DE3390038C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Alarmsystem gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 und die Verwendung dieses Alarmsystems zur Erkennung von Bränden, von Einbrüchen und von Fehler- und Störungszuständen bei Werk­ zeugmaschinen (US-PS 3683 352).

In den bekannten Alarmsystemen zur Branderkennung werden eine Vielzahl von Brandmeldern, die als Wärmemelder, als Ionisations-, Streulicht- oder Extinktions-Rauchmelder oder als Flammenmelder ausgebildet sind, in den zu überwachenden Räumen, z. B. in Gebäuden, Fabriken, Untergrundmärkten, Tunnels, Hallen, Warenhäusern oder dergleichen installiert. Die Verbindung zwischen diesen Meldern und einer zentralen Uberwachungsstation (Brandmel­ dezentrale) erfolgt durch elektrische Leitungen, die für die Stromversor­ gung der Brandmelder und für die Ubertragung von Signalen von den Brand­ meldern zur Zentrale dienen.

Eine solche Brandmeldeanlage ist z. B. in der japanischen Gebrauchsmu­ ster-Anmeldung 39 518/1980 (Veröffentlichungsnummer) beschrieben. Die Länge der verwendeten Leitungen ist entsprechend groß, und die Kosten der Verle­ gung der Leitungen sind besonders hoch. Das gilt nicht nur für die Ver­ drahtung von Brandmeldeanlagen sondern auch für die Verdrahtung von Anla­ gen für die Ubertragung von Störungssignalen für Werkzeugmaschinen, für Einbruchmeldeanlagen und dergleichen. Außerdem sind die Leitungen der Ein­ wirkung von Störsignalen, die von anderen elektrischen Geräten und Appara­ ten ausgehen, ausgesetzt. Diese Störsignale können Fehlalarme, wie z. B. einen irrtümlichen Brandalarm oder eine irrtümliche Meldung einer Störung, bewirken.

Die einzelnen Extinktions-Rauchmelder bestehen aus einem Lichtprojektor mit einer Lichtquelle und einem Stromkreis für die Lichterzeugung auf der einen Seite und und einem Lichtempfänger mit einem fotoelektrischen El­ ement und einer Auswerteschaltung auf der anderen Seite. Lichtprojektor und Lichtempfänger sind getrennt voneinander in einem Abstand von 10 Meter bis zu mehreren hundert Metern aufgestellt. Bei Raucheintritt in den Raum zwischen dem Lichtprojektor und dem Lichtempfänger wird der Lichtstrahl gedämpft, bzw. ausgelöscht. Diese Erscheinung wird zur Detektion eines Brandes ausgenutzt.

In der DE-A1-27 03 225 ist eine Rauchdetektor-Anordnung beschrieben, bei der mehrere Lichttransmissionsstrecken zur Raumüberwachung auf Rauch die­ nen. Diese Anordnung dient der flächenmäßigen Abdeckung des zu überwachen­ den Raums, weist jedoch den Nachteil auf, daß alle Sender und der, bzw.

die Empfänger durch Leitungen miteinander verbunden sein müssen und daß außer der Branddetektion keine anderen Informationen übertragen werden können.

Zur Vermeidung der Störanfälligkeit der bekannten Brandmeldeanlagen, wurde beispielsweise in der US-A-36 83 352 ein Alarmsystem zur Detektion von Bränden und von Einbrüchen beschrieben, bei dem eine größere Anzahl von optischen Sensoren zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfän­ ger, der ein Alarmgerät ansteuert, so angeordnet sind, daß die Signale für Ein­ bruch und für Feuer über einen einzigen Lichtstrahl zum Lichtempfänger, bzw. zum Alarmgerät übertragen werden. Jeder der Sensoren besitzt zwei lichtempfindliche Empfangszellen, von denen die eine Zelle für die Detek­ tion von Einbruch und die andere Zelle für die Detektion von Rauchparti­ keln nach dem Streuprinzip vorgesehen sind. Eine in jedem Sensor angeord­ nete elektrische Schaltung sorgt dafür, daß bei Detektion von Einbruch oder Feuer der einzige Lichtstrahl mit einer bestimmten, dem angesprochenen Sensor zugeordneten Identifizierungsfrequenz moduliert wird. Hierdurch wird der angesprochene Sensor in dem Alarmgerät identifi­ ziert. Nachteilig ist, daß das Alarmgerät keine Information bezüglich Unterschied zwischen Einbruch und Feuer erhält. Ferner ist als Nachteil anzumerken, daß bei einem Einbruch der Lichtstrahl unterbrochen wird und keine Information über den Einbruch oder über einen Brandausbruch, z. B. an einer anderen Stelle der weitläufigen Anlage, an das Alarmgerät weiterge­ geben wird. Ein Einbrecher kann durch Abdecken des Lichtschalters an ir­ gendeiner Stelle die gesamte Alarmanlage außer Betrieb setzen. Ein weite­ rer Nachteil ist darin zu sehen, daß jeder angesprochene Sensor der z. B.

