DE19946980A1 - Detektor mit variabler Abtastrate - Google Patents
Detektor mit variabler AbtastrateInfo
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Abstract
Ein Detektor umfaßt einen Sensor für eine Umgebungsbedingung. Ausgangssignale des Sensors werden mit einer vorgegebenen Rate abgetastet, wenn die Ausgangssignale keinen Alarmzustand darstellen. Die Ausgangssignale werden mit Mustererkennungstechniken analysiert, um zu ermitteln, ob ein vorgegebenes Profil, das dem Auftreten einer Alarmbedingung vorangeht, vorliegt. Im Falle, daß das Profil erfaßt wird, wird die Abtastrate zusammen mit der zugehörigen Abtastwertverarbeitung erhöht. Der Detektor umfaßt einen programmierbaren Prozessor, der mit dem Sensor gekoppelt ist. Der Prozessor umfaßt Mustererkennungsprofile zum Erfassen des Vorhandenseins des vorgegebenen Profils. Der Prozessor umfaßt auch Befehle zum Verändern der Abtastrate abhängig von dem erfaßten Auftreten des Profils. Ein zweiter Sensor kann vorgesehen sein, um Signale zum Verändern der Abtastrate vorzusehen.
Description
Die Erfindung betrifft Detektoren für Umgebungsbedingungen.
Spezieller betrifft die Erfindung fotoelektrische Rauch
detektoren mit variablen Abtastraten.
Rauchdetektoren wurden in großem Umfang dazu eingesetzt,
Warnungen vor möglichen oder tatsächlichen Feuerbedingungen in
einem überwachten Bereich vorzusehen. Fotoelektrische Rauch
detektoren tasten in Abständen den Inhalt einer Rauchkammer
ab.
Bekannte fotoelektrische Detektoren tasten die Rauchkammer in
einem Ruhezustand mit einer ersten Rate ab. Im Falle, daß ein
Rauchabtastwert einen voreingestellten Schwellwert überschrei
tet, wird die Abtastrate erhöht. Wenn der Pegel des Rauchs für
verschiedene zusätzliche Abtastwerte einen Schwellwert über
schreitet, wird eine Alarmbedingung angezeigt.
Während bekannte Detektoren eine variable Abtastrate vorsehen,
erfolgt dies nur abhängig von dem Auftreten einer vorgegebenen
Rauchdichte. Es wäre wünschenswert, die Rate selbst bei nie
drigen Pegeln der Rauchdichte zu variieren, ohne die große
Leistung zu benötigen, die notwendig sein kann, um dauernd mit
einer relativ hohen Abtastrate zu arbeiten. Diese zusätzliche
Funktionalität sollte vorzugsweise ohne eine erhebliche Erhö
hung der Kosten oder der Herstellungskomplexität erreicht
werden.
Ein Detektor tastet eine Umgebungsbedingung mit einer vor
gegebenen Rate ab. Ein Schaltkreis in dem Detektor analysiert
die Abtastwerte, sobald sie empfangen werden. Wenn die Werte
ein vorgegebenes Profil erfüllen, wie das Profil eines sich
entwickelnden Feuers, wird die Abtastrate erhöht.
Gemäß eines Aspekts erkennt der Schaltkreis das Vorhandensein
eines vorgegebenen Profils gestützt auf die Verarbeitung von
Abtastwerten von einem Umgebungsbedingungssensor oder Umge
bungszustandssensor.
Wenn z. B. drei Amplitudenwerte in Reihe nacheinander zunehmen,
kann die Abtastrate erhöht werden. Wenn vier abgetastete
Amplituden in Reihe nacheinander zunehmen, kann die Abtastrate
erneut erhöht werden.
Die Erkennung eines im voraus eingerichteten Profils und die
Erhöhung der Abtastrate abhängig davon schafft weitere Vor
teile. Die weitere Verarbeitung, wie die Glättung der abge
tasteten Werte zum Eliminieren nicht korrelierten Rauschens
oder die Ausführung anderer Formen einer Vorverarbeitung,
werden durch die erhöhte Abtastrate beschleunigt.
Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Vorrichtung und des
Verfahrens ist, daß die mittlere Leistungsaufnahme des jewei
ligen Detektors nur erhöht wird, wenn die Wahrscheinlichkeit
einer zu erfassenden Bedingung sich erhöht hat. In Systemen
mit vielen Detektoren ist die Möglichkeit, die mittlere
Leistung oder den mittleren Strom zu reduzieren, besonders
vorteilhaft.
