DE19924400C1 - Fire detectors and fire detection methods - Google Patents
Fire detectors and fire detection methodsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Branddetektion, bei dem an mindestens einer Überwachungsstelle eine Gasprobe entnommen und mittels eines einen elektrischen Antriebsmotor aufweisenden Lüfters über zumindest einen Strömungskanal einer Meßkammer mit wenigstens einem Branddetektor zugeführt wird, wobei der Volumenstrom des dem Branddetektor zugeführten Gases gemessen und das Volumenstrommeß signal mit zumindest einem vorgegebenen Volumenstromgrenzwert verglichen wird. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Brandmelder mit einer wenigstens einen Branddetektor aufweisenden Meßkammer und mit einem Strömungskanal, der die Meßkammer mit mindestens einer Überwachungsstelle verbindet, wobei der Strömungs kanal an der (den) Überwachungsstelle(n) zur Entnahme von Gasproben zumindest eine Gas-Eintrittsöffnung aufweist, wobei für den Transport der Gasproben von der (den) Überwachungsstellen zu dem Branddetektor ein Lüfter mit einem elektrischen Antriebsmotor vorgesehen ist, und wobei zum Messen des Volumenstroms des dem Branddetektor zugeführten Gases eine Volumenstrommeßeinrichtung vorgesehen ist, die mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Volumen strommeßsignales mit zumindest einem vorgegebenen Volumenstromgrenz wert verbunden ist. Dabei wird unter einem Branddetektor ein Detektor zur Erkennung wenigstens einer physikalischen Größe verstanden, die in der Umgebung eines Entstehungsbrandes einer Veränderung unterliegt, wie zum Beispiel ein Rauch- oder Brandgasdetektor, ein Detektor zur Erkennung eines Feststoff- oder Flüssigkeitsanteils der Umgebungsluft und/oder ein Temperatursensor.The invention relates to a method for fire detection in which take a gas sample from at least one monitoring point and by means of a fan having an electric drive motor via at least one flow channel of a measuring chamber with at least a fire detector is supplied, the volume flow of the Fire detector supplied gas measured and the volume flow measurement signal with at least one predetermined volume flow limit is compared. The invention also relates to a Fire detector with at least one fire detector Measuring chamber and with a flow channel that the measuring chamber with connects at least one monitoring point, the flow channel at the monitoring point (s) for taking gas samples has at least one gas inlet opening, being used for transport the gas samples from the monitoring station (s) to the fire detector a fan with an electric drive motor is provided, and wherein for measuring the volume flow of the fire detector volume flow measuring device is provided, with a comparison device for comparing the volume flow measurement signals with at least one predetermined volume flow limit worth is connected. A detector is placed under a fire detector understood to recognize at least one physical quantity, those in the environment of an emerging fire of change subject, such as a smoke or fire gas detector Detector for the detection of a solid or liquid content the ambient air and / or a temperature sensor.
Bei einem solchen, aus DE 44 28 694 C2 bereits bekannten Brandmelder ist eine wichtige Voraussetzung für die rechtzeitige Erkennung eines Entstehungsbrandes, das stets eine repräsentative Menge der in dem zur Branddetektion vorgesehenen Raum oder Bereich befindlichen Umgebungsluft durch den Strömungskanal dem Branddetektor zugeführt wird. Verstopfungen an Eintrittsöffnungen des Strömungskanals, die beispielsweise durch in den dem Branddetektor zugeführten Gasproben enthaltene Staubpartikel verursacht sein können, können deshalb ebenso zu einer Fehlfunktion des Brandmelders führen, wie eine Unterbrechung des Strömungskanals. Eine Unterbrechung des Strömungskanals kann beispielsweise auftreten, wenn der Strömungs kanal mechanisch beschädigt oder bei Montagearbeiten an benachbart zu dem Strömungskanal befindlichen Einrichtungen versehentlich demontiert wird.In such a fire detector already known from DE 44 28 694 C2 is an important prerequisite for the timely detection of a Originating fire, which is always a representative amount of that in the room or area intended for fire detection Ambient air is fed to the fire detector through the flow channel becomes. Blockages at inlet openings of the flow channel, the for example, in the gas samples supplied to the fire detector contained dust particles can be caused, therefore lead to a malfunction of the fire alarm, just like one Interruption of the flow channel. An interruption of the Flow channel can occur, for example, when the flow duct mechanically damaged or during assembly work on adjacent to the flow channel devices accidentally is dismantled.
Um derartige Fehler erkennen zu können, wird bei dem vorbekannten Brandmelder der Volumenstrom des dem Branddetektor zugeführten Gases gemessen und mit einem durch einen oberen und einen unteren Volumenstromgrenzwert definierten Volumenstrom-Fenster verglichen. Liegt das Volumenstrommeßsignal außerhalb dieses Fensters, wird eine optische Anzeige sowie ein elektrischer Ausgang, wie z. B. ein Relais oder ein Open-Collector-Ausgang, nach Ablauf einer Verzögerungszeit aktiviert.In order to be able to recognize such errors, the previously known Fire detector is the volume flow of the gas supplied to the fire detector measured and with one by an upper and a lower Volume flow limit defined volume flow window compared. If the volume flow measurement signal lies outside this window, an optical display and an electrical output, such as. B. a Relay or an open collector output, after one Delay time activated.
Da der Volumenstrom der dem Branddetektor zugeführten Luft von dem Massenstrom und der Dichte der Luft abhängig ist, und diese wiederum eine Funktion des Luftdrucks und der Temperatur ist, weist der vorbekannte Brandmelder einen Luftstrom-, einen Luftdruck- und einen Temperatursensor auf. Dadurch ergibt sich jedoch ein vergleichsweise komplizierter Aufbau. Ungünstig ist vor allem, daß ein Luft drucksensor mit der zum Erkennen von Verstopfungen oder Querschnitts veränderungen der Eintrittsöffnungen des Strömungskanals er forderlichen Meßgenauigkeit relativ teuer ist und ein einfache Adaptierung am Strömungskanal nicht möglich ist. Die Folge sind entsprechend hohe Herstellungskosten für den Brandmelder.Since the volume flow of the air supplied to the fire detector from the Mass flow and the density of the air is dependent, and this in turn is a function of air pressure and temperature previously known fire detectors one air flow, one air pressure and one Temperature sensor on. However, this results in a comparative complicated structure. The main disadvantage is that an air pressure sensor with the to detect blockages or cross-section changes in the inlet openings of the flow channel required accuracy is relatively expensive and a simple Adaptation to the flow channel is not possible. The result is correspondingly high manufacturing costs for the fire detector.
