DE2049968B2 - Verfahren zur flammenmeldung sowie flammenmelder zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur flammenmeldung sowie flammenmelder zur durchfuehrung des verfahrensInfo
- Publication number
- DE2049968B2 DE2049968B2 DE19702049968 DE2049968A DE2049968B2 DE 2049968 B2 DE2049968 B2 DE 2049968B2 DE 19702049968 DE19702049968 DE 19702049968 DE 2049968 A DE2049968 A DE 2049968A DE 2049968 B2 DE2049968 B2 DE 2049968B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- flame
- flicker
- frequency range
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 27
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 27
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 10
- 230000006403 short-term memory Effects 0.000 claims description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
meldung bei bestimmten Brennstoffen ist es auch
möglich, daß ein Meßbereich einen großen Teil des Flackerfrequenzbereichs überdeckt und sich beispielsweise
von 5 bis 15 Hz erstreckt, wahrend mindestens
ein schmaler Meßbereich, beispielsweise bei 15Hz, innerhalb oder außerhalb dieses größeren
Meßbereichs liegt.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Flammenmeldung in zusätzlicher Abhängigkeit davon erfolgen,
daß die Leistungsdichte in allen Meßbereichen größenordnungsmäßig gleich ist. Dadurch wird die
Anfälligkeit der Flammenmcldung gegen Störungen weiter verringert.
Neben der bereits erwähnten etwa gleichmäßigen Verteilung der spektralen Leistungsdichte im Flackcrfrequenzbcrcich
tritt nach dem Ausbruch eines Feuers noch die Erscheinung auf, daß das Flackcrfreciuenzspcktrum
zeitlich von höheren Frequenzen herkommend durch einen Bereich erhöhter Amplituden
durchlaufen wird. Dadurch wird an sich das Erreichen des Zustands begünstigt, daß die
Leistungsdichte in allen Meßbereichen jeweils größer als ein Mindestwert ist, das heißt die
Flammenmcldung wird günstigerweise beschleunigt. Andererseits muß auf den Durchlauf des Amplitudenmaximums
durch den Flackerfrequcnzbercieh Rücksicht genommen werden, wenn als zusätzliches
Kriterium für die Flammenmcldung eine etwa gleiche spektrale Leistungsdichte verlangt wird. Dies erfolgt
in genügendem Maße dadurch, daß die spektrale Leistungsdichte in allen Meßbereichen nur größenordnungsmäßig
gleich sein muß. Rs ergeben sich beispielsweise gute Ergebnisse, wenn eine Flammcnmeldung
dann noch zugelassen wird, wenn sich die spektralen Leistungsdichten in den aim stärksten
unterschiedlichen Meßbereichen wie 1 : 5 verhalten.
Um bei der Auswertung des Meßsignals mittels elektronischer Schaltelemente, deren Übersteuerung
und damit eine Störung zu vermeiden, ist es erwünscht, einmalige starke Impulse des demodulierten
Meßsignals (Flackersignals) von den zu seiner Analyse verwendeten Schaltelementen fernzuhalten.
Dies erfolgt gemäß einer Ausgestaltung dadurch, daß das durch Demodulation des Meßsignals gewonnene,
zeitlich entsprechend dem Flackern der Flammen verlaufende Flackersignal derart integriert wird,
daß das erzeugte Integrationssignal bei geringen Amplituden des Flackersignals nach einer größeren
Amplitudenanzahl, bei großen Amplituden des Flakkersignals nach einer geringen Amplkudenanzahl
einen festen Schwelhvert übersteigt, und daß das Flackersignal vor der Messung seiner Leistungsdichte
in Abhängigkeit von dem Maß der Schwellwertüberschreitung des Integrationssignals derart gedämpft
wird, daß bei geringer Schwellvvertüberschreitung kurzzeitig eine starke Dämpfung und bei gegenüber
dem Schwellwert größerer Schwellwertüberschreitung praktisch keine Dämpfung erfolgt. Dadurch wird
gleichzeitig erreicht, daß die Meßspannung sicherheitshalber nur dann ausgewertet wird, wenn sie
überhaupt dazu geeignet ist, in einzelnen Meßbereichen eine spektrale Leistungsdichte zu liefern,
die größer als ein Mindestwert ist. Die Integrationszeitkonstante ist bei der erwähnten Integration
gegenüber den Zeitkonstanten bei dem bekannten, obengenannten Verfahren wesentlich kleiner.
Die obere Eckfrequenz des Flackerfrequenzbereichs liegt vorzugsweise bei etwa 16 Hz, da sich
herausgestellt hat, daß die beschriebene gleichmäßige Verteilung der spektralen Leistungsdichte bei genügender
AmplitU'lenhöhe des demodulierten Meßsignals (Flackersignals) im Bereich von 3 bis UiHz
in besonders gutem Maße verwirklicht ist.
Ein Flammenmelder zur Durchführung des erlindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich aus durch
einen das Mel.isignal in mindestens zwei verschiedenen, innerhalb des Flackerfrcquenzbcrcichs liegenden
ίο Meßbereichen spektral analysierenden Frequenzanalysator,
der nur dann ein Meldcsignal erzeugt, wenn die spektrale Leistungsdichte des Mcßsignals in
allen Meßbereichen jeweils größer als ein Mindestwert ist.
