DE3603568A1

DE3603568A1 - Flammen-detektor

Info

Publication number: DE3603568A1
Application number: DE19863603568
Authority: DE
Inventors: Kouji Akiba; Yoshio Sagamihara Kanagawa Arai; Akira Yokohama Kitajima
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1986-02-03
Publication date: 1986-08-07
Also published as: AU5296886A; FI85778B; DE3603568C2; NO860369L; NO168005C; FI85778C; FR2577059B1; GB2173024A; NO168005B; FI860422A; US4750142A; FI860422A0; AU573420B2; CH665724A5; JPH0438302B2; FR2577059A1; GB2173024B; JPS61178621A; GB8602660D0

Description

HOCHIKI KABUSHIKI KAISHA, 10-43, Kamiosaki 2-chome, Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Flammen - Detektor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flammen-Detektor, der zur Erkennung von Flammen geeignet ist und zwar auf der Basis von Änderungen in der Charakteristik des Flackerns von Flammen, welche von Flammen eines Feuers erhalten werden.

Bisher sind auf der Basis der Kenntnis, daß die Frequenz der Charakteristik des Flackerns von Flammen in Bereichen zwischen 0,50 und 20 Hz liegt, Flammen-Detektoren zur Erkennung des Flackerns der Flammen vorgeschlagen worden, welche zum Erkennen der Flammen derart ausgebildet sind, daß diese die Änderungen des Flackerns der Flammen erkennen, welches Flackern den Flammen von Natur aus zugehörig ist. Derartige Flammen-Detektoren zur Erkennung des Flackerns der Flammen umfassen einen Flammensensor, z.B. einen photoelektrischen Umwandler, welcher entsprechend der Größe der von den Flammen abgestrahlten

Lichtenergie Signale ausgibt und welcher derart angepaßt ist, daß dieser charakteristische Frequenz-Komponenten der Flammen aus den Signalen des Flammen-Sensors über einen Schmalband-Filter ausgibt, um die Amplitudenwerte der Flammensignale mit einem voreingestel'lten Referenzwert zu vergleichen und um erforderliche Daten-Auswertungen durchzuführen, sobald die Flammensignale den Referenzwert übersteigen, um so das Vorliegen von Flammen zu erkennen.

Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Flammen-Detektoren ist der Referenzwert zur Erkennung der Flammen aufgrund von Geräuschen auf einen festen Wert eingestelltund die Signale werden .als Geräusche erkannt, wenn die Flammensignale geringer als der Referenzwert sind, und die Signale werden als Flammen erkannt, wenn die Signale den Referenzwert übersteigen.

Der herkömmliche Flammen-Detektor hat jedoch den Nachteil , daß dieser anfällig gegen eine Fehlfunktion ist, wenn ein Geräusch, das aus dem Vorbeigehen einer Person vor dem Flammensensor resultiert, oder andere Geräusche, die eine stoßartige Wellenform hervorrufen, wie z.B. das Geräusch eines Schusses, vorübergehend erzeugt werden und wenn das Niveau dieses Geräusches den Referenzwert übersteigt.

Und sogar,wenn die Abmessungen der Flammen die gleichen sind, sind die Größe der von den brennenden Materialien abgestrahlten Energien manchmal verschieden. Wenn z.B. angenommen wird, daß die Flammen beim Verbrennen von Treibstoff und die Flammen beim Verbrennen von Zeitungspapier in der Größe gleich sind, strahlen dennoch die Flammen beim Verbrennen von Treibstoff intensivere Lichtenergien aus und die Flammen beim Verbrennen von Papier strahlen schwächere Lichtenergien aus.

Aus diesem Grunde liegt dem herkömmlichen Flammen-Detektor des oben beschriebenen Bautyps ein solcher Nachteil zugrunde, daß sogar , wenn der Referenzwert genügend hoch eingestellt ist,

- λ - S

um diesen so an die Flammen beim Verbrennen von Treibstoff anzupassen, die Signale der Flammen beim Verbrennen von Papier nicht genügend wahrgenommen werden können, was in einer Verzögerung der Flammenerkennung oder in Fehlern der Flammenerkennung resultiert. Wenn andererseits der Referenzwert niedrig eingestellt wird, um diesen somit an die Flammen beim Verbrennen von Papier anzupassen, können die Flammen vom Verbrennen von Treibstoff auch schnell erkannt werden, es sind jedoch irrtümliche Betätigungen möglich, welche auf Lichtstörungen zurückzuführen sind, weil das Einstellen eines geringen Referenzwertes den gleichen Effekt hat wie das Einstellen einer hohen Erkennungsempfindlichkeit. Folglich wird die Flammenerkennungsbetätigung instabil.