Außerdem erhöht der im Strömungskanal des Brandmelders angeordnete Drucksensor den Strömungswiderstand in dem Strömungskanal. Da mit dem Lüfter nur vergleichsweise geringe Druck erzeugt werden können, ermöglicht der durch Adaption eines Luftdrucksensors erhöhte Strömungswiderstand des Strömungskanals nur für relativ kleine Strömungskanallängen. Auch kann der Drucksensor Turbulenzen in den zu dem Detektor geförderten Gasproben verursachen, die zur Folge haben können, daß in dem Gas enthaltene Rauchpartikel an der Wandung des Strömungskanals und/oder dem Drucksensor anhaften. Diese Rauchpartikel gelangen dann nicht zu dem Branddetektor, wodurch die Detektionsempfindlichkeit des Brandmelders herabgesetzt wird. Ungünstig ist außerdem, daß der Drucksensor jeweils vor einer Reinigung der Gaseintrittsöffnungen des Strömungskanals mittels Druckluft aus dem Strömungskanal entfernt werden muß, um eine Beschädigung des Drucksensors durch Überdruck zu vermeiden.In addition, the one located in the flow channel of the fire detector increases Pressure sensor the flow resistance in the flow channel. In order to only comparatively low pressure can be generated for the fan, enables the increased by adapting an air pressure sensor Flow resistance of the flow channel only for relatively small ones Flow channel lengths. The pressure sensor can also cause turbulence in the gas samples conveyed to the detector cause that can have that smoke particles contained in the gas on the wall of the flow channel and / or the pressure sensor. This Smoke particles then do not get to the fire detector, causing the detection sensitivity of the fire detector is reduced. It is also unfavorable that the pressure sensor before each Cleaning the gas inlet openings of the flow channel by means of Compressed air must be removed from the flow channel in order to Avoid damaging the pressure sensor due to excess pressure.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf einfache Weise eine Überwachung der Strömungseigenschaften des Strömungskanals ermöglicht. Außerdem besteht die Aufgabe, einen nach dem Verfahren arbeitenden Brandmelder zu schaffen, der einen einfachen und kostengünstigen Aufbau ermöglicht.There is therefore the task of a method of the aforementioned Kind of creating a simple way of monitoring the Flow properties of the flow channel allows. Moreover there is the task of a fire detector working according to the procedure to create a simple and inexpensive construction enables.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bezüglich des Verfahrens darin, daß die elektrische Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Lüfter- Antriebsmotors gemessen werden und daß das Volumenstrommeßsignal indirekt durch Quotientenbildung aus den Meßsignalen für die Leistungsaufnahme und die Drehzahl ermittelt wird. The solution to this problem with regard to the method is that the electrical power consumption and the speed of the fan Drive motor are measured and that the volume flow measurement signal indirectly by forming quotients from the measurement signals for the Power consumption and the speed is determined.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sowohl die elektrische Leistungsaufnahme als auch die Drehzahl des Lüfter- Antriebsmotors jeweils etwa proportional zur Dichte des Gases, in der Regel Luft, in der Umgebung der Überwachungsstellen ist. Das durch Quotientenbildung aus den Meßsignalen für die Leistungs aufnahme und die Drehzahl des Lüfter-Antriebsmotors gebildete Volumenstrommeßsignal ist deshalb weitgehend unabhängig von der Dichte des Gases. In vorteilhafter Weise kann dadurch eine aufwendige Gasdruckmessung, wie sie bei herkömmlichen Verfahren zur Kompensation von Dichteveränderungen des Gases durchgeführt wird, entfal len. Bei der Ermittlung des Volumenstrommeßsignales durch Quotientenbildung kann das Meßsignal für die elektrische Leistungs aufnahme entweder im Zähler und das Drehzahl-Meßsignal im Nenner stehen oder es steht das Drehzahlmeßsignal im Zähler und das Meßsignal für die Leistungsaufnahme im Nenner. In dem zuerst genannten Fall ergibt sich dann beispielsweise bei einem Radiallüfter ein zum Volumenstrom des durch den Strömungskanal geförderten Gases in etwa proportionales und in dem anderen Fall ein zum Volumenstrom in etwa umgekehrt proportionales Volumenstrom-Meßsignal.The invention is based on the knowledge that both electrical power consumption as well as the speed of the fan Drive motor each approximately proportional to the density of the gas, in usually air, is in the vicinity of the monitoring points. The by forming the quotient from the measurement signals for the power Recording and the speed of the fan drive motor formed Volume flow measurement signal is therefore largely independent of the Density of the gas. Advantageously, this can be a complex Gas pressure measurement as used in conventional methods of compensation changes in density of the gas is not applicable len. When determining the volume flow measurement signal by Quotient formation can be the measurement signal for the electrical power Recording either in the numerator and the speed measurement signal in the denominator stand or there is the speed measurement signal in the counter and that Measuring signal for the power consumption in the denominator. In the first The case mentioned then arises, for example, in the case of a radial fan a to the volume flow of the gas conveyed through the flow channel roughly proportional and in the other case to the volume flow approximately inversely proportional volume flow measurement signal.
Aus DE 42 44 633 A1 ist zwar bereits bekannt, daß bei einem Ventilator mit einem elektrischen Antriebsmotor die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit und damit des von dem Ventilator geförderten Luft-Volumenstromes ist. Ein indirekte Messung des Volumenstromes durch Quotientenbildung aus Leistungsaufnahme- und die Drehzahl-Meßsignalen wird jedoch in dieser Druckschrift nicht vorgeschlagen.From DE 42 44 633 A1 it is already known that in one Fan with an electric drive motor power consumption of the drive motor is a function of the rotational speed and so that the air volume flow conveyed by the fan is. An indirect measurement of the volume flow by forming quotients from power consumption and the speed measurement signals, however not proposed in this publication.
Die weitgehende Unabhängigkeit des durch den Quotienten aus
Leistungsaufnahme und Drehzahl des Antriebsmotors gebildeten
Volumenstrom-Meßsignales läßt sich bei Annahme eines konstanten
Volumenstromes V durch Bildung des Verhältnisses aus der strömungs
technischen und der mechanischen Leistung des Lüfters ableiten.
