DE19934171B4

DE19934171B4 - Filtersystem und -verfahren

Info

Publication number: DE19934171B4
Application number: DE19934171A
Authority: DE
Inventors: Lee D. Barlett Tice
Original assignee: Pittway Corp
Current assignee: Pittway Corp
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: DE19934171A1; US6229439B1; GB9916897D0; JP2000057469A; GB2339946B; GB2339946A

Abstract

Vorrichtung mit
einem ersten Sensor (S1) für eine erste Umgebungsbedingung, wobei der erste Sensor ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das die erste Bedingung angibt;
einem zweiten Sensor (S2) für eine zweite Umgebungsbedingung, wobei der zweite Sensor ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die zweite Bedingung angibt; und
einem Steuerelement (46), das Signale empfängt, welche die Ausgangssignale der beiden Sensoren (S1, S2) angeben, wobei das Steuerelement (46) einen Schaltkreis zum Verarbeiten des ersten Ausgangssignals und Erzeugen eines verarbeiteten ersten Ausgangssignals abhängig von dem zweiten Ausgangssignal umfaßt,
wobei die Vorrichtung so eingerichtet ist, daß das Erzeugen eines verarbeiteten ersten Ausgangssignals ein variables Glätten des ersten Ausgangssignals umfaßt, und das zweite Ausgangssignal den Grad der Glättung verändert.

Description

Die Erfindung betrifft Detektoren für Umgebungsbedingungen oder Umgebungszustände. Spezieller betrifft die Erfindung derartige Detektoren, die eine variable Glättung der eine Umgebungsbedingung anzeigenden Signale durchführen.
Verteilte Feueralarmsysteme, die mehrere Detektoren für Umgebungsbedingungen, wie Rauch-, Wärme- oder Gasdetektoren, enthalten, sind häufig in Geschäfts- oder Gewerbegebäuden installiert. Solche Systeme haben häufig eine gemeinsame Steuereinheit, die mit mehreren, räumlich getrennten Detektoren für Umgebungsbedingungen in einer Richtung oder bidirektional Daten austauschen kann.
Eines der Probleme bei der Übertragung von Informationen zu und von solchen Detektoren ist das Vorhandensein von unkorreliertem Rauschen. Rauschen ist unkorreliert, weil es nicht zu einem ausgewählten Parameter oder Parametern, die überwacht werden, in Beziehung steht.
Im Falle, daß der überwachte Parameter der Pegel von Umgebungsrauch, eine Umgebungstemperatur oder der Pegel eines Umgebungsgases ist, sind die interessierenden Signale solche, die eine hohe Korrelation zu der speziellen Umgebungsbedingung haben, welche erfaßt wird. Andere Signale, aufgrund elektrischen oder thermischen Rauschens, die nicht zu der erfaßten Umgebungsbedingung korreliert sind und die tatsächlich zufällig sein können, sind unerwünscht. In der Vergangenheit wurden verschiedene Techniken eingesetzt, um die Effekte solcher unkorrelierten Rauschsignale zu minimieren.
Eine bekannte Art der Verarbeitung oder Filterung umfasst das Abtasten der Signale von wenigstens einem der Detektoren für Umgebungsbedingungen und die Berechnung eines laufenden Mittelwerts gestützt auf eine vorgegebene Anzahl früherer Abtastwerte, wie 6 oder 8 oder 10, zusammen mit dem letzten Abtastwert. Während jeweils neue Abtastwerte empfangen werden, wird der laufende Mittelwert aktualisiert. Diese Technik schafft ein Mittel zum Minimieren oder Unterdrücken der Effekte des unkorrelierten Rauschens. Dieser Prozess kann mit Hilfe analoger Schaltkreise auch fortlaufend ausgeführt werden.
Filter können mittels analoger oder digitaler Hardware realisiert werden. Alternativ können sie digital mittels Software realisiert werden. Ein solches System ist in dem US-Patent Nr. 5,612,674 mit dem Titel ”High Sensitivity Apparatus and Method With Dynamic Adjustment for Noise” beschrieben, das derselben Inhaberin gehört und auf das hier bezug genommen wird.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 338 218 A1 offenbart ein Verfahren zur Brandfrüherkennung mit einem Temperatursensor und einem Brandsensor. Die Ausgangssignale der beiden Sensoren werden jeweils einzeln verarbeitet und mit Hilfe einer Schwellenwertschaltung kombiniert. Der Schwellenwert für den Brandsensor wird dabei herabgesetzt, wenn der Temperatursensor einen gegebenen Schwellenwert überschreitet.
Die Patentschrift DE 24 52 839 A1 offenbart einen Brandmelder mit zwei Fühlern. Ferner umfasst der Brandmelder eine Auswerteschaltung, wobei die Auswerteschaltung bei einer Beeinflussung des einen Fühlers durch ein Brandphänomen die Ansprechschwelle des anderen Fühlers für die Alarmsignalabgabe ändern kann.
Die US-Patentschrift US 5,659,292 A offenbart einen Feuerdetektor mit einem Feuersensor und einem Umgebungsbedingungssensor. Die Ausgangssignale der beiden Sensoren werden mithilfe einer lokalen Verarbeitungsschaltung und einer Steuerungselektronik kombiniert. Dabei kann das Ausgangssignal eines Sensors unterdrückt werden, solange ein Ausgangssignal des anderen Sensors vorliegt.
Die deutsche Patentschrift DE 196 29 275 A1 offenbart einen Rauchdetektor mit mehreren Sensoren. Die Ausgangssignale der Sensoren werden mithilfe einer Schaltung weiterverarbeitet. Dabei werden die Ausgangssignale der einzelnen Sensoren jeweils einzeln verarbeitet, mithilfe von Multiplikatoren jeweils mit einem Koeffizienten multipliziert und anschließend mithilfe einer Summierschaltung aufaddiert, um ein Ausgangssignal zu erhalten.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 760 464 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Vorverarbeitung eines Ausgangssignals eines Umgebungsbedingungssensors. Dabei wird ein gegenwärtiger Ausgangswert mit einem vorherigen Ausgangswert verglichen und der jeweils kleinere Wert angegeben.
Während bekannte Lösungsansätze ein Mittel zum Unterdrücken oder Reduzieren unkorrilierten Rauschens in Signalen von Detektoren für Umgebungsbedingungen schaffen, führen sie auch Verzögerungen ein. In dem Fall, dass der interessierende Parameter, wie der Pegel des Rauchs oder der Umgebungstemperatur, zuzunehmen beginnt, werden diese Zunahmen gedämpft und erscheinen in den gefilterten Ausgangssignalen erst nach einem Verzögerungsintervall, das charakteristisch für die Art der Mittelung oder Filterung ist, die eingesetzt wird.
Wie in der US-Patentanmeldung Nr. 09/120,444 (Stammanmeldung der vorliegenden Anmeldung), auf die bezug genommen wird, offenbart und beansprucht ist, kann eine Glättungs- oder Filterfunktion bei Vorliegen eines Profils, das ein Feuer anzeigt, verändert werden. Es wäre wünschenswert, mit der Einstellung des Grads der Glättung oder Filterung sogar noch bevor ein Profil, welche eines Feuer anzeigt, erfasst werden kann, beginnen zu können.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine Vorrichtung gemäss der Erfindung umfasst wenigstens einen ersten und einen zweiten Sensor für Umgebungsbedingungen. Ein erster Sensor kann z. B., ohne Beschränkung hierauf, auf Rauch in der Umgebung ansprechen, während ein zweiter Sensor auf Gas ansprechen kann, wie Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid oder andere Kohlenwasserstoffe. Der zweite Sensor könnte alternativ auch auf die Temperatur ansprechen.
