DE2920269A1 - Vorrichtung zur brandueberwachung - Google Patents

Description

TEF? MEEF? . MÜLLER ". STEINMEISTER f-CCniki Corp.

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Brandüberwachung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. 5

Die Erfindung befaßt sich mit einem System zur Abtastung des Ausbruchs eines Feuers in einer Position oder einem Bereich unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit und zur Überwachung der Entwicklung des Feuers und der Umgebungsbedingungen im Bereich des Brandes.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Brandüberwachungs-System, mit dem nicht nur eine Fernüberwachung des Zustandes eines Bereiches, in dem ein Feuer ausgebrochen ist, sondern auch in dessen Umgebung möglich ist.

Die GB-PS 1 478 952 beschreibt eine elektrische Schaltung einer Einrichtung zur Rauchabtastung, die auf Eonisations- oder fotoelektrischer Basis arbeitet. Ein 0 Schalter wird gesteuert durch eine Kombination aus Zener-Dioden zur Umwandlung des Widerstandes des Schalters in zwei kleine und große Werte, die der angelegten Spannung entsprechen, und eine Ausgangseinheit liefert zwei große und kleine Ausgangssignale, nachdem der Widerstand eines Schwellwertschalters mit Hilfe des Schalters zwei kleine und große Werte gebildet hat.

Wenn jedoch selbst eine größere Anzahl dieser herkömmlichen Branddetektoren im gesamten zu überwachenden Bereich angeordnet ist und diese nur zwei Ausgang^; icjnale an eine zentrale Aufnahmeeinrichtung abgeben, ist es nicht möglich, die Entwicklung eines Feuers oder die Sicherheitsbedingungen in einem größeren Bereich zu überwachen.

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Bei der bekannten Lösung besteht der Nachteil, daß die elektrische Ausgangsseinheit, die mit einer üblichen Feuer-

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Abtasteinrichtung, wie etwa einem Rauchdetektor auf lonisations- oder fotoelektrischer Basis und einem Temperatur-Detektor in der Form eines Thermistors oder auf HaLbIeiter-Basis verbunden ist, nicht die MöglichjkeLt bietet, die Anforderungen oder den SchwelLenwert für Ausgangssignale des Detektors durch Änderung einer Vorspannung an dessen Eingangsklemme zu ändern. Außerdem besteht bei dem bekannten System nicht die Möglichkeit, Abtast informationen von kleinen Werten bis zu .., großen Werten sowie Informationen für jeden Detektor zu liefern. Ein herkömmliches Feuerüberwachungs-System, das ausreichend zuverlässig und einfach in der Unterhaltung sein soll, war daher nur mit erheblichen Kosten zu realisieren.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, die Nachteile der

zuvor beschriebenen bekannten Lösung zu überwinden und eLn sehr zuverlässiges und leicht zu wartendes Feuerüberwachungs-System mit einer zentralen Aufnahmeeinrich-2Q tuncj zu schaffen.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß weist die zentrale Aufnahmeeinrichtung eine Weuhse !einrichtung zur Veränderung der Art der Abtastung auf, die Abtastform-Wechse!signale an die Ausgangsklemmen einer elektrischen Ausgangseinheit liefert, die sich Ln jedem Detektor befindet, so daß die Detek-

->« toren periodisch die abzutastende Menge oder sonstige Quantität von kleinen bis großen Werten abtastan. I)Lu Ausgangsschaltung der elektrischen AusgangseinheLt we;L:>t LM gonnchwingungseLtir Lchtungen auf. Kino Aufnahmen Ln r Lchtuncj für Eigens LgnaLe nimmt die ersten Ausgangs:, Lcjna Lu

}5 der elektrischen Ausgangseinhelten auf, die einem der Abtastform-Wechse!signale entsprechen. Diese Ausgänge weisen ELgenfrequenzen auf, die voneinander unterschLe-

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den werden können. Anzeigeeinrichtungen zeigen die Abtastforrasignale an und geben Informationen für jeden Detektor über zweite Ausgangssignale wieder, die von der Eigensignal-Aufnahmeeinrichtung entsprechend den ersten Ausgangssignalen abgegeben werden.

Da die Gruppe der Abtastform-Wechsel signale so eingestellt ist, daß sie relativ kleinere Frequenzen aufweisen als die von den Detektoren zurückgegebenen Signale, ermöglicht es das erfindungsgemäße System, eine Anzahl von Detektoren an zwei Stromleitungen anzuschließen, die von der zentralen Aufnahmeeinrichtung ausgehen. Der Grundgedanke des einfachen Informationssignal-Systems der vorliegenden Erfindung führt zu zahlreichen Vorteilen, und zwar auch dann, wenn die Detektoren getrennt mit der zentralen Aufnahmeeinrichtung verbunden sind. Damit die Detektoren Parameter wie Rauch, Temperatur und Licht von kleinen Werten als eine Art Feuervorhersage über Bezugswerte, die den tatsächlichen Ausbruch eines Feuers wieder- geben, bis zu hohen Werten, die eine Beurteilung gestatten, ob Feuer ausgebrochen ist oder einer der Detektoren fehlerhaft arbeitet, abtasten, kann die Menge oder Quantität der Abtastung der einzelnen Detektoren verändert werden, indem die Ausgangssignal-Voraussetzungen der Ausgangssteuerklemmen der elektrischen Ausgangseinheiten verändert werden, an die Ausgangssignale gelangen, die der Abtastmenge der Detektoren entsprechen. Wie oben angegeben wurde, können die Abtastform-Wechsfil signale einen Abtastbereich von hochempfindlichen Signalen zur Abtastung kleiner Mengen von Materie über Signale entsprechend einer Bezugsempfindlichkeit bis zu wenig empfindlichen Signalen erfassen, die ein Ausgangssignal liefern, wann die Detektoren eine große Menge der Materie ermitteln, wie es bei der Überwachung eines bereits ausgebrochenen Feuers der Fall ist. Mit anderen Worten, die Abtastform-Wechsel signale sind so ausgelegt, daß sie in einer Periode wenigstens in drei Stufen auf einfache Art veränderbar sind.