Gemäß noch eines weiteren Aspektes umfassen andere erkennbare
Profile, die zum Erzeugen einer erhöhten Abtastrate verwendet
werden können, erhöhte Gradientenwerte der abgetasteten Ampli
tuden oder den Wert eines Integrals der abgetasteten Ampli
tuden. Eine alternative Art zum Erstellen eines Profils zur
Veränderung der Abtastrate besteht darin, einen zweiten,
anderen Sensor in den Detektor einzubauen.
Das Ausgangssignal von dem zweiten Sensor kann verarbeitet
werden. Wenn ein ausgewähltes Profil erkannt wird, kann die
Abtastrate des ersten Sensors erhöht werden.
Wenn also ein ausgewähltes Profil erkannt wurde, wird die
Abtastrate erhöht. Wenn das Profil nicht mehr erkannt wird,
z. B. wegen einer Änderung der Umgebungsbedingungen, kann die
Abtastrate auf ihren Ruhewert zurückgeführt werden. Als Folge
wird die mittlere Leistungsaufnahme reduziert.
Gemäß noch eines weiteren Aspekts kann der Detektor mehrere
Sensoren aufweisen. Diese mehreren Sensoren können einen
Feuersensor oder einen Nicht-Feuersensor als zweiten Sensor
umfassen. Im Falle von mehr als einem Feuersensor würde die
Abtastrate erhöht werden, wenn mehr als ein Feuersensor eine
Feuerbedingung-anzeigt. Im Falle eines Nicht-Feuersensors
würde die Abtastrate des Feuersensors nicht erhöht oder
gesenkt werden, wenn der Nicht-Feuersensor eine Nicht-
Feuerbedingung anzeigt.
Ein spezieller Detektor könnte einen fotoelektrischen,
optischen Sensor und einen Ionisierungssensor umfassen. Diese
werden normalerweise mit einem Takt von 5 Sekunden betrieben.
Verfahren zum Realisieren einer variablen Abtastung für dieses
Beispiel sind:
- a) wenn einer der Sensoren eine mögliche Feuerbedingung erfaßt, wird das Abtastintervall des optischen Sensors und des Ionisierungssensors auf 2,5 Sekunden verringert; oder
- b) wenn der optische Sensor eine mögliche Feuerbedingung erfaßt, wird das Abtastintervall des Ionisierungssensors auf 2,5 Sekunden gesenkt. Die umgekehrte Situation führt zu einer Senkung des Abtastintervalls des optischen Sensors; oder
- c) wenn beide Sensoren eine Feuerbedingung erfassen, wird das Abtastintervall beider Sensoren auf 2 Sekunden ver ringert (anderenfalls bleiben die Abtastintervalle unver ändert); oder
- d) wenn keiner der Sensoren eine mögliche Feuerbedingung erfaßt, wird das Abtastintervall auf 7,5 Sekunden erhöht.
Alternativ könnte die Abtastrate linear mit dem Pegel der
Anzeige der zweiten Bedingung ansteigen. Das Abtastintervall
könnte z. B. ausgehend von einem 5 Sekunden Intervall bei kei
ner Anzeige auf ein 4 Sekunden Intervall bei einer geringen
Anzeige auf ein 3 Sekunden Intervall bei einer stärkeren An
zeige verkürzt werden. Schließlich könnte das Intervall bei
einer sehr starken Anzeige auf 2 Sekunden reduziert werden.
Die Rate ist veränderbar, indem verschiedene Werte von einer
gemeinsamen Steuereinheit in die Detektoren geladen werden.
Die gemeinsame Steuereinheit kann bestimmen, daß andere Ein
richtungen eine Bedingung erfassen, und den Rest des Systems
oder bestimmte andere Einrichtungen einstellen, um die Abtast
rate zu erhöhen.
Bei noch einem weiteren Aspekt können sowohl die Abtastrate
als auch die Verarbeitung abhängig von einem erkannten Feuer
profil verarbeitet werden, wenn das Abtastsignal verarbeitet
oder gefiltert wird. Wenn ein vorgegebenes Profil erkannt
wurde, kann z. B.:
- a) die Abtastrate erhöht werden (und das Intervall ver ringert), wobei die Art der Filterung verändert oder der Grad der Filterung gesenkt wird - beide fördern ein schnelleres Ansprechen; oder
- b) die Abtastrate erhöht werden - um ein schnelleres An sprechen zu unterstützen - ohne die Art oder den Grad der Filterung zu verändern - wodurch mehr Information und eine stärkere Unterscheidung einer sich entwickelnden Umgebungsbedingung vorgesehen werden; oder
- c) wenn es zwei Sensoren gibt und ein Sensor auf eine Störung oder eine Bedingung, welche einen falschen Alarm verursacht, anspricht, könnte die Abtastrate beider Sensoren zusammen mit der Erhöhung der Filterung eines oder beider Sensorausgangssignale erhöht werden, um falsche Alarme zu minimieren.