r\ Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, einen !Flammen-Detektor von hoher Zuverlässigkeit zu schaffen, welcher zur sicheren Erkennung von Flammen ohne die Bewirkung von Fehlfunktionen geeignet ist, sogar dann, wenn ein zeitlich vorübergehendes Geräusch empfangen wird, das einen voreingestellten Referenzwert übersteigt.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen Flammen-Detektor zu schaffen, der zur sicheren und beständigen Erkennung von Flammen geeignet ist, und zwar unabhängig von der Art der verbrennenden Materialien oder der Intensität der von den Flammen abgestrahlten Energie.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung einen Flammen-Detektor vor, der folgende Bauelemente umfaßt:

Einen Flammensensor,

eine Speichersektion zur Speicherung eines voreingestellten Referenzwertes,

eine Vergleichssektion zum Vergleich eines Signalwertes des Flammensensors mit dem Referenzwert, wobei sich der Signalwert entsprechend eine Änderung im Flackern der Flammen in der Amplitude ändert und zum Erkennen von Flammen angepaßt ist,

sobald der Signalwert den Referenzwert übersteigt, und eine Bestimmungssektion, welche eine Berechnungssektion zur Berechnung eines Verhältnisses des Amplitudenwertes einer Minus-Änderungskomponente mit einem Amplitudenwert einer Plus-Änderungskomponente der Änderungen im Flackern der Flammen umfaßt,und

wobei die Speichersektion einen voreingestellten ersten Schwellwert und einen voreingestellten zweiten Schwellwert speichert, der größer ist als der erste Schwellwert, und wobei die Flammenbestimmung ausgeführt wird, wenn das Verhältnis der Amplitudenwerte der Signale größer ist als der erste Schwellwert und geringer ist als der zweite Schwellwert.

(3 Die Erfindung ist nachfolgend anhand von drei, in den

: Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen von Flammen-Detektoren näher erläutert.Es zeigen:

Fig.1 Ein Blockdiagramm des gesamten Systems des ersten Ausführungsbeispieles eines Flammen-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig.2 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise des Flammen-Detektors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig.3 ein Diagramm, das die Änderungen eines Ausgangssignales einer Erkennungseinrichtung für Änderungen des Flackerns darstellt, welche auf Änderungen in dem Flackern von Flammen zurückzuführen ist,

Fig.4 ein Diagramm zur Darstellung der Einzelheiten einer AC-VerStärkerschaltung gemäß Fig. 1,

Fig.4 Diagramme der Ausgangs-Wellenformen an den Punkten ^B'^C D1 bzw.D2 gemäß Fig.4 A,

Fig.5 ein Blockdiagramm des gesamten Systems des zweiten Ausführungsbeispieles eines Flammen-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 ein Blockdiagramm des gesamten Systems des dritten Ausführungsbeispieles eines Flammen-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung der Betätigung der Bestimmungssektion gemäß Fig. 6 .

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Zunächst wird das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In der Fig. 1 sind Flammen 1, eine optische Einrichtung 2 und eine Flackeränderungen- Erkennungseinrichtung 3 zur Erkennung von Änderungen im Flackern der Flammen dargestellt. Die Lichtenergie der Flammen 1 wird von der Flackeränderungs-Erkennungseinrichtung 3 über die optische Einrichtung 2 empfangen. Die Flackeränderungs- Erkennungseinrichtung umfaßt eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung 4 , welche eine Fotodiode, einen Fototransistor oder dgl. zur Umwandlung eines Lichtsignales in ein elektrisches Signal einschließt, und einen Schmalband-Filter 5 zur Aussonderung hochfrenquenter Komponenten aus der Frequenzbandcharakteristik der Flammen, wie z.B. 0,50 bis 20 Hz und zur Ausgabe eines Erkennungssignales an eine AC-Verstärkerschaltung 6. Die AC-Verstärkerschaltung 6 verstärkt das Erkennungssignal der Flammen, welche eine Flackerfrequenz im Bereich von 1 bis 10 Hz haben und gibt das Signal an eine A/D-Umwandlungsschaltung 7. Die A/D-Umwandlungsschaltung 7 bewirkt eine A/D-Umwandlung des Signales aus der AC- Verstärkungsschaltung 6 und gibt das Signal an eine Flammenbestimmungssektion 9 über einen Eingabe/Ausgabe-Abschnitt 8.

Die Bestimmungssektion 9 schließt einen Mikrocomputer ein

und gibt ein Signal an eine Alarmschaltung 10 weiter über den Eingabe/ Ausgabe-Abschnitt 8 um eine Alarmanzeige auszugeben, sobald die Bestimmungssektion 9 das Erkennungssignal der Flackeränderungs- Erkennungseinrichtung 3 entschlüsselt hat und dieses als Flammen bestimmt hat .

Die innere Ausbildung der Bestimmungssektion 9 wird nun beschrieben. Eine Berechnungs- Steuersektion 11 gibt das Erkennungssignal, welches aus der Flackeränderungs-Erkennungseinrichtung 3 über den Eingabe/ Ausgabe-Abschnitt 8 erhalten wird, an die Speichersektion 12 und die Berechnungssektion 13. Die Berechnungs-Steuersektion 11 berechnet eine maximale Amplitude A und ein Ausgangsverhältnis B, wie es im Detail später noch beschrieben werden wird. Die SpeicherSektion 12 stellt als Speicherwert ein Niveau eines Feuersignales ein, welches zunächst aus der Berechnungs-Steuersektion 11 erhalten wird, und erneuert den Speicherwert des Niveaus des Erkennungssignales durch Auswahl unter den Erkennungssignalen, die aufeinanderfolgend von der Berechnungs-Steuersektion 11 erhalten werden, welche synchron mit einem Signalausgangswert der Vergleichssektion 13 arbeitet .