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Diese Periode dauert vorzugsweise wenige Sekunden oder Minuten, kann jedoch je nach den jeweiligen Anforderungen kürzer oder länger sein. Als Anfangsstufe des Abtastform-Wechselbereiches kann ermittelt werden, ob sich überhaupt eine Änderung der überwachten Materie ergeben hat, so daß der Ausbruch eines Feuers durch umgebende Detektoren im frühen Anfangsstadium gemeldet werden kann. Im mittleren Teil des Abtastbereiches tasten die umgebenden Detektoren ab, ob die zunächst ermittelten Veränderungen tatsächlich einen Feuerausbruch bedeuten oder nicht. In einer späteren Stufe kann die Entwicklung des Feuers überwacht werden. Da die Veränderungen der Menge der Materie, die durch die Detektoren überwacht wird, in jeder Abtastperiode der Abtastform-Wechselsignale an die Zentrale geliefert werden, ermöglicht das erfindungsgemäße System eine zuverlässige Überprüfung und überwachung von Veränderungen im überwachten Bereich unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit.

Bei einem Beispiel eines Systems zur Durchführung der Erfindung ergeben die Abtastform-Weclisslsignale zur Änderung der Abtastmenge oder Abtastempfindlichkeit der Detektoren ein wenig empfindliches Signal, bei dem die Ausgangseinheit nur dann Ausgangssignale abgeben, wenn

25' die maximale Quantität, der Materie oder des überwachten Parameters vorliegt, so daß geschlossen werden kann, daß die Detektoren fehlerhaft arbeiten, weil etwa Tautropfen, Insekten oder dgl. anhaften oder eingedrungen sind. Weiterhin kann ein hochempfindliches Signal gebildet werden, bei dem die Ausgangseinheiten Ausgangssignale abgeben, wenn sehr geringe Quantitäten der Materie abgetastet werden ^ die als solche noch nicht auf ein Feuer schließen lassen» Diese hochempfindlichen Signale dienen insbesondere als Anzeige, daß das System fehlerfrei arbeitet.

Wenn die Eingangsspannungen durch die Äbtastform-Wechselsignale in drei Stufen geändert werden können , wird das hochempfindliche Signal in der ünfangss'cv.fe urd das wenig

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empfindliche Signal in der letzten Stufe gebildet. Die Ausgangssignale der Detektoren, die dem wenig empfindlichen und dem hochempfindlichen Signal entsprechen, werden durch die Anzeigeeinrichtung der zentralen Aufnahmeeinrichtung angezeigt, so daß das System zuverlässig gehandhabt werden kann. In Abhängigkeit von der beabsichtigten Veränderung des Systems ist es vorteilhaft, die Anzahl der Abtastformsignale, die zu der Anfangsstufe, der mittleren Stufe und der letzten Stufe gehören, entsprechend zu verringern oder zu erhöhen.

Wie oben ausgeführt wurde, gelangen die Abtastform-Wechselsignale, die von der zentralen Aufnahmeeinrichtung an die elektrischen Ausgangseinheiten der einzelnen Detektoren abgegeben werden, an Empfindlichkeits-Abtasteinrichtungen, die Ausgangssignale liefern, wenn die Wechselsignale und die Eigensignale der Detektoren eintreffen. Folglich wird die Abtastinformation der Detektoren von den Inforraationssignalen getrennt, die zwischen den Detektoren und der zentralen Aufnahmeeinrichtung gewechselt werden, und durch die zentrale Aufnahmeeinrichtung abgelesen.

Wenn die Abtastform-Wechselsignale von den Eigensignalen getrennt werden können, die den einzelnen Detektoren zugeordnet sind, können die Abtastform-Wechselsignale kontinuierlich in einer Periode verändert werden und die Anfangsstufe, die mittlere Stufe und die Endstufe einschliessen, oder sie können stufenweise, in Sägezahnform oder einer Kombination dieser Formen wechseln. Die Abtastform-Wechselsignale und die Eigensignale können im Bedarfsfalle über getrennte Leitungen laufen.

Das erfindungsgemäße Brandüberwachungssystern umfaßt somit eine zentrale Aufnahmeeinrichtung und Detektoren. Die zentrale Aufnahmeeinrichtung ermöglicht eine Fernkontrolle zur Erzeugung von Abtastform-Wechselsignalen, durch die

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die Abtast-Quantität oder Abtast-Empfindlichkeit der Detektoren kontinuierlich von einem kleinen Wert zu einem großen Wert mit Hilfe von elektrischen Ausgangseinheiten geändert werden kann, die mit den Detektoren verbunden sind. Die Ausgangseinheiten liefern ein Ausgangssignal, das der durch die einzelnen Detektoren abgetasteten Quantität entspricht, und jeder der Detektoren ist mit einer Eigensignal-Zufuhreinrichtung versehen, die bewirkt, daß jeder Detektor das Abtastform-Wechselsignal aufnimmt und an die zentrale Aufnahmeeinrichtung die Abtast-Quantität übermittelt, die an dem zu überwachenden Bereich ermittelt worden ist. Das Feuerüberwachungssystem gestattet die Überwachung eines Bereichs um eine Position herum auf den Ausbruch eines Feuers und auf die weitere Entwicklung des Feuers nach dem Ausbruch.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