Zahlreiche weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfin
dung und ihrer Ausführungsformen, aus den Ansprüchen und aus
der Zeichnung. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Systems gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Umgebungsbedingungsdetek
tors, der in dem System der Fig. 1 einsetzbar ist;
Fig. 3 ein Diagramm, das die Verarbeitung von Signalen von
einem Detektor des in Fig. 2 gezeigten Typs illu
striert;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform
des Detektors, der in dem System der Fig. 1 einsetz
bar ist;
Fig. 5A ein unverarbeitetes Ausgangssignal des Sensors und
ein diesem entsprechendes gefiltertes Ausgangs
signal, die als Funktion der Zeit dargestellt sind;
Fig. 5B die Auswirkungen der Erhöhung der Abtastrate, wenn
derselbe Grad der Filterung wie im Falle des Dia
gramms der Fig. 5A gewählt wird; und
Fig. 5C die Auswirkungen der Kombination einer erhöhten
Abtastrate mit einer zusätzlichen Verarbeitung, um
einen höheren Grad an Feuererkennung als im Falle
der Funktion der Fig. 5A, jedoch innerhalb desselben
Zeitintervalls vorzusehen.
Während diese Erfindung in vielen verschiedenen Ausführungs
formen realisiert werden kann, sind in den Zeichnungen und der
Beschreibung im einzelnen bestimmte Ausführungsformen unter
der Prämisse erläutert, daß die vorliegende Offenbarung als
ein Beispiel der Grundsätze der Erfindung dient und die Erfin
dung nicht auf die speziellen gezeigten Ausführungsformen
beschränken soll.
Fig. 1 zeigt ein System 10, das zum Überwachen mehrerer
Bedingungen in einem oder mehreren zu überwachenden Bereichen
überwachen kann. Das System 10 umfaßt eine gemeinsame Steuer
einheit 12, die als einer oder mehrere miteinander verbundene,
programmierte Prozessoren und zugehörige, im voraus gespei
cherte Befehle realisiert sein kann.
Die Einheit 12 umfaßt eine Schnittstelle zum Anschließen z. B.
eines Datenübertragungsmediums 14, das in Fig. 1 lediglich
beispielsweise als ein optisches oder elektrisches Kabel dar
gestellt ist. Alternativ kann das System 10 Daten drahtlos,
z. B. mittels Hochfrequenz oder Infrarot, über einen Trans
ceiver (Sender-Empfänger) 16, der in Fig. 1 gestrichelt
dargestellt ist, und eine Antenne 16a übertragen.
Mit dem Medium 14 sind mehrere Umgebungszustandsdetektoren 18
und mehrere Steuer- oder Funktionseinheiten 20 verbunden. Man
wird verstehen, daß die relative Anordnung der mehreren Detek
toren und Einheiten 18 bzw. 20 in bezug auf das Medium 14
durch die Erfindung nicht beschränkt wird. Die einzelnen
Detektoren 18 können Invasionssensoren, Positionssensoren,
Gassensoren, Feuersensoren, wie Rauchsensoren, thermische
Sensoren oder dergleichen und Gassensoren umfassen, ohne hier
auf beschränkt zu sein. Die einzelnen Einheiten 20 können Ein
heiten zum Realisieren von Steuerungen oder Funktionen mit
Solenoid-Stellantrieb, Anzeigeeinrichtungen, Druckern oder
dergleichen sein.
Wenn das System 10 ein drahtloses Datenübertragungsmedium um
faßt, könnten mehrere drahtlose Einheiten 22 mit dem Trans
ceiver 16 bidirektional Daten austauschen. Die mehreren Ein
heiten 22 können Umgebungszustandsdetektoren, wie oben er
wähnt, sowie Einheiten zum Realisieren von Steuerungen oder
Funktionen umfassen, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Ferner sind mehrere Ausgabeeinrichtungen 26, die z. B. als ein
Paar elektrischer Kabel dargestellt sind, über ein Medium 24
mit der Steuereinheit 12 verbunden. Diese könnten Ton- oder
Sichtausgabegeräte, Sprachausgabegeräte und dergleichen um
fassen, ohne hierauf beschränkt zu sein. Die Geräte 26 sollen
eine Nachricht, die eine Alarmbedingung anzeigen kann, in
einem oder mehreren vorgegebenen Bereichen übermitteln.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Detektors
18n der mehreren Detektoren 18. Der Detektor 18n, ein Umge
bungszustandsdetektor, umfaßt einen Umgebungszustandssensor
40.