Die strömungstechnische Leistung Pst berechnet sich aus der vom
Lüfter erzeugten Gasdruckdifferenz Δp und dem Volumenstrom V im
Strömungskanal zu
The extensive independence of the volume flow measurement signal formed by the quotient of power consumption and speed of the drive motor can be derived by assuming a constant volume flow V by forming the ratio of the fluidic and mechanical performance of the fan. The fluidic power P st is calculated from the gas pressure difference Δp generated by the fan and the volume flow V in the flow channel
Pst = Δp.vP st = Δp.v
Die Gasdruckdifferenz kann vereinfacht als Parabelfunktion
The gas pressure difference can be simplified as a parabolic function
beschrieben werden, wobei ρ die Dichte, R der Strömungswiderstand
des Strömungskanals und V der Volumenstrom bedeuten. Daraus ergibt
sich
are described, where ρ is the density, R is the flow resistance of the flow channel and V is the volume flow. This results in
Die mechanische Leistung des Lüfters berechnet sich aus dem
Drehmoment M und der Drehzahl n des Lüfterrades zu
The mechanical performance of the fan is calculated from the torque M and the speed n of the fan wheel
PMech = M.2.π.nP Mech = M.2.π.n
Daraus folgt
It follows
Entsprechend ergibt sich durch Bildung des Quotienten aus der
strömungstechnischen Leistung Pst und der elektrischen Leistungsauf
nahme Pel des Lüfter-Antriebsmotors
Correspondingly, the quotient of the fluidic power P st and the electrical power consumption P el of the fan drive motor results from the formation of the quotient
Das durch Quotientenbildung der Meßsignale für die elektrische Leistungsaufnahme sowie die Drehzahl des Lüftermotors abgeleitete Luftstromsignal ist bezüglich Dichteänderungen des Ansaugmediums unabhängiger, da sich Zähler und Nenner des Quotienten bei Dichteänderungen des Ansaugmediums gleichsinnig verändern. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zeitkontinuierlich als auch zeitdiskret, beispielsweise zu periodisch wiederkehrenden Zeitpunkten angewandt werden.That by forming the quotient of the measurement signals for the electrical Derived power consumption and the speed of the fan motor Airflow signal is related to changes in density of the intake medium more independent because the numerator and denominator of the quotient Change the density changes of the suction medium in the same direction. The The method according to the invention can be continuous in time as well Discrete-time, for example at periodically recurring times be applied.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, daß Veränderungen der Meßsignale für die elektrische Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors ermittelt werden, daß bei einer gleichsinnigen Veränderung dieser Meßsignale ein eine Dichteveränderung des Umgebungsgases repräsentierender Trendwert verändert und das Volumenstrommeßsignal mit dem Trendwert kompensiert und/oder der Volumenstromgrenzwert entsprechend dem Trendwert angepaßt wird. Auf diese Weise kann ein eventuell noch verbleibender Resteinfluß der Dichte des Gases auf das Volumen strommeßsignal kompensiert werden ohne daß zusätzliche Meßgrößen ermittelt werden müssen. Durch die Berücksichtigung des Dichteein flusses des Gases kann eine noch größere Meßgenauigkeit erreicht werden, wodurch insbesondere bei einem langen Strömungskanal eine Veränderung des freien Querschnitts von Gaseintrittsöffnungen, die weit entfernt von dem Lüfter angeordnet sind, genauer detektiert werden kann.In a particularly advantageous embodiment of the method it is provided that changes in the measurement signals for the electrical Power consumption and the speed of the drive motor determined be that with a change in the same direction of these measurement signals a representing a change in density of the ambient gas Trend value changed and the volume flow measurement signal with the trend value compensated and / or the volume flow limit corresponding to the Trend value is adjusted. In this way, one can still remaining influence of the density of the gas on the volume current measurement signal can be compensated without additional measured variables must be determined. By considering the density Flow of the gas can achieve an even greater accuracy be, which, especially in a long flow channel Change in the free cross section of gas inlet openings are located far from the fan, more precisely detected can be.
Die vorstehend genannte Aufgabe kann bezüglich des Verfahrens auch dadurch gelöst werden, daß die elektrische Leistungsaufnahme und der zur Drehzahl umgekehrt proportionale Drehzahlkehrwert des Lüfter- Antriebsmotors gemessen werden und daß das Volumenstrommeßsignal indirekt durch Produktbildung aus den Meßsignalen für die Leistungsaufnahme und den Drehzahlkehrwert ermittelt wird.The above task can also be done with regard to the method be solved in that the electrical power consumption and the reciprocal speed value of the fan Drive motor are measured and that the volume flow measurement signal indirectly through product formation from the measurement signals for the Power consumption and the reciprocal speed is determined.
Auch bei dieser Lösung kann eine aufwendige und umständliche Gasdruckmessung zur Kompensation des Dichteeinflusses des Gases, das in der Regel Luft ist, entfallen.This solution can also be complex and cumbersome Gas pressure measurement to compensate for the influence of density on the gas, which is usually air, is eliminated.
Um dennoch einen eventuell verbleibenden Resteinfluß der Dichte des Gases auf das Volumenstrom-Meßsginal berücksichtigen zu können, ist es vorteilhaft, wenn Veränderungen der Meßsignale für die elektrische Leistungsaufnahme und den Drehzahlkehrwert des Antriebsmotors ermittelt werden, wenn bei einer gegensinnigen Veränderung dieser Meßsignale ein eine Dichteveränderung des Umgebungsgases repräsentierender Trendwert verändert und daß Volumenstrom-Meßsignal mit dem Trendwert kompensiert und/oder der Volumenstrom-Grenzwert entsprechend dem Trendwert angepaßt wird. Dabei wird eine Anpassung des Volumenstrom-Grenzwertes bevorzugt, da diese in der Praxis einfacher durchzuführen ist als eine Kompensation des Volumenstrom-Meßsignales mittels Trendwert. Da sich die Dichte des Gases, das in der Regel Luft ist, aufgrund klimatischer Veränderungen im allgemeinen nur langsam verändert, ist es ausreichend, wenn der Volumenstrom-Grenzwert im Abstand von einigen Stunden an den ermittelten Dichte-Trendwert angepasst wird. Dabei erfolgt die Anpassung des Volumenstrom-Grenzwertes so, daß der Einfluß einer Dichteveränderung des Gases beim Vergleich des Volumenstrom-Meßsginals mit dem Volumenstrom-Grenzwert abgeschwächt oder sogar vollständig kompensiert wird.In order to have any remaining influence of density of the gas on the volume flow measuring signal, it is advantageous if changes in the measurement signals for the electrical power consumption and the speed reversal value of the Drive motor can be determined if at an opposite Change of these measurement signals a change in density of the Ambient gas representing trend value changed and that Volume flow measurement signal compensated with the trend value and / or Volume flow limit is adjusted according to the trend value. An adjustment of the volume flow limit is preferred, since this is easier to carry out in practice than one Compensation of the volume flow measurement signal using a trend value. There the density of the gas, which is usually air, due to climatic changes generally only change slowly, it is sufficient if the volume flow limit at a distance of a few hours to the determined density trend value. The volume flow limit is adjusted so that the influence of a change in density of the gas when comparing the Volume flow rate measurement with the volume flow limit is weakened or even completely compensated.