Die Einstellung des Wertes, der in der Speichersektion 13 zu speichern ist, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. genauestens beschrieben. Sobald ein Erkennungssignal, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, erhalten worden ist, werden ein Erkennungssignal P1 als Speicherwert Pmax einer Plus-Änderung und ein Erkennungssignal P2 als Speicherwert Pmin einer Minus-Änderung eingestellt. Danach werden die Speicherwerte Pmax und Pmin erneuert und zwar basierend auf dem Ausgangssignal der Vergleichssektion 13 und unabhängig voneinander. Die Vergleichssektion 13 vergleicht das Niveau der Signale der Berechnungs-Steuersektion 11

mit den gespeicherten Werten Pmax oder Pmin, die in der SpeicherSektion 12 eingestellt sind.

Genauer gesagt,werden das Signalniveau der Plus-Änderungskomponente des ErkennungssignaIes mit dem Speicherwert Pmax und das Signalniveau der Minus-Änderungskomponente des Erkennung s signal es mit dem Speicherv/ert Pmin verglichen. In einem der Fälle, wenn die Amplitude des Erkennungssignales den Speicherwert Pmax oder Pmin übersteigt, wird ein Signal zur Erneuerung des eingestellten Wertes an die Speichersektion 12 ausgegeben und gleich--; zeitig wird ein Vergleichssignal zur Berechnungssektion eingegeben. Ein vorher bestimmter Zählwert wird in die BerechnungsSektion 14 eingegeben. Die Berechnungssektion

14 zählt die Vergleichssignale, die von der Vergleichssektion 13 erhalten werden, und gibt ein Signal an die Berechnungs- Steuersektion 11, sobald die Zählnummer den voreingestellten Zählwert erreicht. Eine Zeitschaltung

15 überträgt kontinuierlich Zeitdaten zur Berechnungs-Steuersektion 11. Die Berechnungs-Steuersektion 11 überwacht eine Zeitspanne, die seit Eingabe des ersten Erkennungssignales der Flackeränderungs-Erkennungseinrichtung durch den Eingabe/Ausgabe-Abschnitt 8 verstrichen ist, und initiiert eine Serie von Berechnungen, wenn das Signal der Zählsektion 14 innerhalb der voreingestellten Zeitspanne To erhalten wird.

Das Berechnungsverfahrenwird nun im einzelnen näher beschrieben. Die zuletzt gespeicherten Werte Pmax und Pmin, welche in der SpeicherSektion 12 eingestellt sind, werden herausgenommen und die entsprechenden absoluten Werte werden addiert, um die maximale Amplitude A zu erhalten. Genauer gesagt wird die Berechnung ausgeführt, wie es durch nachstehende Gleichung 1 dargestellt ist:

A = |pmaxj + jpminj ...(D

— «ο —

Wenn der Wert der maximalen Amplitude A einen vorher eingestellten Schwellwert C1 erreicht oder größer ist, wird das Verhältnis des absoluten Wertes des gespeicherten Wertes Pmax zum absoluten Wert des gespeicherten Wertes Pmin berechnet, um das Ausgangsverhältnis B zu erhalten. Genauer gesagt wird folgende Berechnung gemäß Gleichung 2 ausgeführt:

B = Pmin J / Pmax J ...(2)

In der Berechnungs-Steuersektion 11 sind ein erster Schwellwert C2 und ein zweiter Schwellwert C3 eingegeben, der größer ist als der erste Schwellwert C2. Die Berechnungs-Steuersektion 11 führt die Bestimmung von Flammen aus, sobald der Wert des Ausgangsverhältnisses B innerhalb eines bestimmten Bereiches von C2 < B< C3 liegt, einschließlich 1, z.B. 0,5<B<'2. Sobald die Berechnungs-Steuersektion 11 eine FlammenbeStimmung ausführt, basierend auf dem Berechnungsergebnis, wird ein Signal zur Ausgabe eines Alarmes an die Alarmschaltung 10 über den Eingabe/ Ausgabe-Abschnitt 8 ausgegeben. Dieses basiert auf der Kenntnis, daß im Falle vom Flammen die Änderungen im Flackern im wesentlichen die gleichen Werte auf der Plusseite und auf der Minusseite einnehmen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Berechnungs-Steuersektion 11 führt die Bestimmung eines Geräusches aus und stellt die Zählbetätigung der Zählsektion 14 neu ein, sobald kein Signal von der ZählSektion 14 innerhalb einer voreingestellten Zeitperiode erhalten wird. Alternativ kann die Bestimmung von Flammen durch die Berechnungs-Steuersektion 11 ausgeführt werden, wenn ein Signal von der Zählsektion 14 ausgegeben wird, um so ein Signal zur Alarmschaltung 10 über den Eingabe/Ausgabe-Abschnitt 8 auszugeben.