Der Sensor 40 kann ein Rauchsensor, wie einen fotoelektrischen
Sensor, einen Ionisierungssensor, einen Gassensor, einen
Feuchtigkeitssensor oder dergleichen umfassen, ohne hierauf
beschränkt zu sein. Das Ausgangssignal des Sensors 40 wird auf
einer Leitung 40a zu einer Profilerfassungsschaltung 42 ge
führt.
Im Ruhebetriebszustand kann der Sensor 40 mit einer Ruhe
frequenz mit Unterbrechungen angesteuert werden, um ein
Abtastausgangssignal auf der Leitung 40a vorzusehen.
Alternativ können Signale auf der Leitung 40a mit der
Ruhefrequenz abgetastet werden.
Die Profilerfassungsschaltung 42 dient dazu, das Ausgangs
signal des Sensors 40 auf der Leitung 40a zu analysieren, um
das Vorhandensein einer möglichen Alarmbedingung zu erfassen
(z. B. eine mögliche Feuerbedingung oder eine mögliche gefähr
liche Gasbedingung), noch bevor ein voreingestellter Schwell
wert, wie eine Vor-Alarmbedingung, überschritten wird. Wenn
von der Schaltung 42 ein entsprechendes Profil erfaßt wurde,
erhöht die Abtastraten-Bestimmungsschaltung 46, die mit der
Profilerfassungsschaltung 42 verbunden ist, die Abtastrate des
Signals auf der Leitung 41a. Die Abtastrate geht somit von der
Ruhefrequenz auf eine vorgegebene höhere Frequenz.
Das Verändern der Abtastrate kann erreicht werden, indem in
die Schaltung 46 ein analoger Schaltkreis, wie spannungs
gesteuerte Oszillatoren, oder ein digitaler Schaltkreis, wie
Zähler, und dergleichen eingebaut werden, ohne den Bereich der
Erfindung zu verlassen. Man wird ferner verstehen, daß andere
Formen von Schaltungen zum Verändern der Abtastrate auch im
Bereich der Erfindung liegen. Die Schaltung 46 kann den Sensor
mit Unterbrechungen ansteuern oder Ansteuersignale für das
Signal auf der Leitung 40a vorsehen, was alles im Bereich der
Erfindung liegt.
Da die Abtastrate der Signale von dem Sensor 40 abhängig von
der Erfassung einer möglichen Alarmbedingung erhöht werden
kann, kann die Reaktion des Detektors 18n auf die erfaßte
Umgebungsbedingung mit Hilfe der Schaltung 46 beschleunigt
werden. Zusätzlich wird die mittlere Leistung, die von dem
Detektor 18n benötigt wird, reduziert, weil bei Fehlen eines
erfaßten Profils der Detektor 18n mit einer langsameren
Abtastrate arbeitet und so Energie spart.
Die Profilerfassungsschaltung und die Abtastraten-Bestimmungs
schaltung 42, 46 sind mit einer lokalen Steuerschaltung 48
verbunden. Die Steuerschaltung 48 kann ihrerseits den Betrieb
der Signalverarbeitungsschaltung 50 steuern, die verschiedene
Arten von Vorverarbeitung und Filterung der Signale von dem
Sensor 40 vorsehen kann, bevor diese Signale über eine
Schnittstellenschaltung 52 an entweder das Medium 14 oder den
drahtlosen Transceiver 52a übergeben werden.
Man wird ferner verstehen, daß die Verarbeitungsschaltkreise
50 vollständig oder teilweise in dem Detektor 18n sowie voll
ständig oder teilweise in der gemeinsamen Steuerschaltung 12
realisiert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu
verlassen. Eine Art der Vorverarbeitung ist in dem US-Patent
Nr. 5,736,928 mit dem Titel "Pre-Processor Apparatus and
Method" derselben Inhaberin, der Erfinder Tice et al.,
offenbart, auf die hier Bezug genommen wird. In diesem Patent
ist die Verarbeitung von drei Abtastwerten, die sogenannte
Min-3-Verarbeitung, beschrieben und erläutert.
Die verarbeiteten Ausgangssignale auf der Leitung 50a könnten
zusätzlich zu den Vergleichern 54a und 54b geführt werden. Man
wird verstehen, daß die Vergleicher 54a und 54b als Hardware
oder als Software in dem Detektor 18n realisiert sein können.
Alternativ kann diese Funktion von der gemeinsamen Steuer
einheit 12 vorgesehen werden.