Vorteilhaft ist, wenn für die Betriebstemperatur des elektrischen Antriebsmotors und/oder die Temperatur der entnommenen Gasproben ein Temperatur-Meßsignal ermittelt wird und wenn zur Temperatur kompensation das Volumenstrom-Meßsignal und/oder der Volumenstrom- Grenzwert verändert wird. Durch die Berücksichtigung des Temperatur- Meßsignales kann beispielsweise der Einfluß eines von der temperaturabhängigen mechanischen und/oder elektrischen Wirkungs grades des Lüfters auf das Überwachungsergebnis kompensiert werden, was insbesondere nach dem Einschalten des Lüfters von Vorteil ist, wenn dieser seine volle Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat. In vorteilhafter Weise kann aber auch ein eventueller Temperatur- Koeffizient einer zur Leistungs- und/oder Drehzahlmessung verwendeten Meßeinrichtung kompensiert werden.It is advantageous if for the operating temperature of the electrical Drive motor and / or the temperature of the gas samples taken a temperature measurement signal is determined and if the temperature compensation the volume flow measurement signal and / or the volume flow Limit is changed. By considering the temperature Measurement signals can, for example, the influence of one of the temperature-dependent mechanical and / or electrical effects degree of the fan can be compensated for the monitoring result, which is particularly advantageous after switching on the fan, if it has not yet reached its full operating temperature. However, a possible temperature Coefficient of one used for power and / or speed measurement Measuring device can be compensated.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Antriebsmotor mit einer einen konstanten Effektivwert aufweisenden elektrischen Spannung, insbesondere einer Gleichspannung betrieben wird und daß die elektrische Leistungsaufnahme des Antriebsmotors indirekt durch Messung des Motorstroms ermittelt wird. Die elektrische Leistungsaufnahme des Antriebsmotors kann dann beispielsweise mittels eines mit dem Antriebsmotor in Reihe geschalteten Shunts und Ausfilterung der Kommutierungswelligkeit auf einfache Weise gemessen werden. Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird der Antriebsmotor mit einem einen konstanten Effektivwert aufweisenden Motorstrom, insbesondere einem Gleichstrom betrieben und die elektrische Leistungsaufnahme des Antriebsmotors wird indirekt durch Messung der Motorspannung und Ausfilterung der Kommutierungswelligkeit ermittelt. Auch auf diese Weise ist eine einfache Messung der elektrischen Leistungsaufnahme möglich.In an advantageous embodiment of the invention, that the drive motor with a constant rms value having electrical voltage, in particular a DC voltage is operated and that the electrical power consumption of the Drive motor determined indirectly by measuring the motor current becomes. The electrical power consumption of the drive motor can then, for example, in series with the drive motor switched shunts and filtering out the commutation ripple can be measured easily. In another embodiment The procedure is the drive motor with a constant RMS motor current, in particular a direct current operated and the electrical power consumption of the drive motor is measured indirectly by measuring the motor voltage and filtering out the Commutation ripple determined. That way too is one simple measurement of electrical power consumption possible.
Bezüglich des Brandmelders besteht die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe darin, daß die Volumenstrom-Meßeinrichtung eine Leistungsmeßeinrichtung zur Messung der elektrischen Leistungsauf nahme des Antriebsmotors und einen Drehzahlsensor zur Messung der Drehzahl des Antriebsmotors aufweist, und daß die Leistungsmeßein richtung und der Drehzahlsensor zum indirekten Ermitteln des Volumenstrommeßsignales mit den Eingängen eines Quotientenbildners verbunden sind. Die Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, daß die Volumenstrommeßeinrichtung eine einen Meßsignalausgang aufweisende Leistungsmeßeinrichtung zur Messung der elektrischen Leistungsaufnahme des Antriebsmotors und einen Drehwinkelsensor mit einem Meßsignalausgang für ein zur Drehzahl des Antriebsmotors umgekehrt proportionales Drehzahlkehrwertsignal aufweist, und daß die Meßsignalausgänge der Leistungsmeßeinrichtung und des Drehwinkelsensors zum indirekten Ermitteln des Volumenstrommeß signales mit den Eingängen eines Multiplizierglieds verbunden sind.Regarding the fire detector, there is a solution to the above mentioned task in that the volume flow measuring device Power measuring device for measuring the electrical power Take the drive motor and a speed sensor to measure the Has speed of the drive motor, and that the power measurement direction and the speed sensor for indirect determination of the Volume flow measurement signal with the inputs of a quotient are connected. The task can also be solved in that the volume flow measuring device has a measuring signal output having power measuring device for measuring the electrical Power consumption of the drive motor and a rotation angle sensor with a measurement signal output for the speed of the drive motor has inversely proportional speed return signal, and that the measuring signal outputs of the power measuring device and the Angle of rotation sensor for indirect determination of volume flow measurement signals are connected to the inputs of a multiplier.
Wie bei dem Verfahren bereits erläutert wurde, ergibt sich aufgrund der Quotientenbildung aus den mittels der Leistungs-Meßeinrichtung und dem Drehzahlsensor ermittelten Meßsignalen ebenso wie durch die Produktbildung aus den mittels der Leistungs-Meßeinrichtung und dem Drehwinkelsensor ermittelten Meßsignalen jeweils ein von der Dichte des Umgebungsgases weitgehend unabhängiges Volumenstrom- Meßsignal. Dadurch kann ein zur Kompensation von Gas- oder Luftdruckveränderungen vorgesehener, in dem Strömungskanal angeordneter Drucksensor entfallen. Der Brandmelder weist deshalb einen einfachen Aufbau auf und ist kostengünstig herstellbar. Da der volle Querschnitt des Strömungskanals zum Fördern der Gasproben genutzt werden kann, kann der Brandmelder eine relativ große Strömungskanallänge aufweisen, so daß auch an von dem Branddetektor entfernten Stellen eine Detektion eines Entstehungsbrandes möglich ist. Der Brandmelder kann beispielsweise zur Überwachung von EDV- Räumen, Hochregallagern, schwer zugänglichen Hohlräumen oder Tiefkühleinrichtungen eingesetzt werden. Da ein empfindlicher Drucksensor für die Überwachung des zu dem Branddetektor geförderten Volumenstroms nicht erforderlich ist, ergibt sich ein robuster Brandmelder, der eine einfache Reinigung der Gas-Eintrittsöffnungen des Strömungskanals durch Ausblasen des Strömungskanals mit Druck luft ermöglicht.As already explained in the case of the method, it follows from the quotient formation from that by means of the power measuring device and measurement signals determined by the speed sensor as well as by the product formation from the means of the power measuring device and the rotation angle sensor determined measurement signals each one of volume flow largely independent of the density of the ambient gas Measurement signal. This can be used to compensate for gas or Air pressure changes provided in the flow channel arranged pressure sensor are omitted. The fire detector therefore points a simple structure and is inexpensive to manufacture. There the full cross section of the flow channel for conveying the gas samples can be used, the fire detector can be a relatively large Have flow channel length, so that also from the fire detector distant places a detection of an emerging fire is possible is. The fire detector can be used, for example, to monitor EDP Rooms, high-bay warehouses, cavities that are difficult to access or Freezers are used. Because a sensitive one Pressure sensor for monitoring the conveyed to the fire detector Volume flow is not required, this results in a more robust Fire detector, which makes cleaning the gas inlet openings easy of the flow channel by blowing out the flow channel with pressure air allows.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Brandmelders sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the fire alarm are in described the subclaims.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Below is an embodiment of the invention based on the Drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Brandmelders, Fig. 1 is a schematic representation of a fire detector,
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Kennlinienscharen eines Strömungskanals und eines Radiallüfters, wobei auf der Abszisse der Volumenstrom in 10-3 m3/sec und auf der Ordinate die Druckerzeugung des Lüfters in Pascal aufgetragen ist, Fig. 2 is a graphical representation of the families of characteristics of a flow channel and a radial fan, wherein on the abscissa the volume flow in 10 -3 m 3 / sec and the pressure generating of the fan is plotted on the ordinate in Pascal,
Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Volumenstrom-Meßsgina les, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate das Luftstromsignal in Umdrehungen × min-1 × Watt-1 aufgetragen ist Fig. 3 is a graphical representation of a volumetric flow measurement, the time in seconds being plotted on the abscissa and the air flow signal in revolutions × min −1 × watt −1 on the ordinate
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Luftstromüberwachungsein richtung, Fig. 4 is a block diagram of a Luftstromüberwachungsein direction,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Verfahrensschritte bei der Überwachung des Volumenstroms des durch den Strömungs kanal zu dem Branddetektor geförderten Gases, Fig. 5 is a graphical representation of the process steps in the monitoring of the volume flow of the channel to the fire detector conveyed through the flow gas,
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Verfahrensschritte bei der Ermittlung des die Dichteveränderung der Umgebungsluft repräsentierenden Trendwerts und Fig. 6 is a graphical representation of the process steps in the determination of the density change in the ambient air representing the trend value and
Fig. 7 eine Aufsicht auf ein Lüfterrad eines Radiallüfters, wobei die auf die von dem Lüfterrad geförderte Luft einwirkende Corioliskraft FC, die Zentrifugalkraft FZ und die Winkelgeschwindigkeit ω des Lüfterrades durch Vektorpfeile angedeutet sind. . 7 is a plan view of an impeller of a centrifugal fan, wherein the load on the pumped air from the impeller Coriolis force F C, the centrifugal force F Z and the angular velocity ω of the fan wheel are indicated by vector arrows Fig.
Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Brandmelder weist eine von einem Gehäuse 2 umgrenzte Meßkammer 3 auf, in der Branddetektoren 4 angeordnet sind. Die Branddetektoren 4 können beispielsweise wenigstens einen Streulichtsensor, einen Durchlichtsensor und/oder einen Gassensor, wie zum Beispiel einen CO- oder CO2-Sensor umfassen. Die Meßkammer 3 ist mit einem in Fig. 1 nur teilweise dargestellten Strömungskanal 5 verbunden, der in einem auf einen Entstehungsbrand zu überwachenden Raum angeordnet ist. Der Strömungskanal 5 weist mehrere Luft- bzw. Gas-Eintrittsöffnungen 6 auf, die jeweils an einer Überwachungsstelle des Raumes angeordnet sind. Zum Ansaugen von Raumluft an den Eintrittsöffnungen 6 des Strömungskanals 5 ist in dem Gehäuse 2 des Brandmelders 1 ein Lüfter 7 mit einem eine lastabhängige Drehzahl aufweisenden elektrischen Antriebsmotor 8 angeordnet. Der Lüfter 7 fördert eine ausreichende, repräsentative Luft- bzw. Gasmenge des Überwachungsraumes von den unterschiedlichen Eintrittsöffnungen 6 des Strömungskanals 5 zu den Branddetektoren 4 und von diesen zu einer Austrittsöffnung 9 des Gehäuses 2.A fire detector, designated as a whole by 1 , has a measuring chamber 3 , delimited by a housing 2 , in which fire detectors 4 are arranged. The fire detectors 4 can comprise, for example, at least one scattered light sensor, a transmitted light sensor and / or a gas sensor, such as a CO or CO 2 sensor. The measuring chamber 3 is connected to a flow channel 5 , which is only partially shown in FIG. 1 and which is arranged in a room to be monitored for an incipient fire. The flow channel 5 has a plurality of air or gas inlet openings 6 , which are each arranged at a monitoring point in the room. A fan 7 with an electric drive motor 8 having a load-dependent speed is arranged in the housing 2 of the fire detector 1 for sucking in room air at the inlet openings 6 of the flow channel 5 . The fan 7 promotes a sufficient, representative amount of air or gas in the monitoring space from the different inlet openings 6 of the flow channel 5 to the fire detectors 4 and from these to an outlet opening 9 of the housing 2 .
Zum Überwachen des Volumenstroms des den Branddetektoren 4 zugeführten Gases weist der Brandmelder 1 eine Überwachungsein richtung auf, die eine Volumenstrom-Meßeinrichtung für die den Branddetektoren 4 zugeführte Luft oder das den Branddetektoren 4 zugeführte Gas aufweist. Mittels der Überwachungseinrichtung sind Störungen im dem Strömungskanal 5 erkennbar, wie zum Beispiel ein Zuwachsen der Gas-Eintrittsöffnungen 6 oder eine Unterbrechung des Strömungskanals 5. Die Überwachungseinrichtung kann beispielsweise mit einer optischen Störungsanzeige (Fig. 5) und/oder dem Leitrechner einer Brandmeldezentrale verbunden sein.For monitoring the volume flow of the fire detectors 4 gas supplied to the fire detector 1 has a Überwachungsein direction that for the fire detectors has a volume flow meter 4 supplied air or fire detectors 4 gas supplied. The monitoring device can be used to detect faults in the flow channel 5 , such as an overgrowth of the gas inlet openings 6 or an interruption of the flow channel 5 . The monitoring device can be connected, for example, to an optical fault display ( FIG. 5) and / or the control computer of a fire alarm control panel.
Die Volumenstrom-Meßeinrichtung (Fig. 4) weist eine Leistungsmeßein richtung 10 zur Messung der elektrischen Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 8 und einen Drehzahlsensor 11 zur Messung der Drehzahl des Antriebsmotors 8 auf. Die Leistungsmeßeinrichtung 10 und der Drehzahlsensor 11 sind zum indirekten Ermitteln des Volumenstrom- Meßsignales 12 mit den Eingängen eines durch einen Mikroprozessor 13 gebildeten Quotientenbildners verbunden. Mittels des Quotienten bildners wird das Meßsignal für die Drehzahl des Antriebsmotors 8 durch das Meßsignal für die elektrische Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 8 dividiert, wodurch ein den Volumenstrom des zu den Branddetektoren 4 geförderten Gases repräsentierendes Volumenstrom-Meßsignal 12 gebildet wird, das weitgehend unabhängig von der Dichte des Gases ist.The volume flow measuring device ( Fig. 4) has a power measurement device 10 for measuring the electrical power consumption of the drive motor 8 and a speed sensor 11 for measuring the speed of the drive motor 8 . The power measurement device 10 and the speed sensor 11 are connected to the inputs of a quotient former formed by a microprocessor 13 for indirectly determining the volume flow measurement signal 12 . By means of the quotient, the measurement signal for the speed of the drive motor 8 is divided by the measurement signal for the electrical power consumption of the drive motor 8 , whereby a volume flow measurement signal 12 representing the volume flow of the gas conveyed to the fire detectors 4 is formed, which is largely independent of the density of the gas is.