über mehrere Etagen eines Gebäudes verteilten Alarmanlage von einer Bedienungsperson von Hand wieder scharf gestellt werden muß.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Alarmsystem mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen so auszugestalten, daß die für die Signalübertragung erforderli­ che Anzahl von Leitungen Leitungen beträchtlich vermindert werden kann und daß der nachteilige Einfluß elektrischer Störsignale eliminiert werden kann, sowie daß die Dämpfung des Lichtstrahls in dem für Rauchmelder be­ nutzten Bereich keinen nennenswerten Einfluß auf das Signal zur Brandan­ zeige oder auf andere Signale ausübt und daß eine Unterscheidung des Auf­ tretens von Rauch von anderen anomalen Ereignissen möglich wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Reihenanordnung von mindestens zwei optischen Rauchmeldern des Extinktionstyps und einem elek­ tronischen Stromkreis in jedem Sender und Empfänger eines jeden Rauchmel­ ders gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Alarmsy­ stems zum Schutz von Werkzeugmaschinen ist im Patentanspruch 7 geschützt.

Ein Extinktionsrauchmelder des erfindungsgemäßen Alarmsystems besteht aus einem Lichtsender mit einem Element für die Lichtabgabe und einem Stromkreis für die Lichterzeugung, sowie einem Lichtempfänger mit einem fotoelektrischen Element und einem Stromkreis zur Identifizierung eines Brandes. Lichtsender und Lichtempfänger sind an verschiedenen Orten mit einem Abstand von zehn Meter bis mehrere hundert Meter angeordnet. Bei Eintritt von Rauch in den Weg zwischen dem Lichtsender udn dem Lichtemp­ fänger wird der Lichtstrahl gedämpft, bzw. ausgelöscht. Diese Erscheinung wird zur Detektion eines Brandes ausgenutzt. Bis jetzt wurde der Licht­ strahl von Extinktionsbrandmeldeanlagen nur zur Rauchdetektion benutzt. Die Signalübertragung wurde mit zusätzlichen Mitteln durchgeführt. Ver­ schiedene Versuche des Erfinders zeigten, daß eine Dämpfung der Intensität des Lichtstrahls in der Größenordnung von 20% bis 30% die Rauchdetektion verläßlich gewährleistet und daß eine Dämpfung von 100% d. h. eine vollständige Auslöschung, überflüssig ist. Von dieser durch Versuche erhärteten Erkenntnis kam dem Erfinder die Idee, den Lichtstrahl zwischen Lichtsender und Lichtempfänger zur Signalübertragung zu verwenden. Der Lichtstrahl wird aIs Träger für ein Signal zur Branddetektion oder für andere Signale benutzt, wobei der Träger, bzw. Lichtstrahl mit dem zu übertragenden Signal moduliert wird. Hierdurch kann die Anzahl der für die Signalübertragungen erforderIichen Leitungen erheblich vermindert werden. Der ungünstige Einfluß der elektrischen Störsignale ist eIiminiert. Außer­ dem bestätigte sich, daß die Dämpfung des LichtstrahIs in dem für Rauch­ melder benutzten Bereich keinen nennenswerten Einfluß auf das Signal zur Brandanzeige oder auf andere Signale ausübt.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein in einem Fabrikgebäude installiertes Alarmsystem mit vier Extinktionsrauchmeldern,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Anordnung mit einem Lichtsender und einer Lichtquelle für ein Alarmsystem gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein vom Lichtsender ausgesandtes moduliertes Signal für ein Alarmsystem gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Alarmsystems, welches für Werkzeugmaschinen geeignet ist,

Fig. 5 ein Blockdiagramm für ein Alarmsystem gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 ein vom Lichtsender ausgesandtes moduliertes Signal für ein Alarmsystem gemäß Fig. 4.

Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Alarmsystems (Brandmeldeanlage) für ein Fabrikgebäude 1 mit vier getrennt voneinander angeordneten Extinktions-Rauchmeldern A, B, C und D, sowie einer Empfangseinheit 4. Die Extinktions-RauchmeIder A, B, C, und D enthalten getrennte Paare von Lichtsendern (=Lichtprojektoren) 2a, 2b, 2c und 2d, beziehungsweise Licht­ empfängern 3a, 3b, 3c und 3d. In der Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen La, Lb, Lc und Ld Lichtstrahlen und die Bezugszeichen 1ab, 1bc und 1cd Signallinien, durch weIche die Ausgänge der Lichtempfänger 3a, 3b und 3c eines vorhergehenden Extinktions-Rauchmelders jeweils mit den Lichtprojek­ toren 2b, 2c, bzw. 2d des jeweils folgenden Extinktions-Rauchmelders ver­ bunden sind. Eine Signallinie ldy verbindet einen Ausgang des Lichtempfän­ gers 3d mit der Empfangseinheit 4.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer typischen Anordnung des Licht­ senders 2 und des Lichtempfängers 3, welche jeweiIs in getrennt voneinan­ der angeordneten Rauchmeldern A, B, C und D angeordnet sind. Der Lichtsen­ der 2 enthält einen Stromversorgungs-SchaItkreis 21 der ein als Licht emittierende Diode (LED) ausgebildetes Lichtemissionselement 22 mit dem notwendigen Strom versorgt, einen Codierer 23, einen Parallel/Serien-Wand- ler 24 und einen ModuIations-SchaItkreis 25. Der Codierer 23 besitzt meh­ rere Eingangsklemmen tll bis tln und dient dazu, einen extern an die Ein­ gangsklemmen angelegten Dezimal-Code in einen BCD oder binär codierten Dezimal-Code umzuwandeln. Dieser gelangt dann zum Parallel/Serien-Wandler 24, der als Schieberegister oder dergleichen ausgebildet ist, in welchem er einer Parallel/Serien-Umwandlung unterzogen wird.

Der Serien-Ausgang des Parallel/Serien-Wandlers 24, wird auf den Modulations-Schaltkreis 25 gegeben, auf den auch der Ausgang des Stromversorgungs-Schaltkreises 21 geschaltet ist. Im Modulations-Schalt­ kreis 25 wird der Strom des Stromversorgungs-Schaltkreises 21 moduliert. Das Lichtemissionselement 22 erzeugt einen entsprechend modulierten Licht­ strahl L.

Der Lichtempfänger 3 besteht aus einem fotoelektrischen Element 31, z. B. einer Solarzelle, einem Verstärker 32, einem Gleichrichter 33, einem Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 34, einem Demodulator 35, einem Serien/Parallel-Wandler 36 und einem Decodierer 37. Der Decodierer 37 be­ steht z. B. aus einer Matrix und dient zur Umwandlung des BCD-Codes in ein Dezimal-Code-Signal zu Übertragung, welches an den Ausgangsklemmen t21 bis t2n entsteht. Die Eingänge des Decodierers 37 erhalten sowohl das Aus­ gangssignal vom Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 34 als auch das Aus­ gangssignal des Serien/Parallel-Wandlers 36, der als Schieberegister aus­ gebildet sein kann und zur Umwandlung des Seriensignals in ein Parallelsignal dient. Der Brand-Signal-Empfangs-Schaltkreis 38 für das Brandsignal ist im Lichtempfänger 3, im Lichtprojektor 2 oder in deren Nachbarschaft angeordnet, wenn Punkt-Brandmelder, z. B. Wärme-, Ionisations- oder Streulicht-Brandmelder zusätzlich zu den getrennt von­ einander angeordneten (Linien-)Extinktions-Brandmeldern verwendet werden. Der das Brandmeldesignal empfangende Brand-Signal-Empfangs-Schaltkreis 38 ist mit den Punkt-Brandmeldern DEl bis DEn verbunden, wobei das Ausgangs­ signal des Brand-Signal-Empfangs-Schaltkreises 38 an den Decodierer 37 (bzw. den Codierer 23) weitergeleitet wird.

An Hand der Fig. 1 und 2 wird im folgenden die Betriebsweise einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage näher erläutert. Im Normalzustand senden die Lichtemissionselemente 22 des Lichtprojektors 2, die ihre Gleichstromversorgung vom Stromversorgungs-Schaltkreis 21 er­ halten, Lichtstrahlen La, Lb, Lc und Ld auf die fotoelektrischen Elemente 31 der Lichtempfänger 3a, 3b, 3c, bzw. 3d. Die Ausgänge der empfangenen Lichtsignale sind anfänglich oberhalb eines vorbestimmten Wertes gesetzt, so daß das Ausgangssignal des fotoelektrischen Elementes 31 im Normalzu­ stand nicht als Brandalarmsignal über Verstärker 32, Gleichrichter 33 und Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 34 weitergeleitet werden kann.

Es sei nun ein Brandfall in der zweiten Zone, bzw. in dem vom Rauchmel­ der B (Lichtprojektor 2, Lichtempfänger 3) überwachten Bereich angenommen. Der auftretende Rauch dämpft die Intensität des Lichtstrahls Lb, was zu einer Verringerung des Ausgangspegels des fotoelektrischen Elementes 31 im Lichtempfänger 3b unter einen vorher eingestellten Schwellen-, bzw. Refe­ renzwert führt. Diese Änderung des Pegels des Ausgangssignals des foto­ elektrischen Elementes 31 wird über den Verstärker 32 und den Gleichrich­ ter 33 im Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 34 als Brandmeldesignal gewer­ tet und als solches an den Decodierer 37 weitergeleitet. Als Folge davon erscheint an der Ausgangsklemme t22 des Decodierers 37 ein logisches Sig­ nal mit dem Pegel "H" (High); die Ausgangsklemme t22 entspricht der zwei­ ten Überwachungszone. Das logische Signal "H" wird nun an die Eingangs­ klemme t12 des Lichtprojektors 2c, der einen Teil des Rauchmelders C der folgenden Stufe bildet, weitergeleitet, während die übrigen Eingangsklem­ men t11, t13 bis tln der Lichtprojektoren 2 auf dem logischen Pegel "L" (Low) bleiben.