Ausführungsbcispielc des erfindungsgemäßen Flammcnmcldcrs mit weiteren Ausgestaltungen werden
im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt
F i g. I als Diagramm den möglichen Verlauf der spektralen Leistungsdichte des demodulierten Meßsignals
in Abhängigkeit von der Frequenz im Flackerfrequcnzbercieh,
Fig. 2 einen analog arbeitenden Flammenmelder
gemäß der Erfindung,
Fig. 3 one bei dem Flammcnmelder gemäß
F i g. 2 verwendete elektronische Torschaltung,
Fig. 4 eine bei dem Flammcnmelder gemäß Fig. 2 verwendete Filterschaltung,
Fig. 5 eine abgewandelte Ausführung eines Fi equenzanalysators
für den Flammcnmelder gemäß Fig. 1,
Fig. 6 eine weitere abgewandelte Ausführung eines Frequenzanalysator für den Flammenmelder
gemäß Fig. I,
F i g. 7 eine digitale Ausführung eines Flammeiimelders
gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt den Verlauf der spektralen Leistungsdichte
ρ des demodulierten Mcßsignals (Flackersignals) in Abhängigkeit von der Frequenz / in einem
Flackerfrequenzbcreich von 13 Hz zu einem bestimmten
Zeitpunkt nach dem Brandbeginn. Unterhalb von 3 Hz und oberhalb von 16Hz fällt die
Leistungsdichte ρ stark ab, was durch die Bandbreite der Demodulation bedingt ist. Innerhalb des Flacker-
frequenzbereichs ergibt sich für jeden Frcqucnzwerl ein endlicher, oberhalb eines Mindestwerts liegender
Wert der Leistungsdichte p.
Die Leistungsdichte ρ kann beispielsweise bei den
eingezeichneten Frequenzen 3 Hz, 5 Hz, 7 Hz, 11 Hz.
13Hz und 16Hz gemessen werden. Die Messunc
erfolgt aus technischen Gründen im allgemeinen ir einem Meßbereich endlicher, wenn auch gewünschtenfalls
sehr geringer Breite. Die den verschiedener Meßbereichen zugeordneten Mindestwerte müssen
nicht für alle Meßbereiche gleich sein, sondern können beispielsweise durch die Kurve p„ vorgegeber
sein. Liegt die Leistungsdichte ρ wie im dargestellter Fall in allen Meßbereichen innerhalb des Flackerfrequenzbereichs
oberhalb der durch die Kurve/;, vorgegebenen Mindestwerte, so kann eine Flammenmeldung
erfolgen.
Während der Ausbreitung der Flammen durchläuft ein Bereich höherer Amplituden, von höherer
Frequenzen her kommend, den Flackerfrequcnz
bereich. Im dargestellten Beispiel hat der Bereich höherer Amplituden gerade die Frequenz 7 Hz erreicht,
was durch die Kurve p' dargestellt ist. Οίε Kurve ρ' verschiebt sich zu späteren Zeiten nach
259?
tieferen Frequenzen, in F i g. I also nach links hin.
Dagegen behält die Kurve der Leistungsdichte ρ im
wesentlichen ihre Form und verändert bei einer Ausbreitung des Brands zu späteren Zeiten im wesentlichen
nur ihre absolute Höhe.
Bei '1Cm in F i g. 2 dargestellten Flammenmelder
erfaßt e;n optisch-elektrischer Wandler 10 im Falle eines Brands die durch das Flackern der Flammen
mit einer Flackerfrequcnz modulierte Strahlung der Flammen. Der Wandler 10 sollte möglichst einen
definierten Empfindlichkeitsbereich elektromagnetischer Strahlung aufweisen und auf die übrige Strahlung
nicht ansprechen. In den meisten Anwcndungsfällcn wird der Empfindlichkeitsbercich des Wandlers
10 im Infrarotbcrcich liegen.
Bei bestimmten Anwendungsfällcn kann der Empfindlichkeitsbereich
des Wandlers 10 auch im UV-Bereich liegen.
In diesem Bereich gibt es nur wenige Störquellen, so daß er sich an sich gut zur Flammenmeldung
eignet. Andererseits hängt die Abwesenheit von Störungen jedoch mit einem Mangel des UV-Lichts
bei der Flammenmeldung zusammen. Es ist sehr wenig durchdringungsfähig und wird von Staub,
Rauch und Wasserdampf absorbiert und gestreut, so daß es, außer bei Meldungen aus dem Nahbereich,
den Wandler 10 bei Anwesenheit von Fremdstoffen in 0°.τ Atmosphäre schlecht erreicht, so daß eine
Flammenmcldung ausbleiben kann. Unter anderem aus diesem Grunde ist für kleine Schutzfiächen ein
Flammenmelder für UV-Licht zu aufwendig. Immerhin führt die Anwendung des UV-Bereichs zu
einem sicheren, störunanfälligen Nachweis von bestimmten Bränden, z. B. von Metallbränden bei
Objcktschutzanlagen.
Der Bereich des Tageslichts wird als Empfindlichkeitsbercich des Wandlers 10 im allgemeinen unberücksichtigt
bleiben müssen. Eine Ausnahme bildet die Verwendung in völlig abgedunkelten Räumen.
Am Tag oder bei künstlicher Beleuchtung heben sich Flammen nämlich zu wenig von der Hintergrund-Strahlung
ab und werden dadurch nur schwer erkannt.