0 Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung mit den wesentlichen Teilen des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den

Frequenzen fO bis f6 der Abtastform-Wechselsignale und den Quantitäten G1 bis G6 der abzutastenden Parameter;

Fig. 3 ist ein Schaltdiagramm der Aufnahmeeinrichtung des überwachungssystems;

Fig. 4 veranschaulicht die Einteilung der

Frequenzen f1 bis f6 der Abtastform-Wechselsignale und der Frequenzen f8

bis fn der an die Detektoren gelangenden Eigensignale;

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Fig. 5 zeigt eine Detektorschaltung des

Überwachungssystems;

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Detektorschaltung;

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform

der Detektorschaltung;

Fig. 8 veranschaulicht an einem Beispiel

einer Leitungsverbindung zwischen der zentralen Aufnahmeeinrichtung R und den Detektoren S1 bis Sn;

Flg. 9 zeigt ein weiteres Beispiel der Verbindungsleitungen mit einer Endschaltung T zur Überprüfung von Leitungsunterbrechungen zwischen der Aufnahmeeinrichtung R und den Detektoren S1 bis Sn?

Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem überwachungssignal f7 der Schaltung T und entsprechenden Signalen;

Fig. 11a ist ein Schaltdiagramm eines Beispiels

einer Eigensignalschaltung der Detektoren?
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Fig. 11b zeigt die Klemmen eines Stimmgabel-Oszillators gemäß Fig. 11a?

Fig., 12 zeigt ein Schaltdiagramm einer ande-' ren Äusführungsform einer Eigensig

nal-Schaltung „

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Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Aufnahmeeinrichtung R eine Eigensignal-Aufnahmeschaltung 10 zum Aufnehmen und Lesen eines Eigensignals, das von einem der Detektoren zugeführt wird, und zum warnenden Anzeigen eines Brandausbruches an der Position des Detektors, eine Schaltung 12 zur Steuerung der Änderung der Art der Abtastung und zum Zuführen von Abtastform-Wechselsignalen an die Detektoren zur kontinuierlichen oder stufenweisen wesentlichen Änderung der Abtast-Quantität, eine Abtastform-Abtastschaltung 14 zur Fernabtastung der Abtast-Quantität in dem Detektor, der das Eigensignal zuführt, entsprechend den AusgangsSignalen der Schaltung 12, wenn das Eigensignal durch die Eigensignal-Aufnahmeschaltung 10 aufgenommen wird, und eine Anzahl von Detektoren S1, S2 ... Sn, die gemeinsam mit der Aufnahmeeinrichtung R über eine Leitung 16 für das Abtastform-Wechselsignal und eine Leitung 18 für ein Eigensignal verbunden sind. Wie späte näher erläutert werden soll, sind die Detektoren S1,S2 ... Sn so ausgelegt, daß sie ein Eigensignal mit einer natürlichen Frequenz liefern, wenn die Quantität einer physikalischen Zustandsänderung, beispielsweise der Dichte von Rauch einen Schwellenwert überschreitet, und sie sind mit einer Ausgangssteuerungs-Schaltung versehen, die die Abtast-Quantität entsprechend den Abtastform-Wechselsignalen der Schaltung 12 der Aufnahmeeinrichtung R ändert.

Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen den Frequenzen fo, f1,f2 ... f6 der Abtastform-Wechselsignale der Schaltung 12 und den Abtast-Quantitäten G1,G2 ... G6, die durch die Detektoren S1,S2 ... S6 entsprechend den Abtastform-Wechselsignalen abgetastet werden. Unter normalen Beobachtungsbedingungen liefert die Schaltung 12 ein Signal der Frequenz fo über die Leitung 16 für Abtastform-Wechselsignale an die einzelnen Detektoren S1,S2 ... S6, durch das deren Ausgangs-Abtastwerte auf einen konstanten Vergleichswert Go eingestellt werden. Wenn der Detek-

