in Bezug zur Symmetrieachse vom Umfangswinkel und vom Neigungswinkel abhängiges initiales Raumabstandsprofil zu erzeugen und zu speichern. Die elektronische Steuereinheit ist zudem dazu eingerichtet bzw. programmiert, in einem Überwachungsmodus der Überwachungseinrichtung wiederholt ein aktualisiertes Raumabstandsprofil zu erzeugen und die Warnmeldung auszugeben, falls das aktuelle Raumabstandsprofil signifikant vom initialen Raumabstandsprofil abweicht.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet bzw. programmiert sein, das initiale Raumabstandsprofil und/oder das aktualisierte Raumabstandsprofil an einer Datenschnittstelle des Brandmelders auszugeben, falls das aktuelle Raumabstandsprofil signifikant vom initialen Raumabstandsprofil abweicht. Die Datenschnittstelle kann wie bei der vorherigen Ausführungsform ausgebildet sein. Die beiden Raumabstandsprofile können dann wieder auf einem entfernten Anzeigegerät, wie zuvor beschrieben, durch einen Benutzer begutachtet werden. Mit signifikanter Abweichung ist für beide vorherigen Ausführungsformen ein Wert von maximal 10 %, insbesondere von maximal 5 %, gemeint.
Der Vorteil liegt auch hier darin, dass nach der Inbetriebnahme des Brandmelders durchgeführte bauliche Maßnahmen im Umfeld des Brandmelders ausfindig gemacht und dahin begutachtet werden können, ob diese baulichen Maßnahmen hinsichtlich der zuvor genannten Norm und DIN SPEC 91388 zulässig sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin durch einen Brandmelder mit einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung gelöst. Der Brandmelder ist insbesondere ein Rauchwarnmelder. Der Brandmelder umfasst ein Gehäuse und eine daran ausgebildete Befestigungsfläche zur zumindest mittelbaren Anbringung des Brandmelders an einer gegenüberliegenden ebenen Montagefläche, insbesondere an einer Decke. Gemäß der Erfindung weist der Brandmelder eine derartige Überwachungseinrichtung zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Brandmelders auf. Es sind in Bezug auf eine Symmetrieachse des Brandmelders die zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren der Überwachungseinrichtung in oder an einer radialen Außenseite des Gehäuses angeordnet, vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung zur Symmetrieachse verteilt. Der Brandmelder weist eine elektronische Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet bzw. programmiert ist, in einem detektierten Brandfall einen Brandalarm und im Falle eines detektierten Objekts eine Warnmeldung auszugeben.
Nach einer Ausführungsform des Brandmelders weist dieser eine im Gehäuse aufgenommene optische Messkammer (Labyrinth) zur Rauchdetektion auf. Die optische Messkammer ist vorzugsweise gegenüber direktem Umgebungslicht abgeschirmt, jedoch über zumindest eine Raucheintrittsöffnung im Gehäuse durchlässig für zu detektierenden Rauch ausgebildet.
Alternativ dazu kann der erfindungsgemäße Brandmelder als offener Streulichtrauchmelder ausgebildet sein. Er weist dann ein außerhalb des Gehäuses des Brandmelders liegende Streulichtzentrum bzw. Streulichtvolumen auf.
Schließlich wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Zusatzeinrichtung für einen als Punktmelder ausgebildeten Brandmelder gelöst. Die Zusatzeinrichtung ist eine separate an den Brandmelder anbringbare Baueinheit. Die Zusatzeinrichtung weist einen zentral angeordneten Sockel zur Aufnahme des Brandmelders auf. Alternativ dazu ist sie zur seitlichen Einfassung des Brandmelders ausgebildet. Weiter gemäß der Erfindung umfasst die Zusatzeinrichtung eine derartige Überwachungseinrichtung. Die zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren der Überwachungseinrichtung sind in einem vom angebrachten Brandmelder radial entfernt gelegenen seitlichen Außenbereich der Zusatzeinrichtung zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Brandmelders angeordnet.