Das von dem Wandler 10 erzeugte Meßsignal in Form einer Wechselspannung wird einem Demodulator
11 zugeführt, der aus einem aktiven Hochpaß zur Verstärkung der Wechselspannungskomponente
der empfangenen Strahlung und einem nachgeschalteten aktiven Tiefpaß besteht. Der Tiefpaß bildet
einen Eingangsverstärker für die nachfolgenden Schaltungsteile. Er verstärkt die Wechselspannungskomponente
des Meßsignals bei niedrigen Frequenzen weiter, unterdrückt jedoch höherfrequente Anteile.
Damit wird z.B. die mit 100 Hz modulierte Strahlung von an das 50-Hz-Wechselstromnetz angeschlossenen
Glühlampen unterdrückt. Die Bandbreite des Demodulators Il entspricht dem auszuwertenden
Flackerfrequenzbereich und hat beispielsweise eine obere Eckfrequenz von 16 H^. Das am
Ausgang des Demodulators Il anstehende Signal stellt das auf den Flackerfrequenzbereich beschränkte
Meßsignal dar und wird hier als Flackersignal bezeichnet. Es verläuft zeitlich entsprechend dem
Flackern der Flammen.
Bevor das Flackersignal zur Messung der spektralen Leistungsdichte einem Frequenzanalysator 13 zugeführt
wird, durchläuft es eine Dämpfungsvorrichtung 12. Ein Integrator 14 enthält einen Spitzengleichrichter,
der das Flackersignal so umformt, daß seine vorher negativen \mpli"udcn nunmehr auf
einer Bezugsspannung liegen und daß die Werte des umgeformten Signals nur noch eine Polarität haben.
Das umgeformte Signal wird dann mit kurzer Integrationszeitkonstante
integriert. Der Integrator 14 steuert eine in der Signalleilung liegende Torschaltung
16. Der Ausgang des Integrators 15 ist normalerweise
leicht negativ vorgespannt. Bei genügenden Signalamplituden des Flackersignals wird die Vorspannung
aufgehoben, und die Torschaltung 16 wird langsam leitend. Eine Dämpfung des weitergelciteten Flackersignals
erfolgt somit nur während des Leitendwerdens der Torschaltung 16. Durch diese Wirkungsweise
werden starke einmalige impulsförmige Amplituden des Flackersignals von dem nachfolgenden
Frequenzanalysator 13 ferngehalten, und das Flackersigna! wird nur dann durchgelassen, wenn entweder
in kurzer Zeit hohe Amplituden oder über längere
ao Zeit weniger hohe Amplituden des Flackersignals anstehen.
Die Torschaltung 16 ist in F i g. 3 dargestellt. Das Flackersignal gelangt von einem Eingang E über
einen Widerstand 43, eine als Schalter betriebene
»5 Gleichrichterbrücke 44 und einen mit einem Widerstand
45 beschalteten Verstärker 46 zum Ausgang A. Die Diagonale der Gleichrichterbrücke 44 ist über
Widerstände 47, 48 an ein negatives bzw. positives Potential angeschlossen. Diese Speisung kann die
Gleichrichterbrücke 44 leitend machen, so daß das Flackersignal ungedämpft, gegebenenfnlU verstärkt
durch den Verstärker 46, durchgelassen wird. Tm Ruhezustand wird jedoch an die Diagonale der
Gleichrichterbrücke 44 von einem mit einem Widerstand 49 beschalteten Verstärker 50 eine Gegcngleichspannung
gelegt, die die Gleichrichterbrücke 44 nicht leitend macht und eine Übertragung des Flakkersignals
verhindert. Der Verstärker 50 ist an die Diagonale der Gleichrichterbrücke 44 über Dioden
51, 52 und einen Widerstand 53 angeschlossen. Dem Eingang des Verstärkers 50 kann weiter über einen
Steueranschluß M und den Widerstand 53 das Ausgangssignal des Integrators 14 (Fig. 2) zugeführt
werden. Steigt das als Gleichspannung vorliegende Ausgangssignal des Integrators 14 gegenüber seinem
ursprünglichen negativen Pegel an, so wird bei positiven Werten die an der Diagonale der Gleichrichterbrücke
44 liegende Gegengleich^pannung verringert,
die Geichrichterbrücke 44 wird zunehmend leitend, und das Flackersignal wird zunehmend durchgelassen.
Ist das Ausgangssignal des Integrators 14 größer als ein Schwellwert von beispielsweise 1 V, so wird
die Gleichrichterbrücke 44 völlig leitend, und das Flackersignal wird ungedämpft übertragen.
Der das Flackersignal — und damit das Meßsignal im Flackerfrequenzbereich — auswertende Frequenzanalysator
13 weist mehrere jeweils auf einen schmalbandigen, innerhalb des Flackerfrequenzbereichs gelegenen
Meßbereich abgestimmte Filterschaltungen
öo 17 bis 19 auf, deren Ausgangssignale nach Amplitude
oder Mittelwert der jeweiligen spektralen Leistungsdichte entsprechen. Obwohl nur drei Filterschaltungen
17 bis 19 für die Frequenzen Z1, /2, /3 dargestellt
sind, ist die Verwendung einer größeren Anzahl von derartigen Filterschaltungen vorteilhaft. Beispielsweise
können fünf Filterschaltungen mit den Meßbereichen (3 ± 0,5) Hz, (5 ± 0,5) Hz, (7 ± 0,5) Hz,
(11 ± 0,5) Hz und (13 ± 0,5) Hz oder sechs Filter-
209 546/278
2097
schaltungen für clic in Fig. I bezeichneten Frequenzen
vorgesehen sein. Die Meßbereiche sind so gewählt, daß sie keine ganzzahligen Vielfachen einer
Grundfrcqucnz sind und sich daher nicht gegenseitig beeinflussen.