In diesem System wird dann, wenn der Zählwert den voreingestellten Wert innerhalb der voreingestellten Zeitperiode To erreicht, bestimmt, ob die Werte des Erkennungssignales ansteigen oder abfallen und ob die Flammen an Kraft gewinnen.

Die Fig. 4A zeigt in vereinfachter Darstellung die Funktion der AC-Verstärkerschaltung 6. Die husgangsspannungs- Wellenform an einer Ausgangsklemme D1 des Verstärkers 6a hat die Wellenform einer DC-Komponente des Signales, überlagert durch eine AC-Komponente, wie es in der Fig.4B dargestellt ist, wohingegen die Ausgangsspannungs Wellenform an der Ausgangsklemme D2 eines Kondensators 6b die Wellenform einer AC-Komponente hat, wie es in Fig. 4C dargestellt ist.

In jeder der Fig. 4B und 4C zeigt der linke Teil der Figuren Änderungen in den Erkennungs-Ausgangswerten, wenn die Flammen 1 durch eine Person abgeschnitten sind, welche an der optischen Einrichtung 2 vorbeigeht. Insbesondere erscheint, wenn eine Person vorbeigeht, das Ausgangssignal als ein Ausgangswert in einer abfallenden Richtung. Das Ausgangssignal, nachdem die Person vorbeigegangen ist, wird leicht wieder eingestellt im Falle der Ausgangsklemme D1, wohingegen der Ausgangswert im Falle der Ausgangsklemme D2 nur mit einigen überschwingungen wieder eingestellt wird, wie es in Fig. 4C dargestellt ist. Der mittlere Teil des Diagrammes jeder der Fig. 4B und 4C zeigt die Änderungen in den Erkennungsausgangswerten, wenn ein Schall- Licht, wie z.B. ein Blitzlicht, auf die optische Einrichtung 2 auffällt. Das Ausgangssignal erscheint als ein Ausgangswert in einer vorübergehend ansteigenden Richtung. Sobald das Schall- Licht verschwindet, wird das Ausgangssignal leicht wieder auf sein ursprüngliches Niveau an der Ausgangsklemme D1 zurückgeführt, wie es im Fall des Abschneidens durch eine Person erfolgt, aber der Ausgangs-

wert wird auf sein Niveau an der Ausgangsklemme D2 erst nach einigen Überschwingungen zurückgeführt. Der rechte Teil des Diagramms jeder der Fig. 4B und 4C zeigt die Änderungen im Signalausgangswert, die durch sich verstärkende Flammen eines Feuers bewirkt werden. Dieser Teil des Diagramms ist in vergrößerter Darstellung in Fig. 3 gezeigt.

Beim herkömmlichen Detektor wird die Bestimmung ausgeführt, wann immer die maximale Amplitude A größer ist als der voreingestellte Wert, unabhängig von der Art von Geräuschen bzw. Störungen. Im Gegensatz hierzu erscheint gemäß vorliegender Erfindung eine Störung bzw. ein Geräusch als ein sehr großes Verhältnis von Pmin zu Pmax, wenn eine Person vorbeigeht, oder als ein sehr kleines Verhältnis von Pmin zu Pmax, wenn Blitzlicht auftrifft, wie es aus den Fig. 4B und 4C ersichtlich ist. Aus diesem Grund werden Störungen bzw. Geräusche nicht als Flammen fehl bestimmt.

Die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Ausführungsbeispieles wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher beschrieben.

In Fig. 2 wird im Block a der Zählwert der Zählsektion eingestellt als vorherbestimmte Zahl und der Inhalt des Speichers wird gelöscht, um eine Ausgangseinstellung zu bewirken. Sobald die Flackeränderungs- Erkennungseinrichtung 3 eine Lichternergie von den Flammen 1 erkennt und das Erkennungssignal P1, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, hierein eingegeben wird, schreitet das Verfahren fort zu Block d über Block c, da die Zählsektion 14 nicht im Block b gebucht, d.h. gezählt hat. In der Vergleichssektion 13 wird das Signalniveau des Erkennungssignales T1, das von der Berechnungs-SteuerSektion 11 erhalten worden ist, mit dem gespeicherten Wert Pmax verglichen, der