Der Vorteil der Zusatzeinrichtung liegt darin, dass nachträglich ein „herkömmlicher“ Brandmelder bzw. Rauchwarnmelder um die Funktion der Überwachung auf unzulässige Gegenstände in der Umgebung um den Brandmelder bzw. Rauchwarnmelder erweitert werden kann.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind am Beispiel der nachfolgenden Figuren ersichtlich. Dabei zeigen

1 eine Schnittdarstellung durch einen beispielhaften Brandmelder und durch eine beispielhafte Zusatzeinrichtung für einen Brandmelder jeweils mit einer Überwachungseinrichtung gemäß der Erfindung in einer gemeinsamen Darstellung,
2 eine Draufsicht auf den Brandmelder bzw. auf die Zusatzeinrichtung mit dem Brandmelder gemäß der in 1 eingetragenen Blickrichtung II,
3 eine auf einen beispielhaften Brandmelder angewandte Prüfvorschrift gemäß der Norm DIN 14676 in Verbindung mit der zugehörigen DIN SPEC 91388 zur Funktionsprüfung auf Gegenstände in der Umgebung des Brandmelders mit Hilfe von Testplatten,
4 Ansichten eines beispielhaften Time-of-Flight-Sensors mit einem VCSEL und einer SPAD, und
5 eine Aufsicht auf ein beispielhaftes zweidimensionales Array von Einzelphoton-Avalanche-Dioden eines weiteren Time-of-Flight-Sensors und daraus resultierende Teilerfassungskegel.

1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen beispielhaften Brandmelder 10 und durch eine beispielhafte Zusatzeinrichtung ZE für einen Brandmelder 10 jeweils mit einer Überwachungseinrichtung 1 gemäß der Erfindung in einer gemeinsamen Darstellung.
Im Falle des Brandmelders 10 ist dieser an einem Meldersockel 20 befestigt, der seinerseits an einer Montagefläche D, typischerweise an einer Decke, befestigt ist. Der gezeigte Brandmelder 10 weist im montierten Zustand eine mit MH bezeichnete Melderhöhe auf. Mit MD ist der Durchmesser des Brandmelders 10 bezeichnet. Weiterhin weist der Brandmelder 10 ein Gehäuse 2 auf, welches sich aus einem Grundkörper 21 und aus einer Melderhaube 22 zusammensetzt. Im Inneren des Gehäuses 2 ist eine optische Messkammer M für die Rauchdetektion vorhanden, die über mehrere Raucheintrittsöffnung OF mit der Umgebungsluft kommuniziert. Im Gehäuse 2 ist zudem ein Schaltungsträger 5 aufgenommen, auf dem eine elektronische Steuereinheit 6 angeordnet ist. Mittels der Steuereinheit 6 ist in einem detektierten Brandfall eine Alarmmeldung AL ausgebbar, z.B. an einen angeschlossenen Melderbus.
Der erfindungsgemäße Brandmelder 10 umfasst eine Überwachungseinrichtung 1, die in Bezug auf eine mit A bezeichnete Symmetrieachse des Brandmelders 10 hier beispielhaft vier an einer radialen Außenseite RA des Gehäuses 2 des Brandmelders 10 angeordnete Time-of-Flight-Sensoren 3 aufweist. Letztere sind jeweils als Baueinheit, d.h. als einzelnes optoelektronisches Bauelement, ausgebildet. Die Time-of-Flight-Sensoren 3 sind im vorliegenden Beispiel gleichmäßig in Umfangsrichtung δ zur Symmetrieachse A, also in einem 90°-Winkelraster, verteilt angeordnet (siehe dazu nachfolgende 2). An der Melderhaube 22 ist ein weiterer Time-of-Flight-Sensor 4 als Teil der Überwachungseinrichtung 1 angeordnet. Dieser ist für die erfindungsgemäße und die eingangs genannte Norm erfüllende Umgebungsüberwachung nicht zwingend erforderlich, kann aber die Aufgabe der Umgebungsüberwachung durch den gezielten Blick „nach unten“ unterstützen.