F.ine geeignete Filtcrschaltung ist in F i g. 4 dargestellt.
Sie besteh, aus einem mit Impedanzen Z 1 bis Z 5 beschalteten Verstärker 54. Jc nachdem, ob
die Impedanzen Zl bis Z 5 Widerstände oder Kondensatoren
sind, kann mit ihnen erreicht werden, daß die Filterschaltung als Hochpaß, als Tiefpaß oder als
Frequenz- oder Bandpaß wirkt. Im Falle der F i g. 2 wird die Filtcrschaltung als Frequenzpaß mit sehr
engem Durchlaßbereich als Meßbereich ausgelegt.
Den Filtcrschaltungen 17 bis 19 sind gemäß F i g. 2 Schaltungsanordnungen nachgeschaltet, die
die Ausgangsspannungen der Filterschaltungen 17 bis 19 darauf überwachen, ob sie jeweils größer als
ein Mindestwert sind. Diese Schaltungsanordnungcn werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel ao
von Kurzzeitspeichern 20 bis 22 und einem UND-Elcment 23 gebildet. Die Kurzzeitspeicher 20 bis
22 weisen jeweils beim Überschreiten der Ausgangsspannung der zugeordneten Filterschaltung 17
bis 19 über einen Mindestwert, wie er in F i g. 1 durch Kurve ρ,, angedeutet ist, eine zur Betätigung des
UND-Elcmcnts23 genügende Ausgangsspannung auf. Die Ausgänge der Kurzzeitspeicher sind mit dem
UND-Elcnicüi 23 derart verbunden, daß von diesem
ein Mcldesignal (»Alarm«) nur dann erzeugt wird, wenn die Ausgangsspannungen aller Kurzzeitspeicher
20 bis 22 zu seiner Betätigung genügen.
Bei dem Ausführungsbeispiel eines Frequenzanalysator
gemäß Fig. 5 sind für Frequenzen /1, /2.
/3 Filterschaltungen 25 bis 27 vorgesehen, deren Ausgangswechselspannungen
nachgeschaltete Zähler 28 bis 30 weiterzahlen, sofern die Amplituden der Ausgangswechselspannungui
jeweils einen Mindestwert übersteigen, der zur Betätigung des zugeordneten Zählers ausreicht, und solange der jeweils zugeordnetc
Zähler noch nicht bis zur letzten Stufe aufgefüllt ist. Sind alle Zähler 28 bis 30 bis zur letzten Stufe aufgefüllt,
so wird mittels eines ihnen nachgeschalteten UND-Elements 31 ein Meldesignal erzeugt. Die Zähler
28 bis 30 können mittels von einer Taktimpulsquelle 32 erzeugten, periodischen Taktimpulsen rückgestellt
werden, um zu vermeiden, daß ein einem Meßbereich zugeordneter Zähler 28 bis 30, der infolge eines Störzustands
aufgefüllt wurde, zu einer ungewollten Flammenmeldung dann beiträgt, wenn auch die
übrigen Zähler zu anderen Zeiten nur durch Störungen gefüllt werden. Eine weitere Ausgestaltung ist
dahingehend möglich, daß die Zähler 28 bis 30 von periodischen Taktimpulsen der Taktimpulsquelle 32
rückwärts gezählt werden. In diesem Falle sollte das UND-Glied 31 jeweils mit mehreren Stufen eines
Zählers über ein ODER-Glied verbunden werden. Ein Meldesignal wird in diesem Fall nur dann erzeugt,
wenn die Filterschaltungen 25 bis 27 jeweils pro ZeiLeinheit eine genügende Anzahl von Ampli- β.)
tuden erzeugen, die unter Berücksichtigung der Rückwärtszählung durch die Taktimpulse dennoch
insgesamt eine Vorwärtszählung bis zu einer genügenden Füllung der Zähler 28 bis 30 bewirken, und
wenn außerdem die gezählte Anzahl von Impulsen einer etwa gleichen spektralen Leistungsdichte in
allen Meßbereichen entspricht.