Wenn der Sensor 40 das Vorhandensein einer Feuerbedingung er
fassen soll, vergleicht ein Vor-Alarm-Vergleicher 54a das ver
arbeitete Sensorausgangssignal auf der Leitung 50a mit einem
Vor-Alarm-Schwellwert 54a-1, um eine frühe Anzeige des Auf
tretens einer möglichen Feuerbedingung vorzusehen. Zusätzlich
wird das verarbeitete Sensorausgangssignal in dem Vergleicher
54b mit einem Alarmschwellwert 54b-1 verglichen, der das Auf
treten einer so starken Feueranzeige angibt, daß ein Alarm
vorgesehen werden sollte, der über die mehreren Ausgabeein
richtungen 26 ausgegeben werden könnte. Man wird verstehen,
daß neben dem Vor-Alarm-Schwellwert und dem Alarmschwellwert,
die in Fig. 2 gezeigt sind, andere Variationen möglich sind,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Da die Profilerfassungsschaltung 42 einen sich entwickelnden
Umgebungszustand erkennen soll, können verschiedene Analyse
wege realisiert werden. Ein Profil kann auf eine Änderungsrate
der Sensorausgangssignale gestützt werden. Die Schaltung 42
kann z. B. das Auftreten erhöhter Amplitudenwerte auf der Lei
tung 40a erfassen. Diese Rate kann mit einer voreingestellten
Rate verglichen werden. Wenn die Amplitudenwerte auf der Lei
tung 40a eine Zufallsverteilung haben, liegt kein interes
sierendes Profil vor. Es kann daher ein relativ langes Ruhe
abtastintervall, in der Größenordnung von sechs Sekunden,
eingerichtet werden.
Im Falle, daß das Signal auf der Leitung 40a während drei
aufeinanderfolgender Abtastwerte eine zunehmende Amplitude
zeigt, kann das Abtastintervall von sechs Sekunden auf zwei
Sekunden unabhängig von dem Amplitudenwert auf der Leitung 40a
reduziert werden. Wenn die Amplitude während vier aufeinander
folgender Abtastwerte zunimmt, kann ähnlich nach Wunsch das
Abtastintervall von zwei Sekunden auf eine Sekunde gesenkt
wird. Demzufolge empfangen die Verarbeitungsschaltkreise 50
Abtastwerte mit einer deutlich höheren Frequenz. Diese Abtast
werte werden dann entweder von dem Detektor 18n oder von der
gemeinsamen Steuereinheit 12 analysiert, um das Vorhandensein
einer Alarmbedingung zu ermitteln.
Man wird verstehen, daß andere Erfassungsprofilarten verwendet
werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Das Ausgangssignal des Sensors kann z. B. über der Zeit inte
griert oder gemittelt werden, um ein Profil zu erzeugen.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das die obige Verarbeitung illu
striert, wobei der Profildetektor 42 auf drei aufeinander
folgende, zunehmende Amplitudenwerte auf der Leitung 40a
anspricht. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird dann, wenn in der
Zeitperiode von zwei bis 20 Sekunden das Ausgangssignal von
dem Sensor 40 auf der Leitung 40a zufällig verteilte Werte
zeigt, eine Ruheabtastrate mit einem Intervall von sechs
Sekunden verwendet. Nach 26 Sekunden wird abhängig von der
Erfassung von drei zunehmenden Amplitudenwerten in Reihe ein
vorläufiges mögliches Feuerprofil durch die Schaltung 42 er
faßt. Nach 26 Sekunden bewirkt die Profilerfassungsschaltung
42, daß die Abtastraten-Bestimmungsschaltung 46 von einem
Sechs-Sekunden-Intervall auf ein Zwei-Sekunden-Intervall
umschaltet.
51a zeigt die verarbeiteten Ausgangswerte auf der Leitung 50a
unter der Annahme, daß die Abtastrate nicht erhöht wurde. 51b
zeigt die verarbeiteten Abtastwerte auf der Leitung 50a ab
hängig von einem verkürzten Abtastintervall. Die Verarbei
tungsschaltung 50 führt z. B. die in dem oben genannten Patent
von Tice et al., auf das Bezug genommen wurde, beschriebene
Min-3-Verarbeitung durch.
Wie in Fig. 3 gezeigt überschreiten als Folge der Erhöhung der
Abtastrate nach 26 Sekunden die verarbeiteten Werte auf der
Leitung 50a, Kurve 51b, den Vor-Alarmschwellwert PRTH schneller
als auf der Kurve 51a, bei der die Abtastrate nicht erhöht
wurde. Ähnlich überschreiten die verarbeiteten Signale auf der
Leitung 50a den Alarmschwellwert ALTH schneller als ohne Erhö
hung der Abtastrate. Die vorliegende Einrichtung und das Ver
fahren führen somit nicht nur zu einer geringeren Energie
aufnahme, weil während der Ruheperioden die Abtastrate für die
jeweiligen Detektoren reduziert wird, sondern sie erzeugen
auch kürzere Ansprechintervalle aufgrund einer höheren Abtast
rate, wenn die erfaßte Umgebungsbedingung sich zu ändern
beginnt. Die Verwendung einer höheren Abtastrate, sobald ein
vorläufiges Feuerprofil erfaßt worden ist, nutzt den Vorteil
der größeren Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines tatsäch
lichen Feuers aus, das durch das vorläufige Profil wider
gespiegelt wird.