Die vier Time-of-Flight-Sensoren 3 weisen jeweils einen radial weg von der Symmetrieachse A gerichteten optischen Erfassungskegel FOV mit einer zugehörigen optischen Achse OA auf. Der jeweilige Erfassungskegel FOV umfasst einen Erfassungswinkel β in einem Bereich von 15° bis 40°, insbesondere von 20° bis 35° und vorzugsweise von 25° bis 30°. Die optischen Achsen OA sind um einen zur Befestigungsfläche BF bemessenen Neigungswinkel α zur Symmetrieachse A hin geneigt.
Für den Neigungswinkel α gilt dabei die Beziehung: $α < 65 ° - \frac{1}{2} \cdot β und zudem α > 55 ° - \frac{1}{2} \cdot β;$
Die bevorzugten Winkelwerte im Bereich von 25° bis 30° für den Erfassungskegel FOV sind dabei typisch für auf dem Markt erhältliche günstige Time-of-Flight-Sensoren 3. Diese werden in großen Stückzahlen z.B. in Smartphones, in Drohnen oder in Saugrobotern eingesetzt. Der Neigungswinkel α ist dabei in Abhängigkeit des Erfassungswinkel β so bemessen, dass eine zuverlässige Detektion der in der eingangs genannten DIN SPEC 91388 für die Prüfung eines Brandmelders vorgeschriebenen horizontalen und vertikalen Testplatten (100 cm × 100 cm) möglich ist. Dies auch unter der Annahme eines minimalen Abstands der Time-of-Flight-Sensoren 3 von der Montagefläche und unter der Annahme eines maximalen Melderdurchmessers MD des hier beispielhaft rotationssymmetrischen Brandmelders 10 von 14 cm (siehe dazu auch 3). Weisen die Time-of-Flight-Sensoren 3 einen Winkelwert von mindestens 35° bis 40° für den Erfassungskegel FOV auf, so ist auch die Detektion eines sich von der Decke D erstreckenden sogenannten Unterzugs UZ möglich. Letzteres sind überwiegend Holzbalken der Deckenstruktur. Solche Unterzüge sind in der zuvor genannten DIN 14676-1:2018-12 und der zugehörigen DIN SPEC 91388 im Hinblick auf die Prüfung eines Brandmelders gesondert geregelt.
Erfindungsgemäß ist die elektronische Steuereinheit 6 signal- und/oder datentechnisch mit den hier vier Time-of-Flight-Sensoren 3 verbunden und dazu eingerichtet, eine Abstandsinformation von den vier Time-of-Flight-Sensoren 3 zu empfangen und die Warnmeldung W auszugeben, falls zumindest eine der empfangenen Abstandsinformationen einem zuordenbaren vorgegebenen Abstandwert um den Brandmelder herum unterschreitet. Für die Zuordnung der Abstandsinformationen zum Abstandswert können die Abmessungen des Brandmelders 10, also der Melderdurchmesser MD und die Melderhöhe MH, rechnerisch durch die Steuereinheit 6 berücksichtig werden (siehe dazu auch 3, Bezugszeichen DIST).