Das Ausführungsbeispicl eines Frequenzanalysator
43 gemäß Fig. 6 entspricht dem Fall, daß ein Meßbereich einen großen Teil des Flackerfrequenzbereichs
überdeckt. Hierzu ist eine Filterschaltung vorgesehen, die einen Tiefpaß 33, dessen Durchlaßbereich
unen großen Teil des Flackerfrequcnzbereichs überdeckt, sowie einen dem Tiefpaß nachgeschalteten
Integrator 34 umfaßt. Mittels mindestens einer Filterschaltung 35 wird dagegen die spektrale
Leistungsdichte in einem schmalbandigen Meßbereich ähnlich wie in Fig. 1 ermittelt. Die Ausgangssignale
des Integrators 34 und der Filterschaltung 35 werden einem Vergleichcr 36 zugeführt, der
sie betragsmäßig vergleicht und ein Ausgangssignal dann abgibt, wenn die spektralen Leistungsdichten
in beiden Meßbereichen größenordnungsmäßig gleich sind. Damit nun ein Meldesignal nicht auch in dem
Fall erzeugt wird, daß die beiden spektralen Leistungsdichten etwa gleich Null sind, wird das Ausgangssignal
des Vergleichsglieds 36 durch ein Tor 3T geführt, das von einem Schwellwertschalter 44 nut
dann geöffnet wird, wenn das Ausgangssignal des Integrators 34 einen Mindestwert überschreitet. Da
zur Flarrsmcnrncldurig die von dem Tiefpaß 33 und
dem Integrator 34 ermittelte spektrale Leistungsdichte somit größer als ein Mindestwert sein muß und da
andererseits die von der Filterschaltung 35 ermittelte spektrale Leistungsdichte größenordnungsmäßif
gleich der erstgenannten Leistungsdichte sein muß ist sichergestellt, daß auch die von der Filterschaltung
35 ermittelte spektrale Leistungsdichte zur Flammenmeldung einen Mindestwert übers"jigen muß.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 wcisi der Frequenzanalysator 38 eine handelsübliche Analysiervorrichtung
39 auf, deren Ausgänge jeweils die spektrale Leistungsdichte in einem Meßbereich anzeigen.
Die Anzeige erfolgt allerdings mit einei Nullpunktverschiebung derart, daß ein das Vorliegen
einer spektralen Leistungsdichte größer als Null anzeigendes Signal erst dann erzeugt wird, wenr
diese spektrale Leistungsdichte größer als ein digita vorgegebener Mindestwert ist. Die Ausgänge dei
Analysiervorrichtung 39 sind mit einem UND-Element 40 derart verbunden, daß dieses ein Meldesignal
nur dann erzeugt, wenn alle Ausgänge eir Ausgangssignal erzeugen.
Die Beschränkung des Meßsignals auf den Flakkerfrequenzbereich erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 7 bereits dadurch, daß die Meßbereiche der Analysiervorrichtung 39 in den Flackerfrequenzbereich
gelegt werden. Ein Demodulator wie im Falle der Fig. 2 ist daher nicht erforderlich. Da:
von dem optisch-elektrischen Wandler 10 erzeugte Meßsignal wird lediglich mittels eines Verstärkers 41
verrtärkt. Da die Analysiervorrichtung 39 digita' arbeitet, wird ihr die Meßspannung über einer
Analog-Digital-Wandler 42 zugeführt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
2697
Claims (17)
1. Verfahren zur Flammenmeldung, wobei
mittels eines optisch-elektrischen Wandlers ein elektrisches Meßsignal erzeugt wird, das zeitlich
entsprechend der durch das Flackern der Flammen modulierten Strahlung der Flammen verläuft,
und eine Flammenmeldung erfolgt, wenn das Meßsignal Signalkomponenten in einem vorgegebenen
Flackerfrequenzbereich enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale
Leistungsdichte des Meßsignals in mindestens zwei Meßbereichen, die innerhalb des Flackerfrequenzbereichs
liegen, gemessen wird, und daß eine Flammenmeldung in Abhängigkeit davon erfolgt, daß die Leistungsdichte in allen Meßbereichen
jeweils größer als ein Mindestwert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Meßbereiche gegenüber
der Breite des Flackerfrequenzbereichs schmal sind und über den Flackerfrequenzbereich in
Abständen verteilt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Meßbereich enthaltenen
Frequenzen jeweils gegenüber den in den anderen Meßbereichen enthaltenen Frequenzen
keine Obersch.vingungen sind.
4. Verfahren nach Anspruch ', dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßbereich einen großen
Teil des Flackerfrequenzbereichs Oerdeckt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenmeldung
in zusätzlicher Abhängigkeit davon erfolgt, daß die Leistungsdichte in allen Meßbereichen
größenordnungsmäßig gleich ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durch
Demodulation des Meßsignals gewonnene, zeitlich entsprechend dem Flackern der Flammen
verlaufende Flackersignal derart integriert wird, daß das erzeugte Integrationssignal bei geringen
Amplituden des Flackersignals nach einer größeren Amplitudenanzahl, bei großen Amplituden
des Flackersignals nach einer geringen Amplitudenanzahl
einen festen SchwelKvert übersteigt, und daß das Flackersignal vor der Messung seiner
Leistungsdichte in Abhängigkeit von dem Maß der Schwellwcrtüberschreitung des Tntegration;»-
signals derart gedämpft wird, daß bei geringer Schwellwertüberschreitung kurzzeitig eine starke
Dämpfung und bei gegenüber dem Schwelhvert größerer Schwellwertüberschreitung praktisch
keine Dämpfung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis (1. dadurch gekennzeichnet, chiß die obere
Fckfrequenz des Flackerfrequenzbereichs bei etwa 1 6 Hz liegt.
S. Flammenmelder zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem \on der fi°
Strahlung der Flammen beaufschlagten, ein elektrisches
Meßsignal erzeugenden Wandler, gekennzeichnet durch einen das Meßsignal in mindestens
zwei verschiedenen, innerhalb des Flackerfrequenzhercichs
liegenden Meßbereichen spektral analysierenden Frequenzanalysator (13. 24, 43.
38) der nur dann ein Meldesignal erzeugt, wenn
.'.ie spektrale Leistiinusdichte des Meßsinnals in
allen Meßbereichen jeweils größer als ein Mindestwert ist.