Bei einem Radiallüfter ergibt sich dann ein zum Volumenstrom des
geförderten Gases umgekehrt proportionales Volumenstrom-Meßsignal
12. Wie in Fig. 7 erkennbar ist, wirken auf die von dem Lüfterrad
14 beschleunigten Gas- bzw. Luftteilchen einerseits die Zentrifugal
kraft FZ und andererseits die dazu rechtwinklig angeordnete
Corioliskraft FC ein. Die Corioliskraft übt eine Bremswirkung auf
das Lüfterrad 14 und die Antriebswelle des Antriebsmotors 8 aus,
wodurch sich ein entsprechendes Lastmoment ergibt. Bei einem großen
Volumenstrom, der beispielsweise bei einer Unterbrechung des
Strömungskanals 5 auftreten kann, durchströmen viele Gasteilchen
pro Zeiteinheit das Lüfterrad 14, d. h. die Summe aller Coriolisdkräf
te ist groß und damit auch das auf den Antriebsmotor 8 wirkende
Lastmoment. Bei einem kleinen Volumenstrom, wie er beispielsweise
beim Verstopfen der Eintrittsöffnungen 6 des Strömungskanals 5 mit
Staub auftreten kann, durchströmen wenige Gasteilchen pro Zeiteinheit
das Lüfterrad 14, d. h. das Lastmoment für den Antriebsmotor 8 ist
klein. Daraus läßt sich ableiten, daß das Lastmoment des von dem
Lüfter 7 geförderten Volumenstrom bei konstanter Dichte des
Fördermediums etwa proportional ist. Da die elektrische Leistungs
aufnahme des Antriebsmotors 8 bei konstantem Wirkungsgrad des Lüfters
7 proportional zum Lastmoment ist und das Meßsignal für die
Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 8 bei der Ermittlung des
Volumenstrom-Meßsignales 12 durch das Drehzahl-Meßsignal dividiert
wird, verhält sich das Volumenstrom-Meßsignal 12 etwa umgekehrt
proportional zu dem Volumenstrom des von dem Lüfter 7 geförderten
Gases, d. h. bei Abnahme des Volumenstroms, z. B. infolge des
Zuwachsens der Eintrittsöffnungen 6 des Strömungskanals 5, vergrößert
sich das Volumenstrom-Meßsignal 12 und bei einer Zunahme des
Volumenstroms, z. B. infolge einer Unterbrechung des Strömungskanals
5, verkleinert sich das Volumenstrom-Meßsignal 12. Der Strömungs
widerstand R des Strömungskanals 5 bewirkt an dem darin geförderten
Gas einen von dem Volumenstrom V des Gases abhängigen Druckverlust
Δp. Dieser Druckverlust kann vereinfacht als Parabelfunktion
beschrieben werden:
In the case of a radial fan, a volume flow measurement signal 12, which is inversely proportional to the volume flow of the conveyed gas, then results. As can be seen in FIG. 7, on the one hand the gas or air particles accelerated by the fan wheel 14 act on the centrifugal force F Z and on the other hand the Coriolis force F C arranged at right angles thereto. The Coriolis force exerts a braking effect on the fan wheel 14 and the drive shaft of the drive motor 8 , which results in a corresponding load torque. With a large volume flow, which can occur, for example, when the flow channel 5 is interrupted, many gas particles flow through the fan wheel 14 per time unit, ie the sum of all Coriolisdkräf te is large and thus also the load torque acting on the drive motor 8 . With a small volume flow, as can occur, for example, when the inlet openings 6 of the flow channel 5 are clogged with dust, a few gas particles flow through the fan wheel 14 per unit of time, ie the load torque for the drive motor 8 is small. From this it can be deduced that the load torque of the volume flow conveyed by the fan 7 is approximately proportional with a constant density of the conveying medium. Since the electrical power consumption of the drive motor 8 is proportional to the load torque at constant efficiency of the fan 7 and the measurement signal for the power consumption of the drive motor 8 is divided by the speed measurement signal when determining the volume flow measurement signal 12 , the volume flow measurement signal 12 behaves approximately inversely proportional to the volume flow of the gas conveyed by the fan 7 , ie when the volume flow decreases, e.g. B. due to the increase in the inlet openings 6 of the flow channel 5 , the volume flow measurement signal 12 increases and with an increase in the volume flow, for. B. due to an interruption of the flow channel 5 , the volume flow measurement signal 12 . The flow resistance R of the flow channel 5 causes a pressure loss .DELTA.p dependent on the volume flow V of the gas. This pressure loss can be simply described as a parabolic function:
wobei ρ die Dichte des geförderten Gases bedeutet. Der Lüfter 7
muß obigen Druckverlust erzeugen, um einen gleichmäßigen Volumenstrom
im Strömungskanal 5 hervorzurufen, d. h. die Unterdruckerzeugung
des Lüfters 7 ist etwa proportional zur Dichte des Gases. Bei
Betrachtung der strömungstechnischen Leistung PSt in Bezug zur
mechanischen Leistung Pmech kann der Einfluß der Dichte ρ des Gases
auf das durch Quotientenbildung ermittelte Volumenstrom-Meßsignal
12 verifiziert werden. Es gilt
where ρ means the density of the extracted gas. The fan 7 must generate the above pressure loss in order to produce a uniform volume flow in the flow channel 5 , ie the negative pressure generation of the fan 7 is approximately proportional to the density of the gas. When considering the fluidic power P St in relation to the mechanical power P mech , the influence of the density ρ of the gas on the volume flow measurement signal 12 determined by forming the quotient can be verified. It applies
wobei M das Drehmoment des Antriebsmotors 8 bedeutet.where M is the torque of the drive motor 8 .
Bei Zunahme der Dichte des Gases steigt die Druckerzeugung des Lüfters 7 und damit auch die Drehzahl des Lüfterrades 14. Entsprechend verringert sich die Drehzahl des Lüfterrades 14 bei der Dichteabnahme des Gases. Die Drehzahl verhält sich somit etwa proportional zu Dichteänderungen des Gases.As the density of the gas increases, the pressure generated by the fan 7 and thus also the speed of the fan wheel 14 increase . The speed of the fan wheel 14 correspondingly decreases when the density of the gas decreases. The speed is therefore approximately proportional to changes in density of the gas.