Eine Steuerschaltung verarbeitet ein Ausgangssignal von dem ersten Sensor mittels Filterung oder Glättung desselben, um Überschwingen oder Rauschen in dem Signal zu reduzieren, das nicht zu der Umgebungsbedingung korreliert ist, auf welche der erste Sensor anspricht. Die Glättungs- oder Filtereigenschaften werden dann abhängig von einem Ausgangssignal von dem zweiten Sensor verändert. Die Steuerschaltung kann in der Nachbarschaft der Sensoren angeordnet sein. Alternativ kann die Steuerschaltung teilweise in der Nachbarschaft der Sensoren und teilweise von diesen entfernt angeordnet sein.
Wenn beide Sensoren Feuersensoren sind, könnte ein Feuersensor dazu verwendet werden, die Reaktion des ersten Feuersensors zu kontrollieren. Alternativ könnten sie tatsächlich auch zusammen arbeiten, indem sie gegenseitig ihre Glättungskoeffizienten einstellen.
Wenn ein Sensor ein Feuersensor ist, und ein anderer Sensor ist kein Feuersensor, dann kann der Nicht-Feuersensor dazu verwendet werden, das Ansprechen des Feuerssensors durch Abbremsen seiner Reaktion zu kontrollieren. Der Feuersensor könnte z. B. auf eine falsche Bedingung, wie Staub oder Feuchtigkeit, ansprechen. Wenn der erste Sensor auf Rauch anspricht (Ionen- oder Fotosensor), könnte der zweite Sensor auf Gas, Staub, Temperatur oder Feuchtigkeit ansprechen.
Dabei handelt es sich um einen Kombinationsdetektor, bei dem zwei oder mehr Sensoren in dem Detektor logisch kombiniert werden, um zu ermitteln, ob eine bestimmte Umgebungsbedingung vorliegt. Diese Umgebungsbedingung kann z. B. ein Feuer sein.
Durch Steuern des Glättungskoeffizienten wird der Detektor nicht davon abgehalten, einen Alarm auszugeben, wenn eine Bedingung lange genug vorliegt. Dies trägt zur Ausfallsicherheit bei. Der Glättungskoeffizient steuert einfach die Geschwindigkeit (Rate) der Reaktion, und die Entwicklung des Profils einer bestimmten Bedingung zu irgendeiner Zeit erhöht sofort die Reaktion auf eine Bedingung, die keinem Profil entspricht, weil der Detektor immer aktiv bleibt.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung verwendet einen oder mehrere Sensoren, um wenigstens einen Glättungskoeffizienten für einen anderen oder mehrere andere Sensoren einzurichten. Die mehreren Sensoren werden dazu verwendet, besser zu erkennen, ob ein Zustand oder eine Bedingung vorherrscht oder nicht, um ein schnelleres Ansprechen auf den Zustand oder ein langsames Ansprechen auf falsche Zustände zur Verhinderung eines unerwünschten Alarms vorzusehen.
Ausgangssignale von den jeweiligen Sensoren zur Veränderung des Filters können aufgrund der Amplitude der Änderungsgeschwindigkeit oder anderer Parameter bewertet werden, um zu ermitteln, ob der Zustand vorliegt. Die Verarbeitung kann lokal bei dem jeweiligen Detektor oder entfernt bei einer gemeinsamen Steuereinheit durchgeführt werden. Im zuletzt genannten Fall könnten der Koeffizient oder die Koeffizienten nach der Modifizierung heruntergeladen werden, wenn die Filterung bei dem Detektor ausgeführt werden soll.
Die Anzeige eines Feuers kann in Kategorien oder kontinuierlich gestützt auf die Ausgangswerte des Sensors und die Bewertung dieser Werte erfolgen. Die Anzeigen können z. B. wie folgt kategorisiert werden:
keine Anzeige (es gibt kein Muster oder keinen Trend);
geringfügige Anzeige (es gibt kein Muster, aber ein Trend beginnt sich zu entwickeln oder es gibt eine scharfe Zunahme in Richtung Sättigung);
gemäßigte Anzeige (es gibt ein Muster, es besteht jedoch noch erheblicher Zweifel über den Zustand); und
starke Anzeige (es gibt ein spezifisches Muster und wenig Zweifel über den Zustand).
Mehrere Sensoren liefern zusätzliche Informationen über das hinaus, was von einem einzelnen Sensor zur Verfügung steht. Als ein Resultat kann eine Zustandssignatur erstellt werden, um das Vertrauen zu erhöhen, daß sich tatsächlich ein Feuer entwickelt. Dieses Verfahren ist nicht auf zwei Sensoren beschränkt, sondern kann drei oder mehr Sensoren umfassen.
Verschiedene Arten der Filterungen können verwendet und modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel können laufende Mittelwerte verwendet und abhängig von dem Ausgangssignal des geeigneten Sensors dynamisch modifiziert werden.
Der gesamte Prozeß kann bei jedem entsprechenden Detektor lokal (dezentral) ausgeführt werden. Alternativ kann ein Teil der Verarbeitung bei dem Detektor und ein Teil bei der gemeinsamen Steuereinheit ausgeführt werden.
Zahlreiche andere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und der Ausführungsformen, aus den Ansprüche und der Zeichnung. In den Figuren zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines Systems gemäß der Erfindung;
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Mehrfachsensordetektors, der in dem System der 1 verwendet werden kann;
3 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Verändern eines Glättungs- oder Anpassungsprozesses gemäß der Erfindung;
4 zeigt ein Flußdiagramm einer Verarbeitung gemäß der Erfindung, wobei beide Sensoren auf Parameter ansprechen, die ein Feuer anzeigen;
5 zeigt Detektorreaktionen auf verschiedene Bedingungen;
6 zeigt ein Flußdiagramm der Verarbeitung gemäß der Erfindung, wobei ein erster Sensor auf einen Parameter anspricht, der ein Feuer anzeigt, und ein zweiter Sensor ist ein Nicht-Feuersensor;
7 zeigt Detektorreaktionen auf verschiedene Bedingungen;
8 zeigt ein Blockdiagramm einer alternativen Vorrichtung und eines Verfahrens gemäß der Erfindung;
9 zeigt ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung;
10 zeigt einen Graphen, der beispielhaft den Betrieb einer Form der Verarbeitung mit zwei Sensoren und inkrementeller Amplitudenbegrenzung illustriert, wobei das Eingangssignal zum Verändern des Prozesses im wesentlichen flach ist; und
11 zeigt einen Graphen derselben Systemart, die in dem Graphen der 10 dargestellt ist, wobei das den Prozeß verändernde Eingangssignal zunimmt.
Während diese Erfindung in vielen verschiedenen Ausführungsformen realisiert werden kann, sind in den Zeichnungen und in der Beschreibung im einzelnen bestimmte Ausführungsformen dargestellt, wobei man verstehen wird, daß die vorliegende Offenbarung beispielhaft für die Grundsätze der Erfindung verstanden werden muß und die Erfindung nicht auf die spezifischen, gezeigten Ausführungsformen begrenzen soll.
1 zeigt ein Alarmsystem 10, das eine gemeinsame Steuereinheit 14 enthält. Das System 10 könnte z. B. Teil eines umfangreicheren Gebäudesteuersystems sein. Es könnte ferner mehrere verknüpfte Steuereinheiten 14 umfassen.
