DE2049968C3 - Verfahren zur Flammenmeldung sowie Flammenmelder zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein 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, durch Demodulation des Meßsignals ein ebenfalls zeitlich entsprechend dem Flackern der Flammen verlaufendes Flackersignal erzeugt wird, mittels eines Frequenzanalysators die spektrale Leistungsdichte des Flackersignals in mindestens zwei Meßbereichen, die innerhalb des Flackerfrequenzbereichs liegen, gemessen wird und eine Flammenmeldung in Abhängigkeit davon erfolgt, daß die Leistungsdichte in allen Meßbereichen jeweils größer als ein Mindestwert ist, sowie auf einen Flammenmelder zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Verfahren zur Flammenmeldung der genannten Art ist bekannt (US-PS 27 22 677). Um zu vermeiden, daß im Falle eines starken Brandes und entsprechend hoher Amplituden des Flackersignals die im Frequenzanalysator enthaltenen, auf die einzelnen Meßbereiche abgestimmten Filterschaltungen übersteuert werden, erfolgt hierbei vor der Messung der Leistungsdichte des Flackersignals eine Begrenzung von dessen Amplituden. Diese Begrenzung verhindert gleichzeitig, daß einmalige starke Störimpulse, die auf den optisch-elektrischen Wandler gelangen, in unverminderter Amplitudenhöhe als entsprechende Impulse des Flackersignals dem Frequenzanalysator zugeführt werden. Die Maßnahme verhindert jedoch nicht, daß die Störimpulse nach Begrenzung ihrer Amplitude den Frequenzanalysator erreichen. Daher können solche Störimpulse zu einer unbeabsichtigten Meldung beitragen. Weiter wird durch die Begrenzung der Amplituden des Flackerfrequenzbereichs die Empfindlichkeit der Flammenmeldung verringert. Da nämlich die zu messende spektrale Leistungsdichte auch von den Amplituden der flackernden Flammen und daher den Amplituden des Flackersignals abhängt, wird durch die Begrenzung der Amplituden des Flackersignals die Auswertung erschwert.

Bei dem nach dem bekannten Verfahren arbeitenden Flammenmelder umfaßt der Frequenzanalysator auf jeweils einen Meßbereich abgestimmte Filterschaltungen sowie Schaltungsanordnungen, die die Ausgangsspannungen der Filterschaltungen darauf überwachen, ob sie jeweils größer als ein Mindestwert sind. Dabei ist zwischen jede Filterschaltung und die zugehörige nachgeschaltete Schaltungsanordnung ein Integrator in Form eines Kondensators eingeschaltet, der die Ausgangsspannung der Filterschaltung integriert, um wiederum durch Störeinfiüsse auftretende, kurzzeitige Flackersignale und entsprechende kurzzeitige Ausgangsspannungen der Filterschaltungen zu unterdrük-

ken. Durch diese Maßnahme wird also erreicht, daß das Flackersigna] sicherheitshalber nur dann ausgewertet wird, wenn seine Amplituden genügend hoch sind und genügend lange anstehen, um als Hinweise auf vorhandene Flammen auswertbar zu sein. Da der genannte Integrator ständig zwischen Filterschaltung und nachgeschalteter Schaltungsanordnung eingeschaltet ist und eine Zeitverzögerung bewirkt, wird durch die Maßnahme nachteiligerweise die Flammenmeldung stark verzögert.