Man wird verstehen, daß die Schaltkreise 42 bis 50 und 54a,
54b der Fig. 2 vollständig oder teilweise in einem program
mierten Prozessor 56 (gestrichelt gezeichnet) in dem Detektor
18n realisiert sein können.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Detektors
18p gemäß der Erfindung. Der Detektor 18p umfaßt einen ersten
und einen zweiten Umgebungszustandssensor 60a, 60b. Die Sensor
ausgangssignale auf den jeweiligen Leitungen 62a und 62b wer
den mit einer Profilerfassungsschaltung 64 verbunden.
In dem Detektor 18p verwendet die Profilerfassungsschaltung
Signale auf der Leitung 62b zum Einrichten der Abtastrate für
den Sensor 60a. Die Schaltung 64 verwendet Abtastwerte auf der
Leitung 62a zum Einrichten einer Abtastrate für den Sensor
60b.
Die Profilbestimmungsschaltung 64 ist ihrerseits mit einer
Ratenbestimmungsschaltung 66a, 66b für die jeweiligen Sensoren
60a bzw. 60b verbunden. Ausgangssignale von den Sensoren 60a,
60b können ihrerseits mit einer Verarbeitungsschaltung 68 der
in dem obengenannten Patent von Tice et al. erörterten Art
verbunden und dann über eine Schnittstellenschaltung 70 zu dem
Medium 14 oder drahtlos über einen Transceiver 70a zu der
Steuereinheit 12 übertragen werden.
Die Profilbestimmungsschaltung kann z. B. über die Raten
bestimmungsschaltung bei klarer Luft oder einem Ruhezustand
ein Abtastintervall von fünf oder sechs Sekunden einrichten.
Wenn z. B. der Sensor 60a ein optischer Rauchsensor ist und der
Sensor 60b ein Ionisierungs-Rauchsensor ist, stellt die Zu
nahme der erfaßten Rauchpegel eine mögliche Feuerbedingung
dar. Die variable Abtastung über die Schaltungen 66a, 66b kann
wie folgt realisiert werden:
wenn einer der Sensoren 60a oder 60b ein Ausgangssignal an die Profilbestimmungsschaltung 64 ausgibt, das einem möglichen Feuerprofil entspricht, kann die Abtastrate beider Sensoren 60a, 60b erhöht werden, indem das Abtast intervall von in der Größenordnung von fünf bis sechs Sekunden auf die Größenordnung von zweieinhalb bis drei Sekunden reduziert werden. Wenn alternativ keiner der Sensoren ein Signal erzeugt, das ein sich entwickelndes Feuerprofil angibt, wird die Schaltung 64 in Kombination mit der Ratenbestimmungsschaltung 66a, 66b letztendlich die Abtastrate reduzieren, indem das Abtastintervall auf die Größenordnung von siebeneinhalb bis acht Sekunden erhöht wird.
wenn einer der Sensoren 60a oder 60b ein Ausgangssignal an die Profilbestimmungsschaltung 64 ausgibt, das einem möglichen Feuerprofil entspricht, kann die Abtastrate beider Sensoren 60a, 60b erhöht werden, indem das Abtast intervall von in der Größenordnung von fünf bis sechs Sekunden auf die Größenordnung von zweieinhalb bis drei Sekunden reduziert werden. Wenn alternativ keiner der Sensoren ein Signal erzeugt, das ein sich entwickelndes Feuerprofil angibt, wird die Schaltung 64 in Kombination mit der Ratenbestimmungsschaltung 66a, 66b letztendlich die Abtastrate reduzieren, indem das Abtastintervall auf die Größenordnung von siebeneinhalb bis acht Sekunden erhöht wird.
Man wird verstehen, daß die Profilerfassungsschaltung 64 eine
Änderungsrate eines Sensoreingangssignals erfassen kann, um
das Auftreten eines vorgegebenen Profils zu erkennen. Alterna
tiv könnte die Erfassungsschaltung 64 jede andere Form eines
Feuerprofils realisieren, ohne den Bereich der Erfindung zu
verlassen.