in der SpeicherSektion 12 gespeichert ist. Da der Speicherwert Pmax als Wert Null in der Speichersektion 12 gespeichert ist, schreitet das Verfahren vom Block d fort zu Block e, in welchem das 'Signal^niveau des Erkennungssignales D1 als Speicherwert Pmax in der Speichersektion 12 eingestellt wird. Im Block f zählt die ZählSektion 14 die Vergleichs-Ausgangswerte der Vergleichssektion 13, Das Verfahren kehrt von Block f zu Block b zurück. Sobald das Erkennungssignal P2/ wie es in Fig. 3 dargestellt ist, eingegeben wird, schreitet das Verfahren vor zu Block d über Block c, da die ZählSektion 14 die vorher bestimmte Anzahl nicht gebucht, d.h. gezählt hat. Im Block d vergleicht die Vergleichssektion 13 das Signalniveau des Erkennungssignales P2, das von der Berechnungs-Steuersektion 11 erhalten worden ist, mit dem gespeicherten Wert Pmax, der dem Erkennungssignalwert P1 entspricht und der in der SpeicherSektion 12 eingestellt ist. Da der Signalwert des Erkennungsignales kleiner ist als der gespeicherte Wert P1, schreitet das Verfahren fort zu Block g. Im Block g vergleicht die Vergleichssektion 13 den Signalwert des Erkennungssignales P2 mit dem gespeicherten Wert Pmin, der in der Speichersektion 12 eingestellt ist. Da der gespeicherte Wert Pmin mit dem Wert Null in der Speichersektion 12 eingestellt ist, schreitet das Verfahren von Block g fort zu Block h, um den Signalwert des Erkennungssignales P1 einzustellen als ein gespeicherter Wert Pmin. Im Block i zählt die Zählsektion 14 den Wert plus 1 nach jedem Vergleichswert der Vergleichssektion 13 und das Verfahren schreitet zurück zu Block b. Sobald das Erkennungssignal P3 dann eingegeben ist, schreitet das Verfahren fort zu Block d über Block c,da die Zählschaltung 14 nicht gebucht hat. Im Block d vergleicht die Vergleichssektion den Signalwert des Erkennungssignales P3 mit dem Wert von P1, der vorher als gespeicherter Wert Pmax in der Speichersektion 12 eingestellt ist. Da der Signalwert

des Erkennungssignales Ρ3 größer ist als der gespeicherte Wert P1, schreitet das Verfahren fort zu Block e. Im Block e wird das Signaleniveau des Erkennungssignales P3 erneut als 'Speicherwert Pmax in die Speichersektion 12 eingestellt. Das Verfahren schreitet fort zu Block f, in welchem die Zählsektion 14 den Vergleichs-Ausgangswert der Vergleichssektion 13 zählt.

In gleicher Weise werden zu jeder Zeit die Erkennungssignale P4,P5,P6 der Speichersektion 12 mit den Singalniveaus der Erkennungssignale verglichen und, wenn das Signalniveau des Erkennungssignales größer als der gespeicherte Wert Pmax oder kleiner als der gespeicherte Wert Pmin ist, wird der gespeicherte Wert der Speichersektion 12 erneut eingestellt und die Zählsektion 14 zählt den Wert plus 1 hinzu.

In diesem Zusammenhang schreitet das Verfahren, wenn die Zählsektion 14 den voreingestellten Wert im Block b gezählt bzw. gebucht hat, von Block b fort

zu Block j. In Block j überwacht die Berechnungs-Steuersektion 11 die Zeitspanne,die seit der Eingabe des ersten Erkennungssignales P1 verflossen ist und bestimmt, ob der Zähleingang von der Zählsektion 14 innerhalb der voreIngeste11ten Zeitperiode, nämlich To,befindlich ist oder nicht. Im Block j wird, sobald die voreingestellte Zeitperiode To verstrichen ist, die Bestimmung als ein Geräusch durchgeführt und das Verfahren kehrt wieder zurück zu Block a von Block j zur erneuten überwachung der Flammen.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wenn ein Zählwert-Ausgangswert von der Zählsektion 14 innerhalb der Zeitspanne To erhalten wird, schreitet das Verfahren fort von Block j zu Block k .um die maximale Amplitude A zu berechnen.

Genauer gesagt, gibt die Berechnungs-Steuersektion 11 die gespeicherten Werte Pmax und Pmin aus, die in der Speichersektion 12 gespeichert sind, und addiert die entsprechenden'absoluten Werte. Im Block 1 wird die Bestimmung ausgeführt, ob die maximale Amplitude A größer ist als der voreingestellte Schwellwert C1 oder nicht. Wenn die maximale Amplitude A kleiner ist als der voreingestellte Schwellwert C1, wird die Bestimmung als ein Geräusch durchgeführt,und das Verfahren schreitet wieder zurück zu Block a, um die Flammen weiterhin zu überwachen. Im Block 1 schreitet das Verfahren, wenn die maximale Amplitude A größer ist als der Schwellwert C1y