Das logische Signal "H" wird im Lichtprojektor 2c durch den Codierer 23 in einen entsprechenden BCD-Code umgewandelt, der anschließend im Parallel/Serien-Wandler 24 in einen Serien-Code umgewandelt und an den Modulations-Schaltkreis 25 weitergeleitet wird. Als Reaktion auf dieses Serien-Code-Signal des Parallel/Serien-Wandlers 24 (vgl. Fig. 3 bei a) pulsmoduliert der Modulations-Schaltkreis 25 den von dem Stromversorgungs- Schaltkreis 21 gelieferten Strom entsprechend, wie in Fig. 3 bei b darge­ stellt ist. Als Folge davon erfährt der vom Lichtemissionselement 22 aus­ gesandte Lichtstrahl Lc eine Pulsmodulation, wie sie in Fig. 3 bei c dar­ gestellt ist. Der so pulsmodulierte Lichtstrahl Lc wird im fotoelektri­ schen Element 31 des nachfolgenden Lichtempfängers 3c empfangen und über Verstärker 32, Gleichrichter 33 an den Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 34 weitergeleitet.

Da von der Annahme ausgegangen wird, daß in der dritten Zone, bzw. in dem vom Rauchmelder C überwachten Bereich kein Brand vorhanden ist, liegt das Eingangssignal des Brand-Unterscheidungs-Schaltkreises 34 oberhalb des voreingestellten Wertes, da die Intensität des Lichtstrahls Lc nicht gedämpft wird. Demzufolge erzeugt der Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 34 kein Brandmeldesignal. Andererseits gelangt das Ausgangssignal des Ver­ stärkers 32, das in Ubereinstimmung mit dem Lichtstrahl Lc pulsmoduliert ist, in den Demodulator 35, der das Pulssignal detektiert und ein Serien- Code-Signal erzeugt, wie es in Fig. 3 bei c dargestellt ist. Dieses Se­ rien-Code-Signal wird im Serien/Parallel-Wandler 36 in einen entsprechen­ den parallelen BCD-Code umgewandelt. Die Ausgangssignale des Serien/Parallel-Umwandlers 36 und des Brand-Unterscheidungs-Schaltkreises 34 werden in den Decodierer 37 gegeben, der sie in einen Dezimal-Code umwandelt.

Da jedoch der Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 34 zu dieser Zeit kein Brandsignal erzeugt, wird nur der vom Serien/Parallel-Wandler abgegebene parallele BCD-Code in das für die Ausgangsklemmen t21 bis t2n bestimmte Dezimal-Code-Signal umgewandelt. Nur an der Ausgangsklemme t22, die der zweiten Zone, in der Rauch detektiert wurde, entspricht, steht das logi­ sche Signal mit dem Pegel "H" an.

Die beschriebene Signalübertragung erfolgt in gleicher Weise zwischen dem Lichtempfänger 3c, dem Lichtprojektor 2d und dem Lichtempfänger 3d. Das an der Ausgangsklemme t22 des letzten Lichtempfängers 3d anstehende logische Signal mit dem Pegel "H" wird über die Signallinie 1d4 auf die Empfangseinheit 4 gegeben, die z. B. aus mehreren elektrischen Leitern be­ stehen kann. Die Empfangseinheit 4 betätigt ein nicht gezeigtes, der zwei­ ten Zone zugeordnetes Relais, das den Alarm auslöst und den Brand in der zweiten Zone anzeigt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß bei Ansprechen mindestens eines Rauchmelders, die in großer Anzahl in der Brandmeldeanlage vorgesehen sind, nur die diesem Rauchmelder zugeordnete Ausgangsklemme ein logisches Signal aufweist, dessen Pegel von "L" zu "H" gewechselt hat. Dieser "H"- Pegel wird als ein Brandmeldesignal über die nachgeordneten Rauchmelder und Lichtstrahlen bis in die Empfangseinheit 4 übertragen, die ein dieser Zone zugeordntetes Relais betätigt, so daß ein Brandalarm mit Zonenidentifikation ausgelöst wird.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä­ ßen Brandmeldeanlage, bei dem die Lichtstrahlen, die zur Rauchdetektion benutzt werden, auch als Träger für ein Signal verwendet werden, welches bei Werkzeugmaschinen Fehler- und Störungszustände anzeigt. Zwei Extinktions-Rauchmelder E und F sind getrennt voneinander in einem Fabrik­ gebäude 5 angeordnet, in welchem eine erste Gruppe von Werkzeugmaschinen 7e1, 7e2, 7e3 mit einem Steuerpult 8e und eine zweite Gruppe von Werkzeug­ maschinen 7f1, 7f2, 7f3 mit einem gemeinsamen Steuerpult 8f untergebracht sind. Bei Auftreten eines Fehlers oder einer Störung an den Werkzeugma­ schinen der ersten oder der zweiten Gruppe wird ein Fehlersignal über das Steuerpult 8e oder 8f zu dem Lichtprojektor 2′e oder 2′f gegeben. Die aus den Lichtprojektoren 2′e und 2′f, bzw. den Lichtempfängern 3′e und 3′f bestehenden Extinktions-Rauchmelder E und F sind getrennt voneinander an den Wänden des Fabrikgebäudes 5 installiert. Die Ausgangsklemmen des zum vorhergehenden Rauchmelder E gehörenden Lichtempfängers 3′e sind über die Signalleitung lef mit dem Lichtprojektor 2′f des nachfolgenden Rauchmel­ ders F verbunden. Die Ausgangsklemmen des nachfolgenden Lichtempfängers 3′f sind über Signalleitung 1f6 mit der Brand-Detektions-Einheit 6 verbun­ den. Das Fehlersignal, welches über das Steuerpult 8e oder 8f in den Lichtprojektor 2′e bzw. 2′f eingegeben wurde, wird über den Lichtstrahl Le und/oder Lf zum Lichtempfänger 3′f und von dort über die Leitung 1f9 zu einem Monitor 9 übertragen. Der Monitor 9 zeigt an, bei welcher der Werk­ zeugmaschinen die Störung, bzw. der Fehler aufgetreten ist.