Aus der US-PS 3487 222 ist ein Verfahren zum Messen beispielsweise der Häufigkeit von Staub- oder sonstigen Partikeln bekannt, wobei ein Meß volumen mit Licht bestrahlt wird, durch Streuung an den Partikeln erzeugte Lichtimpulse auf einen optisch-elektrischen Wandler fallen, mittels des Wandlers ein elektrisches Meßsignal erzeugt wird, das zeitlich entsprechend den durch die Partikeln erzeugten Lichtimpulsen verläuft, dat Meßsignal mittels eines Verstärkers verstärkt und einem Schwelldetektor zugeführt wird und cLt Schwellwertdetektor jeweils dann, wenn die Amplituden der im Meßsignal enthaltenen Impulse einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten, Ausgangsimpulse erzeugt, deren Häufigkeit ausgewertet wird. Hierdurch werden im Meßsignal enthaltene Impulse unterdrückt, deren Amplituden geringer als der Schwellwert ist, und zwar gilt dies sowohl für Störimpulse geringer Amplitude (Rauschen) als auch für solche Nutzimpulse, die von sehr kleinen Partikeln herrühren. Weiter kann bei dem bekannten Verfahren eine Eichung hinsichtlich der so Größe der gerade noch erfaßbaren Partikeln erfolgen. Hierzu wird dem Wandler eine Lichtimpulsfolge mit vorgegebenen Amplituden zugeführt Mittels einer logischen Schaltung werden die unterhalb des Schwellwerts des Schwellwertdetektors liegenden Impulse ausgesondert, und diese ausgesonderten Impulse werden zu einem ersten Integrationsergebnis integriert Die Ausgangsimpulse des Schwellwertdetektors werden zu einem zweiten Integrationsergebnis integriert Die beiden Integrationsergebnisse werden verglichen, und «> in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis wird die Empfindlichkeit des Wandlers oder die Verstärkung des Verstärkers so geregelt, daß die Amplituden der im Meßsignai enthaltenen, den Lichtimpulsen vorgegebener Amplitude entsprechenden Impulse eine Amplitude haben, die dem Schwellwert des Schwellwertdetektors gleicht Dieser Schwellwert selbst bleibt dabei unverändert

Die Maßnahmen des vorgenannten Verfahrens können nicht ohne weiteres auf ein Verfahren zur so Flammenmeldung übertragen werden, bei dem eine Messung der spektralen Leistungsdichte erfolgt Durch die Verwendung eines Schwellwertdetektors mit vorgegebenem Schwellenwert werden die im Meßsignal enthaltenen Schwingungen großer Amplitude zn Impulsen gleicher Amplitude, so daß deren Leistungsdichte nicht mehr anhand der Impulshöhe, sondern allenfalls anhand der Impulsbreite bestimmt werden könnte. Auch können die Schwingungen mit gegenüber dem Schwellwert geringerer Amplitude, selbst wenn sie von einem M) Feuer stammten, nicht in die gemessene Leistungsdichte eingehen. Im Meßsignal enthaltene Störimpulse mit gegenüber dem Schwellwert größerer Amplitude werden von dem Schwellwertdetektor durchgelassen, auch wenn keine von zu erfassenden Partikeln hi herrührende Impulse im Meßsignal vorhanden sind. Nachteilig ist auch das Erfordernis, in gewissen Zeitabständen eine Eichung vorzunehmen, zumal wahrend des Eich Vorganges eine Meldung nicht erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer die Flackerfrequenz von Flammen auswertenden Flamraenmeldung die Schnelligkeit der Meldung und die Sicherheit gegen Störungen durch kurzzeitige, starke Störimpulse zu erhöhen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst saß das Flackersignal integriert wird und daß das nicht integrierte Flackersignal vor der Messung seiner Leistungsdichte in Abhängigkeit von der Differenz des erzeugten Integrationssignals gegenüber einem festen Schwellwert derart gedämpft wird, daß bei geringer Überschreitung des Schwellwerts eine starke Dämpfung und bei gegenüber dem Schwellwert größerer Überschreitung praktisch keine Dämpfung erfolgt

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden kurzzeitige, starke Störimpulse, die im Rackerfrequenzsignal auftreten, vom Frequenzanalysator praktisch vollständig ferngehalten, da dann kurzzeitig eine starke Dämpfung erfolgt Die Integrationszeitkonstante bei der Integration des Flackersignals, aufgrund deren die Dämpfung erfolgt, kann jedoch so kurz gehalten werden, daß praktisch keine Verzögerung einer Flammenmeldung erfolgt Den Filterschaltungen des Frequenzanalysators nachgeschaltete Integratoren zur Unterdrückung kurzzeitiger Störungen sind nicht mehr erforderlich, so daß auch eine hierdurch bedingte Verzögerung wegfällt Durch den genannten Dämpfungsverlauf wird gleichzeitig erreicht daß das Flackersignal sicherheitshalber nur dann ausgewertet wird, wenn es bei entsprechender Amplitudenhöhe dazu geeignet ist, in einzelnen Meßbereichen eine spektrale Leistungsdichte zu liefern, die größer als ein Mindestwert ist