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tor S1 ein Warnsignal abgibt, liefert die Schaltung 12 Signale, deren Frequenz sich stufenweise entsprechend dem Eigensignal des Detektors S1 auf f1, f2 ... f6 ändert. Der Ausgangs-Abtastwert G1, der durch das Signal der Frequenz f1 eingestellt wird, ist ein Maximalwert, unter dem jeder Detektor eine Warnung beim Anhaften von Tautropfen oder dem Eintreten von ^Insekten in den Detektor abgibt, sofern es sich um einen Rauchdichte-Detektor handelt. Wenn ein Eigensignal zu diesem Zeitpunkt von einem der Detektoren S2, S3 ... Sn beim Maximalwert G1 aufgenommen wird, ist anzunehmen, der Detektor, der die ursprüngliche Warnung abgegeben hat, fehlerhaft arbeitet, da die Abtastquantität von Go nicht von anderen Detektoren aufgenommen wurde. Wenn das Eigensignal des Detektors S1 bei großer Abtast-Quantität von G2 entsprechend einer Frequenz f2 und die Eigensignale der Detektoren S1,S2 und S3 bei größerer Abtast-Quantität von G3 entsprechend einer Frequenz f3 aufgenommen werden, dient der Detektor S1 zur Information über das Fortschreiten des Brandes und die Detektoren S2 und S3 als Informationsquelle, die das Abtasten des Feuers meldet. Wenn die Eigensignale der Detektoren S1 bis S4 bei einer zweiten, vorbestimmten Frequenz f4 und die Eigensignale der Detektoren S1 bis S5 bei einer ersten vorbestimmten Frequenz f5 sowie die Eigensignale der Detektoren S1 bis S6 bei einer minimalen Abtastfrequenz f6 aufgenommen werden, wird eine Warnung nach und nach durch die Detektoren S1,S2 ... S6 abgegeben, während die Abtastform der Detektoren von G1 bis G6 durch die Signale der Frequenzen f1, f2 ... f6 vorgeschaltet wird, und es kann in der Aufnahmeeinrichtung abgelesen werden, wie sich der Brand oder der Rauch entwickeln. Da eine konstante Beziehung besteht zwischen den Abtast-Quantitäten G1 bis G6 der Detektoren und den Rauchdichten, kann der Wert des Abtastform-Signals bei Aufnahme eines Eigensignals durch die Abtastschaltung 14 abgelesen werden, an die derselbe Wert des Abtastform-Signals gelangt, so

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daß die Dichte des Rauches um den Detektor herum abgelesen werden kann. Bei einer kontinuierlichen Änderung der Frequenz von f1 bis f6 kann die Abtastung der Quantitäten genauer erfolgen.
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Geht man davon aus, daß das Signal der Frequenz f6 die Abtast-Quantität des Detektors auf einen Minimalwert G6 einstellt, bei dem eine Warnung unabhängig von der Anwesenheit von Rauch erfolgt, so geben alle Detektoren S1 bis Sn Warnsignale ab und ihre Eigensignale werden alle aufgenommen. Wenn ein Detektor vorhanden ist, dessen Eigensignal zu diesem Zeitpunkt nicht aufgenommen wird, ist anzunehmen, daß der Detektor fehlerhaft arbeitet oder daß die Leitungsverbindung von dem Detektor zu der zentralen Aufnahmeeinrichtung unterbrochen ist. Der Abtastform-Wechselvorgang des Detektors, der durch die oben erwähnte zentrale Aufnahmeeinrichtung erzielt wird, kann von Hand zum Zeitpunkt eines Brandes oder auch als regelmäßige Anlagenüberprüfung durchgeführt werden, so daß die Betriebsfähigkeit der Detektoren und deren Anschlüsse leicht kontrolliert werden kann.

In einem System gemäß Fig. 3 umfaßt eine Aufnahmeeinrichtung R als Eigensignal-Aufnahmeschaltung einer Anzahl von Eigensignal-Aufnahmeschaltungen 20-1,20-2 ... 20-n, deren Anzahl derjenigen der Detektoren entspricht, und einen ersten Speicher 22, der die Ausgangssignale der Eigensignal-Aufnahmeschaltungen 20-1 bis 20-n speichert und festhält. Ein stabiler Mono-Multivibrator dient als Steuerschaltung 24, der durch eine NICHT-UND-Schaltung 24b gesteuert wird, so daß sich die Ausgangsspannungen kontinuierlich oder stufenförmig ändern und die dazu dient, Ausgangssignale an die Uhrenklemme eines Zählars 24a zu liefern. Die NICHT-UND-Schaltung 24b erzeugt Aasgangssignale als logische Summen des Speicher· 22, bei dem D-Flip-Flops als Schaltung zur Steuerung der Xnderung der Abtastform vorgesehen sind. Die Steuereingänge

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von Schaltern AS1 bis AS6 sind mit den Ausgangsklemmen 1 bis 6 des Zählers 24a verbunden, und Widerstände liegen in Reihe an einer Plus-Leitung.und sind mit den Eingangsklemmen der Schalter AS1 bis AS6 derart verbunden, daß jeder Eingangsklemme der Schalter ein zusätzlicher Widerstand hinzugefügt wird. Die Ausgangsklemmen der Schalter sind mit einer Spannungs-Frequenz-Wandlerschaltung 26 verbunden, die einen Stimmgabel - Oszillator zur Umwandlung der Ausgangsspannung der Steuerschaltung 24 in einen Frequenzwechsel versehen ist. Von der Wandlerschaltung 26 werden die Abtastform-Wechselfrequenzen f1,f2 ... f6 gemäß Fig. 2 und 4 abgegeben. Eine ODER-Schaltung 24c liegt zwischen der Zählerklemme 5, die die Bezugs-Abtastformsignale abgibt, und dem Schalter AS5.

Rückstellsignale gelangen an die ODER-Schaltung 24c von der NICHT-UND-Schaltung 24b und an die Rückstellklemme des Zählers 24a, so daß der Zähler 24a zurückgestellt wird, und sie werden als Ausgangssignale nach und nach durch die Ausgangsklemmen 1 bis 6 des Zählers 24a abge-0 geben. Mit Uhrwerk versehene D-Klinkenschaiter werden als zweiter Speicher 30 verwendet und dienen zum Speichern und festhalten des Abtastform-Signals, wenn die Aufnahmeschaltungen 20-1,20-2 ... 20-n Ausgangssignale liefern. Die Aufnahmeschaltungen 20-1, 20-2 ... 20-n nehmen das Eigensignal des Detektors S auf, der ein Ausgangssignal liefert, nach dem eine Ausgangsspannung zum Wechseln der Abtastform aufgenommen wurde. Das Abtastform-Signal, das in dem Speicher 30 gespeichert ist, wird als Abtast-Quantität in einer Anzeigeschaltung 32 angezeigt. Eine Anzeigeschaltung 34 zum Anzeigen nicht normaler Betriebszustände dient zur Überprüfung und zur Anzeige des Ausbruchs und der Entwicklung eines Brandes, einer Störung der Detektoren, eines Ausfalls und eines fehlerhaften Betriebes der Detektoren entsprechend der gespeicherten Abtastform-Information in dem zweiten Speicher 30, an dessen Klemmen die Abtastinformation gelangt, die jedem der Detektoren zugeordnet ist und in dem ersten

