DE19951403B4

DE19951403B4 - Verfahren zur Erkennung von Rauch

Info

Publication number: DE19951403B4
Application number: DE19951403A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Müller
Original assignee: Schako Metallwarenfabrik Ferdinand Schad KG
Current assignee: Schako KG
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: ES2198348T5; DE19951403A1; DE50002015D1; EP1224641B1; EP1224641A1; AU6838000A; ATE239281T1; EP1224641B2; ES2198348T3; WO2001031602A1

Abstract

Verfahren zur Erkennung von Rauch in einem Raum, wobei eine Strahlung von einem Sender (2) in einer Decke durch eine Abdeckung (7) hindurch in den freien Raum ausgesandt, diese zumindest zum Teil von dem Rauch (1) reflektiert und von einem Empfänger (13) hinter der Abdeckung (7) registriert wird, wobei durch ein Steuerungsprogramm eine Abweichung der Reflektion detektiert und analysiert wird, ob die Abweichung von Rauch oder von einem Fremdkörper herrührt, wobei innerhalb einer Zeiteinheit eine Mehrzahl von Erkennungsvorgängen durchgeführt und ein Alarm od. dgl. erst dann ausgelöst wird, wenn eine bestimmte Anzahl von Erkennungsvorgängen aufeinanderfolgend positiv ist und zur Unterscheidung von Rauch und Fremdkörpern zwischen einem kontinuierlichen Anstieg der Reflektion, wie bei Rauch, und einem abrupten Anstieg der Reflektion, wie bei einem Fremdkörper, unterschieden wird und dem Sender (2) zum Empfang einer von der Abdeckung (5) reflektierten Strahlung ein eigener Empfänger (9) und dem Empfänger (3) vor der Abdeckung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Rauch in einem Raum gemäss Oberbegriff von Anspruch 1.
Rauchmelder sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. Sie arbeiten jedoch fast alle nach einem Prinzip. Um detektiert zu werden, muss der Rauch durch den Rauchmelder hindurchströmen. Das Verfahren ist als Streulichtverfahren bekannt und setzt voraus, dass der Rauch mit dem Sensor in Kontakt kommt. Die Folge davon ist, dass Rauchmelder aus der Decke herausragen müssen, ein deckenbündiger Einbau ist nach der hierfür geltenden Europäischen Norm EN54 nicht möglich. Bei der Wartung ist es notwendig, dass der ganze Sensorkopf demontiert und zum Hersteller geschickt wird. In der Praxis werden dabei die Sensorköpfe durch neue ersetzt, da nicht gewartet werden kann, bis die ausgetauschten, vom Hersteller repariert bzw. gewartet zurückkommen. Als Folge davon ist es notwendig, dass die doppelte Menge an Rauchmeldern von den Wartungsfirmen bevorratet wird.
Ferner können die handelsüblichen Rauchmelder manipuliert werden, ohne dass es zu einer Detektion der Manipulation kommt. Darüber hinaus ist es notwendig, dass jeder einzelne Rauchmelder zum Schaltschrank hin verdrahtet wird.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Rauchmelder liegt darin, dass diese in der Praxis leicht verschmutzen. Sind sie verschmutzt, können sie aber keinen Rauch mehr detektieren.
Aus der US 4,011,458 A ist eine Vorrichtung bekannt, wobei ein Sender zum Aussenden einer von dem Rauch in einem Raum reflektierbaren Strahlungen und ein die vom Rauch reflektierte Strahlung erkennender Empfänger vorgesehen sind.
Aus der DE 696 24 461 T2 ist des weiteren ein Feuermeldesystem mit Unterscheidung von Rauchpartikeln bekannt. Auch hier befindet sich innerhalb einer Detektionskammer eine Lichtquelle hoher Intensität. Dieser Lichtquelle ist ein Lichtsensor zugeordnet. Rauchpartikel im zentralen Bereich des Lichtstrahls streuen einen Teil des Lichtes in alle Winkel, was auch der Lichtsensor erkennt. Die entsprechende Auswerteeinheit kann aber zwischen Rauchpartikeln und nicht von Rauch stammenden Signalen unterscheiden.
Aus der DE 26 32 876 A1 geht ein Rauchdetektor hervor, der Rauch in einem offenen Raum detektiert. Durch eine entsprechende Schaltung wird sichergestellt, dass auch tatsächlich Rauch vorhanden ist, bevor eine Alarmanzeige ausgelöst wird, wobei die Schaltung im Impulsbetrieb arbeitet und mehrere Impulse ausgewertet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der o. g. Art zu schaffen, mit welcher auf einfache Art und Weise tatsächlich vorhandener Rauch in einem freien Raum detektiert wird und Falschmeldungen durch Schmutz oder Manipulation auf der Abdeckung aber auch von Fremdkörper im Raum vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale von Anspruch 1.