In derselben 2 ist zudem eine Zusatzeinrichtung ZE für einen als Punktmelder ausgebildeten Brandmelder 10 zusehen. Diese ist eine separate an den Brandmelder 10 anbringbare Baueinheit. Die gezeigte Zusatzeinrichtung ZE umfasst bzw. bildet einen zentral angeordneten Sockel zur Aufnahme des Brandmelders 10 aus. Zudem weist die Zusatzeinrichtung ZE gemäß der Erfindung eine analog zum zuvor beschriebenen Brandmelder 10 eine Überwachungseinrichtung 1 auf. Im vorliegenden Beispiel sind die vier Time-of-Flight-Sensoren 3 der Überwachungseinrichtung 1 in einem vom angebrachten Brandmelder 10 radial entfernt gelegenen seitlichen Außenbereich AR der Zusatzeinrichtung ZE zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Brandmelders 10 angeordnet. Der seitliche Außenbereich AR dieser Zusatzeinrichtung ZE steht somit im Vergleich zum Melderdurchmesser MD etwas über, und zwar in einem Bereich von 0.5 cm bis 5 cm. Der Überstand entspricht dabei der Hälfte der Differenz aus dem Durchmesser ZD der Zusatzeinrichtung ZE und dem Melderdurchmesser MD. Die Anordnung und Ausrichtung der vier Time-of-Flight-Sensoren 3 erfolgt analog wie beim erfindungsgemäßen Brandmelder 10. Die Steuereinheit der Zusatzeinrichtung ZE ist in diesem Fall im Gehäuse der Zusatzeinrichtung ZE aufgenommen und entspricht in ihrer Funktion der Steuereinheit 6 beim erfindungsgemäßen Brandmelder 10. Durch den Überstand ist eine optische Umgebungsüberwachung vorbei an dem in der Zusatzeinrichtung ZE aufgenommenen „herkömmlichen“ Brandmelder möglich.
2 zeigt eine Draufsicht auf den Brandmelder 10 bzw. auf die Zusatzeinrichtung ZE mit dem Brandmelder 10 gemäß der in 1 eingetragenen Blickrichtung II. In dieser Darstellung ist die gleichmäßige Verteilung der vier Time-of-Flight-Sensoren 3 um die Symmetrieachse A besonders gut zu sehen.
3 zeigt eine auf einen beispielhaften Brandmelder 10 angewandte Prüfvorschrift gemäß der Norm DIN 14676 in Verbindung mit der zugehörigen DIN SPEC 91388 zur Funktionsprüfung auf Objekte in der Umgebung des Brandmelders 10 mit Hilfe von Testplatten H50, H55, V50.
Im linken und rechten Teil der 3 sind zwei im Bezug zur Montageebene D ausgerichtete Testplatten V50 in einem horizontalen Abstandswert HA50 von 50 cm zum Brandmelder 10 zu dessen Prüfung angeordnet. Der horizontale Abstandswert HA50 kann um ± 5 cm für die Prüfung variieren. Im linken Teil ist zudem an gleicher Position ein Unterzug UZ mit einer im Bezug zur vorgenannten Norm und DIN SPEC maximal zulässigen Höhe h von 20 cm angeordnet, bis zu welcher derartige Unterzüge UZ für die Prüfung unberücksichtigt bleiben können. Im unteren Teil der 3 ist eine horizontal ausgerichtete Testplatte H50 in einem Abstand VA50 von 50 cm zum Brandmelder 10 zu dessen Prüfung angeordnet. Der vertikale Abstandswert VA50 kann um ± 5 cm für die Prüfung variieren, wie die gestrichelt eingezeichnete Position der Testplatte H55 zeigt. Alle Testplatten H50, H55, V50 zeigen Abmessungen von 100 cm × 100 cm.
Im linken Teil der 3 ist beispielhaft ein unter einem Neigungswinkel α von 40° angeordneter Time-of-Flight-Sensor 3 mit einem Erfassungswinkel β von 33° angeordnet. Der Neigungswinkel α genügt dabei gemäß der Erfindung der Beziehung: α < 65° - ½ · β ∧ α > 55° - ½ · β. D.h. der Winkelwert von 40° liegt zwischen dem rechnerischen unteren und oberen Winkelwert von 38.5° und 48.5°. Im rechten Teil der 3 weist der dortige Time-of-Flight-Sensor 3 einen engeren Erfassungswinkel β von 25° auf. Der dortige Winkelwert für α von 45° liegt auch zwischen dem rechnerischen unteren und oberen Winkelwert von hier 42.5° und 52.5°.