Die Steuereinheit 14 kann ferner einen programmierbaren Prozessor 14a, einen zugehörigen Speicher 14b und eine Schnittstellenschaltung 14c aufweisen. Die Schnittstellenschaltung ist mit dem Prozessor 14a und über eine Datenübertragungsverbindung 16 mit mehreren Umgebungsbedingungsdetektoren 18 verbunden.
Die Verbindung kann in einer Richtung oder bidirektional arbeiten. Die Verbindung kann z. B. mit einem Kabel, einer lichtleitenden Faser oder jeder anderen Drahtverbindung oder drahtlosen Verbindung, wie über Funk HF, realisiert sein.
Die einzelnen Detektoren 18, 18a, 18b, ... 18n umfassen jeweils einen oder mehrere Umgebungsbedingungs-Feuersensoren S1, wie Rauchsensoren, Flammensensoren; Gassensoren oder Wärmesensoren. Wenigstens einige der mehreren Detektoren 18 umfassen einen zweiten Umgebungsbedingungssensor S2. Die Sensoren S2 können Feuersensoren oder Nicht-Feuersensoren, wie Staub-, Feuchtigkeit-Geschwindigkeit-Sensoren, entsprechen.
Die mehreren Sensoren 18 kommunizieren mit dem Prozessor 14a über die Datenübertragungsverbindung 16. Signale, welche die erfaßte Umgebungsbedingung für die jeweiligen Detektoren angeben, können zu der Einheit 14 gesendet werden. Die Signale können in analoger oder digitaler Form vorliegen, ohne Beschränkung auf eines von beiden.
Mehrere Funktionserzeugungsausgangsmodule 19 sind ebenfalls mit der Verbindung gekoppelt. Die Module 19 können gesteuert werden, um Magnetventile (Solenoide) oder andere Arten von Ausgabeeinrichtungen nach Wunsch zu aktivieren.
Der Prozessor 14a verarbeitet abhängig von Verarbeitungsmodulen und Befehlen, die in dem Speicher 14b gespeichert sind, die zurückgegebenen Umgebungszustandssignale oder Angaben von einem oder mehreren der mehreren Detektoren 18. Bei Vorliegen einer vorgegebenen Alarmbedingung können mehrere hörbare und/oder visuelle Alarmausgabeeinrichtungen 22 über die Datenübertragungsverbindung 24 angeregt werden, um dadurch sowohl visuelle als auch hörbare Anzeigen einer Alarmbedingung in dem überwachten Bereich vorzusehen.
Eine Bedienungskonsole 14d kann dazu verwendet werden, einer Bedienungsperson eine Alarmbedingung visuell anzuzeigen. Alternativ kann ein Alarm oder eine hiermit verbundene Bedingung mit einem Drucker 14e aufgezeichnet werden.
Die Angaben von den Detektoren 18 können gefiltert oder geglättet werden, um die Effekte unkorrelierten Rauschens zu minimieren. Der Grad der Glättung kann abhängig von der Wahrscheinlichkeit, daß ein Feuer vorliegt, variiert werden.
Beim Auftreten von Zufallsschwankungen in den von den mehreren Detektoren 18 empfangenen Angaben, eine Eigenschaft unkorrelierten Rauschens, kann eine Filterung oder Glättung auf hohem Niveau realisiert werden. Dies begrenzt wiederum die Ansprechzeit des Systems.
Die Filterung oder Glättung kann in der Steuereinheit 14 realisiert werden. Alternativ kann sie in einer oder mehreren verteilten Vorrichtungen 18, einschließlich Rauchdetektoren, Feuerdetektoren, Gasdetektoren und dergleichen, ohne Beschränkung hierauf, umgesetzt werden.
Wenn andererseits die Angaben der Detektoren 18 dem Profil eines Feuers entsprechen, kann der Prozessor 14a reagieren, indem er entweder das Niveau der Glättung oder Filterung reduziert oder umgeht, wodurch eine schnellere Ansprechzeit des Systems erreicht wird.
Wie unten beschrieben, kann der Filterungs- oder Glättungsprozeß in einer festverdrahteten Schaltung ausgeführt werden. Alternativ kann der Prozeß durch Ausführung im voraus gespeicherter Befehle in der Form eines Steuerprogramms, das in dem Speicher 14b oder bei dem jeweiligen Detektor gespeichert ist, ausgeführt werden. Die im voraus gespeicherten Befehle können ausgeführt werden, um eine einstufige oder mehrstufige exponentielle Filterungs- oder Glättungsfunktionen zu realisieren und um den Alarm softwaregestützt zu verarbeiten.
Wenn erwünscht, können die Rohsignale oder Angaben von den Detektoren gemäß dem System vorgefiltert oder vorverarbeitet werden, das in der US-Patentanmeldung Nr. 08/522,599 vom 1. September 1995 mit dem Titel „Pre-Processor Apparatus and Method” derselben Anmelderin beschrieben ist, auf welche hier bezug genommen wird. Auch andere Formen der Vorverarbeitung können ohne Beschränkung eingesetzt werden.
Beispielsweise, und ohne Beschränkung hierauf, ist in 2 ein repräsentativer Detektor mit zwei Sensoren gezeigt, wie der Detektor 18a. Der Detektor 18a umfaßt ein Gehäuse 25, das einen ersten Sensor 26a und einen zweiten Sensor 26b enthält. Die Sensoren 26a und 26b sind mit der lokalen Detektorsteuerschaltung 26c verbunden.
Man wird verstehen, daß die nachfolgend beschriebene Verarbeitung, ohne Einschränkung, von der Steuerschaltung 26c bei dem jeweiligen Detektor oder alternativ bei der Steuereinheit 14 ausgeführt werden kann. Die Steuerschaltung 26c könnte wenigstens teilweise mit einem programmierten Prozessor und lokalen Steuerbefehlen realisiert werden.
Die Steuerschaltung 26c tauscht mit der Schnittstellenschaltung 26d bidirektional Daten aus. Die Schnittstellenschaltung 26d ist ihrerseits mit der Datenübertragungsverbindung 16 verbunden, um eine bidirektionale Datenübertragung des Detektors 18a zur Steuereinheit 14 zu ermöglichen.
Es ist verständlich, daß der Umgebungszustandssensor 51, 26a als ein Sensor realisiert werden könnte, der auf eine mögliche Feuerbedingung anspricht. Solche Sensoren umfassen Rauchsensoren, Flammensensoren, thermische Sensoren und Gassensoren.
Der zweite Umgebungszustandsensor S2, 26b könnte als ein Feuersensor oder ein Nicht-Feuersensor realisiert werden. Mögliche Nicht-Feuersensoren sind Feuchtigkeitssensoren, Staubsensoren und Geschwindigkeitssensoren.
3 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung. Man wird verstehen, daß das Blockdiagramm der 3 entweder in festverdrahteter Form oder über das in dem Speicher 14b gespeicherte Steuerprogramm, das wiederum von dem Prozessor 14a ausgeführt wird, realisiert werden könnte. Es könnte auch in einem oder mehreren der jeweiligen Detektoren mittels Hardware und/oder Software realisiert werden.
Ein Ausgangssignal von dem Sensor S1 kann optional zunächst in dem Element oder Schritt 28-1 vorverarbeitet werden (in 3 gestrichelt gezeichnet). Das Ausgangssignal des Vorprozessors 28-1 auf der Leitung 30-1 wird im Modul oder Schritt 32-1 geglättet oder gefiltert.