Die Fig. 5A bis 5C zeigen die Ergebnisse der Veränderungen der
Verarbeitung, wenn die Abtastrate erhöht wird. Dies ist ein
Beispiel der Funktion eines Rauchdetektors, es kann jedoch
ohne Beschränkung auf andere Arten von Umgebungszustands
detektoren angewendet werden.
Das Diagramm der Fig. 5A zeigt das verarbeitete Ausgangs
signal:
Ausgang (t) = Ausgang (t - 1).0,5 + RAW(t).0,5
wenn die Abtastrate nicht erhöht wird. (RAW(t) ist das unver
arbeitete Signal eines Rauchsensors.) Das Ausgangssignal hat
die Form einer Stufenfunktion. Die letzten Werte erreichen
nach 60 Sekunden 550.
Das Diagramm der Fig. 5B zeigt das Ausgangssignal, wenn es mit
der obigen Gleichung verarbeitet wird, abgesehen davon, daß
die Abtastrate um 5 erhöht ist. Das Augangssignal hat nun eine
höhere Auflösung und nimmt eine bessere Form zum Anzeigen
eines Feuerprofils an, es hat jedoch noch immer Spitzen, die
aus dem Profil fallen. Die letzten Werte erreichen nach 60
Sekunden über 600.
Das Diagramm der Fig. 5C zeigt die Einführung einer zusätz
lichen Verarbeitung (min3) des verarbeiteten Ausgangssignals,
wenn die Abtastrate erhöht wird. Die min3-Verarbeitung ent
fernt die Spitzen aus dem verarbeiteten "Ausgangssignal", das
aus dem obengennanten Filterungsprozeß resultiert. In dem min-
3-verarbeiteten Ausgangssignal liegt ein starkes Feuerprofil
vor.
Die zusätzliche Verarbeitung hat die Fähigkeit, ein Feuer von
einer Störung zu unterscheiden, verbessert, wenn die Abtast
rate erhöht wird. Die Werte überschreiten nach 60 Sekunden
noch immer 550, wodurch die Ansprechzeit der Fig. 5A nicht
erheblich verschlechtert wird. Wie gezeigt, kann eine Ver
änderung des Verarbeitungsverfahrens bei Änderung der Abtast
rate die Gesamtleistung dramatisch verbessern.
Das Verändern des Verarbeitungsverfahrens in Verbindung mit
einer anderen Abtastrate kann einfach in einer Veränderung der
Art oder des Grades der Filterung bestehen, oder sie kann
durch Hinzufügen neuer Routinen realisiert werden, wenn die
Verarbeitung über softwaregestützte Befehle ausgeführt wird.
Aus der obigen Beschreibung wird man verstehen, daß zahlreiche
Variationen und Modifikationen ausgeführt werden können, ohne
den Bereich der Erfindung zu verlassen. Man muß verstehen, daß
keine der Begrenzungen in bezug auf die hier gezeigte speziel
le Vorrichtung beabsichtigt oder unterstellt werden sollte.
Die folgenden Ansprüche sollten selbstverständlich all die
Modifikationen umfassen, die in den Bereich der Ansprüche
fallen.
Claims (15)
1. Elektrische Einheit mit
einem Umgebungsbedingungssensor zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das eine erfaßte Bedingung anzeigt;
einem Steuerelement, das mit dem Sensor verbunden ist, wobei das Element einen Schaltkreis zum Abtasten des Ausgangssignals des Sensors mit einer ersten Rate und dadurch Erzeugen eines abgetasteten Ausgangssignals, einen Entscheidungsschaltkreis zum Ermitteln, ob das abgetastete Ausgangssignal ein vorgegebenes, schwellwert- unabhängiges Profil aufweist, und einen Schaltkreis, der abhängig davon die Abtastrate auf eine zweite höhere Rate erhöht, aufweist.
einem Umgebungsbedingungssensor zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das eine erfaßte Bedingung anzeigt;
einem Steuerelement, das mit dem Sensor verbunden ist, wobei das Element einen Schaltkreis zum Abtasten des Ausgangssignals des Sensors mit einer ersten Rate und dadurch Erzeugen eines abgetasteten Ausgangssignals, einen Entscheidungsschaltkreis zum Ermitteln, ob das abgetastete Ausgangssignal ein vorgegebenes, schwellwert- unabhängiges Profil aufweist, und einen Schaltkreis, der abhängig davon die Abtastrate auf eine zweite höhere Rate erhöht, aufweist.
2. Einheit nach Anspruch 1, bei der das Steuerelement einen
programmierten Prozessor umfassend Befehle zum Erhöhen
der Abtastrate von der ersten Rate auf die zweite Rate
abhängig von dem Vorhandensein des Profils in dem Aus
gangssignal aufweist.