9 Flammenmelder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal mittels eines
Demodulators (11) auf den Flackerfrequenzbereich beschränkt ist, so daß das beschrankte
Meßsignal (Flackersignal) zeitlich entsprechend dem Flackern der Flammen verläuft.
10. Flammenmelder nach Anspruch 8 oder <?,
dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzanalysator (13, 24, 43) auf jeweils einen Meßbereich
abgestimmte Filterschaltungen (17 bis 19; 25 bis r/T 33,34; 35) sowie Schaltungsanordnungen (20
bis 23; 28 bis 31; 44) umfaßt, die die Ausgangsspannungen der Filterschaltungen darauf überwachen,
ob sie jeweils größer als ein Minder.tweri
11. Flammenmelder nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß den Filterschaltungen (17 bis"l9) jeweils ein Kurzzeitspeicher (20 bis 2:)
nachgeschaltet ist und daß die Ausgänge aller Kurzzeitspeicher (20 bis 22) mit einem UND-Element
(23) verbunden sind, das ein Meldesignal nur dann erzeugt, wenn die Ausgangssignale
aller Kurzzeitspeicher (20 bis 22) einen zu seiner Betätigung ausreichenden Betrag aufweisen
(F i g. 2).
12. Flammenmelder nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß den Filterschaltungen
(25 bis 27) jeweils ein mehrstufiger Zähler (28 bis 30) nachgeschaltet ist, der von der Ausgangswechselspannung
der zugeordneten Filterschaltung (25 bis 27) jeweils dann weitergezählt wi-d.
wenn diese einen Mindestwert überschreitet, und daß mindestens eine Stufe jedes Zählers (28 bis
30) mit einem UND-Element (31) derart verbunden
ist, daß dieses ein Meldesignal dann erzeugt. wenn alle Zähler (28 bis 30) jeweils um mehrere
Stufen vorwärts gezählt sind (F i g. 5).
13. Flammenmelder nach Anspruch 11. dadurch
gekennzeichnet, daß die Zähler (28 bis 30) von periodischen Taktimpulsen rückstellbar sind.
14. Flammenmelder nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (28 bis 30)
von periodischen Taktimpulsen rückwärts zählbar sind.
15. Flammenmelder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filterschaltung
(33,34) einen Tiefpaß (33), dessen Durchlaßbereich einen vorgegebenen Teil des Flac'.crfrequenzbereichs
überdeckt, sowie einen dem Tiefpaß (33) nachgeschalteten Integrator (34) umfaßt.
16. Flammenmelder nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Demodulator
(11) und den Frequenzanalysator (13, 24. 43) eine Dämpfungsvorrichtung (12) geschaltet
ist. deren Dämpfung von dem Integrationssignal am Ausgang eines über eine Spitzengleichrichtcrschaltung
mit dem beschränkten Meßsignal beaufschlagten Integrators (14) derart gesteuert
ist. daß bei einer geringen Überschreitung des Intcgrationssignals über einen vorgegebenen
Schwcllwert eine starke Dämpfung und bei gegenüber dem Sehwellwert größerer Schwellwertübersehieitung
praktisch keine Dämpfung erfolgt.
17. Flammenmelder nach Anspruch R, dadurch
gekennzeichnet, daß ein digitaler Frequenz-
i-
miteinander verglichen werden und eine Flammen-S7'
meldunS in Abhängigkeit davon erfo'gt, daß die
, %«f™Wr, ,Fre,quenzan%- 5 Leistungsdichte der von den Wandlern erfaßten
sator (38) mehrere, jeweils der spektralen Lei- Strahlung sowohl in beiden Strahlungsbereichen jestungsdichte
eme Meßbereichs entsprechende weils größer als ein Mindestwert ist als auch in beiden
Signale dann erzeugt, wenn das Meßsignal in dem Strahlungsbereichen ein vorgegebenes Größenordzugeordneten
Meßbereich großer als ein digital nungsverhältnis zueinander aufweist. Derartige Flamvorgegebener
Mmdeswert ist und daß diese io menmelder bedürfen wegen der vorhandenen beiden
Signale einem UND-Element (40) zugeführt sind, Wandler eines gewissen Bauaufwands, und eine Erdas
em Meldesignal nur dann erzeugt, wenn alle höhung der Sicherheit gegen Störeinflüsse durch
Signale vorhanden sind (F, g. 7). Überwachung einer größeren Anzahl elektromagneti
scher Strahlungsbereiche ist nicht ohne weiteres und 15 nur mit weiter erhöhtem Bauaufwand möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
einer die Flackerfrequenz von Flammen auswertenden Flammenmeldung die Schnelligkeit der Brand-
„ , , . erkennung und die Sicherheit eesen Störungen zu
Die Lrfindung bezieht sich auf ein V-rfahron zur 20 erhöhen."