fort zu Block m, um das Ausgangsverhältnzbs B zu berechnen. Insbesondere berechnet die Berechnungs-Steuersektion 11 das Verhältnis des absoluten Wertes des zuletzt gespeicherten Wertes Pmin zum absoluten Wert des zuletzt gespeicherten Wertes Pmax. Das Verfahren schreitet fort zu Block q und Block r. Im Block q und im Block r werden die Schwellwerte C2 = 0,5, kleiner als 1,und der Schwellwert C3 = 2, größer als 1, eingestellt. Der Wert des Ausgangsverhältnisses B ist im wesentlichen 1 in Übereinstimmung mit dem Ergebnis einiger, von den Erfindern durchgeführten Experimente. Es wurde festgestellt, daß es möglich ist, die oben beschriebenen Werte zwischen 0,50 und 2,0 einzustellen. Folglich wird die Bestimmung ausgeführt, ob das Ausgangsverhältnis B größer ist als der Schwellwert C2 und kleiner ist als der Schwellwert C3 oder nicht. Sobald das Ausgangsverhältnis B kleiner ist als der Schwellwert C2 oder das Ausgangsverhältnis größer ist als der Schwellwert C3 wird die Bestimmung als ein Geräusch durchgeführt und das Verfahren schreitet wieder zurück zu Block a, um die Flammen weiterhin zu überwachen. Im Block q und im Block r wird, wenn das Ausgangsverhältnis größer ist als der Schwellwert C3 und kleiner als der Schwellwert C2 die Bestimmung als das Vorliegen von Flammen.

durchgeführt und das Verfahren schreitet fort zu Block s, um die Alarmschaltung 10 zur Ausgabe eines Alarmes anzutreiben.

Es wird nachfolgend das in Fig. 5 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei diesem zweiten Ausführung sbei spiel wird ein Signalwert zur Bestimmungssektion 9 nur dann gegeben, wenn die entsprechenden Amplitudenwerte der Plus- und Minus-Änderungskomponenten der Änderungen des Flackerns der Flammen von der Flackeränderungs-Erkennungseinrichtung 3 einen vorher eingestellten Referenzwert Co überschreiten. Wenn sie kleiner als der Referenzwert Co sind, ist der Signalausgang zur Bestimmungssektion 9 unterbunden, um so die Berechnungsarbeit der Bestimmungssektion 9 zu reduzieren. Insbesondere ist ein Schalter 16 zwischen der AC-Verstärkerschaltung 6 und der A/D -Umwandlungsschaltung 7 vorgesehen. Eine Absolutwert-Umwandlungsschaltung 17 zur Absolut-Umwandlung des Amplitudenwertes des Erkennungssignales der AC-Verstärkerschaltung 6 und eine Referenzwert- Einstellschaltung 18 zur Einstellung des vorher bestimmten Referenzwertes sind weiterhin vorgesehen. Das Absolutwert- Signal der Absolut-Umwandlungsschaltung 17 und der Referenzwert Co der Referenzwert-Einstellschaltung 18 werden im Vergleicher 19 verglichen, Sobald das Signalniveau des Bestimmungssignales den Referenzwert Co übersteigt, wird der Schalter 16 auf der Basis eines Ausgangswertes des Vergleichers 19 geschlossen.

Die weitere Ausbildung und Wirkungsweise dieses zweiten Ausführungsbeispieles ist im wesentlichen die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispieles.

Es wird nachstehend das in der Fig. 6 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Bestimmungsschaltung durch Schaltungen

ausgebildet, die ohne den Gebrauch eines Mikrocomputers auskommen.

In der Fig. 6 ist eine Verhältnis- Berechnungsschaltung dargestellt, welche die gespeicherten Werte Pmax und Pmin aus einer Maximalwert-Speicherschaltung 21 bzw. einer Minimalwert-Speicherschaltung 22 entnimmt , die zwischen der AC-Verstärkerschaltung 6 und der Verhältniswert- Berechnung sschaltung 20 angeordnet sind, um das Verhältnis B zu berechnen. Die Verhältniswert-Berechnungsschaltung 20 ist mit einer Vergleichsschaltung 23 verbunden. Diese Vergleichsschaltung 23 ist aus einem Fenster-Vergleicher gebildet und vergleicht den Verhältniswert B =|pmin|/|Pmax| mit einem ersten Schwellwert C2 und einem zweiten Schwellwert C3 ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispieles und bestimmt, ob das Verhältnis zwischen diesen beiden Schwellwerten liegt oder nicht. Wenn das Verhältnis B zwischen den beiden Schwellwerten C2 und C3 liegt, wird ein Ausgangswert erzeugt und zu einer AND-Schaltung 24 ausgegeben.

Die Ausgangsklemme der AC-Verstärkerschaltung 6 ist mit zwei Vergleicherschaltungen 25, 26 parallel zu der Maximum-Speicherschaltung 21 und der Minimum- Speicherschaltung 22 verbunden.