Ein Ausgangssignal von dem Sensor S2 kann optional zunächst in dem Element oder Schritt 28-2 vorverarbeitet werden (in 3 gestrichelt gezeichnet). Das vorverarbeitete Ausgangssignal auf der Leitung 30-2 wird seinerseits in dem Element oder Schritt 32-2 gefiltert oder geglättet.
Die Ausgangssignale der Filterprozesse A1(t) und A2(t) auf den Leitungen 34-1 bzw. 34-2 werden dann kombiniert, um eine verarbeitete Ausgangsfunktion auf einer Leitung 38 zu erzeugen. Das Signal auf der Leitung 38 wird dann in ein Alarmverarbeitungselement oder Schritt 46 eingegeben. Die Eingangssignale des Alarmprozessors 46 können mehrere Schwellwerte 46a zusammen mit mehreren Steigungen oder Gradienten 46b umfassen.
Die Eigenschaften des gefilterten Signals auf der Leitung 38 können ihrerseits mit einem oder mehreren der Schwellwerte 46a und/oder einer oder mehreren Steigungen 46b in dem Prozessorelement oder Schritt 46 verglichen werden. Alternativ können komplexere Mustererkennungsverfahren eingesetzt werden.
In dem Fall, daß ein Alarmzustand erfaßt wird, kann eine Nachricht auf der Konsole 14b angezeigt werden. Alternativ kann die Alarmbedingung von dem Drucker 14e aufgezeichnet werden. Ferner können Ton- und Alarmanzeigen 22 angeregt werden, wodurch Personen in dem überwachten Bereich über das Vorliegen der Alarmbedingung informiert werden.
Man wird verstehen, daß weder die Eigenschaften der Filter 32-1, 32-2, 36 noch deren Realisierung erfindungsgemäß Beschränkungen erfahren. Man wird auch verstehen, daß das Profil des Feuers vorübergehend auftreten könnte. In diesem Fall würde das Niveau der Glättung reduziert oder umgangen, wodurch die Ansprechzeit des Systems 10 gesenkt wird. Wenn das erfaßte Profil jedoch abklingt oder verschwindet, wie im Falle eines vorübergehenden Rauchpegels, könnte das Niveau der Filterung oder Glättung wieder erhöht werden, um das System 10 in seinen normalen Ruhebetriebszustand zurückzubringen.
Alternativ könnte in dem Fall, daß das Signal auf der Leitung 30-1 wieder in Richtung eines sauberen Luftpegels zurückgeht, wodurch angezeigt wird, daß kein Feuerzustand vorliegt, das Niveau der Filterung oder Glättung, z. B. in den Filtern 32-1 und 32-2, 36, reduziert oder umgangen werden, damit das verarbeitete Ausgangssignal auf der Leitung 38 schneller zu einem entsprechenden gefilterten Wert für saubere Luft zurückkehren kann, als es sonst der Fall wäre. In diesem Fall kann das Niveau der Filterung wieder erhöht werden, wenn die gefilterten Signale zu ihren jeweiligen Werten für saubere Luft zurückgekehrt sind.
Zur weiteren Erläuterung der Eigenschaften und des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens sind im folgenden zwei Beispiele erörtert. Beispiel 1 betrifft die Eigenschaften eines Detektors, wie des Detektors 18a, bei dem die Sensoren S1 und S2 beide auf Feuerbedingungen ansprechen. Danach wird im Beispiel 2 die Verarbeitung und das Ansprechverhalten eines weiteren Detektors, wie des Detektors 18b, beschrieben, der einen Feuersensor S1 mit einem zweiten Nicht-Feuersensor S2 kombiniert.
Beispiel 1:
Ein erster Feuersensor S1 wird mit einem zweiten Feuersensor S2 kombiniert, wobei S2 den Glättungskoeffizienten von S1 kontrolliert. S1 wird zunächst gestützt auf ein Feuersignaturprofil aufgrund seiner eigenen Werte auf seinen eigenen Glättungskoeffizienten eingestellt, wie unten angegeben, und durch S2 modifiziert:
Nur S1:
Keine Anzeige setzt den Glättungskoeffizienten auf 0,025 (sehr langsames Ansprechen). Eine geringfügige Anzeige setzt den Glättungskoeffizienten auf 0,10 (leichtes Ansprechen). Eine gemäßigte Anzeige setzt den Glättungskoeffizienten auf 0,15 (gemäßigtes Ansprechen). Eine starke Anzeige setzt den Glättungskoeffizienten auf 0,25 (starkes Ansprechen).
Modifikation des Glättungskoeffizienten von S1 durch S2:
Keine Anzeige erhöht den Glättungskoeffizienten nur um 0,025. Eine leichte Anzeige erhöhte den Glättungskoeffizienten leicht um 0,10. Eine gemäßigte Anzeige erhöht den Glättungskoeffizienten gemäß um 0,15. Eine starke Anzeige erhöht den Glättungskoeffizienten stark um 0,25.
4 zeigt die Schritte der Verarbeitung für das Beispiel 1, wobei beide Sensoren S1 und S2 auf Anzeichen von Feuer ansprechen.
Im Schritt 102 werden Ausgangssignale von den Sensoren S1 und S2 erhalten. Im Schritt 104 können die jeweiligen Sensorausgangssignale vorverarbeitet werden, Elemente 28-1 und 28-2. In mehreren Schritten 106 werden Koeffizientenwerte gestützt auf die Wahrscheinlichkeit, daß das vorverarbeitete Signale S1' auf der Leitung 30-1 eine Feuerbedingung anzeigt, eingerichtet. In mehreren Schritten 108 wird der im Schritt 106 eingerichtete Koeffizientenwert abhängig von der Wahrscheinlichkeit, daß das vorverarbeitete Ausgangssignal des Sensors S2 auf der Leitung 30-2 eine Feuerbedingung angibt, modifiziert.
Im Schritt 110 wird das vorverarbeitete Ausgangssignal S1' von dem Sensor S1 geglättet oder gefiltert, Element 32-1. Im Schritt 112 wird das vorverarbeitete Ausgangssignal S2' des Sensors S2 geglättet oder gefiltert, Element 32-2.
Im Schritt 114 wird ein verarbeitetes Signal auf Leitung 38 gebildet, das sich durch Kombinieren der gefilterten Ausgangssignale auf den Leitungen 34-1 und 34-2, die zu den beiden Sensoren gehören, ergibt. Dieser Schritt des Kombinierens ist unten erläutert.
Im Schritt 116 wird das verarbeitete Ausgangssignal auf Leitung 38 entweder mit einem oder mehreren Schwellwerten 46a verglichen, oder mehrere verarbeitete Ausgangssignale, die auf Leitung 38 empfangen wurden, werden mit vorgegenenen Steigungen 46b verglichen (Alarmverarbeitungselement 46), um zu ermitteln, ob eine Alarmbedingung vorliegt. Wenn ja, wird dann ein Alarm erzeugt.
5A zeigt in graphischer Form Ausgangssignale von den Sensoren S1 und S2. Keines der Aussgangssignale zeigt ein Feuer an. Das verarbeitete Ausgangssignal auf der Leitung 38 zeigt nicht das Vorliegen einer Alarmbedingung an.