Das bedeutet, dass nicht schon jede Abweichung der Reflektion zu einem Alarm od. dgl. führt. Beispielsweise ist ein Insektenvorbeiflug, der zufällig die Strahlung reflektiert, ebenso zu übergehen, wie eine Putzfrau mit einem Staubwedel. Deshalb werden durch das Steuerungsprogramm eine Mehrzahl von Erkennungsvorgängen hintereinander addiert. Erst wenn mehrere Erkennungsvorgänge aufeinanderfolgend, eine Abweichung der Reflektion detektieren, kommt es zu einer Alarmauslösung. Auch ein abrupter Anstieg der Abweichung der Reflektion führt noch nicht zu einer Meldung, da bekannt ist, dass Rauch eher zu einem kontinuierlichen Ansteigen einer Reflektionsabweichung führt.
Die gesamte Vorrichtung wird bevorzugt als eine Einheit ausgebildet. Sie kann als Stand-Alone-Version ausgebildet sein, wobei die Anschlüsse durch einfache Relais-Ausgänge angesteuert werden.
Bevorzugt ist jedoch das ganze System durch ein flexibles Mikroprozessorsystem über einen BUS ansteuerbar. Über den BUS kommuniziert jeder Rauchmelder mit einer Zentrale. Dabei kann durch eine Initialisierungssequenz ein Kabelbruch erkannt werden, wodurch ein komplett ausgefallener Rauchmelder ermittelt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Erkennung von Rauch kann auch durch Fremdstrahlung beeinflusst werden. Bei Lichtstrahlung ist dies vor allem eine Sonneneinstrahlung oder eine Strahlung von anderen Lichtquellen, bei Verwendung von Infrarotstrahlung, kann eine Infrarotfernbedienung oder eine Infrarotschnittstelle von einem Drucker zu Irritationen führen. Um dieses auszuschliessen, soll dem Empfänger ein Filter vorgeschaltet werden, der diese Fremdstrahlungen ausfiltert. Wird beispielsweise Licht als Strahlung verwendet, so empfängt der Sensor die gesamte einfallende Lichtstrahlung, wandelt aber nur die Lichtstrahlung mit der ausgesendeten Frequenz in Gleichspannung um, die dann das Sendesignal ergibt. Die übrige Lichtstrahlung wird in Wechselspannung umgesetzt und auf Null gesetzt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Erkennen von Rauch;
2 bis 4 schematische Darstellung von verschiedenen Funktionen der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Erkennung von Rauch.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erkennen von gestrichelt angedeutetem Rauch 1 weist einen Sender 2 und einen Empfänger 3 auf. Sender 2 und Empfänger 3 befinden sich vorzugsweise in einem Gehäuse 4, welches beispielsweise in eine Decke eingelassen sein kann.
Zwischen Sender 2 und Rauch 1 befindet sich eine Abdeckung 5, welche einen Strahl 6, der von dem Sender 2 ausgesandt wird, durchlässt. Desgleichen befindet sich eine weitere Abdeckung 7 vor dem Empfänger 3, wobei die Abdeckung 7 einen reflektierten Strahl 8 durchlässt.
Dem Sender 2 ist bevorzugt ein eigener Empfänger 9 sowie ein Kontrollempfänger 10 zugeordnet. Dem Empfänger 3 wiederum ist ein eigener Sender 11 und ein Kontrollsender 12 zugeordnet.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Die eigentliche Raucherkennung geschieht über den Sender 2 und den Empfänger 3 gemäss 2. Falls sich in einer Rauchmesszone Rauch 1 befindet, wird die von dem Sender 2 ausgesandte Strahlung 6 an dem Rauch 1 reflektiert und von dem Empfänger 3 gemessen. Die Intensität der Reflektion ist ein Mass für die Rauchdichte. Ferner resultiert aus einem gewählten Abstrahl- bzw. Einfallwinkel der Reflektionsabstand, d. h., es kann auch ermittelt werden, wie weit der Rauch von der erfindungsgemässen Vorrichtung entfernt ist.
Im Laufe der Zeit kommt es vor, dass die Abdeckungen 5 und 7 verschmutzen, oder aber dass sie, beispielsweise bei Sabotage, abgedeckt werden. Um dies zu ermitteln, sind der eigene Empfänger 9 für den Sender 2 und der eigene Sender 11 für den Empfänger 3 vorgesehen, wie dies in 3 dargestellt ist. Sollte die Abdeckung 5 bzw. 7 verschmutzt oder abgeklebt sein, so kann die Strahlung nicht durch die Abdeckung 5/7 dringen, sondern wird reflektiert. Diese reflektierte Strahlung wird von dem Empfänger 9 bzw. dem Empfänger 3 ermittelt. Das System kann dabei so eingestellt sein, dass auch eine prozentuale Verschmutzung ermittelt wird. Das bedeutet beispielsweise, dass eine Fehlermeldung erst dann gegeben wird, wenn die Verschmutzung einen bestimmten Grad überschritten hat, Die Einstellung kann auch so geschehen, dass bei zunehmender Verschmutzung bis zu einer gewissen Höhe die Raucherkennung aktiv bleibt.
In vielen Fällen ist auch ein Selbsttest der erfindungsgemässen Vorrichtung gewünscht. Dieser ist in 4 dargestellt. Dem Selbsttest dienen der Kontrollempfänger 10 und der Kontrollsender 12. Der Sender 2 wird getestet, indem sein Signal vom Empfänger 10 direkt empfangen wird. Falls der Empfänger 10 die Strahlung registriert, ist festgestellt, dass der Sender funktionsfähig ist.
Der Empfänger 3 wird dadurch getestet, dass der vom Sender 12 angestrahlt wird. Empfängt er Empfänger 3 die Strahlung, ist er funktionsfähig.
Bei defektem Sender und/oder Empfänger wird eine Fehlermeldung ausgegeben.