Die Vergleichsschaltung 25 bestimmt, ob die Bestimmungssektion 9 zu betätigen ist oder nicht, basierend auf dem Vergleich des Signalniveaus einer Plus-Änderungskomponente des Erkennungssignales. Insbesondere, wenn der Wert des Erkennungssignales einen eingestellten Viert T übersteigt, erzeugt die Vergleichsschaltung 25 einen Ausgangswert. Dieser Ausgangswert betätigt eine Timer-Schaltung 27 und die Timer-Schaltung 27 überträgt ein Betätigungssignal auf die Verhältnis-Berechnungsschaltung 20. Der Ausgangswert

der Vergleichsschaltung 25 wird auch zum Eingangswert einer AND-Schaltung 32. Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, ist der Ausgangswert der Timer-Schaltung 27 Eingangswert zur AND-Schaltung 32. Die AND-Schaltung 32 erzeugt einen Ausgangswert zu einer Ein-Schuß -Impulsschaltung 33. Diese Ein-Schuß - Impulsschaltung 33 erzeugt ein Rückstellsignal, welches in Fig. 7 als Ein-Schuß-Impuls schmaler Breite dargestellt ist und welches zur Maximum-Speicherschaltung 21 und zur Minimum-Speicherschaltung 22 zugeführt wird. Weiterhin geht der Ausgangswert der Timer-Schaltung 27 mit einer kleinen Zeitverzögerung, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, zu einem niedrigen Niveau über und kehrt nach einer vorher bestimmten Zeit T¹ zu einem hohen Niveau zurück. Die Zeit T' ist entsprechend einem Zyklus der Änderung des Ausgangswertes der AC-Verstärkerschaltung 6 vorher bestimmt. Zu dieser Zeit befindet sich der Ausgangswert der Timer-Schaltung 27 auf einem niedrigen Niveau, das Rückstellsignal wird nicht als Ausgangswert von der Schaltung 33 ausgegeben. Wenn das Ausgangssignal der AC-Verstärkerschaltung 6 schwingt, wie es in der letzten Hälfte von Fig. 7 in der Nähe des vorher bestimmten Wertes T dargestellt ist, erzeugt die Vergleicherschaltung 25 kontinuierlich mehrere Ausgangswerte. In diesem Falle ist der Ausgangswert der Timer-Schaltung 27 auf niedrigem Niveau, wie es dargestellt ist, nachdem der zweite und der nachfolgende Ausgangswert ausgegeben worden sind und zwar in der Folge des ersten Ausgangswertes der Vergleicherschaltung 25, so daß folglich das andere Rückstellsignal nicht auftritt,

Aus diesem Grunde werden, wenn die Vergleicherschaltung einen Ausgangswert erzeugt, die gespeicherten Inhalte der Speicherschaltungen 21 und 22 zurückgestellt und die größten Werte der Plus-Änderungskomponente und der Minus-Änderungskomponente des Erkennungssignales, die als erste

nach der Rückstellung eingegeben werden, werden als maximaler Wert Pmax bzw. minimaler Wert Pmin gespeichert und der Verhältnis-Berechnungsschaltung 20 eingegeben, wie es voranstehend beschrieben worden ist. In diesem Fall wird ein Zyklus der Signaländerung für die Größtwerte der Plus-Änderungskomponente und die Minus-Änderungskomponente des zu speichernden Erkennungssignales benötigt. Aus diesem Grunde wird die Timer-Schaltung 27 eingestellt, so daß die Verhältnis-Berechnungsschaltung 20 während des Zyklus in Tätigkeit gehalten wird.

Ferner können die voreingestellte Zeit T¹ und der erwartete Zyklus unabhängig voneinander oder in einer bestimmten Beziehung zueinander eingestellt werden, d.h. als der gleiche Wert.

Der Ausgangswert der Vergleichsschaltung 25 wird auch zu einer anderen Timer-Schaltung 28 zugeführt. In dieser Timer-Schaltung 28 wird eine Überwachungszeit To für das Erkennungssignal eingestellt und die Timer-Schaltung gibt ein Einstellsignal an die Zählerschaltungen 29 und 30 und an eine Speicherschaltung 31 ab, wie es im Detail später noch beschrieben werden wird, und zwar nach dem die Zeit To vergangen ist, seit Ausgabe des ersten Ausgangswertes der Vergleicherschaltung 25.

Die Vergleicherschaltung 26 vergleicht den Maximum-Wert m der Puls-Änderungskomponente^fn der Speicherschaltung gespeicherten Erkennungssignales mit dem Wert des Erkennung ssignales und erzeugt einen Ausgangswert, sobald der Wert des Erkennungssignales den Wert m übersteigt.

In der Speicherschaltung 31 wird ein erster Ausgangswert der Maximum-Wert-Speicherschaltung 21 zunächst gespeichert und die gespeicherten Inhalte werden zu jeder Zeit

erneuert, zu welcher die Vergleicherschaltung 26 einen Ausgangswert erzeugt. Folglich speichert die Speicherschaltung 31 immer den letzten Maximumwert. Mit anderen Worten funktioniert die Vergleicherschaltung 26 als eine Steuerschaltung für die Speicherschaltung 31.

Die Vergleicherschaltung 26 erzeugt einen Ausgangswert zur Zählschaltung 30. Die Zählschaltung 30 bucht den Wert +1 nach jedem Ausgangswert der Vergleichsschaltung und erzeugt einen Ausgangswert zu der AND-Schaltung 24, sobald der Zählwert den vorher bestimmten Wert erreicht. Die.AND-Schaltung 24 erzeugt ein Antriebssignal für die Alarmschaltung 10 und für andere Steuerschaltungen, wenn sowohl der Ausgangswert der Vergleichsschaltung 23 ( Fenster-Vergleicher) als auch der Ausgangswert der Vergleicherschaltung 26 erhalten werden.