5B zeigt in graphischer Form das verarbeitete Ausgangssignal auf der Leitung 38, wenn das Ausgangsssignal des Sensors S1 gesättigt ist und der Sensor S2 keine Feuerbedingung anzeigt. Das Ausgangssignal des Sensors S1 hatte vorher kein Feuerprofil angedeutet. Er könnte aufgrund von Feuchtigkeit, Staub oder durch einen Fehler in die Sättigung gegangen sein. Wenn dies der Fall ist, kann es sich um eine falsche Anzeige handeln.
Wie in 5B gezeigt, nimmt das Signal auf der Leitung 38 abhängig von der Sättigungsbedingung des Sensors S1 linear zu und erzeugt schließlich eine Alarmbedingung. Der Prozeß ist somit tendenziell störungssicher.
5C zeigt in graphischer Form den Effekt des Ausgangssignals auf der Leitung 38, wenn der Sensor S1 aufgrund einer leichten Anzeige des Vorhandenseins von Rauch und einer starken Anzeige des Vorhandenseins von Kohlenmonoxid durch den Sensor S2 in die Sättigung gegangen ist. Als Folge der starken Anzeige, die von dem Sensor S2 geliefert wird, erreicht das Ausgangssignal auf der Leitung 38 einen Alarmzustand schneller als im Fall der 5B. Als Folge der Kombination der Ausgangssignale von zwei verschiedenen, feuerbezogenen Sensoren, kann eine Alarmbedingung schneller angegeben werden als in dem Fall mit nur einem einzigen Sensor, wobei noch immer Fehlalarme auf einem Minimum gehalten werden.
5D zeigt in graphischer Form die Vorteile, welche durch die Erfindung erreicht werden. Dabei erzeugt eine starke Anzeige eines Feuers durch den Sensor S1 in Kombination mit einer starken Anzeige durch den Sensor S2 ein Ausgangssignal, das aufgrund der Einstellung des Glättungsprozesses durch das Ausgangssignal des Sensors S2 relativ unmittelbar zum Alarm kommt.
Beispiel 2:
Ein erster Feuersensor S1 wird mit einem zweiten Nicht-Feuersensor S2 kombiniert. Der Sensor S2 steuert den Glättungskoeffizienten von S1. Der Sensor S1 wird zunächst gestützt auf ein Feuersignaturprofil aufgrund seiner eigenen Werte wie unten angegeben auf seinen eigenen Glättungskoeffizienten eingestellt und durch S2 modifiziert, um das Ansprechen zu verringern, wenn eine Nicht-Feuerbedingung erfaßt wird.
Nur S1:
Keine Anzeige setzt den Glättungskoeffizienten auf 0,1 (langsames Ansprechen). Eine geringfügige Anzeige setzt den Glättungskoeffizienten auf 0,25 (geringfügiges Ansprechen). Eine gemäßigte Anzeige setzt den Glättungskoeffizienten auf 1,0 (starkes Ansprechen).
Modifikation des Glättungskoeffizienten von S1 durch S2 (Nicht-Feuersensor):
Keine Anzeige modifiziert den Glättungskoeffizienten nicht. Eine geringfügige Anzeige teilt den Glättungskoeffizienten durch 2 (weniger Ansprechen). Eine gemäßigte Anzeige teilt den Glättungskoeffizienten durch 5 (viel weniger Ansprechen). Eine starke Anzeige teilt den Glättungskoeffizienten durch 10 (sehr viel weniger Ansprechen).
6 zeigt die Schritte eines Verfahrens 200, wobei ein repräsentativer Detektor, wie der Detektor 18B, einen Feuersensor S1 oder einen Nicht-Feuersensor S2 umfaßt. Die Schritte des Verfahrens 200, die den entsprechenden Schritten des Verfahrens 100 entsprechen, wurden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Schritte werden nicht weiter erläutert.
In mehreren Schritten 206 wird der Wert eines Glättangs- oder Filterkoeffizienten gemäß dem Grad eingestellt, zu dem das vorverarbeitete Ausgangssignal S1' von dem Sensor S1 eine Feuerbedingung anzeigt. In mehreren Schritten 208 wird der Wert des Glättungs- oder Filterkoeffizienten aus dem Schritt 206 gemäß dem Grad eingestellt, zu dem das vorverarbeitete Ausgangssignal S2' von dem Sensor S2 die jeweilige Nicht-Feuerbedingung anzeigt. Danach werden unter Verwendung des Wertes für den Glättangs- oder Filterkoeffizienten die jeweiligen Sensorausgangssignale geglättet, Schritte 110 und 112, in Schritt 114 kombiniert und dann verarbeitet, um zu ermitteln, ob ein Alarmzustand vorliegt, Schritt 116. Man wird verstehen, daß für verschiedene Arten von Sensoren verschiedene Glättungskoeffizienten verwendet werden können.
7A zeigt in graphischer Form die Wechselwirkung zwischen dem Feuersensor S1 und dem Feuchtigkeitssensor S2, wobei von dem Sensor S1 eine Feuerbedingung gemeldet wird, von dem Sensor S2 jedoch nicht. Umgekehrt zeigen die Kurven der 7B den Dämpfungseffekt, welcher der Sensor S2 bei Vorliegen einer starken Anzeige der jeweiligen Bedingung hat, um die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms zu minimieren, welcher abhängig von dem Signal vom Sensor S1 erzeugt wird.
Mit Bezug auf das Flußdiagramm der 4 und 6 können die Sensordatenabtastwerte S1' und S2' geglättet werden, sobald der Glättungskoeffizient K bestimmt ist. Dieser Prozeß ist dynamisch, und K kann sich mit jedem neuen Datenabtastwert ändern. Man erinnere sich, daß: A1(t) = (1 – K)·A1(t – 1) + (K)·S1' und A2(t) = (1 – K)·A2(t – 1) + (K)·S2'.
Dieses Verfahren zum Ermitteln von K, das für beide Sensoren S1, S2 verwendet wird, ist nicht notwendig beschränkt. Für jeden Sensor können verschiedene Werte von K ermittelt werden (d. h. K1 zur Verwendung in A1(t) und K2 zur Verwendung in A2(t)).
Zum Beispiel bei K2 = (K1)/2 spricht A2(t) langsamer an als A1(t). Die Beziehung zwischen K1 und K2 ist eine Funktion des Typs der verwendeten Sensoren und ihrer Übertragungskennlinien. Bei der zur Zeit bevorzugten Ausführungsform bleibt K1 = K2.
Die verarbeiteten einzelnen Sensorwerte A1(t) und A2(t) werden nun wie im Schritt 114 kombiniert und in einer Alarmbestimmungsroutine verwendet, Schritt 116, um „Alarm” oder „kein Alarm” zu ermitteln. Diese Funktion wird wie folgt ausgedrückt: F(t) = F[A1(t), A2(t)].
F(t) kann als einfache Summe gleich A1(t) + A2(t) oder als Summe der Quadrate A1(t)² + A2(t)² oder als gewichtete Summe A1(t) + A2(t)/2 sein oder eine andere mathematische Beziehung zwischen A1(t) und A2(t) ohne Beschränkung auf irgendeine spezifische Form aufweisen.
Für die Zwecke dieser Erfindung kann ferner die tatsächliche Gleichung für A1(t) und A2(t) variieren und innerhalb des Bereichs für die Ermittlung des(der) Glättungskoeffizienten unter Verwendung von mehr als einem Sensor liegen. Bei dem derzeit bevorzugten Verfahren ist F(t) = F[A1(t), 0] = A1(t), wobei A2(t) nur zum Ermitteln des Glättungskoeffizienten K verwendet wird. Dieses Verfahren wird in den Graphen für die Übertragungsfunktion demonstriert. F(t) = A1(t) = (1 – K)·A1(t) + (K)·S1', Schritt 114.