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Speicher 22 gespeichert ist. Der zweite Speicher 30, die Feuer-Anzeigeschaltung 32 und die Anzeigeschaltung 34 zum Anzeigen nicht normaler Betriebszustände bilden die Abtastschaltung 14.
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Die Ausgangsklemmen der Eigensignal-Aufnahmeschaltungen 20-1 bis 20-n sind jeweils mit Mono-Multivibratoren 20a verbunden, deren Ausgangsklemmen mit den entsprechenden Taktgeberklemmen des Speichers 22 in der Form eines D-Flip-Flop verbunden sind. Die Ausgangsklemmen Q des Speichers 22 stehen mit den entsprechenden Eingangsklemmen 1 bis η der Anzeigeeinrichtung 34 für nicht normale Betriebszustände in Verbindung. Die Ausgangsklemmen des Speichers 42 sind mit den Eingangsklemmen der NICHT-UND-Schaltung 24b verbunden, und die NICHT-UND-Schaltung 24b steht mit einer PLUS-Leitung für Rückstellsignale zur wahlweisen Rückstellung des Zählers 24a in Verbindur , der Bezugssignale abgibt, und zur Einleitung eines ne .en periodischen Betriebs mit normalem oder nicht normalem Betriebszustand. Die Datenklemmen D1 bis D6 der mit Uhrwerk versehenen D-Klinkenschalter der n-Einheit sind mit den Ausgangsklemmen 1 bis 4 des Zählers 24a verbunden, und die Ausgangsklemmen Q2 bis Q5, die im eingeschalteten Zustand Abtastform-Signale abgeben, stehen mit der Feuer-Anzeigeeinrichtung 32 in Verbindung. Die anderen Klinken-Ausgangsklemmen Q1 und Q6, die nicht normale Abtastform-Signale aufnehmen, wie oben erwähnt wurde, sind mit den Eingangsklemmen Q1 und Q6 der Anzeigeeinrichtung 34 für nicht normalen Betrieb verbunden, und wenn eine Information, die den einzelnen Detektoren zugeordnet ist, durch diese Anzeigeeinrichtung 34 angezeigt wird, zeigt sich, daß die Anzeigen, die sich durch die Eingangssignale an den Eingangskleminen QI und Q2 ergeben, durch die riicht normalen Abtastform-Signale . abgetastet werden. Informationen, die den einzelnen Detektoren zugeordnet sind und über die Aufnahmeschaltungen 20-1 bis 20-n zugeführt werden, gelangen an die

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jeweiligen Takt geber klemmsn der D-Klinkenschalter und lösen damit φ.$ Abtastform-Signal aus, das sich an den Datenklemmen befindet. Dadurch ergibt sich ein Ausgangssignal, das einen Abtastformwert ergibt, der zu derselben Information gehört, so daß ein Wechsel des Abtastformwertes synchron angezeigt wird. Ein Schalter 22a, der mit der Rückstellklemme des Speichers 22 verbunden ist, dient zur wahlweisen Rückstellung des Speichers 22 und wird gleichzeitig mit der PLUS-Rückstelleitung eingesetzt, die mit der NICHT-UND-Schaltung 24b verbunden ist.

Ein Detektor S gemäß Fig. 5 ist mit der Aufnahmeeinrichtung R über Gleichstromleitungen 36 und 36' verbunden, die in diesem Beispiel ebenfalls als Signalübertragungsleitungen verwendet werden, und eine Abtasteinrichtung 40 umfaßt einen Feldeffekt-Transistor 44, dessen Gate durch eine lonisations-Rauchäbtastschaltung 42a vorgespannt ist, einen Komparator 46, der mit dem Feldeffekt-Transistor 44 verbunden ist und dessen Signal aufnimmt, wenn der Feldeffekt-Transistor leitend ist, und eine Eigensignal-Schaltung 54, die durch das Ausgangssignal des Komparators 46 beaufschlagt wird. Die andere Eingangsklemme des Komparators 46 ist mit der Ausgangsklemme einer Frequenz-Spannungs-Wandlerschaltung 56 verbunden, die eine Schaltung 56a zur anfänglichen Abgabe des Abtastform-Wechselsignals, eine Schaltung 56b zum Gleichrichten dieses verstärkten Ausgangssignals und eine Integrationsschaltung 56c zum weiteren Umwandeln des Ausgangssignals in ein kontinuierliches Signal umfaßt.