Claims

Verfahren zur Erkennung von Rauch in einem Raum, wobei eine Strahlung von einem Sender (2) in einer Decke durch eine Abdeckung (7) hindurch in den freien Raum ausgesandt, diese zumindest zum Teil von dem Rauch (1) reflektiert und von einem Empfänger (13) hinter der Abdeckung (7) registriert wird, wobei durch ein Steuerungsprogramm eine Abweichung der Reflektion detektiert und analysiert wird, ob die Abweichung von Rauch oder von einem Fremdkörper herrührt, wobei innerhalb einer Zeiteinheit eine Mehrzahl von Erkennungsvorgängen durchgeführt und ein Alarm od. dgl. erst dann ausgelöst wird, wenn eine bestimmte Anzahl von Erkennungsvorgängen aufeinanderfolgend positiv ist und zur Unterscheidung von Rauch und Fremdkörpern zwischen einem kontinuierlichen Anstieg der Reflektion, wie bei Rauch, und einem abrupten Anstieg der Reflektion, wie bei einem Fremdkörper, unterschieden wird und dem Sender (2) zum Empfang einer von der Abdeckung (5) reflektierten Strahlung ein eigener Empfänger (9) und dem Empfänger (3) vor der Abdeckung (7) ein eigener Sender (11) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionszeit ermittelt wird, welche die Strahlung vom Sender zum Empfänger benötigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Empfänger die Strahlung ausgefiltert wird, welche nicht von dem Sender stammt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung, welche der ausgesandten Strahlung entspricht, eine Gleichspannung und die Strahlung, welche nicht der ausgesandten Strahlung entspricht, eine Wechselspannung erregt.