Ein Flammenmelder zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung umfaßt in bekannter Weise einen von der Strahlung der Flammen beaufschlagten, ein elektrisches Meßsignal erzeugenden Wandler, einen das Meßsignal auf einen vorgegebenen Flackerfrequenzbereich beschränkenden und hierdurch ein zeitlich entsprechend dem Rackern der Flammen verlaufendes Flackersignal erzeugenden Demodulator und einen das Flackersignal in mindestens zwei verschiedenen, innerhalb de„ Flackerfrequenzbereichs liegenden Meßbereichen spektral analysierenden Frequenzanalysator, der nur dann ein Meldesignal erzeugt wenn die spektrale Leistungsdichte des Flackersignals in allen Meßbereichen jeweils größer als ein Mindestwert ist Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Flammenmelder derart ausgeführt daß zwischen den Demodulator und den Frequenzanalysator eine Dämpfungsvorrichtung geschaltet ist, deren Dämpfung von dem Integrationssignal am Ausgang eines über eine Spitzengleichrichterschaltung mit dem Flackersignal beaufschlagten Integrators derart gesteuert ist, daß bei einer geringen Überschreitung des Integrationssignals über einen vorgegebenen Schwellwert eine starke Dämpfung und bei gegenüber dem Schwellwert größerer Schwellwertüberschreitung praktisch keine Dämpfung erfolgt.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Flammenmelders werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 als Diagramm den möglichen Verlauf der spektralen Leistungsdichte des demodulierten Meßsignals in Abhängigkeit von der Frequenz im Flackerfre-

quenzbereich,

Fig.2 einen analog arbeitenden Flammenmelder gemäß der Erfindung,

Fig.3 eine bei dem Flammenmelder gemäß Fig. 2 verwendete elektronische Torschaltung,

Fig.4 eine bei dem Flammenmelder gemäß Fig. 2 verwendete Filterschaltung,

Fig.5 eine abgewandelte Ausführung eines Frequenzanalysators für den rlammenmelder gemäß Fig.l,

Fig.6 eine weitere abgewandelte Ausführung eines Frequenzanalysator für den Flammenmclder gemäß Fig.l.

F i g. I zeigt den Verlauf der spektralen Leistungsdichte ρ des demodulierten Meßsignals (Flackersignals) in Abhängigkeit von der Frequenz / in einem Flackerfrequenzbereich von 13 Hz zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Brandbeginn. Unterhalb von 3 Hz und oberhalb von 16 Hz fällt die Leistungsdichte ρ stark ab, was durch die Bandbreite der Demodulation bedingt ist. Innerhalb des Flackerfrequenzbereichs ergibt sich für jeden Frequenzwert 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, 13 Hz und 16 Hz gemessen werden. Die Messung erfolgt aus technischen Gründen im allgemeinen in einem Meßbereich endlicher, wenn auch gewünschtenfalls sehr geringer Breite. Die den verschiedenen Meßbereichen zugeordneten Mindestwerte müssen nicht für alle Meßbereiche gleich sein, sondern können beispielsweise durch die Kurve p_o vorgegeben sein. Liegt die Leistungsdichte ρ wie im dargestellten Fall in allen Meßbereichen innerhalb des Flackerfrequenzbereichs oberhalb der durch die Kurve p_o vorgegebenen Mindestwerte, so kann eine Flammenme'dung erfolgen.

Während der Ausbreitung der Flammen durchläuft ein Bereich höherer Amplituden, von höheren Frequenzen her kommend, den Flackerfrequenzbereich. Im dargestellten Beispiel hat der Bereich höherer Amplituden gerade die Frequenz 7 Hz erreicht was durch die Kurve p' dargestellt ist. Die Kurve p' verschiebt sich zu späteren Zeiten nach tieferen Frequenzen, in F i g. 1 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 dem in Fig.2 dargestellten Flammenmelder erfaßt ein optisch-elektrischer Wandler 10 im Falle eines Brands die durch das Flackern der Flammen mit einer Flackerfrequenz 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 Anwendungsfällen wird der Empfindlichkeitsbereich des Wandlers 10 im Infrarotbereich liegen.

Bei bestimmten Anwendungsfällen kann der Empfmdlichkeitsbereich 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 der Atmosphäre schlecht erreicht, so daß eine Flammenmeldung ausbleiben kann. Unter anderem aus diesem Grunde ist für kleine Schutzflächen ein Flammenmelder für UV-Licht zu aufwendig. Immerhin führt die Anwendung des UV-Bereichs zu einem sicheren, störunanfälligen Nachweis von bestimmten Bränden, 7. B. von Metallbränden bei Objektschutzanlagen.