3. Einheit nach Anspruch 2, bei der der Entscheidungsschalt
kreis Befehle umfaßt, die abhängig davon, daß Abtastwerte
entweder eine zunehmende Amplitude oder einen Gradienten
der abgetasteten Amplitudenwerte des Ausgangssignals, der
einen gewählten ersten Wert überschreitet, aufweisen, er
mitteln, daß das Profil vorliegt.
4. Einheit nach Anspruch 2, bei der der Entscheidungsschalt
kreis eine Speichereinheit aufweist, in der Information,
die ein vorgegebenes Profil definiert, gespeichert ist
und in der Befehle zur Erhöhung der Abtastrate abhängig
davon, daß das abgetastete Ausgangssignal des Sensors der
gespeicherten Information entspricht, gespeichert sind.
5. Einheit nach Anspruch 1, bei der der Entscheidungsschalt
kreis eine Mustererkennungsschaltung aufweist, um zu er
mitteln, daß das Profil in dem Ausgangssignal vorliegt.
6. Einheit nach Anspruch 1, mit wenigstens einem zweiten,
anderen Sensor, der ein zweites Ausgangssignal aufweist,
und mit einer Schnittstellenschaltung, die mit dem Ent
scheidungsschaltkreis verbunden ist, wobei die Profil
bestimmung wenigstens teilweise auf das zweite Ausgangs
signal gestützt ist.
7. Einheit nach Anspruch 6, bei der der Entscheidungsschalt
kreis eine Schaltung zum Einstellen der Abtastrate des
ersten Ausgangssignals abhängig von einem Profil, das
wenigstens teilweise auf das zweite Ausgangssignal ge
stützt ist, und zum Einstellen einer Abtastrate des zwei
ten Ausgangssignals abhängig von einem Profil, das wenig
stens teilweise auf das erste Ausgangssignal gestützt
ist, aufweist.
8. Einheit nach Anspruch 6, bei der der Umgebungsbedingungs
sensor einen Rauchsensor umfaßt und der zweite Sensor
einen Sensor umfaßt, der aus einer Klasse ausgewählt ist,
die einen Rauchsensor, einen Gassensor, einen Feuchtig
keitssensor, einen thermischen Sensor, einen Staubsensor
und einen Geschwindigkeitssensor umfaßt.
9. Einheit nach Anspruch 7, bei der der Entscheidungsschalt
kreis einen programmierbaren Prozessor und mehrere zuge
hörige, mit diesem gekoppelte entscheidungsgestützte
Befehle aufweist, wobei die Abtastrateneinstellschaltung
Ratenveränderungsbefehle umfaßt, die mit dem Prozessor
gekoppelt sind.
10. Einheit nach Anspruch 1, mit einem Schaltkreis zum Ver
arbeiten der abgetasteten Ausgangswerte zum Erzeugen
eines verarbeiteten Ausgangssignals, wobei die Ver
arbeitung abhängig von der Erhöhung der Abtastrate
veränderbar ist.
11. Einheit nach Anspruch 10, bei der die Verarbeitung die
Filterung der abgetasteten Ausgangswerte umfaßt, wobei
die Filterung abhängig von der Zunahme der Abtastrate
verändert wird.
12. Verarbeitungsverfahren nach Anspruch 8, mit folgenden
Verfahrensschritten:
Erfassen einer ersten Umgebungsbedingung und Erzeugen eines ersten Ausgangssignals;
Erfassen einer zweiten Ausgangsbedingung und Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals;
Einrichten einer ersten Abtastrate für das erste Ausgangssignal; und
Modifizieren der Abtastrate des ersten Ausgangssignals abhängig von dem zweiten Ausgangssignal.
Erfassen einer ersten Umgebungsbedingung und Erzeugen eines ersten Ausgangssignals;
Erfassen einer zweiten Ausgangsbedingung und Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals;
Einrichten einer ersten Abtastrate für das erste Ausgangssignal; und
Modifizieren der Abtastrate des ersten Ausgangssignals abhängig von dem zweiten Ausgangssignal.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem eine Anfangs
abtastrate für das zweite Ausgangssignal eingerichtet
wird und die Abtastrate für das zweite Ausgangssignal
abhängig von dem ersten Ausgangssignal verändert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Modifizieren das
Analysieren des zweiten Ausgangssignals umfaßt, um zu
ermitteln, ob dieses ein gewähltes Muster aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Modifizieren des
zweiten Ausgangssignals das Analysieren des ersten Aus
gangssignals umfaßt, um zu ermitteln, ob dieses ein aus
gewähltes Muster aufweist.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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