Eine Zählschaltung 29 ist zwischen der Vergleicherschaltung 23 und der AND-Schaltung 24 geschaltet und zur Verhinderung einer fehlerhaften Bestimmung durch Geräusche vorgesehen. Diese Zählschaltung 29 bucht den Zählwert +1 nach jedem Ausgangswert der Vergleichsschaltung 23. Sobald der Zählwert die vorher bestimmte Zahl erreicht, wird zum ersten Mal ein Ausgangswert zur AND-Schaltung 24 erzeugt.

Die Inhalte der Zählschaltungen 29 und 30 und der Speicherschaltung 31 werden durch ein Rückstellsignal von der Timer-Schaltung 27, wie oben beschrieben, gelöscht. Insbesondere werden die Inhalte der Zählschaltungen 29 und und der Speicherschaltung 31 auf Null zurückgestellt, sobald die eingestellte Zeit To vergangen ist, welche den Überwachungszyklus bestimmt. Wenn folglich eine der Zählschaltungen 29 und 30 einen Ausgangswert innerhalb der Zeit To erzeugt, wird die Bestimmung derart, daß keine Flammen vorhanden sind oder daß nur ein einziger Ausgangs-

-JS-

wert vorhanden ist, welche auf Geräusche zurückzuführen ist. Die Speicherschaltung 31 wird in einen Standby-Zustand gebracht zur Erzeugung und Speicherung eines Maximalwertes des Erkennungssignales in einem neuen Überwachung s zykIu s.

Die AND- Schaltung 24 kann jedoch eleminiert werden. In diesem Fall kann jeder Ausgangswert der Zählschaltung oder 30 Ausgangswert der Bestimmungssektion 9 verwendet werden.

Die weitere Ausbildung ist ähnlich der des ersten Ausführungsbeispieles. Gleiche oder ähnliche Teile und Abschnitte sind durch gleiche oder ähnliche Zahlen in Fig. 6 bezeichnet.

Claims

Patentansprüche

gekennzeichnet durch, einen Flammensensor ( 3), eine Speichersektion (12) zur Speicherung eines voreingestellten Referenzwertes, eine Vergleichssektion (13) zum Vergleich eines Signalwertes des Flammen-Sensors (3), welcher sich entsprechend einer Änderung im Flackern der Flammen in der Amplitude ändert, mit einem Referenzwert und welcher zum Erkennen von Flammen ausgebildet ist, sobald der Wert des Signales den Referenzwert übersteigt,

eine Flammen-Bestimmungssektion (9), welche eine Berechnungssektion (11) zur Berechnung des Verhältnisses eines Amplitudenwertes einer Minus-Änderungskomponente zum Amplitudenwert einer Plus-Änderungskomponente der Änderungen im Flackern der Flammen umfaßt, und wobei die Speichersektion (12) einen voreingestellten ersten Schwellwert und einen voreingestellten zweiten Schwellwert speichert, der höher ist als der erste Schwellwert,
und wobei die FlammenbeStimmung ausgeführt wird, sobald

das Verhältnis der Amplitudenwerte der Signale größer ist als der erste Schwellwert und kleiner ist als der zweite Schwellwert.
2. Flammendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-Bestimmungssektion (9) eine Steuersektion (11) Welche als Referenzwerte den Maximum-Wert und / oder den Minimum-Wert des Signales in der Speichersektion (12) ständig erneuernd einstellt, basierend auf dem Ausgangswert der Vergleichssektion (13) , und eine ZählSektion (14) umfaßt, welche den Ausgangswert der Vergleichssektion(13) zählt und ein Signal zur Bestimmung der Flammen ausgibt, sobald die gezählte Anzahl einen vorher bestimmten Wert erreicht.
3. Flammendetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flammen-Bestimmungssektion (9) der voreingestellte erste Schwellwert zu 0,5 und der voreingestellte zweite Schwellwert zu 2 eingestellt werden und daß die Flammen-Bestimmungssektion (9) ein Feuer bestimmt, sobald das Verhältnis der Amplitudenwerte der Signale zwischen diesen beiden Schwellwerten befindlich ist,
4. Flammendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Schalter (16) vorgesehen ist, welcher eingeschaltet wird, um das Signal des Flammensensors einzugeben, welches sich in der Amplitude entsprechend einer Änderung im Flackern der Flammen in der Flammenbestimmungssektion (9) ändert.
5. Flammendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-BestimmungsSektion (9) weiterhin einen Vergleichskreis (13) umfaßt, welcher die Betätigung der darin befindlichen inneren Sektionen

ermöglicht, sobald das Signal des Flammensensors (3), welches sich entsprechend einer Änderung im Flackern der Flammen ändert, einen vorher bestimmten Wert übersteigt.