ίο Der Bereich des Tageslichts wird als Empfindlichkeitsbereich 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 Flar.imen

is nämlich zu wenig von der Hintergrundstrahlung 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 II entspricht dem auszuwertenden Flackerfrequenzbereich und hat beispielsweise eine obere Eckfrequenz von 16 Hz. Das am Ausgang des Demodulators U 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 Amplituden 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 Signalleitung liegende Torschaltung 16. Der Ausgang des Integrators 14 ist normalerweise leicht negativ vorgespannt Bei genügenden Signalamplituden des Flackersignals wird die Vorspannung aufgehoben, und die Torschaltung 16 wire langsam leitend. Eine Dämpfung des weitergeleiteter Flackersignals erfolgt somit nur während des Leitend Werdens der Torschaltung 16. Durch diese Wirkungsweise werden starke einmalige impulsfönnige Amplitu den des Flackersignals von dem nachfolgendei Frequenzanalysator? 13 ferngehalten, und das Flacker signal wird nur dann durchgelassen, wenn entweder ii kurzer Zeit hohe Amplituden oder fiber längere Z.ei weniger hohe Amplituden des Flackersignals anstehen.

no Die Torschaltung 16 ist in Fig.3 dargestellt Da; Flackersignal gelangt von einem Eingang E über einei Widerstand 43, eine als Schalter betriebene Gleich richterbrücke 44 und einen mit einem Widerstand 4! beschalteten Verstärker 46 zum Ausgang A Dii Diagonale der Gleichrichterbrücke 44 ist über Wider stände 47, 48 an ein negatives bzw. positives Potentia angeschlossen. Diese Speisung kann die Gleichrichter brücke 44 leitend machen, so daß das Flackersigna

ungedämpft, gegebenenfalls verstärkt durch den Verstärker 46, durchgelassen wird. Im Ruhezustand wird jedoch an die Diagonale der Gleichrichterbrücke 44 von einem mit einem Widerstand 49 beschalteten Verstärker 50 eine Gegengleichspannung gelegt, die die Gleichrichterbrücke 44 nicht leitend macht und eine Übertragung des Flackersignals 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 m weiter über einen Steueranschluß M und den Widerstand 53 das Ausgangssignal des Integrators 14 (F i g. 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 Gegengleichspannung verringert, die Gleichrichterbrücke 44 wird zunehmend leitend, und das Flackersignal wird zunehmend durchgelassen. Ist das Ausgangssigna! 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 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 f\, /j, /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±o,5) Hz, (7 ±0,5) Hz₁(II ±0,5) Hz und (13±0,5) Hz oder sechs Filterschallungen für die in F i g. 1 bezeichneten Frequenzen vorgesehen sein. Die Meßbereiche sind so gewählt, daß sie keine ganzzahligen Vielfachen einer Grundfrequenz sind und sich daher nicht gegenseitig beeinflussen.

Eine geeignete Filterschaltung ist in Fig.4 dargestellt. Sie besteht aus einem mit Impedanzen Zl bis Z5 beschalteten Verstärker 54. Je nachdem, ob die Impedanzen Zl bis Z5 Widerstände oder Kondensateren 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 Filterschaltung als Frequenzpaß mit sehr engem Durchlaßbereich als Meßbereich ausgelegt.

Den Filterschaltungen 17 bis 19 sind gemäß Fig.2 Schaltungsanordnungen nachgeschaltet, die die Ausgangsspannungen der Filterschaltungen 17 bis 19 darauf überwachen, ob sie jeweils größer als ein Mindestwert sind. Diese Schaltungsanordnungen werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel von Kurzzeitspeichern 20 bis 22 und einem UND-EIement 23 gebildet Die Kurzzeitspeicher 20 bis 22 weisen jeweils beim Oberschreiten der Ausgangsspannung der zugeordneten Filterschaltung 17 bis 19 über einen Mindestwert, wie er in F i g. 1 durch Kurve p₀ angedeutet ist, eine zur Betätigung des UN D-Elements 23 genügende Ausgangsspannung auf. Die Ausgänge der Kurzzeitspeicher sind mit dem UND-Element 23 derart verbunden, daß von diesem ein Meldesignal (»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 /i, /2, /3 Filterschaltungen 25 bis 27 vorgesehen, deren Ausgangswechselspannungen nachgeschaltete Zähler 28 bis 30 weiterzählen, sofern die Amplituden der Ausgangswechselspannungen jeweils einen Mindestwert übersteigen, der zur Betätigung des zugeordneten Zählers ausreicht, und solange der jeweils zugeordnete 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 Zeiteinheit eine genügende Anzahl von Amplituden 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 alien Meßbereichen entspricht.