Fig. 6 zeigt eine Transistor-Triggerschaltung 48, die durch einen Feldeffekt-Transistor 44 getriggert wird und Trigger-Impulse abgibt. Bei einer Anzahl von Komparatoren 45a, deren Eingangsklemmen in Reihe mit einer Anoden-Vorspannleitung des Feldeffekt-Transistors 44 über eine Anzahl von Widerständen 45b entsprechend der

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Abtastform-Wechselposition verbunden sind, unterscheiden sich in Bezug auf die Ausgangssignalschwelle entsprechend der Anzahl der verbundenen Widerstände. Die Widerstände sind zwischen der Stromleitung und den Komparatoren 45a derart angeordnet, daß jeweils für die Eingangsklemme des nächsten Komparators 45a ein weiterer Widerstand hinzukommt. Die anderen Eingangsklemmen der Komparatoren 50a sind mit den Ausgangsklemmen der Frequenz-Spannungs-Wandlerschaltung verbunden. Ein Zweipositions-Schalter 45c ist mit der Ausgangsklemme jedes · Komparators 45a verbunden, und die Ausgangsklemmen der Schalter 45c sind in Reihe zu der Ausgangs-Steuerklemme des Feldeffekt-Transistors 44 unter Einschluß einer Anzahl von Widerständen 45d geschaltet, deren Anzahl derjenigen der oben erwähnten Widerstände 45b entspricht und die zwischen der Ausgangs-Steuerklemme des Feldeffekt-Transistors 44 und den Ausgangsklemmen der Schalter 45c derart angeordnet sind, daß für jede Ausgangsklemme der Schalter 45c ein weiterer Widerstand hinzukommt. Der Feldeffekt-Transistor 44 ändert sich daher in Bezug auf seine Ausgangssignal-Erfordemisse entsprechend der Anzahl der Widerstände 45d.

In Fig. 7 ist ein fotoelektrischer Detektor 42b als Branddetektor vorgesehen. Eine Anzahl von Widerständen 45d ist in Reihe zu einem Fototransistors geschaltet und derart mit den Schaltern 50c in Verbindung gesetzt, daß sich die Lichtmenge der Fototransistoren und damit die Ausgangssignal-Anforderungen des Verstärkers 42c ändem, der mit einem Licht aufnehmenden Fototransistors verbunden ist. Wenn die Lichtmenge abnimmt, kann ein Effekt der Abtastung einer kleinen Lichtmenge erzielt werden, während bei der Zunahme ein Effekt der Abtastung einer großen Lichtmenge erreicht wird. Da ^usgangssignal des Verstärkers 42c wird durch einen Verstärker 46 verstärkt, der einen einstellbaren Multivibrator 52 einschaltet und eine Eigensignal-Oszillationsschaltung

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in Schwingung versetzt.

Wenn die Aufnahmeeinrichtung R gemäß Fig. 3 mit einem der Detektoren gemäß Fig. 4 bis 7 kombiniert wird, ergibt sich folgende Betriebsweise.

Wenn die Dichte eines Rauches um den Detektor S herum einen Bezugswert überschreitet, wird der Feldeffekt-Transistor 44 eingeschaltet, die Triggerschaltung 48 wird durch den Verstärker 46 betätigt, der stabile Mono-Multivibrator 52, der sich in der Eigensignalschaltung 54 befindet, gibt einen Warnimpuls ab, und ein Eigensignal der Frequenz f8 wird von der Eigensignal-Oszillationsschaltung 54 über die Stromleitungen 36 und 36' an die Aufnahmeeinrichtung R übertragen.

Das übertragene Eigensignal wird durch die Eigensignal-Aufnahmeschaltung 20-1 aufgenommen, die auf die Frequenz f8 eingestellt ist, und in eine Information umgewandelt, die in einer Speicheradresse des Detektors S1 des Speichers 22 gespeichert wird. Gleichzeitig bewirkt der Speicher 22, daß der zweite Speicher 30 für die Anzeigeschaltung 32 die Information des Detektors S1 anzeigt. Die Information des Detektors S1 wird ebenfalls als Startsignal an die Steuerschaltung 24 übertragen, die bewirkt, daß die Detektoren S1, S2 ... Sn nacheinander das Abtastform-Wechselsignal über den Zähler 24a abgeben, und diese Spannungssignale werden durch die Spannungs-Frequenz-Wandlerschaltung 26 in Frequenzen f1,f2 ... f6 umgewandelt, die über die Stromleitungen 36 und 36' den jeweiligen Detektoren zugeführt werden. Die Abtastform-Wechselsignale für alle Detektoren Sn einschließlich des Detektors S1 werden wiederum durch die Frequanz-Spannungs-Wandlerschaltung 56 in Spannungssignale umgewandelt, und die Source-Vorspannung oder Anoden-Vorspannung des Feldeffekt-Transistors wird durch den stufenförmigen Wechsel, den die Schaltelemente der Wandlerschaltung 56 bewirken, umgeschaltet, so daß sich

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der abgetastete Wert stufenweise ändert. Wenn der Detektor S1 eine Abtast-Quantität G2 bei einer Frequenz f2 abtastet, bevor er wiederum ein Warnsignal bei einem Bezugs-Abtastwert abgibt, der der Bezugs-Abtastempfindlichkeit entspricht, bei der der Ausbruch eines Brandes angezeigt wird, beispielsweise eine Empfindlichkeit G3 bei einer Frequenz f3, und ein Eigensignal der Frequenz f3 abgegeben wird, wird dieses Eigensignal in ähnlicher Weise durch die Eigensignal-Aufnahmeschaltung 20-1 aufgenommen und umgewandelt, so daß der Speicher 30 veranlaßt wird, das Abtastform-Signal G2 von der Datenklemme an die Ausgangsklemme zu übertragen. Dadurch wird bewirkt, daß die Rauchdichte durch die Anzeigeeinheit des Detektors S1 in der Anzeigeschaltung 32 angezeigt wird. Die Entwicklung eines Brandes kann in entsprechender Weise über die Brandabtastleitung des Detektors S1 beobachtet werden.