Fig. 5 zeigt in einem Blockdiagramm die typische Anordnung des Lichtprojektors 2′ und des Lichtempfängers 3′, die zu einem der getrennt voneinander angeordneten Extinktions-Rauchmelder E oder F gehören. Bei Auftreten einer Störung in einer der Werkzeugmaschinen Fel bis Fe3 oder 7f1 bis 7f3 der Fig. 4 wird einer der für jede Werkzeugmaschine vorher präparierten und den Fehler darstellenden Dezimal-Codes an die Eingangs­ klemmen t11 bis t1n des Lichtprojektors 2′ gegeben. Dies erfolgt extern über das zugeordnete Steuerpult 8e oder 8f. Der vom Lichtprojektor 2′ er­ zeugte Lichtstrahl L ist entsprechend pulsmoduliert. Dieser pulsmodulierte Lichtstrahl L wird vom Lichtempfänger 3′ empfangen und demoduliert. Das so erzeugte Dezimal-Code-Signal wird den Ausgangsklemmen t21 bis t2n entnom­ men. Der Melder der Fig. 5 arbeitet in ähnlicher Weise wie die Melder der Fig. 1 und 2.

Der Lichtprojektor 2′ der Fig. 5 besteht aus folgenden Bauteilen: einem Lichtemissionselement 2′2, z. B. einer Licht aussendenden Diode LED, das im sichtbaren Bereich oder im Infrarot-Spektrum arbeitet, einem Stromversorgungs-Schaltkreis 2′1 zur Versorgung des Lichtemissionselemen­ tes 2′2, einem Signal-Eingangs-Schaltkreis 2′7 und einem Modulations- Schaltkreis 2′5 zur Pulsmodulation des Stromes für das Lichtemissionsele­ ment 2′2 mit dem Ausgangssignal des Signal-Eingangs-Schaltkreises 2′7. Der Signal-Eingangs-Schaltkreis 2′7 enthält einen aus UND-Toren oder derglei­ chen bestehenden Eingangs-Torschaltkreis 2′6, einen aus einer Matrix oder dergleichen bestehenden Codierer 2′3 zur Umwandlung eines Dezimal-Codes in einen parallelen BCD-Code und einen Parallel/Serien-Wandler 2′4 mit Schie­ beregister 2′9, Startgenerator 2′0 und Taktgenerator 2′8.

Der Lichtempfänger 3′ der Fig. 5 enthält folgende Bauteile: ein foto­ elektrisches Element 3′1, z. B. eine Solarzelle, einen Verstärker 3′2, ei­ nen Gleichrichter 3′3, einen zur Unterscheidung und Identifizierung von Bränden dienenden Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 3′4, der neben anderen Schaltkreisen einen Komparatoraufweist und ein Brandalarmsignal erzeugt, sobald das die Intensität des Lichtstrahls darstellende Signal als Folge einer Dämpfung des Lichtstrahls unter einen vorbestimmten Wert sinkt, ei­ nen Demodulator 3′5 zum Detektieren des aus dem empfangenen Lichtstrahl- Signal extrahierten Pulssignals, einen Signal-Ausgangs-Schaltkreis 3′8, mit einem aus einem Schieberegister 3′0 und Detektions-Schaltkreis 3′00 für das Startsignal bestehenden Serien/Parallel-Wandler 3′6 zur Umwandlung des Serien-Codes in einen Parallel-Code, einen aus einer Matrix oder der­ gleichen bestehenden Decodierer 3′7 zur Umwandlung des parallelen BCD- Codes in einen Dezimal-Code und eine Ausgangs-Torschaltkreis 3′9.

Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 wird im folgen­ den an Hand der Fig. 4 und 5 näher erläutert. Das Lichtemissionselement 2′2 erhält seinen Speisestrom von dem Stromversorgungs-Schaltkreis 2′1 und sendet einen Lichtstrahl L auf das fotoelektrische Element 3′1 des Licht­ empfängers 3′. Wenn die lntensität des Lichtstrahls L durch von einem Brand stammenden Rauch gedämpft ist, dann sinkt der Pegel des Ausgangssi­ gnals des fotoelektrischen Elements 3′1 unter den vorbestimmten Wert. Der Brand-Unterscheidungs-Schaltkreis 3′4 erzeugt ein einen Brand anzeigende Signal, das an den Decodierer 3′7 weitergeleitet wird. Es sei nun angenom­ men, daß der Brand in der ersten vom Rauchmelder E überwachten Zone ausgebrochen ist. Der Decodierer 3′7 bewirkt nun an der korrespondierenden Ausgangsklemme t21 der Ausgangs-Torschaltkreis 3′9 einen hohen Pegel "H". Sollte der Brand in der zweiten, vom Rauchdetektor F überwachten Zone ausbrechen, so wird der Pegel "H" an der Ausgangklemme t22 der Ausgangs- Torschaltkreis 3′9 anstehen. Die Signalübertragung zur Brandmeldung oder Störungsmeldung bei Werkzeugmaschinen mittels der Eingangsklemmen t11 bis t1n des Lichtprojektors 2′ wird in der im folgenden beschriebenen Weise bewerkstelligt.

Der Eingangs-Torschaltkreis 2′6 wird durch das Zeittaktsignal des Zeittaktgenerators 2′8 zu bestimmten Zeiten, z. B. jede Sekunde, geöffnet. Hierdurch wird das an den Eingangsklemmen t11 bis t1n liegende Signal in den Codierer 2′3 eingegeben. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß das in den Codierer 2′3 einzugebende Signal im Dezimal-Code vorliegt. Der Codierer 2′3 wandelt den Dezimal-Code in einen korrespondierenden BCD-Code um, der dann in das Schieberegister 2′9 eingegeben wird. Zur gleichen Zeit erzeugt der Startgenerator 2′0 für das Startsignal einen vom Zeittakt gesteuerten Start-Code, der in das Schieberegister 2′9 gegeben wird. In Abhängigkeit von dem Zeittaktsignal wandelt das Schieberegister 2′9 den aus dem Start-Code und dem BCD-Code bestehenden Parallel-Code in einen Serien-Code um, der dann zum Modulations-Schaltkreis 2′5 gelangt. Entspre­ chend dem Serien-Code unterliegt der Speisestrom des Lichtemissionselemen­ tes 2′2 der Pulsmodulation, was in Fig. 6 bei a angezeigt ist. Der Licht­ strahl L ist durch das Lichtemissionselement 2′2 gemäß Fig. 6b pulsmodu­ liert.

Bei der Detektion des Startsignals durch den Demodulator 3′5 aus dem im Verstärker 3′2 verstärkten Ausgangssignal des fotoelektrischen Elementes 3′1 unternimmt der Demodulator 3′5 gleichzeitig die folgenden Schritte: Er demoduliert das modulierte Eingangssignal zurück in einen Serien-Pulse- Code für das Schieberegister 3′0 und sperrt gleichzeitig die Ausgangs- Torschaltkreis 3′9 zur Verhinderung der Signalerzeugung. Das Schieberegi­ ster 3′0 wandelt nur den BCD-Code-Anteil des Eingangs-Serien-Codes in ei­ nen Parallel-Code um, der an den Decodierer 3′7 weitergeleitet wird. Letzterer wandelt den BCD-Code in ein Dezimal-Code-Signal um, das an­ schließend der Ausgangs-Torschaltkreis 3′9 zugeführt wird. Darüber hinaus wird der Start-Code vom (Startsignal)-Detektions-Schaltkreis 3′00 festge­ stellt, woraufhin die Ausgangs-Torschaltkreis 3′9 geöffnet wird. Hierdurch kann das Dezimal-Code-Signal zum Melder der nachfolgenden Stufe, zur Brand-Detektions-Einheit 6 oder einem Monitor 9 gelangen und das Auftreten eines Brandes, einer Störung oder eines Fehlers anzeigen.

Die Arbeitsweise des Lichtempfängers 3′ wiederholt sich jedesmal, wenn der Demodulator 3′5 das modulierte Signal detektiert, wodurch die Signal­ übertragung erfolgt.