Bei Zunahme der Dichte des Gases steigt die elektrische Leistungsauf nahme des Lüfters 7 und bei einer Dichteabnahme des Gases verringert sich die elektrische Leistungsaufnahme des Lüfters 7. Die Leistungsaufnahme des Lüfters 7 verhält sich somit wie die Drehzahl etwa proportional zur Dichte des Gases. Durch die Quotientenbildung aus den Meßsignalen für Drehzahl und Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 8 wird erreicht, daß Dichteänderungen des Gases, in der Regel Luft, zumindest teilweise kompensiert werden.When the density of the gas increases, the electrical power consumption of the fan 7 increases and when the gas density decreases, the electrical power consumption of the fan 7 decreases. The power consumption of the fan 7 thus behaves like the speed approximately proportional to the density of the gas. By forming the quotient from the measurement signals for speed and power consumption of the drive motor 8 it is achieved that changes in density of the gas, usually air, are at least partially compensated for.
Zum Überwachen des Volumenstroms der von dem Lüfter 7 zu den Branddetektoren 4 geförderten Gasproben ist die Volumenstrom- Meßeinrichtung mit einer als Fensterkomparator ausgebildeten, durch den Mikroprozessor 13 gebildeten Vergleichseinrichtung verbunden. Diese vergleicht das Volumenstrom-Meßsignal 12 mit einem durch einen unteren Volumenstrom-Grenzwert 15a und einen oberen Volumenstrom grenzwert 15b begrenzten Fenster (Fig. 3). Unterschreitet das Volumenstrom-Meßsignal 12 zumindest für eine vorgegebene Zeitdauer den unteren Volumenstrom-Grenzwert 15a, wird eine Anzeige sowie ein Ausgang eines Relais oder eines Open Collectors für eine Unterbrechung des Strömungskanals 5 aktiviert. In Fig. 3 ist die Verzögerungszeit durch den Doppelpfeil 16a und die Dauer, während der eine Unterbrechung des Strömungskanals 5 erkannt wird, durch den Doppelpfeil 17a markiert. Überschreitet das Volumenstrom- Meßsignal 12 für eine vorgegebene Zeitdauer den oberen Volumenstrom- Grenzwert 15b, wird eine Anzeige für eine Verstopfung einer Eintrittsöffnung 6 des Strömungskanals 5 aktiviert. In Fig. 3 ist die Verzögerungszeit durch den Doppelpfeil 16b und die Dauer, während der die Verstopfung erkannt wird, durch den Doppelpfeil 17b markiert. Somit können sowohl eine Unterbrechung den Strömungskanals 5, als auch eine Verstopfung einer Eintrittsöffnung 6 auf einfache Weise detektiert werden.In order to monitor the volume flow of the gas samples conveyed by the fan 7 to the fire detectors 4 , the volume flow measuring device is connected to a comparison device designed as a window comparator and formed by the microprocessor 13 . This compares the volume flow measurement signal 12 with a window delimited by a lower volume flow limit value 15 a and an upper volume flow limit value 15 b ( FIG. 3). If the volume flow measurement signal 12 falls below the lower volume flow limit value 15 a at least for a predetermined period of time, a display and an output of a relay or an open collector for an interruption of the flow channel 5 are activated. In Fig. 3, the delay time is marked by the double arrow 16 a and the duration during which an interruption of the flow channel 5 is recognized by the double arrow 17 a. Exceeds the volumetric flow measuring signal 12 for a predetermined period of time the upper limit value 15 b Flow rate, an indication of a blockage of an inlet opening 6 is activated the flow channel. 5 In Fig. 3, the delay time is marked by the double arrow 16 b and the duration during which the blockage is recognized by the double arrow 17 b. Both an interruption of the flow channel 5 and a blockage of an inlet opening 6 can thus be detected in a simple manner.
Zur Kompensation eines eventuell noch verbleibenden Resteinflusses der Dichte des Gases auf das durch den Quotienten aus den Meßsignalen für Leistungsaufnahme und Drehzahl gebildete Volumenstrom-Meßsignal 12 werden Veränderungen der Meßsignale für die elektrische Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors 8 ermittelt. Wie aus Fig. 6 erkennbar ist, wird bei einer gleichsinnigen Veränderung dieser Meßsignale ein eine Dichteveränderung der Umgebungsluft bzw. des Umgebungsgases repräsentierender Trendwert verändert und die Volumenstrom-Grenzwerte 15a, 15b werden entsprechend verschoben. Die Ermittlung des Dichte-Trendwertes erfolgt mit Hilfe einer in einen mit dem Mikroprozessor 13 verbundenen Datenspeicher abgelegten Tabelle, die eine Vielzahl von Wertekombinationen aufweist, die jeweils aus Werten für die Druckveränderung, den Drehzahlunterschied und den Dichtetrend bestehen. Der anhand der Tabelle aus der Druck- und der Drehzahlver änderung ermittelte Dichte-Trendwert wird jeweils zu dem Zählerstand eines Dichte-Trendzählers 18 hinzuaddiert. Der Dichte-Trendzähler 18 wird bei der Inbetriebnahme des Brandmelders 1 initialisiert und auf einen definierten Wert zurückgesetzt. In bestimmten Zeitabständen, die zum Beispiel einige Stunden betragen können, wird der Zählerstand des Dichte-Trendzählers 18 ausgelesen und die Volumenstrom-Grenzwerte 15a, 15b werden entsprechend dem Zählerstand angepaßt.To compensate for any remaining influence of the density of the gas on the volume flow measurement signal 12 formed by the quotient from the measurement signals for power consumption and speed, changes in the measurement signals for the electrical power consumption and the speed of the drive motor 8 are determined. As can be seen from FIG. 6, when these measurement signals change in the same direction, a trend value representing a change in density of the ambient air or the ambient gas is changed and the volume flow limit values 15 a, 15 b are shifted accordingly. The density trend value is determined with the aid of a table which is stored in a data memory connected to the microprocessor 13 and which has a multiplicity of value combinations which each consist of values for the pressure change, the speed difference and the density trend. The density trend value determined on the basis of the table from the pressure and the speed change is added to the counter reading of a density trend counter 18 . The density trend counter 18 is initialized when the fire detector 1 is started up and reset to a defined value. The meter reading of the density trend counter 18 is read out at certain time intervals, which may be a few hours, for example, and the volume flow limit values 15 a, 15 b are adjusted in accordance with the meter reading.
In Fig. 2 ist erkennbar, daß sich der Arbeitspunkt 19 des Lüfters 7 bei einer gleichsinnigen Veränderung der Meßsignale für die elektrische Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors 8 auf der Kennlinie 20 des Strömungskanals 5 verschiebt. In Fig. 2 sind zur Verdeutlichung noch zwei weitere Kennlinien 20', 20" des Strömungskanals 5 eingetragen, von denen die Kennlinie 20' bei einer Verstopfung der Gas-Eintrittsöffnungen 6 und die Kennlinie 20" bei einer Unterbrechung des Strömungskanals 5 gemessen wurde.In FIG. 2 it is seen that the operating point 19 of the fan 7 is shifted on the characteristic curve 20 of the flow channel 5 at an equidirectional change of the measuring signals for the electrical power consumption and the rotational speed of the drive motor 8. In FIG. 2, two further characteristic curves 20 ', 20 "of the flow channel 5 are entered for clarification, of which the characteristic curve 20 ' was measured when the gas inlet openings 6 were blocked and the characteristic curve 20 " was measured when the flow channel 5 was interrupted.