Wenn der ί etektor S1 durch anhaftende Kondenswassertropfen oder dgl. fehlerhaft betätigt wird, gibt er ein Signal ab, das dem Abtastform-Wechselsignal der Frequenz f1 entspricht, bei dem die maximale Abtast-Quantität G1 eingestellt wird und ein Spannungssignal zur Bestimmung der Abtastform G1 in Bezug auf das Anhaften von Tautropfen 25, oder dgl. wird in dem Speicher 30 gespeichert. Daher werden die einer nicht normalen Betriebsweise entsprechende Abtastform aus dem Speicher 30 und die dem Detektor S1 zugeordnete Information in der Anzeigeschaltung 34 für nicht normalen Betriebszustand angezeigt, so daß erkennbar ist, daß der Detektor S1 fehlerhaft arbeitet, und ein Feuersignal wird nicht abgegeben.

Da die Abtast-Quantität dee Detektors geändsrt werden kann auf den Mindestwert G6, indem ein Signal der Frequenz f6 den Detektoren zugeführt wird, und alle Detek toren bei dieser Abtast-Quantität G6 unabhängig von der Anwesenheit von Rauch in der Umgebung der Detektoren ein

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Warnsignal abgeben, kann ein Detektor, bei dem in diesem Falle kein Eigensignal abgegeben wird, als fehlerhaft oder fehlerhaft angeschlossen angesehen werden, und dies wird durch die Anzeigeschaltung 34 für nicht normale Betriebszustände angezeigt.

Neben dieser überprüfung der Detektoren durch Abgabe eines Warnsignals kann eine Kontrolle des Systems auch unter den üblichen Bedingungen durchgeführt werden, indem die Abtast-Quantität nach und nach verändert wird und festgestellt wird, bei welcher Abtast-Quantität die Detektoren ein Warnsignal abgeben, so daß die Arbeitsweise der Detektoren und deren richtige Verbindung mit den Anschlüssen festgestellt werden können.

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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden die Frequenzen der Signale ausgenutzt. Es können jedoch auch andere Spannungen, Impulse oder dgl. verwendet werden.

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Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Aufnahmeeinrichtung R und der Detektor S1 mit Fig. 3 übereinstimmen, jedoch eine übertragung mit drei Leitungen anstelle von zwei Leitungen gemäß Fig. 1 verwendet wird, indem den Stromleitungen 36 und 36' eine Signalleitung 58 hinzugefügt wird, die die Eigensignale und die Abtastform-Signale überträgt.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine End-Schaltung T mit drei Leitungen verbunden ist. Eine Frequenz f7 gemäß Fig. 4 gelangt an die Schaltung T und wird als LeitungsÜberwachungs-Signal verwendet. Wenn das Leitungsüberwachungs-Signal der Frequenz f7 automatisch oder von Hand von der Aufnahmeeinrichtung R abgegeben wird, gibt die Schaltung T das Signal der Frequenz f7 nach einer bestimmten Zeit nach Aufnahme an die Aufnahmeeinrichtung R zurück, und auf der Seite der

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Aufnahmeeinrichtung R wird überprüft, ob das zurückgegebene Signal eingetroffen ist oder nicht. Wenn das Leitungsüberwachungs-Signal der Frequenz f7, wie in Fig. 10 als Beispiel gezeigt ist, von der Aufnahmeeinrichtung R über einen Zeitraum von ti bis t2 abgegeben wird, gibt die Schaltung T das Signal der Frequenz f7 bis zu der Zeit t3 zurück, und das zurückgegebene Signal wird während eines Zeitraums in der Aufnahmeeinrichtung R abgetastet, der von t2 bis t3 läuft.

10

Fig. 11a und 12 zeigen Beispiele von Eigensignal-Oszillationsschaltungen 54. Diese beiden Beispiele umfassen Stimmgabel-Oszillatoren, wie in Fig. 11b gezeigt ist. Eine Oszillations-Steuerschaltung 54d befindet sich zwisehen einer Eingangs-Magnetklemme P und einer Ausgangs-Magnetklemme S der Stimmgabel 54a, und Eigensignale werden über die Ausgangsklemme aufgenommen. Ein Stützbereich G ist im allgemeinen geerdet. Mit 46 ist ein Komparator oder eine Halbleiterschaltung bezeichnet, und 54c in Fig. 12 bezeichnet einen Verstärker.

Ein Beispiel einer Kombination zwischen den Frequenzen und den Abtast-Quantitäten gemäß Fig. 2 und 4 ist in der folgenden Tabelle gezeigt.
25

TABELLE

Beispiel für einen Büro- oder Wohnraum

Rauchdichte (Lichtverdunkelungsgrad) Temperatur

130 ⁰C 110^eC 90 ^eC

f3 3KHz 20%/m 70^#C

50 ⁰C 30^eC

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f6	6KHz	50%/m
f5	5KHz	40%/m
f4	4KHz	30%/m
f3	3KHz	20%/m
f2	2KHz	10%/m
f1	1KHz	0%/m

I Kr,

Leerseite

Claims (5)