Wenn A1(t) > Alarmschwellwert AT, dann ist Ausgangssignal = Alarm, Schritt 116.
Man wird verstehen, daß alternativ das Ausgangssignal von dem Sensor S2 dazu verwendet werden kann, einen oder mehrere Koeffizienten des Glättungsprozesses aufgrund des Ausgangssignals des Sensors S1 direkt zu verändern. In dieser Hinsicht kann ein Teil oder die gesamte Verarbeitung des Ausgangssignals von S1 lokal bei dem jeweiligen Detektor ausführt werden. Das teilweise oder vollständig verarbeitete Ausgangssignal könnte bei dem Detektor und/oder bei der Steuereinheit 14 auf das Vorliegen einer Feuerbedingung analysiert werden.
8 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren, wobei ein Ausgangssignal von dem Sensor S2 im Element oder Schritt 28-2 vorverarbeitet wurde. Dieses Ausgangssignal, das über Schnittstellenschaltungen 40 zum Schaltkreis 42 geführt wird, soll einen oder mehrere Koeffifzienten eines zweistufigen Filters des Signals S1' verändern, wie lediglich als Beispiel dargestellt ist. Ein erster Filterabschnitt 44-1 mit einem gefilterten Ausgangssignal auf einer Leitung 46-1 wird mit einem zweiten Filterabschnitt 44-2 gekoppelt, der seinerseits auf einer Leitung 44-2 ein Ausgangssignal erzeugt. Das zweimal gefilterte Ausgangssignal auf der Leitung 46-2 kann dann in dem Alarmprozessor 46 analysiert werden.
Man wird verstehen, daß einige oder alle der in 8 gezeigten Elemente in dem jeweiligen Detektor liegen könnten. Alternativ könnte der Alarmprozessor 46 z. B. bei einem gemeinsamen Steuerelement 14 angeordnet sein. Bei einer noch anderen Ausführungsform könnten die Filter 44-1, 44-2 und der Veränderungsschaltkreis 42 ebenfalls bei dem Steuerelement 14 angeordnet sein. Man wird verstehen, daß weder die Art, auf welche die Filterung realisiert ist, noch die Art, auf welche sie abhängig von dem Ausgangssignal eines anderen Sensors modifiziert wird, eine erfindungsgemäße Beschränkung darstellt.
Man wird in diesem Fall auch verstehen, daß Steuerschaltungen, wie 26c, die bei den jeweiligen Detektoren angeordnet sind, mit einem programmierten Prozessor realisiert werden könnten. Die zu diesem Prozessor gehörenden, im voraus geladenen Befehle könnten dazu verwendet werden, die Vorverarbeitung, Elemente 28-1, 28-2, sowie die Filterfunktionen, wie mit den Filtern 44-1 und 44-2, auszuführen.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Eine Vorrichtung 60 umfaßt mehrere Sensoren S1, S2, ... S_n. Die Ausgangssignale dieser Sensoren könnten z. B. wie in den Blöcken 28-1, 28-2 vorverarbeitet werden. Diese Signale, wie S1' und S2', könnten, falls erwünscht, über entsprechende Schnittstellenschaltungen 40 und Sensoreingangssignale mit der Verarbeitungsschaltung 62 gekoppelt werden. Zusätzlich können die Signale S1'-1 ... Sm'-1 von den jeweiligen Sensoren gekoppelt werden, um sich ändernde Eingangssignale der Schaltung 62 zu verarbeiten.
Wenn beispielsweise das System 60 drei Sensoren S1, S2, S3 aufweist (ohne hierauf beschränkt zu sein) kann jedes der Ausgangssignale von einem jeweiligen Sensor S1' ... S3' in der Schaltung 62 verarbeitet werden. Abhängig von den Signalen von den anderen Sensoren S1'-1, S2'-1 und S3'-1 kann die Form und der Umfang der Verarbeitung in der Schaltung 62 im bezug auf jedes der Eingangssignale verändert werden. Die verarbeiteten Ausgangssignale P1, P2, P3 können zu dem Alarmprozessor 46 übertragen werden, um dann zu ermitteln, ob eine oder mehrere alarmrelevante Bedingungen vorliegen.
In der Vorrichtung 60 wird ein Ausgangssignal von einem oder mehreren Sensoren dazu verwendet, die Verarbeitung eines Ausgangssignals von einem oder mehreren anderen Sensoren zu steuern. Beispiele umfassen die Veränderung des Grads der Filterung oder Glättung unabhängig davon, ob diese Prozesse mittels Software oder Hardware realisiert sind. In dieser Hinsicht wird die Ansprechgeschwindigkeit einer verarbeiteten Darstellung eines Ausgangssignals von einem ersten Sensor durch das Ausgangssignal des zweiten Sensors eingestellt oder begrenzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Sensoren periodisch abgetastet. Der zweite Sensor wird dazu verwendet, die Glättung des ersten Sensors zu steuern. Diese Glättung kann erreicht werden, indem ein Glättungskoeffizient verwendet wird, oder auf jede andere Weise, welche den Umfang der Änderung oder die Geschwindigkeit der Änderung des verarbeiteten Ausgangssignals des ersten Sensors begrenzt. Die Ansprechgeschwindigkeit des ersten Sensors wird somit durch den zweiten Sensor eingestellt.
Das Ansprechen des ersten Sensors kann schneller gemacht werden, wenn das Ausgangssignal des zweiten Sensors eine gesuchte Umgebungsbedingung anzeigt. Das Ansprechen des ersten Sensors kann langsamer statt schneller gemacht werden, wenn das Ausgangssignal des zweiten Sensors eine falsche oder negative Umgebungsbedingung erkennen läßt.
Wenn der zweite Sensor ein Temperatursensor ist, könnte eine positive Anzeige einer Feuerbedingung durch ein zunehmendes Signal erfolgen, und eine negative Anzeige könnte durch ein abnehmendes Signal erfolgen. Der zweite Sensor kann ein CO₂-Sensor, ein CO-Sensor oder eine andere Art eines Gassensors sein, der ein positives Signal erzeugt, wenn die gesuchte Umgebungsbedingung vorliegt. In diesem Fall könnte eine positive Anzeige einer Feuerbedingung durch ein mit der Zeit zunehmendes Signal wiedergegeben werden. Eine negative Bedingung könnte durch ein mit der Zeit abnehmendes Signal wiedergegeben werden.
Wenn der zweite Sensor ein Feuchtigkeitssensor ist, könnte die positive Anzeige einer Feuerbedingung einer geringfügigen Zunahme der Signale entsprechen, und eine negative Anzeige einer Feuerbedingung könnte einer großen Zunahme der Signale entsprechen. Wenn der zweite Sensor ein Staubsensor ist, könnte eine positive Anzeige einer Feuerbedingung keiner Veränderung des Ausgangssignals entsprechen, und eine negative Anzeige eines Feuers könnte einer positiven Zunahme des Ausgangssignals entsprechen.
Der zweite Sensor kann der gleiche oder ein anderer Typ sein wie der erste Sensor. Die Anzahl, der Typ, die Menge oder die Kombination der Sensoren stellen keine Beschränkung des Bereich der Erfindung dar. Zusätzlich könnte die Richtung der Änderung der Sensorsignale abhängig vom Aufbau des Sensors und der zugehörigen Schaltkreise sein. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist die „Anzeige” einer positiven oder negativen Umgebungsbedingung, die zu der gewünschten, gesuchten Umgebungsbedingung korreliert wird.