Mit DIST ist schließlich ein Abstandswert, bemessen vom Schnittpunkt der Symmetrieachse A mit der Montagefläche D, bezeichnet. Wird ein nun im Überwachungsbetrieb des Brandmelders 10 ein Objekt detektiert mit einem Abstandswert DIST von weniger als 50 cm, dann erfolgt mittels der Steuereinheit 6 des Brandmelders 10 die Ausgabe einer Warnmeldung W.
4 zeigt eine Aufsicht und eine Seitenansicht eines beispielhaften typischen Time-of-Flight-Sensors 3 mit einer Oberflächenemitter-Laserdiode VCSEL (für Vertical Cavity Surface-Emitting Laser Diode) als Beispiel für einen IR-Emitter 31 und mit einer Einzelphoton-Avalanche-Diode SPAD (für Single-Photon Avalanche-Diode) als Beispiel für einen IR-Empfänger 32. Alternativ kann der IR-Empfänger 32 auch ein CMOS-Photosensor CMOS sein. Der gezeigte Time-of-Flight-Sensors 3 weist einen integrierten Mikrocontroller MC sowie eine digitale Schnittstelle auf. Die digitale Schnittstelle kann auch im Mikrocontroller MC integriert sein. Der Mikrocontroller MC ist dazu eingerichtet, die Oberflächenemitter-Laserdiode VCSEL wiederholt zur Lichtemission anzusteuern, ein Empfangssignal von der Einzelphoton-Avalanche-Diode SPAD auszuwerten sowie eine abstandsabhängige Intensitätsverteilung HIST zu erzeugen. Über die digitale Schnittstelle kann die erzeugte Intensitätsverteilung HIST und/oder eine daraus abgeleitete Abstandsinformation AB am Time-of-Flight-Sensor 3 auszugeben werden.
Im rechten Teil der 4 ist zu sehen, wie der emittierte Lichtkegel der Oberflächenemitter-Laserdiode VCSEL, 31 und der optische Empfangskegel der Einzelphoton-Avalanche-Diode SPAD, 32 im Fernfeld FF, also nach wenigen Millimetern, sensorisch betrachtet in einen gemeinsamen Erfassungskegel FOV mit einem Erfassungswinkel β übergehen. Mit OA ist die gemeinsame optische Achse bezeichnet. Mit 30 sind Lötkontakte des Time-of-Flight-Sensors 3 für eine SMD-Montage bezeichnet.
5 zeigt eine Aufsicht auf ein beispielhaftes zweidimensionales Array ARRAY von Einzelphoton-Avalanche-Dioden SPAD eines weiteren Time-of-Flight-Sensors 3 und die daraus resultierende optischen Teilerfassungskegel FOV1 - FOV4, wiederum im Fernfeld FF. Im linken Teil der 5 sind Gruppen GROUP von SPADs schraffiert dargestellt, die im Rahmen einer Konfiguration durch den Mikrocontroller MC des weiteren Time-of-Flight-Sensors 3 für eine gruppenweise abstandsabhängige Intensitätsverteilung HIST zusammengeschaltet werden.