Bei einer gegensinnigen Änderung der Meßsignale für die elektrische Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors 8 verschiebt sich der Arbeitspunkt 19 auf der der jeweiligen Dichte der Luft zugeordneten Kennlinie 21, 21', 21" des Lüfters 7. Der Arbeitspunkt 19 markiert den Schnittpunkt von Lüfter- und Strömungskanal-Kennlinie bei Inbetriebnahme des Brandmelders 1.If the measurement signals for the electrical power consumption and the speed of the drive motor 8 change in the opposite direction, the operating point 19 shifts on the characteristic curve 21 , 21 ', 21 "of the fan 7 assigned to the respective density of the air. The operating point 19 marks the intersection of fan and flow channel characteristic curve when commissioning the fire detector 1 .
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist zur Erfassung der Motortemperatur ein Temperatursensor 22 mit dem elektrischen Antriebsmotor 8 wärmeleitend verbunden. Der Temperatursensor 22 ist Teil einer Einrichtung zur Temperaturkompensation (Fig. 5) des Volumenstrom- Meßsignales 12, deren Meßsignaleingang mit der Volumenstrom- Meßeinrichtung verbunden ist und deren Ausgang an der Vergleichsein richtung angeschlossen ist. Mittels der Einrichtung zur Temperatur kompensation kann beispielsweise der Einfluß eines von der Betriebstemperatur des Antriebsmotors 8 abhängiger elektrischer und/oder mechanischer Wirkungsgrad des Antriebsmotors 8 und/oder der Temperaturkoeffizient elektronischer Bauelemente des Brand melders 1 ausgeglichen werden.As can be seen from FIG. 1, a temperature sensor 22 is connected to the electric drive motor 8 in a heat-conducting manner in order to detect the motor temperature. The temperature sensor 22 is part of a device for temperature compensation ( Fig. 5) of the volume flow measurement signal 12 , the measurement signal input is connected to the volume flow measurement device and the output of which is connected to the comparison device. By means of the device for temperature compensation, for example, the influence of an electrical and / or mechanical efficiency of the drive motor 8 dependent on the operating temperature of the drive motor 8 and / or the temperature coefficient of electronic components of the fire detector 1 can be compensated.
In Fig. 4 ist erkennbar, daß die Leistungsmeßeinrichtung 10 eine Motorstrom-Meßeinrichtung 23 mit einem mit dem Antriebsmotor 8 in Reihe geschalteten Shunt 24 und eine Motorspannungs-Meßeinrichtung 25 aufweist. Diese sind jeweils mit einem Analog-Eingang eines Analog-Digital-Konverters verbunden, dessen Digitalausgang zur Bildung des der Motorleistung entsprechenden Produkts aus den Meßwerten für Motorspannung und Motorstrom an dem Mikroprozessor 13 angeschlossen ist. In Fig. 4 ist außerdem erkennbar, daß der Mikroprozessor 13 mit dem Steuereingang einer Motoranlaufsteuerung 27 verbunden ist. Die Motoranlaufsteuerung 27 dient zur Begrenzung dee Stromaufnahme im Einschaltzeitpunkt des Brandmelders 1.In FIG. 4, it is seen that the power measuring means 10 with a connected to the drive motor 8 in series, shunt 24 and a motor current measuring device 23 is a motor-voltage measuring device 25th These are each connected to an analog input of an analog-digital converter, the digital output of which is connected to the microprocessor 13 to form the product corresponding to the motor power from the measured values for motor voltage and motor current. In Fig. 4 it can also be seen that the microprocessor 13 is connected to the control input of a motor start control 27 . The motor start control 27 serves to limit the current consumption when the fire alarm 1 is switched on .
Zur Messung des zur Drehzahl des Antriebsmotors 8 umgekehrt proportionalen Zeitabstands aufeinanderfolgender Impulse eines Drehwinkelsensors ist dem Mikroprozessor 13 ein Timer 28 zugeordnet, der mit dem Meßsignalausgang eines einem am Antriebsmotor 8 befindlichen Drehwinkelsensors verbunden ist.In order to measure the time interval between successive pulses of a rotation angle sensor, which is inversely proportional to the speed of the drive motor 8 , the microprocessor 13 is assigned a timer 28 which is connected to the measurement signal output of a rotation angle sensor located on the drive motor 8 .
Die Meßsignalausgänge der Motorstrom-Meßeinrichtung 23, der Motorspannungs-Meßeinrichtung 25, des Drehzahlsensors 11 und des Temperatursensors 22 sind jeweils zur Filterung ihrer Meßsignale mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters verbunden. Dadurch werden in den Meßsignalen enthaltene Störanteile, die beispielsweise durch die Kommutierung der Motorwicklungen des Antriebsmotors 8 und/oder durch das Gebläse einer benachbart zu dem Brandmelder 1 angeordneten Belüftungseinrichtung verursachten periodischen Luftdruckschwankungen hervorgerufen sein können, aus den Meßsignalen herausgefiltert.The measuring signal outputs of the motor current measuring device 23 , the motor voltage measuring device 25 , the speed sensor 11 and the temperature sensor 22 are each connected to the input of a low-pass filter for filtering their measuring signals. As a result, interference components contained in the measurement signals, which can be caused, for example, by the commutation of the motor windings of the drive motor 8 and / or by the blower of a ventilation device arranged adjacent to the fire detector 1, are filtered out of the measurement signals.
Bei dem Verfahren zur Branddetektion wird also an mindestens einer Überwachungsstelle eines Raumes eine Luftprobe entnommen und mittels eines einen elektrischen Antriebsmotor 8 aufweisenden Lüfters 7 über einen Strömungskanal 5 einer Meßkammer 3 mit wenigstens einem Branddetektor 4 zugeführt. Der Volumenstrom der dem Branddetektor 4 zugeführten Luft wird indirekt gemessen, indem Messwerte für die elektrische Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Lüfter- Antriebsmotors 8 ermittelt werden. Aus diesen Meßwerten wird durch durch Quotientenbildung wenigstens ein Volumenstrommeßwert gebildet und zum Überwachen des Volumenstroms mit mindestens einem vorgegebenen Volumenstromgrenzwert 15a, 15b verglichen.In the method for fire detection, an air sample is thus taken from at least one monitoring point of a room and fed to a measuring chamber 3 with at least one fire detector 4 via a flow channel 5 by means of a fan 7 having an electric drive motor 8 . The volume flow of the air supplied to the fire detector 4 is measured indirectly by determining measured values for the electrical power consumption and the speed of the fan drive motor 8 . At least one volume flow measured value is formed from these measured values by forming a quotient and compared with at least one predetermined volume flow limit value 15 a, 15 b for monitoring the volume flow.
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