Ein Alarm kann auf verschiedene Weise, z. B. wie im folgenden dargestellt, ermittelt werden:

1. das geglättete Ausgangssignal kann mit einem Schwellwert verglichen werden;
2. die geglättete Änderungsgeschwindigkeit der Signale kann mit einem Schwellwert verglichen werden;
3. die Änderungsgeschwindigkeit der geglätteten Signale kann mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden; oder
4. die geglätteten Profile der Sensorsignale können mit vorgegebenen Profilen verglichen werden.

Die Glättung kann entweder an dem unverarbeiteten Ausgangssignal oder an einer Berechnung der Geschwindigkeitsrate der unverarbeiteten Ausgangssignale des Sensors oder mit einem anderen Verarbeitungsverfahren erfolgen. Eine Kombination, bei der die Glättung zum Verarbeiten eines Sensorausgangssignals eingesetzt und durch einen weiteren Sensor eingestellt werden kann, liegt im Bereich dieser Erfindung. Das Glättungsverfahren für den ersten Sensor wird als eine Funktion des Ansprechens des zweiten Sensors eingestellt.
Beispielsweise könnte ein verarbeitetes Ansprechverhalten des ersten Sensors auf 1.) eine gemäßigte Geschwindigkeit eingestellt werden, wenn keine positive Anzeige durch einen zweiten Sensor vorliegt, oder 2.) auf eine schnelle Geschwindigkeit eingestellt werden, wenn eine positive Anzeige durch einen zweiten Sensor vorliegt, oder 3.) auf eine sehr langsame Geschwindigkeit eingestellt werden, wenn eine negative Anzeige durch einen zweiten Sensor vorliegt.
Wiederum kann das Ansprechverhalten des Sensors, welches geglättet wird, die Änderungsgeschwindigkeit des Ansprechens des Sensors sein. Das Ansprechen wird als die Eigenschaft des Sensorsignals definiert, die zum Ermitteln einer Alarmbedingung herangezogen wird.
Wenn ein Glättungskoeffizient in Verbindung mit einer exponentiellen Glättungsgleichung verwendet wird, ist die Größe der Änderung in dem verarbeiteten Ausgangssignal des ersten Sensors eine direkte Funktion der Wahl des Glättungskoeffizienten: OUT = OUT·(A) + SAMPLE·(1 – A) wobei A einen Wert zwischen 0 und 1 hat, OUT das Ausgangssignal und SAMPLE ein Abtastwert ist.
Wenn A groß ist, werden kleine Bruchteile von SAMPLE (des Abtastwertes) zu dem vorhergehenden Ausgangssignal addiert, um das neue Ausgangssignal zu erhalten, dadurch spricht OUT (das Ausgangssignal) sehr langsam auf die neuen SAMPLE-Werte an. Wenn andererseits A klein ist, werden große Bruchteile von SAMPLE zu dem vorhergehenden Ausgangssignal addiert, und OUT spricht schnell auf die neuen SAMPLE-Werte an.
Ein anderes beispielhaftes Glättungsverfahren verwendet die Mittelung der Sensorwerte. Wenn der zweite Sensor nicht auf die Umgebungsbedingung anspricht, wird ein großer Mittelwert (viele Abtastwerte) auf den ersten Sensor angewendet (z. B. ein Mittelwert von 30 Abtastwerten), und dieser wird langsam reagieren. Wenn andererseits der zweite Sensor auf eine Umgebungsbedingung anspricht und diese anzeigt, auf die auch der erste Sensor anspricht, wird der Umfang der Mittelung (die Anzahl der Abtastwerte) deutlich verringert.
Der Grad der Verringerung beim Glätten könnte eine Größe sein, die proportional zur Größe des Ansprechens des zweiten Sensors ist, oder eine schrittweise Änderung von langsam auf schnell, abhängig von dem gewünschten Ansprechverhalten. Wenn z. B. das verarbeitete Ausgangssignal (OUT) des ersten Sensors das Ergebnis einer Mittelung von 30 Abtastwerten ist und der zweite Sensor nicht anspricht, könnte der Mittelwert wie folgt reduziert werden:

1. 20 Abtastwerte, wenn der zweite Sensor wenig anspricht;
2. 10 Abtastwerte, wenn der zweite Sensor gemäßigt anspricht; und
3. 5 Abtastwerte, wenn der zweite Sensor stark anspricht.

Andere Funktionen, wie lineare oder nicht lineare Gleichungen, könnten ebenso verwendet werden. Wichtig ist, daß der Umfang der Mittelung des ersten Sensors eine Funktion des Ansprechens des zweiten Sensors ist. Wenn der Grad der Mittelung verringert wird, wird das Ansprechen des ersten Sensors schneller.
Ein weiteres Beispiel für ein Glättungsverfahren ist, das Ansprechen des ersten Sensors auf diskrete Schritte (Inkremente) zu begrenzen (clamp) und die Größe der Inkremente als Funktion des Ansprechens des zweiten Sensors zu variieren. Wenn der zweite Sensor nicht anspricht, ist die Größe der diskreten inkrementellen Änderung des ersten Sensors sehr klein. Wenn das Ansprechen des zweiten Sensors die gesuchte Umgebungsbedingung anzuzeigen beginnt, wird die Größe der diskreten inkrementellen Änderung des ersten Sensors erhöht, so daß er schneller anspricht.
10 und 11 zeigen das Ansprechen des ersten Sensors bei Einsatz dieses Verfahrens. In 10 spricht der zweite Sensor nicht an. Die Änderung des verarbeiteten Ausgangssignals aufgrund des Ansprechens des ersten Sensors wird daher für jeden Abtastwert auf 1/30 des Alarmpegels begrenzt. Der erste Sensor benötigt 30 Abtastwerte, um den Alarmschwellwert zu erreichen. Dies sollte ausreichend sein, damit ein vorübergehender Störzustand (nicht die gesuchte Umgebungsbedingung) sich zerstreut oder vom Sensor verschwindet. Vor einem Alarm könnte eine Warnung ausgegeben werden, so daß eine Bedienungsperson einen unerwünschten Alarm untersuchen und verhindern kann.
11 zeigt ein Beispiel, bei dem der zweite Sensor auf eine Bedingung anspricht. Die diskreten Inkremente werden größer, wenn das Ansprechen des zweiten Sensors zunimmt. Der erste Sensor spricht zunächst langsam an (1/30 des Alarmpegels pro Schritt) und dann schneller (3/10 des Alarmpegels pro Schritt).
Wie der Fachmann verstehen wird, könnte die Größe der Begrenzung des Ansprechens des ersten Sensors als eine Funktion der Größe des Ansprechens des zweiten Sensors durch eine lineare oder nicht lineare Gleichung oder Beziehung dargestellt werden. Der Umfang der Begrenzung des ersten Sensors pro Abtastwert könnte auch kontinuierlich anstatt diskret sein.
Ähnlich können auch andere Glättungsverfahren angewendet werden und liegen im Bereich der Erfindung. Zusätzlich können zahlreiche Funktionen verwendet werden, um die Glättung des ersten Sensors abhängig vom Ansprechen des zweiten Sensors zu steuern. Diese gehen von einer einfachen Schrittfunktion (wenn der zweite Sensor auf einen vorgegebenen Schwellwert anspricht, wird die Glättung des ersten Sensors vollständig weggelassen) bis zu einer komplexen Beziehung, die selbst Exponenten beinhalten könnte.