Im vorstehenden wurde die Signalerzeugung für die Anzeige eines Brandes, einer Störung, bzw. eines Fehlers am Beispiel von Werkzeugmaschinen be­ schrieben. Es ergibt sich jedoch aus dem folgenden, daß eine entsprechende Signalübertragung aber auch ohne weiteres in einem Sicherheitssystem gegen Einbruch anwendbar ist. Obwohl die Lichtemissionselemente 22 und 2′2 durch den Gleichstrom der Stromversorgungs-Schaltkreise 21 und 2′1 ständig Licht aussenden (Fig. 2 und 5), können sie mit pulsförmigem Strom betrieben werden, wobei sie einen entsprechend gepulsten Lichtstrahl aussenden. Fer­ ner kann für die Modulation des Speisestroms durch den Modulations-Schalt­ kreis 25 oder 2′5 nicht nur eine Amplituden-Modulation sondern auch Fre­ quenz- oder Phasen-Modulation verwendet werden. Überdies können die Signa­ le, welche gemäß Fig. 1 zwischen dem Lichtempfänger 3a, 3b oder 3c des vorhergehenden Rauchmelders und dem Lichtprojektor 2b, 2c oder 2d des nachfolgenden Rauchmelders oder zwischen dem Lichtempfänger 3d des letzten Rauchmelders und der Empfangseinheit 4 übertragen werden oder das Signal, das dem Signal-Eingangs-Schaltkreis 2′7 des Lichtprojektors 2′ zugeführt wird, sowie das vom Signal-Ausgangs-Schaltkreis 3′8 erzeugte Signal, das im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben wurde, anstelle eines Dezimal- Code-Signals in Form eines BCD-Codes, oder in Form eines frequenzmodulierten oder amplitudenmodulierten Signals verwendet werden.

Die Signalleitungen 1ab, 1bc, 1cd, ldy können zur Signalübertragung durch Lichtstrahlen ersetzt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfin­ dung weist jeder Lichtempfänger 3a, 3b, 3c einen Puls-Erzeugungs- Stromkreis und ein Lichtemissionselement auf, wobei der Puls-Erzeugungs- Stromkreis in Ubereinstimmung mit dem Serien-BCD-Code betrieben wird, wo­ durch das Lichtemissionselement einen entsprechend gepulsten Lichtstrahl aussendet. Andererseits weist jeder der Lichtprojektoren 2b, 2c, 2d ein fotoelektrisches Element auf, das entweder dem Lichtemissionselement ge­ genüber angeordnet ist oder mit diesem über eine Glasfaser verbunden ist.

Bei dieser Ausgestaltung ist in jedem Lichtprojektor zusätzlich ein Umwandler vorzusehen, der das Serien-Code-Signal, das in dem fotoelektri­ schen Element erzeugt wird, in den Parallel-Code umwandelt. Zur Verhütung der Verfälschung von Signalen, wie es im Zusammenhang mit dem in Fig. 5 beschriebenen System angetönt wurde, kann der Lichtprojektor 2′ so kon­ struiert sein. das dasselbe Signal aufeinanderfolgend dreimal übertragen wird. In dem Lichtempfänger 3′ sind drei Schieberegister 3′0 vorgesehen, in welche die drei identischen Signale nacheinander eingelesen werden. Bei Ubereinstimmung der Inhalte von zwei Schieberegistern, was durch eine Koinzidenzschaltung laufend überprüft wird, wird das in diesen beiden Schieberegistern gespeicherte Signal an den Decodierer 3′7 weitergeleitet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können ein Eingangs-Torschaltkreis an der Ausgangsseite des Codierers 23 und ein Ausgangs-Torschaltkreis an der Eingangsseite des Decodierers 37 vorgesehen werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und wei­ terer Ausgestaltungen der Erfindung ergibt sich, daß der Lichtstrahl, der vom Lichtprojektor zum Lichtempfänger gesendet wird, als Übertragungsmittel für Signale benutzt werden kann, welche der Raucherkennung, Rauchbeseitigung, Fehleranzeige und sonstiger Information in Brandmeldeanlagen, Einbruchs-Detektions-Anlagen und Werkzeugmaschinen- Überwachungs-Anlagen dienen, ohne daß zusätzliche Leitungen für die Über­ tragung dieser Signale erforderlich sind. Hierdurch werden die üblichen Leitungen auf ein Minimum reduziert, während die Zahl von Fehlsignalen, die sonst unter dem Einfluß von elektrischen Störfeldern auftreten würden, mit großer Sicherheit verhindert werden können.