Flammenmeldung wobei mittels eines optisch- Die Aufaabe wird gemäß der Erfindung bei einem
elektrischen Wandlers ein elektrisches Meßsigna! Verfahren ~der eingangs genannten Art dadurch geerzeugt
wird, das zeitlich entsprechend der durch löst daß die spektrale Leistungsdichte des Meßsisnals
das Flackern der Flammen modulierten Strahlung der in mindestens zwei Meßbereichen, die innerhalb des
Flammen verlauft, und eine Flammenmeldung er- 25 Flackerfrequenzbereichs liegen, gemessen wird, und
folgt, wenn das Meßsignal Signalkomponenten in daß eine Flammenmeldung in Abhängigkeit davon
einem vorgegebenen Flackerfrequenzbereich enthalt. erfolgt, daß die Leistungsdichte ir. allen Meßbereichen
Es ist ein Flammenmelder dieser Art bekannt jeweils arößer als ein Mindestwert ist.
(deutsche Auslegeschrift 1024 851). bei dem das ' Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß ein Meßsignal mittels eines Demodulators in Form eines 30 sich ausbreitender Flammenherd in einem Flackeraktiven Bandfilters auf den Flackerfrequenzbereich frequenzbereich von etwa 3 bis 30 Hz eine fast von beispielsweise 5 bis 25 Hz beschränkt wird, so gleichmäßige Verteilung der von einzelnen Frequendaß das beschränkte Meßsignal (Flackersignal) zeit- zen übertragenen Leistung ha, gleich um welchen lieh entsprechend dem Flackern der Flammen vcr- Brennstoff es sich handelt Ein unkontrolliert brenläuft. und bei dem das Flackersignal integriert wird. 35 nendes Feuer ist nämlich ein vollkommen unregel-Überschreitet das dadurch erzeugte Iniegrations- mäßiger Vorgang, so daß Frequenz und Amplitude signal eir^n Mindestwert, so wird ein Meldesignal des aus dem Flackerfrequenzspektrum erhaltenen abgegeben. Hierbei müssen Falschmeldungen ver- elektrischen Meßsignals in jedem Augenblick eine mieden werden, die durch die Modulation anderer zufällige Größe ist. Es kann somit als Kriterium für Lichtquellen als eines Brandes verursacht werden 40 das Vorliegen von Flammen angesehen werden, daß können. So kann beispielsweise die Strahlung einer an mehreren, beliebig gewählten Stellen des Flacker-Glühlampe durch Ein- und Ausschalten, die Strah- frcquenzbereichs jeweils eine spektrale Leistungslung det Sonne oder ihrer Spiegelungen, oder durch dichte herrscht, die größer als ein Mindestwert ist.
sich vor den Fenstern eines Raumes hin- und her- Die von üblichen Störquellen verschiedene Ver-
(deutsche Auslegeschrift 1024 851). bei dem das ' Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß ein Meßsignal mittels eines Demodulators in Form eines 30 sich ausbreitender Flammenherd in einem Flackeraktiven Bandfilters auf den Flackerfrequenzbereich frequenzbereich von etwa 3 bis 30 Hz eine fast von beispielsweise 5 bis 25 Hz beschränkt wird, so gleichmäßige Verteilung der von einzelnen Frequendaß das beschränkte Meßsignal (Flackersignal) zeit- zen übertragenen Leistung ha, gleich um welchen lieh entsprechend dem Flackern der Flammen vcr- Brennstoff es sich handelt Ein unkontrolliert brenläuft. und bei dem das Flackersignal integriert wird. 35 nendes Feuer ist nämlich ein vollkommen unregel-Überschreitet das dadurch erzeugte Iniegrations- mäßiger Vorgang, so daß Frequenz und Amplitude signal eir^n Mindestwert, so wird ein Meldesignal des aus dem Flackerfrequenzspektrum erhaltenen abgegeben. Hierbei müssen Falschmeldungen ver- elektrischen Meßsignals in jedem Augenblick eine mieden werden, die durch die Modulation anderer zufällige Größe ist. Es kann somit als Kriterium für Lichtquellen als eines Brandes verursacht werden 40 das Vorliegen von Flammen angesehen werden, daß können. So kann beispielsweise die Strahlung einer an mehreren, beliebig gewählten Stellen des Flacker-Glühlampe durch Ein- und Ausschalten, die Strah- frcquenzbereichs jeweils eine spektrale Leistungslung det Sonne oder ihrer Spiegelungen, oder durch dichte herrscht, die größer als ein Mindestwert ist.
sich vor den Fenstern eines Raumes hin- und her- Die von üblichen Störquellen verschiedene Ver-
bevvegende Blätter in demjenigen Flackerfrequenz- 45 teilung der Leistungsdichte im Flackerfrequenzbereich
moduliert werden, in den sonst das Flackern bereich beim Vorliegen eines Feuers macht das neue
der Flammen eines Brandes fällt. Dies kann auch Verfahren gegen Störungen unempfindlich. Da die
beim anfänglichen Flackern neu eingeschalteter etwa gleichmäßige Verteilung der spektralen Lei-Leuchtstofflampen
auftreten. Um eine dadurch be- stungsdichte im Flackerfrequenzbereich schon kurz
dingte Falschmeldung zu vermeiden, ist bei dem so räch dem ersten Aufflammen vorliegt, kann schon
bekannten Flammenmelder die Integratiomzeit- innerhalb kürzester Zeit eine Flammenmeldung erkonstante
mit etwa 3 bis 30 see so groß gewählt, daß folgen. Ein Brand wird daher im Gegensatz zu herkurzzeitige
Störungen im allgemeinen keinen Einfluß kömmlichen Flammenmeldeverfahren dieser Art im
haben. Bei anderen Lösungen wird zum gleichen allgemeiner, schon vor seinem Stationärwerden geZweck
eine fest eingestellte Verzögerungszeil vor- 55 meldet.