Bezugszeichenliste

1: Überwachungseinrichtung
2: Gehäuse, Meldergehäuse
3: ToF-Sensor, Time-of-Flight-Sensor
4: weiterer ToF-Sensor
5: Schaltungsträger, Leiterplatte
6: elektronische Steuereinheit, Mikrocontroller
10: Brandmelder, Rauchmelder
20: Meldersockel
21: Grundkörper
22: Melderhaube
30: Lötanschlussseite, Lötkontakte
31: Emitter, IR-Emitter
32: Empfänger, IR-Empfänger
A: Symmetrieachse, Rotationssymmetrieachse
AB: Abstandsinformation
AL: Alarmmeldung, Alarmsignal
AR: radialer Außenbereich
AT: Abstand der Time-of-Flight-Sensor
ARRAY: Einzelphoton-Avalanche-Dioden-Array
BF: Befestigungsfläche
CMOS: CMOS-Empfänger
D: Montagefläche, Decke
DIST: Abstandswert
FF: Fernfeld
FOV: Erfassungskegel, Field-of-View
FOV1-FOV4: Teilerfassungskegel
GROUP: Gruppe von Einzelphoton-Avalanche-Dioden
h: Höhe eines Unterzugs
H50: horizontal ausgerichtete Platte
H55: weitere horizontal ausgerichtete Platte
HA50: horizontaler Abstandwert
HIST: abstandsabhängige Intensitätsverteilung
M: optische Messkammer
MC: Mikrocontroller
MH: Melderhöhe
MD: Durchmesser des Brandmelders
OA: optische Achse, optische Hauptachse
OF: Raucheintrittsöffnungen
RA: radiale Außenfläche, radiale Außenseite
SPAD: Einzelphoton-Avalanche-Diode
UZ: Unterzug
V50: vertikal angeordnete Testplatte
VA50: vertikaler Abstandswert
VCSEL: Oberflächenemitter-Laserdiode
W: Warnmeldung, Warninformation
ZE: Zusatzeinrichtung
ZD: Durchmesser der Zusatzeinrichtung, Durchmesser des Meldersockels
α: Neigungswinkel
β: Erfassungswinkel
δ: Umfangsrichtung

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 202018003266 U1 [0003]
EP 2043068 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN SPEC 91388 [0025, 0050]
Norm E DIN EN 14604:2015,5.3 [0025]
DIN 14676-1:2018-12 [0050]

Claims

Überwachungseinrichtung, insbesondere Umfeldüberwachung, für einen Brandmelder (10) zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Brandmelders (10), wobei die Überwachungseinrichtung (1) ein Gehäuse (2) mit einer Befestigungsfläche (BF) zur zumindest mittelbaren Anbringung an einer gegenüberliegenden ebenen Montagefläche (D) aufweist, insbesondere an einer Decke, und wobei die Überwachungseinrichtung (1) eine elektronische Steuereinheit (6) aufweist, dazu eingerichtet, im Falle eines detektierten Objekts eine Warnmeldung (W) und/oder zumindest eine Abstandsinformation (AB) auszugeben, dadurch gekennzeichnet, - dass die Überwachungseinrichtung (1) in Bezug auf eine Symmetrieachse (A) des Brandmelders (10) zumindest vier an einer radialen Außenseite (RA) des Gehäuses (2) angeordnete Time-of-Flight-Sensoren (3) jeweils als Baueinheit aufweist, welche vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung (δ) zur Symmetrieachse (A) verteilt angeordnet sind, - dass die Time-of-Flight-Sensoren (3) jeweils einen radial weg von der Symmetrieachse (A) gerichteten optischen Erfassungskegel (FOV) mit einer zugehörigen optischen Achse (OA) aufweisen, wobei der jeweilige Erfassungskegel (FOV) einen Erfassungswinkel (β) in einem Bereich von 15° bis 40°, insbesondere von 20° bis 35°, vorzugsweise von 25° bis 30°, umfasst, wobei die optischen Achsen (OA) um einen zur Befestigungsfläche (BF) bemessenen Neigungswinkel (α) zur Symmetrieachse (A) hin geneigt sind und wobei für den Neigungswinkel α gilt: α < 65° - ½ · β ∧ α > 55° - ½ · β ; - dass die elektronische Steuereinheit (6) datentechnisch mit den zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren (3) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine Abstandsinformation (AB, HIST) von den jeweiligen Time-of-Flight-Sensoren (3) zu empfangen und die Warnmeldung (W) auszugeben, falls zumindest eine der empfangenen Abstandsinformationen (AB, HIST) einem zuordenbaren vorgegebenen Abstandwert (DIST) um den Brandmelder (10) herum unterschreitet.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungseinrichtung genau vier an der radialen Außenseite (RA) des Gehäuses (2) gleichmäßig verteilt angeordnete Time-of-Flight-Sensoren (3) aufweist und wobei einer der Time-of-Flight-Sensoren (3) an einer für die Rauchdetektion unempfindlichsten Umfangsrichtungsposition angeordnet ist.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorgegebenen Abstandswert (DIST) im Bereich von 40 cm bis 70 cm, insbesondere von 50 cm bis 60 cm, liegt.
Überwachungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der jeweilige Time-of-Flight-Sensor (3) einen IR-Emitter (31) und einen IR-Empfänger (32) aufweist, integriert in ein gemeinsames optoelektronisches Halbleiter-Bauelement.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei der jeweilige IR-Emitter (31) eine Oberflächenemitter-Laserdiode (VCSEL) und der jeweilige Empfänger (32) eine Einzelphoton-Avalanche-Diode (SPAD) ist.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei der jeweilige Time-of-Flight-Sensor (3) einen Mikrocontroller (MC) und eine digitale Schnittstelle aufweist, wobei der jeweilige Mikrocontroller (MC) dazu eingerichtet ist, die Oberflächenemitter-Laserdiode (VCSEL) wiederholt zur Lichtemission anzusteuern, ein Empfangssignal von der Einzelphoton-Avalanche-Diode (SPAD) auszuwerten sowie eine abstandsabhängige Intensitätsverteilung (HIST) zu erzeugen, und wobei die jeweilige digitale Schnittstelle dazu eingerichtet ist, die erzeugte Intensitätsverteilung (HIST) und/oder eine daraus abgeleitete Abstandsinformation (AB) am Time-of-Flight-Sensor (3) auszugeben.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die elektronische Steuereinheit (6) dazu eingerichtet ist, - in einem Inbetriebnahmemodus der Überwachungseinrichtung (1) aus den jeweiligen Abstandsinformationen (AB) der zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren (3) ein vom Umfangswinkel (δ) zur Symmetrieachse (A) abhängiges initiales Abstandsprofil zu erzeugen und zu speichern, und - in einem Überwachungsmodus der Überwachungseinrichtung (1) wiederholt ein aktualisiertes Abstandsprofil zu erzeugen und die Warnmeldung (W) auszugeben, und das initiale Abstandsprofil und/oder das aktualisierte Abstandsprofil an einer Datenschnittstelle des Brandmelders auszugeben, falls das aktuelle Abstandsprofil signifikant vom initialen Abstandsprofil abweicht.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei der jeweilige IR-Emitter (31) eine Oberflächenemitter-Laserdiode (VCSEL) ist, wobei der jeweilige Empfänger (32) ein zweidimensionales Einzelphoton-Avalanche-Dioden-Array (ARRAY) ist mit einer Anzahl N von Zeilen ZL und Spalten SP von Einzelphoton-Avalanche-Dioden (SPAD), wobei der jeweilige Time-of-Flight-Sensor (3) einen Mikrocontroller (MC) und eine digitale Schnittstelle aufweist, wobei der jeweilige Mikrocontroller (MC) dazu eingerichtet ist, die Oberflächenemitter-Laserdiode (VCSEL) wiederholt zur Lichtemission anzusteuern, ein oder mehrere Empfangssignale auszuwerten, welches bzw. welche von einer mittels der Steuereinheit (6) konfigurierbar vorgegebenen Einzelphoton-Avalanche-Diode (SPAD) bzw. von einer mittels der Steuereinheit (6) konfigurierbar vorgegebenen Gruppe (GROUP) von Einzelphoton-Avalanche-Dioden (SPAD) stammt, und dazu eingerichtet ist, eine entsprechende Anzahl von abstandsabhängigen Intensitätsverteilungen (HIST) zu erzeugen, wobei die jeweilige Schnittstelle dazu eingerichtet ist, die jeweiligen abstandsabhängigen Intensitätsverteilungen (HIST) und/oder die jeweiligen daraus abgeleiteten Abstandsinformationen (AB) am Time-of-Flight-Sensor (3) auszugeben.