Es liegt auch im Bereich der Erfindung, daß der Grad der Änderung oder Glättung des ersten Sensors die Glättung des zweiten Sensors beeinflussen kann. Dadurch ist das Ansprechen jedes Sensors eine Funktion des Ansprechens des anderen Sensors.
Wenn der zweite Sensor noch die Glättung des Ansprechens des ersten Sensors steuert, erfolgt eine kontinuierliche Einstellung jedes Sensors und eine Rückführung zwischen Sensor, um das schnellstmögliche Ansprechen zu erhalten. Wenn beide Sensoren ansprechen, wird die Glättung jedes Sensors reduziert. Das führt dann dazu, daß die Glättung jedes Sensors weiter reduziert wird. Die Sensorwerte könnten dann kombiniert werden, um eine Alarmbedingung zu ermitteln, oder ein einzelner Sensor wird für die Ermittlung des Alarms verwendet.
Wenn die verarbeiteten Ausgangssignale von den Sensoren kombiniert werden, um eine Alarmbedingung zu ermitteln, können sie 1.) so kombiniert werden, daß sie summiert werden und die Summe mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird, oder 2.) so kombiniert werden, daß jeder Sensorwert auf einen exponentiellen Wert potenziert und dann summiert wird, oder 3.) sie können auf andere Weise kombiniert werden.
Für das Verfahren zum Kombinieren der Sensoren zur Ermittlung eines Alarms sieht die Erfindung keine Beschränkungen vor. Wenn die Glättung eines der Sensoren eine Funktion des Ansprechens des anderen Sensors ist, bevor die Sensoren kombiniert werden, kann das Vorhandensein einer Alarmbedingung auf verschiedene Weise ermittelt werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Wenn mehr als zwei Sensoren verwendet werden, kann die Einstellung der Glättung eines Sensors die Funktion des Ansprechens der anderen Sensoren sein: GLÄTTUNG (Sensor1) = FUNKTION (Sensor2, Sensor3, etc.)
Wenn z. B. Sensor2 und Sensor3 auf die Umgebungsbedingung ansprechen, könnte die Glättung des Sensors vollständig entfallen. Wenn alternativ sowohl Sensor2 als auch Sensor3 eine Fehlerbedingung erfassen, welche nicht die gesuchte Umgebungsbedingung anzeigt, könnte die Glättung des Sensors weiter reduziert werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird man verstehen, daß zahlreiche Varianten und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Man muß auch verstehen, daß die Erfindung nicht auf die speziellen hier gezeigten Vorrichtungen und Verfahren beschränkt ist oder sein soll. Selbstverständlich sollen die Ansprüche all die Modifikationen umfassen, die in den Bereich der Ansprüche fallen. Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen definierten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims

Vorrichtung mit einem ersten Sensor (S1) für eine erste Umgebungsbedingung, wobei der erste Sensor ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das die erste Bedingung angibt; einem zweiten Sensor (S2) für eine zweite Umgebungsbedingung, wobei der zweite Sensor ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die zweite Bedingung angibt; und einem Steuerelement (46), das Signale empfängt, welche die Ausgangssignale der beiden Sensoren (S1, S2) angeben, wobei das Steuerelement (46) einen Schaltkreis zum Verarbeiten des ersten Ausgangssignals und Erzeugen eines verarbeiteten ersten Ausgangssignals abhängig von dem zweiten Ausgangssignal umfaßt, wobei die Vorrichtung so eingerichtet ist, daß das Erzeugen eines verarbeiteten ersten Ausgangssignals ein variables Glätten des ersten Ausgangssignals umfaßt, und das zweite Ausgangssignal den Grad der Glättung verändert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Steuerelement (46) einen programmierten Computer und einen Befehlssatz aufweist, der, wenn er von dem programmierten Computer ausgeführt wird, das verarbeitete erste Ausgangssignal erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der erste Sensor (S1) unter folgenden Sensorarten ausgewählt wird: Rauchsensor, Temperatursensor und Gassensor, und bei der der zweite Sensor (S2) unter folgenden Sensortypen ausgewählt wird: Rauchsensor, Nicht-Feuersensor und Gassensor.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse, wobei die Sensoren in dem Gehäuse untergebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der wenigstens ein Teil des Steuerelementes (46) einschließlich einer lokalen Steuerschaltung (26c) in dem Gehäuse untergebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Steuerschaltung eine Filterung bei dem Gehäuse ausführt und einen Schaltkreis zum Modifizieren wenigstens eines Koeffizienten abhängig vom Ausgangssignal des zweiten Sensors (S2) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Verarbeitungsschaltkreis einen Schaltkreis für die schrittweise Begrenzung von Amplitudenänderungen des verarbeiteten ersten Ausgangssignals umfaßt, wobei das zweite Ausgangssignal eine inkrementelle maximale Amplitudenänderung des verarbeiteten ersten Ausgangssignals bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Verarbeitungsschaltkreis auf eine Zunahme der zweiten Umgebungsbedingung anspricht, indem er eine größere inkrementelle Änderung des verarbeiteten ersten Ausgangssignals vorsieht, als wenn die zweite Umgebungsbedingung nicht zunimmt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens einem dritten Sensor (S3) für wenigstens eine dritte Umgebungsbedingung, wobei der dritte Sensor ein drittes Ausgangssignal erzeugt, welches die dritte Bedingung anzeigt; wobei das Steuerelement (46) Signale empfangt, welche die Ausgangssignale aller Sensoren anzeigen, wobei das Steuerelement (46) eine Schaltung wenigstens zum Einstellen eines Filterprozesses, der zu dem ersten Sensor (S1) gehört, umfaßt und dadurch ein verarbeitetes erstes Ausgangssignal abhängig von den anderen Sensorausgangssignalen erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der Filterprozeß eine Begrenzung einer inkrementellen Änderung des verarbeiteten ersten Ausgangssignals auf ausgewählte, veränderbare Werte umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der Filterprozeß entweder die Bildung laufender Mittelwerte der gefilterten Sensorsignale umfaßt, wobei der Grad der Filterung der Sensorsignale veränderbar ist, oder die Bildung laufender Mittelwerte der Sensorsignale umfaßt, wobei die Größe des jeweiligen laufenden Mittelwertes veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der Filterprozeß eine exponentielle Verarbeitung mit einem Glättungskoeffizienten umfaßt.
Verarbeitungsverfahren in einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit folgenden Verfahrensschritten: Erfassen des ersten Ausgangssignals von dem ersten Sensor (S1); Erfassen des zweiten Ausgangssignals von dem zweiten Sensor (S2); Variables Glätten des ersten Ausgangssignals, wobei das zweite Ausgangssignal den Grad der Glättung verändert, und dadurch Erzeugen des verarbeiteten ersten Ausgangssignals.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Glätten die Begrenzung einer inkrementellen Änderung des verarbeiteten ersten Ausgangssignals auf ausgewählte, veränderbare Werte umfaßt.
Verarbeitungsverfahren in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, mit folgenden Verfahrensschritten: Erfassen des ersten Ausgangssignals von dem ersten Sensor (S1); Erfassen des zweiten Ausgangssignals von dem zweiten Sensor (S2); Erfassen des dritten Ausgangssignals von dem dritten Sensor (S3); und variables Glätten des ersten Ausgangssignals, wobei das zweite und das dritte Ausgangssignal den Grad der Glättung verändern, und dadurch Erzeugen des verarbeiteten ersten Ausgangssignals.