Das Ausführungsbeispiel eines Frequenzanalysators 43 gemäß F i g. 6 entspricht dem Fall, daß ein Meßbereich einen großen Teil des Flackerfrequenzbereichs überdeckt. Hierzu ist eine Filterschaltung vorgesehen, die einen Tiefpaß 33, dessen Durchlaßbereich einen großen Teil des Flackerfrequenzbereichs 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 F i g. 1 ermittelt. Die Ausgangssignale des Integrators 34 und der Filterschaltung 35 werden einem Vergleicher 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 37 geführt das von einem Schwellwertschalter 44 nur dann geöffnet wird, wenn das Ausgangssignal des Integrators 34 einen Mindestwert überschreitet Da zur Flammenmeldung 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 größenordnungsmäßig gleich der erstgenannten Leistungsdichte sein muß, ist sichergestellt daß auch die von der Filterschaltung 35 ermittelte spektrale Leistungsdichte zur Flammenmeldung einen Mindestwert übersteigen muß.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Flammenmeldung, wobei mittels eines optisch-elektrischen Wandlers ein elektrisches ί Meßsignal erzeugt wird, das zeitlich entsprechend der durch das Rackern der Flammen modulierten Strahlung der Flammen verläuft, durch Demodulation des Meßsignals ein ebenfalls zeitlich entsprechend dem Rackern der Flammen verlaufendes Flackersignal erzeugt wird, mittels eines Frequenzanalysator die spektrale Leistungsdichte des Flackersignals in mindestens zwei Meßbereichen, die innerhalb des Flackerfrequenzbereichs liegen, gemessen wird, und eine Flammenmeldung in Abhängigkeit davon erfolgt, daß die Leistungsdichte

in allen Meßbereichen jeweils größer als ein Mindestwert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flackersignal integriert wird und daß das nicht integrierte Flackersignal vor der Messung seiner Leistungsdichte in Abhängigkeit von der Differenz des erzeugten Integrationssignals gegenüber einem festen Schwellwert derart gedämpft wird, daß bei geringer Überschreitung des Schwellwerts eine starke Dämpfung und bei gegenüber dem Schwellwert größerer Überschreitung praktisch keine Dämpfung erfolgt

2. Flammenmelder zur Durchführung des Verfah-• rens nach Anspruch 1 mit einem von der Strahlung der Flammen beaufschlagten, ein elektrisches Meßsignal erzeugenden Wandler, einem das Meßsignal auf einen vorgegebenen Flackerfrequenzbereich beschränkenden und hierdurch ein zeitlich entsprechend dem Flackern der Flammen verlaufendes Flackersignal erzeugenden Demodulator und js einem das Flackersignal in mindestens zwei verschiedenen, innerhalb des Flackerfrequenzbereichs liegenden Meßbereichen spektral analysierenden Frequenzanalysator, der nur dann ein Meldesignal erzeugt, wenn die spektrale Leistungsdichte des Flackersignals in allen Meßbereichen jeweils größer als ein Mindestwert ist, 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 Spitzengleichrichterschaltung mit dem Flackersignal beaufschlagten Integrators (14) derart gesteuert ist, daß bei einer geringen Überschreitung des Integrationssignals über einen vorgegebenen Schwellwert eine starke Dämpfung und bei gegenüber dem Schwellwert größerer Schwellwertüberschreitung praktisch keine Dämpfung erfolgt.

3. Flammenmelder nach Anspruch 2, wobei der Frequenzanalysator auf jeweils einen Meßbereich abgestimmte Filterschaltungen sowie Schaltungsanordnungen umfaßt, die die Ausgangsspannungen der Filterschaltungen darauf überwachen, ob sie jeweils größer als ein Mindestwert sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Filterschaltungen (25—27) jeweils _bo ein mehrstufiger Zähler (28—30) nachgeschaltet ist, der von der Ausgangswechselspannung der zugeordneten Filterschaltung (25—27) jeweils dann weitergezählt wird, wenn diese einen Mindestwert überschreitet, und daß mindestens eine Stufe jedes μ Zählers (28-30) mit einem UND-Element (31) derart verbunden ist, daß dieses ein Meldesignal dann erzeugt, wenn alle Zähler (28-30) jeweils um

mehrere Stufen vorwärts gezählt sind (F i g. 5).

4. Flammenmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (28—30) von periodischen Taktimpulsen rückstcllbar sind.

5. Flammenmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (28—30) von periodischen Taktimpulsen rückwärts zählbar sind.