1. PATENTANWÄLTE

   TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

   D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld

   Triftstraße 4 Siekerwall 7

   H03-G03-25
   St/ri

   18. Mai 1979

   Hochiki Corporation No. 2-10-43, Kamiosaki, Shinagawa-ku, TOKYO, Japan

   Vorrichtung zur Brandüberwachung

   PRIORITÄT; 18. Mai 1978, Japan, No. 59092/53

   PATENTANSPRÜCHE

   Vorrichtung zur Brandüberwachung, die den Ausbruch eines Feuers und dessen Entwicklung in einer Position und deren Umgebung überwacht,gekennzeichnet durch

   eine zentrale Aufnahmeeinrichtung (R), die folgende Teile umfaßt: '

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   eine Schaltung (12) mit wenigstens drei Ausgangsstufen zur Abgabe von Abtastform-WechselSignalen, und zwar einer ersten Ausgangsstufe zur Abgabe eines ersten Abtastform-Wechselsignals zur Abtastung einer relativ kleinen Menge einer Materie, einer mittleren Ausgangsstufe zur Abgabe eines mittleren Abtastform-Wechselsignals zur Abtastung einer Bezugsmenge der Materie und einer zweiten Ausgangsstufe zur Abgabe eines zweiten Abtastform-Wechselsignals zur Abtastung einer relativ großen Menge der Materie, eine Anzahl von UND-Schaltungen mit wenigstens zwei Eingängen und einem Ausgang, die an einem Eingang die Abtastform-Wechselsignale und ein Signal am zweiten Eingang aufnimmt , und
   eine Anzeigeeinrichtung (32) zur Aufnahme und Anzeige der Ausgangssignale der UND-Schaltungen; und eine Anzahl von Feuer-Detektoren (S1,S2 ... Sn), die folgende Teile umfassen:

   eine Anzahl von Einrichtungen zur Abtastung einer Materie und zur Abgabe eines elektrischen Signals entsprechend der abgetasteten Menge der Materie,

   eine Anzahl von Signal-Ausgängen entsprechend der Anzahl der Detektoren, an die die elektrischen Signale der Detektoren und die Abtastform-Wechselsignale gelangen und an denen unter den durch diese elektrischen Signale und Abtastform-Wechselsignale vorgegebenen Bedingungen Ausgangssignale abgegeben werden, und

   Eigensignal-Zufuhreinrichtungen, die die Ausgangssignale der Feuersignal-Ausgänge aufnehmen und ein Eigensignal für jeden Detektor bilden und dieses an den verbleibenden Eingang der UND-Schaltungen leiten.
2. 2. Vorrichtung zur Brandüberwachung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung der Abtastform-Wechselsignale eine Steuerschaltung zur Bildung von wenigstens drei verschiedenen Spannungssignalen in einer Periode und einen V/F-Wandler zur periodischen Umwandlung der Ausgangsspannungen der

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   Steuerschaltung umfaßt, und daß die Feuerslgnal-Ausgänge einen F/V-Wandler aufweisen, dessen Ausgangsklemme mit der Klemme verbunden ist, an die die 'Äbtastiorm-Wechselsignale gelangen, während der Eingang des F/V-Wandlers mit dem Ausgang des V/F-Wandlers verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung zur Brandüberwachung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung der Abtastform-Wechselsignale einen stabilen Mono-Multivibrator, einen durch den Multivibrator gesteuerten Zähler, eine Widerstands-Wechselschaltung in Verbindung mit den Ausgangsklemmen des Zählers zur Änderung der Ausgangsspannungen in Abstand von/den Ausgängen des Zählers und einen V/F-Wandler in Verbindung mit den Ausgangsklemmen der Widerstands-Wechselschaltung zum Umwandeln der Ausgangsspannungen der Widerstands-Wechselschaltung synchron zu den Ausgangsspannungen der Widerstands-Wechselschaltung umfaßt, wobei die UND-Schaltungen eine Anzahl von ersten Speichern umfassen, mit denen die Ausgangsklemmen des Zählers verbunden sind und denen dessen Ausgangssignale durch die Eigensignale zugeführt werden, wobei ferner ein zweiter Speicher mit der Eigensignal-Aufnahmeschaltung verbunden ist, der die Eigensignale der Detektoren aufnimmt, und wobei die Eigensignal-Aufnahmeschaltung mit dem Ausgang des zweiten Speichers über einen vorgegebenen Zeitraum verbunden ist und bewirkt, daß der Eingangsspeieherwert des ersten Speichers als Ausgangssignal abgegeben wird.
4. 4. Vorrichtung zur Brandüberwachung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastform-Wechselsignale die Bezugs-Quantität der Materie durch die üblichen Ausgangssignale einer Ausgangsklemme des Zählers abtasten> die von der Einrichtung zur Bildung der Abtastform-Wechselsignale an die einzelnen Feuersignal-Ausgänge der Detektoren gelangen, und daß der Zähler durch die Eigensignale der Detektoren mit Hilfe

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   der Bezugs-Abtastformsignale zurückstellbar ist und die Abtastform-Wechselsignale nach und nach abgegeben werden.
5. 5. Vorrichtung zur Brandüberwachung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abtastform-Wechselsignale ein maximales Abtastform-Wechselsignal zur Abtastung der maximalen Menge der Materie und ein minimales Abtastform-Wechselsignal zur Abtastung der minimalen Menge der Materie umfaßt, und daß eine Einrichtung

   TO (34) zur Anzeige eines nicht normalen Betriebszustandes mit den Ausgangsklemmen der UND-Schaltungen verbunden ist, mit denen die maximalen und minimalen Abtastform-Wechselsignale und die Eigensignale der Detektoren in Verbindung stehen.

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