Claims (7)

1. Alarmsystem bestehend aus mindestens zwei optischen Rauchmeldern (A, B, C, D; E, F,) zum Melden von Bränden und anderen anomalen Ereignissen unter Angabe des Meldeortes an eine Auswerteschaltung (4; 6, 9), wobei die Rauchmelder (A, B, C, D; E, F,) in Reihe angeordnet sind und die Verbin­ dung der Rauchmelder (A, B, C, D; E, F,) untereinander und zur Auswerte­ schaltung (4; 6, 9) mittels eines modulierten Lichtstrahls (L) erfolgt, mit dem auch die Rauchdetektion durchgeführt wird, wofür wenigstens ein Lichtsender (2a, 2b, 2c, 2d; 2′e, 2′f) und wenigstens ein Lichtempfänger (3a, 3b, 3c, 3d; 3′e, 3′f) in räumlicher Verteilung in einem zu überwa­ chenden Gebäude (1) vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Merkma­ le:

• a) die Erfassung des Rauchs erfolgt durch die Auswertung des Intensi­ tätsrückgangs des Lichtstrahls (L) in der zwischen den einzelnen Lichtsen­ dern (2; 2′) und Lichtempfängern (3; 3′) befindlichen Strecke;
• b) am Beginn jeder zu überwachenden Teilstrecke ist einer der Lichtsen­ der (2a, 2b, 2c, 2d; 2′e, 2′f), am Ende derselben einer der Lichtempfänger (3a, 3b, 3c, 3d; 3′e, 3′f) angeordnet;
• c) die vom Lichtempfänger (3a, 3b, 3c; 3′e) in einer Unterscheidungs­ schaltung (33, 34, 35, 36, 37; 3′3, 3′4, 3′5, 3′6, 3′8,) detektierten Si­ gnale werden nach Aufarbeitung über den nächstfolgenden Lichtsender (2b, 2c, 2d; 2′f) wieder abgestrahlt, wobei der letzte Lichtemfänger (3d; 3′f) mit der Auswerteschaltung (4; 6, 9) verbunden ist und
• e) jeder Lichtsender (2a, 2b, 2c, 2d; 2′e, 2′f) zusätzlich mit Signalen moduliert wird, die den anderen anomalen Ereignissen entsprechen.

2. Alarmsystem gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Lichtsender (2; 2′) ein Lichtemitter (22; 2′2) zum Erzeugen eines kontinuierliche Intensität aufweisenden Lichtstrahls (L), der auf ein fo­ toelektrisches Empfängerelement (31; 3′1) fällt und dessen lntensität durch die Anwesenheit von Rauchpartikeln im Strahlengang vermindert wird aber nicht auf Null geht, vorgesehen ist.

3. Alarmsystem gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Lichtsender (2; 2′) ein Modulations-Schaltkreis (25; 2′5) zur Puls­ modulation des Stromes für den Lichtemitter (22; 2′2) mit dem Ausgangssi­ gnal eines Signal-Eingangsschaltkreises (23, 24; 2′7) und in jedem Licht­ empfänger (3; 3′) dem fotoelektrischen Element (31; 3′1) nachgeschaltet ein Signal-Unterscheidungs-Schaltkreis (33, 34, 35, 36, 37; 3′3, 3′4, 3′5, 3,6, 3,8) zur Unterscheidung zwischen Signalen, welche der Detektion von Rauchpartikeln oder der Übermittlung von sonstigen Informationen dienen, vorgesehen ist.

4. Alarmsystem gemäß Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Lichtsender (2; 2′) ein aus einer Matrix bestehender Codierer (23; 2′3) zur Umwandlung von Dezimal-Codes in einen parallelen BCD-Code und ein Parallel/Serien-Wandler (24; 2′4), dessen Ausgangssignal dem Modulations- Schaltkreis (25; 2′5) zugeleitet wird, und in jedem Lichtempfänger (3; 3,) dem fotoelektrischen Element (31; 3′1) nachgeschaltet ein Serien/Parallel- Wandler (36, 3′6) zur Umwandlung eines Serien-Codes in einen Parallel-Code und ein aus einer Matrix bestehender Decodierer (37, 3′7) zur Umwandlung des parallelen BCD-Codes in einen Dezimal-Code vorgesehen sind.

5. Alarmsystem gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallel/Serien-Wandler (24, 2′4) ein Schieberegister (2′9) und einen Startgenerator (2′0) aufweist und daß ein Zeittaktgenerator (2′8) vorgese­ hen ist, welcher den Startgenerator (2′0) und das Schieberegister (2′9) ansteuert.

6. Alarmsystem gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Serien/Parallel-Wandler (36, 3′6) ein Schieberegister (3′0) und einen Detektions-Schaltkreis (3′00) zum Erkennen des Startsignals aufweist und daß ein Demodulator (35, 3′5) vorgesehen ist, welcher das modulierte Ein­ gangssignal in einen Serien-Pulse-Code für das Schieberegister (3′0) zu­ rückverwandelt.

7. Verwendung des Alarmsystems gemäß Patentanspruch 1 zur Übertragung von Signalen zur Erkennung von Fehler- und Störungszuständen bei Werkzeug maschinen (7).