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die jeweils vorgegebene Einzelphoton-Avalanche-Diode (SPAD) bzw. die jeweils vorgegebene Gruppe (GROUP) von Einzelphoton-Avalanche-Dioden (SPAD) in Bezug zur Symmetrieachse (A) jeweils einem vom Umfangswinkel (δ) und vom Neigungswinkel (α) abhängigen Teilerfassungskegel (FOV1-FOG4) zuordenbar sind.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die elektronische Steuereinheit (6) dazu eingerichtet ist, - in einem Inbetriebnahmemodus der Überwachungseinrichtung (1) aus den jeweiligen abstandsabhängigen Intensitätsverteilungen (HIST) der zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren (3) ein in Bezug zur Symmetrieachse (A) vom Umfangswinkel (δ) und vom Neigungswinkel (α) abhängiges initiales Raumabstandsprofil zu erzeugen und zu speichern, und - in einem Überwachungsmodus der Überwachungseinrichtung (1) wiederholt ein aktualisiertes Raumabstandsprofil zu erzeugen und die Warnmeldung (W) auszugeben, und das initiale Raumabstandsprofil und/oder das aktualisierte Raumabstandsprofil an einer Datenschnittstelle des Brandmelders auszugeben, falls das aktuelle Raumabstandsprofil signifikant vom initialen Raumabstandsprofil abweicht.
Brandmelder, insbesondere Rauchwarnmelder, mit einem Gehäuse (2) und mit einer daran ausgebildeten Befestigungsfläche (BF) zur zumindest mittelbaren Anbringung des Brandmelders (10) an einer gegenüberliegenden ebenen Montagefläche (D), insbesondere an einer Decke, wobei der Brandmelder (10) eine Überwachungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 10 zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Brandmelders (10) aufweist, wobei in Bezug auf eine Symmetrieachse (A) des Brandmelders (10) die zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren (3) der Überwachungseinrichtung (1) in oder an einer radialen Außenseite (RA) des Gehäuses (2) angeordnet sind, vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung (δ) zur Symmetrieachse (A) verteilt, und wobei der Brandmelder (10) eine elektronische Steuereinheit (6) aufweist, dazu eingerichtet, in einem detektierten Brandfall einen Brandalarm (AL) und im Falle eines detektierten Objekts eine Warnmeldung (W) auszugeben.
Brandmelder nach Anspruch 11, mit einer im Gehäuse (2) aufgenommenen optischen Messkammer (M) zur Rauchdetektion, wobei die optische Messkammer (M) gegenüber direktem Umgebungslicht abgeschirmt ist, jedoch über zumindest eine Raucheintrittsöffnung (OF) im Gehäuse (2) durchlässig für zu detektierenden Rauch ausgebildet ist.
Zusatzeinrichtung für einen als Punktmelder ausgebildeten Brandmelder (10), wobei die Zusatzeinrichtung (ZE) eine separate an den Brandmelder (10) anbringbare Baueinheit ist, wobei die Zusatzeinrichtung (ZE) einen zentral angeordneten Sockel zur Aufnahme des Brandmelders (10) aufweist oder zur seitlichen Einfassung des Brandmelders (10) ausgebildet ist, wobei die Zusatzeinrichtung (ZE) eine Überwachungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, und wobei die zumindest vier Time-of-Flight-Sensoren (3) der Überwachungseinrichtung (1) in einem vom angebrachten Brandmelder (10) radial entfernt gelegenen seitlichen Außenbereich (AR) der Zusatzeinrichtung (ZE) zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Brandmelders (10) angeordnet sind.