gegeben, die bis zur Flammenmeldung vergeht. Aillen Um die Höhe der spektralen Leistungsdichte im
bekannten Lösungen ist somit gemeinsam, daß eine Flacfceffrequsnzbereieh möglichst lückenlos überschnelle,
auf Grund der optischen Erfassung der wachen zu können, werden möglichst mehrere, bci-Flammen
an sich mögliche Flammcnmeldung nicht spiclsweisc fünf oder sechs, Meßbereiche verwendet,
errjicot wird. Darüber hinaus sind bei den bekannten 60 Allgemein wird das Verfahren vorzugsweise derart
Fhimmenmeldcrn trotz der genannten Vorkehrungen ausgeführt, d.iß alle Meßbereiche gegenüber der
Fehlmeldungen dann nicht ausgeschlossen, wenn die [Breite des Flackerfrequenzbcreichs schmal sind und
störende, nicht von Flammen herrührende Modula- über den Flackerfrequenzbereich in Abständen verlion
über längere Zeil ansteht. lcilt sind. Dabei seilen die in einem Meßbereich cnt-
Hs sind auch Flanimenmelder bekannt (/.. B. f\r, haltencn Frequenzen jeweils gegenüber den in den
deutsche Auslegeschnit I 18()4I3). bei denen mittels anderen Frcqucnzmcöbereichcn enthaltenen Frcquenzweier
auf verschiedene elektromagnetische Strah- /en keine Oberschwingungen sein, damit keine gcgcnlungsbcreiclic
ansprechender optisch-elektrischer seitige Beeinflussung stattfindet. Bei der Flammen-
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702049968 DE2049968C3 (de) | 1970-10-12 | Verfahren zur Flammenmeldung sowie Flammenmelder zur Durchführung des Verfahrens | |
AT846871A AT325465B (de) | 1970-10-12 | 1971-09-30 | Flammenmelder |
IT7032471A IT939979B (it) | 1970-10-12 | 1971-10-11 | Procedimento e dispositivo per la segnalazione delle fiamme partico larmente a scopo antincendio |
CH1479971A CH534404A (de) | 1970-10-12 | 1971-10-11 | Verfahren zur Flammenmeldung und Flammenmelder zur Durchführung des Verfahrens |
NO373571A NO130034B (de) | 1970-10-12 | 1971-10-11 | |
BE773813A BE773813A (fr) | 1970-10-12 | 1971-10-12 | Procede d'avertissement d'incendie et avertisseur d'incendie pour la mise en oeuvre du procede |
FR7136604A FR2110371B1 (de) | 1970-10-12 | 1971-10-12 | |
GB4743771A GB1369461A (en) | 1970-10-12 | 1971-10-12 | Method and apparatus relating to flame detection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702049968 DE2049968C3 (de) | 1970-10-12 | Verfahren zur Flammenmeldung sowie Flammenmelder zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2049968A1 DE2049968A1 (de) | 1972-04-20 |
DE2049968B2 true DE2049968B2 (de) | 1972-11-09 |
DE2049968C3 DE2049968C3 (de) | 1978-01-05 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2049968A1 (de) | 1972-04-20 |
AT325465B (de) | 1975-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2210354C3 (de) | Flammendetektor | |
DE2436695A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur flammen-detektion | |
EP1022700B1 (de) | Streulichtbrandmelder | |
DE69434352T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Rauchmeldesystem | |
DE2737089C2 (de) | Temperaturstrahlungsdetektor zur Flammenüberwachung | |
DE3507344C2 (de) | ||
EP2603907B1 (de) | Auswerten von streulichtsignalen bei einem optischen gefahrenmelder sowie ausgeben einer staub- / dampf-warnung oder eines brandalarms | |
EP2407949B1 (de) | Ringförmige Hilfslichtquelle | |
DE2742389A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer einen infrarot-eindringdetektor | |
DE3603568C2 (de) | ||
DE2057221C3 (de) | Vorrichtung zur Feststellung von Flammen mittels wenigstens zwei photoelektrischen Anordnungen | |
DE2204718A1 (de) | Flammen-Detektor | |
EP0718814B1 (de) | Verfahren und Anordnung zum Detektieren einer Flamme | |
EP0130992B1 (de) | Photoelektrischer rauchdetektor | |
DE1907587A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrueckung von falschem Alarm in einem elektrischen Schutzsystem | |
DE1906075B2 (de) | Alarmvorrichtung und ueberwachungsanlage fuer deren anwendung | |
EP0660282B1 (de) | Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden | |
DE112020002849T5 (de) | Optischer Partikelsensor | |
DE2049968B2 (de) | Verfahren zur flammenmeldung sowie flammenmelder zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2310127A1 (de) | Integriertes gefahrenmeldesystem | |
DE1927131A1 (de) | Geraet zur Feststellung des Vorhandenseins eines Fremdkoerpers oder Einschlusses in einem bestimmten Raum | |
DE2049968C3 (de) | Verfahren zur Flammenmeldung sowie Flammenmelder zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0098326B1 (de) | Schaltungsanordnung für eine Gefahrenmeldeanlage | |
DE4140351A1 (de) | Lichtempfindlicher rauchdetektor | |
DE69407190T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur vermeidung von falschmeldungen in optischen detektoranordnungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |