DE3612347C2 - - Google Patents
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- DE3612347C2 DE3612347C2 DE3612347A DE3612347A DE3612347C2 DE 3612347 C2 DE3612347 C2 DE 3612347C2 DE 3612347 A DE3612347 A DE 3612347A DE 3612347 A DE3612347 A DE 3612347A DE 3612347 C2 DE3612347 C2 DE 3612347C2
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- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
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- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß
der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art.
Ein derartiges Verfahren ist Gegenstand der älteren Anmeldung nach
der DE 35 23 232 A1. Diese umfaßt eine sogenannte
analoge Feuermeldeanlage, bei welcher analoge
Melder bzw. Detektoren vorgesehen sind, die jeweils
eine angepaßte Meldesektion aufweisen zum Feststellen
einer Veränderung in analoger Form von physikalischen
Erscheinungen, wie z. B. Rauchdichte, Temperatur
usw., die durch ein Feuer verursacht wurden, und die
an eine zentrale Signalstation angepaßt ist, um analoge
Meldewerte von den analogen Meldern zu erhalten und
eine Feuerermittlung auf der Basis der analogen Meldewerte
durchzuführen.
In der DE-OS 35 23 232 ist ein Feuermeldesystem mit
einer Vielzahl von analogen Meldern beschrieben, die
zum Feststellen einer Veränderung der physikalischen
Erscheinungen mit einer Signalleitung verbunden sind, die
von der zentralen Signalstation abgeleitet ist, wobei
die analogen Melder in
einer vorbestimmten Abtastperiode gemäß einem Abrufsystem
sequentiell abgerufen werden, so daß die zentrale Signalstation die analogen
Meldewerte von den jeweiligen analogen Meldern sammeln
kann. Im besonderen geben eine Vielzahl von analogen
Meldern sequentiell, mit Zeitverzögerungen, die jeweiligen
analogen Meldewerte an eine einzelne zentrale
Signalstation zurück.
Daher erhält die zentrale Signalstation in Art einer
Zeitaufteilung die analogen Meldewerte von den jeweiligen
analogen Meldern. Um solche analoge Meldewerte
zu sammeln, die von den jeweiligen analogen Meldern,
und zwar so viele wie möglich in einer Zeiteinheit,
getrennt zurückgegeben werden, ist die Abtastperiode
für jeden der analogen Melder so weit wie möglich gekürzt,
und die analogen Meldewerte werden von jedem
der analogen Melder gesammelt. Die analogen Meldewerte,
die durch ein solches Abtasten bzw. eine Momentwertbildung
erhalten werden, werden weiterhin gleitenden
Durchschnittsberechnungen unterzogen und/oder
einfacher Durchschnittsberechnung, so daß eine Feuerbestimmung
auf der Basis von durch gleitenden Durchschnittsberechnungen
und/oder einfache Durchschnittsberechnung
verarbeitete Daten durchgeführt werden
kann.
Jedoch bringt eine solche Feuermeldeanlage, bei welcher
die Abtastperiode so kurz wie möglich angesetzt
wird, einige Probleme mit sich, obwohl viele analoge
Meldewerte von jedem der analogen Melder innerhalb einer
Zeiteinheit erhalten werden können.
Insbesondere erhält die zentrale Signalstation ebenso
wie Daten Geräuschkomponenten, die eingemischt werden
zu der Zeit des Meldevorganges durch den jeweiligen
analogen Melder und zu dem Zeitpunkt der analogen Meldewerteübermittlung,
die auf einen solchen Meldevorgang
folgt, zusammen mit Signalkomponenten, die diese
Änderungen in den physikalischen Erscheinungen wie
Rauchdichte, Temperatur, usw. aufgrund von Feuern verkörpern.
Die zentrale Signalstation verarbeitet dann
die Daten, die die Geräuschkomponenten zusätzlich zu
den Signalkomponenten enthalten, so daß es eine beträchtliche
Zeit dauert, um eine Feuerbestimmung
durchzuführen, oder es besteht auch die Möglichkeit
einer Falschmeldung einer Feuerbedingung bzw. Feuervoraussetzung,
wenn die Geräuschkomponenten beträchtlich
sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben,
das einerseits eine schnelle Datenverarbeitung
ermöglicht und mit dem andererseits sichergestellt
ist, daß ein Fehlalarm ausgeschaltet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Eine Feuermeldeanlage gemäß der vorliegenden Erfindung
mit mehreren Meldern zur Erfassung der
feuerspezifischen Phänomene und einer zentralen
Signalstation zur Auswertung derselben und zur Abgabe
eines Alarmsignales ist dadurch gekennzeichnet, daß
die zentrale Signalstation eine Abtastsektion zur
Abtastung der analogen Signale der Melder und eine
Speicher- und Rechensektion zur Bestimmung der
gleitenden Durchschnittswerte aufweist, die von einer
Steuersektion gesteuert werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen effektiven
Erhalt von und ein effektives und schnelles Verarbeiten
von Daten entsprechend den Rauchmeldewerten und
Temperaturmeldewerten, und verbessert die Zuverlässigkeit
der Feuermeldeanlage, indem Fehlalarme ausgeschaltet
werden. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1: ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2: ein Diagramm von Signalwellenformen, die die
Antwort des Feuermelders auf ein Abrufen von
der zentralen Signalstation darstellen,
Fig. 3: ein Diagramm von Signalwellenformen, die die
Abrufimpulse in einer vergrößerten Skala darstellen
und die erhaltene Zeit der Meldewerte
angeben in Beziehung auf die jeweiligen Abrufimpulse,
Fig. 4: graphische Darstellungen, die jeweils die Beziehung
zwischen der Nummer Ns der Mittelwertdaten,
die für die gleitende bzw. dynamische
Durchschnittsberechnung vorgesehen sind,
und der Abtastperiode Ts darstellen, wenn die
Grenzfrequenz für die Rauchmeldewerte bei
10,2 mHz angesetzt ist, und eine Beziehung
zwischen der Nummer Nh der Mittelwertdaten,
die für die gleitende Durchschnittsberechnung
vorgesehen sind, und der Abtastperiode Th,
wenn die Grenzfrequenz für die Temperaturmeldewerte
bei 50 mHz angesetzt ist,
Fig. 5: eine graphische Darstellung eines Übertragungskoeffizienten
in Beziehung auf Frequenzkomponenten
der Rauchmeldewerte,
Fig. 6: eine ähnliche graphische Darstellung eines
Koeffizientensystems in Beziehung auf Frequenzkomponenten
der Temperaturmeldewerte,
und
Fig. 7: eine graphische Darstellung einer Verteilung
der Zeitanzahlen, in welchen die maximal mögliche
Frequenz der Hauptbestandteile zwischen
den Frequenzkomponenten erscheint, die sich
mit der Zeit der Rauchdichte- und Temperaturmeldewerte
im Frühstadium eines Feuers verändern.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Am Anfang werden Experimentergebnisse, auf welchen die
vorliegende Erfindung beruht, anhand der Fig. 7 erklärt.
Fig. 7 bezieht sich auf Rauchdichtewerte und Temperaturwerte
bei einem Frühstadium eines Feuers und zeigt
die Anzahl des Erscheinens der maximalen Frequenz der
Hauptbestandteile, die zwischen den Frequenzkomponenten
der jeweiligen Daten erscheint. Genauer gesagt,
gibt die Ordinate die Anzahl der Zeiten und die
Abszisse eine Frequenz (mHz) an. Der Rauch ist durch
eine weiße Säule angezeigt und die Temperatur durch
eine schattierte (gestrichelte) Säule in Intervallen
von 5 mHz.
Verschiedene Feuerexperimente wurden durchgeführt und
die analogen Meldewerte von Rauch und Temperatur in
einem Frühstadium eines Feuers wurden analysiert. Die
Analyseergebnisse offenbaren, daß im Falle von Rauch
die maximale Frequenz der Frequenzkomponenten, welche
Geräuschkomponenten enthalten, 35 mHz ist, und die maximale
Frequenz der Hauptbestandteile, von denen Geräuschkomponenten
ausgeschaltet bzw. eleminiert wurden,
10 mHz ist, wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist.
Im Falle von Temperatur ist die maximale Frequenz der
Frequenzkomponenten, die die Geräuschkomponenten
enthalten, 180 mHz, und die maximale Frequenz der
Hauptbestandteile, von denen Geräuschkomponenten elimiert
worden sind, ist 40 mHz, wie in Fig. 7 dargestellt.
Es könnte sich jedoch die maximale Frequenz
der Hauptbestandteile entsprechend einer Größe des
Raumes verändern, in dem die Experimente durchgeführt
werden, weshalb sie größer sein sollte als in Fig. 7
dargestellt, wenn andere Umstände in Betracht gezogen
werden. Daher wird die maximale Frequenz der Hauptbestandteile
bei 20 mHz veranschlagt im Falle von Rauch
und bei 60 mHz im Falle von Temperatur.
Bei der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung - wie
nachfolgend beschrieben - ist die Sperrfrequenz eines
Filters durch eine Abtastperiode und eine Anzahl von
Abtastwerten bestimmt, die für die gleitende bzw.
dynamische Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, so
daß die Sperr- bzw. Grenzfrequenz koinzident sein kann
mit der maximalen Frequenz der Hauptbestandteile zwischen
den Frequenzkomponenten der analogen Werte von
der Feuerbestimmungssektion.
In Fig. 1 ist eine Gesamtformation einer Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung dargestellt.
1 ist eine zentrale Signalstation, von welcher eine
Energiezufuhr/Signalleitung L abgeleitet ist bzw.
abzweigt. Eine Vielzahl von Rauchmeldern 2a, 2b, . . . 2n,
die je eine Rauchfeststellsektion zum analogen Feststellen
einer Veränderung der Rauchdichte, die durch
Feuer verursacht ist, und eine Vielzahl von Temperaturmeldern
3a, 3b, . . . 3n, die je eine Temperaturfeststellsektion
zum Feststellen in analoger Form einer
Veränderung der Temperatur aufgrund eines Feuers aufweisen,
sind mit der Energiezufuhr/Signalleitung L
verbunden.
Die Vielzahl der Rauchmelder 1a, 2b, . . . 2n und die
Vielzahl der Temperaturmelder 3a, 3b, . . . 3n sind mit
ihren jeweiligen eigenen Adressennummern zugeteilt,
und sie geben sequentiell analoge Meldewerte an die
zentrale Signalstation zurück als Antwort auf die Folgeabrufung
bzw. Folgesteuerung von der zentralen Signalstation.
Genauer gesagt, enthält jeder Rauchmelder
2a, 2b, . . . 2n einen Fensterkomparator zum Feststellen
einer Impulsspannung der Größe V2 und einen Impulszähler
zum Zählen der Impulsausgaben des Fensterkomparators.
Jeder Rauchmelder zählt die Abrufimpulse
von der zentralen Signalstation 1, und wenn die Anzahl
der gezählten Impulse koinzident wird mit der jeweiligen
Adressennummer, gibt er die Rauchmeldewerte der
zentralen Signalstation 1 während einer Leerzeit
zurück, d. h., dem Intervall zwischen den Abrufimpulsen.
Ähnlich enthält jeder der Vielzahl der
Temperaturmelder 3a, 3b, . . . 3n einen Fensterkomparator
zum Feststellen einer Impulsspannung der Größe V3
und einen Impulszähler zum Zählen der Impulsausgaben
des Fensterkomparators, um die abgerufenen Impulse der
Pulsspannung V3 von der zentralen Signalstation zu
zählen. Wenn die Zählnummer der Impulse mit den jeweiligen
Adressennummern koinzident wird, gibt jeder der
Temperaturmelder die Temperaturmeldewerte in Stromart
während einer Leerzeit des Intervalles zwischen den
Abrufimpulsen zurück. In diesem Zusammenhang wird vermerkt,
daß die Antwortfunktion eines jeden Rauchmelders
2a, 2b, . . . 2n höher angesetzt ist als die Grenzfrequenz
fcs der Rauchdichtewerte, wie im einzelnen
später näher beschrieben wird, und die Antwort eines
jeden Temperaturmelders 3a, 3b, . . . 3n ist höher angesetzt
als die Grenzfrequenz fch der Temperaturwerte.
Die Innenstruktur der zentralen Signalstation wird nun
beschrieben.
Die zentrale Signalstation 1 enthält ein Digitalfilter
4, einen Steuerabschnitt 11 zum Steuern des Digitalfilters
4, eine Feuerbestimmungssektion 9 zum Feststellen
eines Feuers auf der Basis der verarbeiteten
Daten von dem Digitalfilter 4, und eine Alarmsektion
10 zum Geben eines Feueralarms als Antwort auf eine
Anweisung von der Feuerbestimmungssektion 9. Der Digitalfilter
4 enthält eine Sammel- bzw. Abtastsektion 5,
eine A/D-Umwandlungssektion 6, eine Speichersektion 7
und eine Rechensektion 8.
Die Abtastsektion 5 übermittelt jede Ts-Sekunden-Periode
als Antwort auf eine Anweisung von der Steuersektion
11, Abrufimpulse der Spannung V2 zu den Rauchmeldern
2a, 2b, . . . 2n und übermittelt jede Th-Sekunden-
Periode als Antwort auf eine Anweisung von Steuersektion
11 Abrufimpulse einer Spannung V3 zu den Temperaturdetektoren
3a, 3b, . . . 3n, um die Rauchmeldewerte jede
Ts-Sekunden-Periode und die Temperaturmeldewerte
jede Th-Sekunden-Periode abzutasten.
Die A/D-Umwandlungssektion 6 führt eine A/D-Umwandlung
der Abtast- bzw. Momentbildungswerte von der Abtastsektion
5 durch, und die Speichersektion 7 speichert
sequentiell als Antwort auf Anweisungen von der Steuersektion
11 die A/D-umgewandelten Abtastwerte zu den
Adressen der respektiven Melder. Die Rechensektion 8
erhält die gespeicherten Daten von der Speichersektion
7 und berechnet als Antwort auf Anweisungen
von der Steuersektion 11 einen dynamischen Durchschnitt
jeder Ns-Rauchdichtewerte in Zeitsequenzen und
einen gleitenden bzw. dynamischen Durchschnitt jeder
Nh-Temperaturwerte in Zeitfolgen.
Die Datenübermittlungszeiten der Rauchmelder und der
Temperaturmelder als Antwort auf den Abruf von der
Abtastsektion 5 werden nun anhand der Fig. 2 und 3
beschrieben.
Wie in Fig. 2 dargestellt, übermittelt die Abtastsektion
5 Abrufimpulse als Antwort auf die Anweisung von
der Steuersektion 11 und übermittelt jede Ts-Sekunden-
Periode (z. B. 14 Sekunden) den Rauchmeldern die Abrufimpulse
1S, 2S, 3S . . ., die eine Impulsspannung aufweisen,
in welcher die Spannung V2 (z. B. 35 Volt) eine
Spannung V1 (z. B. 28 Volt) überlagert. Die Abtastsektion
5 tastet die analogen Daten eines jeden Rauchmelders
2a, 2b, . . . 2n sequentiell ab und erhält die Abtastwerte
als Rauchdichtewerte 1S, 2S, 3S . . . jede Ts-
Sekunden-Periode. Auf ähnliche Weise übermittelt die
Abtastsektion 5 jede Th-Periode (z. B. 4 Sekunden) Abrufimpulse
1h, 2H, 3H . . ., die eine Impulsspannung aufweisen,
in welcher die Spannung V3 (z. B. 40 Volt) eine
Spannung V1 überlagert, den Temperaturdetektoren. Die
Abtastsektion 5 prüft bzw. tastet dann die analogen
Daten eines jeden Temperaturmelders 3a, 3b, . . . 3n sequentiell
ab und erhält die Abtastwerte als Temperaturwerte
1H, 2H, 3H . . . jede Th-Sekunden-Periode. Die
Grundspannung für den Abrufimpuls, d. h., die Spannung
V1 (z. B. 28 Volt), wird angewandt als eine Energiequellenspannung
für die jeweiligen Feuermelder.
Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Skala den Abrufimpuls
1S für den Rauchmelder und den Abrufimpuls 1H für
den Temperaturmelder wie in Fig. 2 dargestellt. Fig. 3
zeigt ebenso die erhaltenen Zeitfolgen der Rauchdichtewerte
1S und der Temperaturwerte, die zu den jeweiligen
Abrufimpulsen 1S und/bzw. 1H, gehören. Wie in
Fig. 3 dargestellt; werden die Abrufimpulse 1S für die
Rauchmelder 2a, 2b, . . . 2n so viele wie die Anzahl der
angeordneten Rauchmelder (z. B. 100), jede T3-Periode
übermittelt (z. B. jede 10 ms). Im besonderen werden
die Abrufimpulse durch eine Abrufzeit T1 für die
Rauchdetektoren 2a, 2b,
T1=T3×100
=10 (ms)×100
=1000 (ms)
=1 (s) (1)
=10 (ms)×100
=1000 (ms)
=1 (s) (1)
übertragen und die Rauchdichtefeststellwerte werden
erhalten während Leerzeiten, Impulsintervallen der Abrufimpulse,
von den jeweiligen entsprechenden Rauchmeldern.
Auf ähnliche Weise werden die Abrufimpulse 1H
für die Temperaturmelder 3a, 3b, . . . 3n, so viele wie
die Anzahl der angeordneten Temperaturmelder (z. B.
100) jede T4-Periode übermittelt (z. B. jede 10 ms). Im
besonderen werden die Abrufimpulse während einer Abrufzeit
T2 für die Temperaturmelder 3a, 3b, . . . 3n wie
angegeben durch:
T2=T4×100
=10 (ms) 100
=1000 (ms)
=1 (s) (2)
=10 (ms) 100
=1000 (ms)
=1 (s) (2)
übermittelt und die Temperaturfeststellwerte werden
innerhalb von Leerzeiten, Impulsintervallen der Abrufimpulse,
von den entsprechenden jeweiligen Rauchmeldern
erhalten.
Die Funktion des Digitalfilters 4, d. h. die Beziehung
zwischen den Abtastperioden Ts, Th der Abtastsektion 5
und die Anzahl der Mittelwertdaten Ns, Nh wird nun beschrieben.
Die Mittelwertdatenzahl Ns ist die Anzahl
der innerhalb einer bestimmten Zeit aufgenommenen
Rauchdichtewerte, die in der Speichersektion 7 gespeichert
sind und vorgesehen sind für die dynamische Mittelwertberechnung
durch die Rechensektion 8, wohingegen
die Glättwert- bzw. Mittelwertdatenzahl Nh der
Abtastperiode bezüglich den Temperaturwerten zwischen
den in der Speichersektion 7 gespeicherten Daten ist.
In Fig. 4 ist die Kurve A eine graphische Darstellung
der Abtastperiode Ts in bezug auf die Glättwert- bzw.
Mittelwertdatenanzahl Ns, die für die dynamische Mittelwertberechnung
vorgesehen sind. In dieser graphischen
Darstellung ist der Wert von 1/(Ts×Ns) angesetzt
bei einem Wert (z. B. 0,0102 Hz), welcher niedriger
ist als die maximale Frequenz der Hauptbestandteile
der Rauchfeststellung, d. h., bei einer Sperr-
bzw. Grenzfrequenz von 10,2 mHz. Die Kurve B der Fig. 4
ist eine graphische Darstellung der Abtastperiode Th
in Verbindung mit der Mittelwertdatenanzahl, die für
die dynamische Mittelwertberechnung vorgesehen ist. In
der graphischen Darstellung ist der Wert von 1/(Th×Nh)
angesetzt bei einem Wert (z. B. 0,05 Hz, d. h.,
einer Grenzfrequenz von 50 mHz), der niedriger ist als
die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Temperaturfeststellung.
Wie aus der graphischen Darstellung A ersichtlich, ist
für die Rauchdichtewerte, wie in Fig. 4 dargestellt,
wenn der Wert von 1/(Ts×Ns) bei 0,0102 Hz angesetzt
ist, die Beziehung zwischen der Abtastperiode Ts der
Abtastsektion 5 und der Mittelwertdatenzahl Ns der Rechensektion
8 wie folgt: Wenn die Mittelwertzahl Ns
bei 7 angesetzt ist, ist die Abtastperiode Ts bei 14
Sekunden angesetzt, und wenn die Mittelwertzahl Ns bei
5 angesetzt ist, dann ist die Abtastperiode Ts bei
19,6 Sekunden angesetzt. Der Wert von 1/(Ts×Ns) ist
nicht beschränkt auf 10,2 mHz und die Abtastperiode Ts
in Beziehung auf die Mittelwertzahl Ns wird geeignet
ausgewählt, so daß der Wert von 1/(Ts × Ns) niedriger
sein kann als 20 mHz, unter der Annahme eines offenen
Feuers.
Auf ähnliche Weise, wie ersichtlich aus der graphischen
Darstellung B, ist für die Temperaturwerte wie
in Fig. 4 dargestellt, wenn der Wert von 1/(Th × Nh)
bei 50 mHz angesetzt ist, die Beziehung zwischen der
Abtastperiode Th der Abtastsektion 5 und die Mittelwertzahl
Nh der Rechensektion 8 wie folgt. Wenn die
Glättwertzahl bei 5 liegt, ist die Abtastperiode Th
bei 4 Sekunden ausgewählt, und wenn die Mittelwertzahl
Nh bei 3 liegt, dann ist die Abtastperiode Th bei 6,7
Sekunden ausgewählt. Der Wert von 1/(Th × Nh) ist
nicht auf 50 mHz beschränkt, und die Abtastperiode Th
im Verhältnis zu der Mittelwertzahl Nh kann geeignet
ausgewählt werden, so daß der Wert von 1/(Th × Nh)
niedriger als 60 mHz sein kann.
Nun wird der Arbeitsvorgang beschrieben, wenn der Wert
von 1/(Ts × Ns) bei 10,2 mHz für Rauch und der Wert
von 1/Th × Nh) bei 50 mHz für die Temperatur angesetzt
ist.
In diesem Falle, wenn die Mittelwertzahl Ns für die
Rauchfeststellwerte von den Rauchdetektoren 2a,
2b, . . . 2n bei 7 ausgewählt ist, wie die graphische Abbildung
in Fig. 4 zeigt, ist die Abtastperiode Ts 14
Sekunden. Bei den Temperaturfeststellwerten von den
Temperaturmeldern 3a, 3b, . . . 3n, wenn die Mittelwertzahl
Nh bei 5 angesetzt ist, wie aus der graphischen
Darstellung in Fig. 4 ersichtlich, ist die Abtastperiode
Th 4 Sekunden. Genauer gesagt, tastet die Abtastsektion
5 als Antwort auf die Anweisungen von der
Steuersektion 11 die Rauchmeldewerte von den Rauchmeldern
und die Temperaturmeldewerte von den Temperaturmeldern,
jeweils alle Abtastperioden ab, und gibt
die abgetasteten Werte an die A/D-Umwandlungssektion 6
ab.
Die Speichersektion 7 speichert die Abtastwerte, die
A/D-umgewandelt wurden durch die A/D-Umwandlungssektion
6 bei den zugeteilten Adressen der jeweiligen
Feuermelder. Die Rechensektion 8 ist Eingang für die
gespeicherten Daten von der Speichersektion 7 und
führt eine Berechnungsverarbeitung als Antwort auf
eine Anweisung von der Steuersektion 11 durch. Genauer
gesagt, berechnet die Rechensektion 8 sequentiell
dynamische Mittelwerte, immer wenn sieben Rauchdichtewerte
kontinuierlich für die jeweiligen Adressen der
Rauchmelder erhalten wurden und berechnet sequentiell
dynamische Mittelwerte, immer wenn fünf Temperaturwerte
für die jeweiligen Adressen der Temperaturmelder
erhalten wurden. Die berechneten Daten werden an die
Feuerbestimmungssektion 9 abgegeben. Die Feuerbestimmungssektion
9 bestimmt ein Feuer auf der Basis der
verarbeiteten Daten von der Rechensektion 8 und treibt
die Alarmsektion 10 zur Abgabe eines Feueralarms an.
Die Arbeitsweise des Digitalfilters 4 wird nun beschrieben.
Die empfangene Datenverarbeitung der Rauchmeldewerte
von den Rauchmeldern wird zuerst beschrieben.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines Übertragungskoeffizientens
des Digitalfilters, wenn die
smoothing date number (Glättwert- bzw. Mittelwertzahl)
Ns bei 7 angesetzt ist, in bezug auf einen Kehrwert
der Abtastperiode Ts, d. h. Abtastfrequenz fs.
Wie in der Fig. 5 dargestellt, ist eine Nyquistfrequenz
fn für die Abtastfrequenz fs angesetzt als:
fn = (1/2)fs
Andererseits ist die Sperr- bzw. Grenzfrequenz fcs
dargestellt als
fcs = 1/(Ts × Ns)Hz
Diese Grenzfrequenz fcs ist vorgesehen, basierend darauf,
daß die Mindestobergrenzfrequenz, wo die Hauptbestandteile
der Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte
sind, 20 mHz oder weniger sind. Deshalb ist der
Digitalfilter so ausgebildet, daß für die Abtastfrequenz
fs, die Nyquistfrequenz fn, die Grenzfrequenz
fcs des Digitalfilters durch die dynamische Durchschnittsberechnung
und die maximale Antwortfrequenz fm
der analogen Signale der Frequenzkomponenten der
Rauchdichtewerte, welche Geräuschkomponenten enthalten,
die folgenden Beziehungen erstellen können:
fm - fn ≦ fn - fcs
fm < fcs (6)
fm < fcs (6)
Wenn die o. a. Beziehungen der Formel errichtet sind,
können die Geräuschkomponenten ausgeschaltet werden.
Die Frequenz der Hauptbestandteile der Frequenzkomponenten
der Rauchdichtewerte ist bei 10,2 mHz angesetzt.
Und, wie aus der graphischen Darstellung von
Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Mittelwertzahl Ns, die
für die dynamische Durchschnittsberechnung vorgesehen
ist, bei 7 angesetzt und die Abtastperiode Ts ist bei
14 Sekunden angesetzt, d. h., die Abtastfrequenz fs ist
bei 71,43 mHz angesetzt. In diesem Falle werden die
Werte, die Frequenzkomponenten haben, die höher sind
als die Grenzfrequenz fcs des Digitalfilters, und welche
Geräuschkomponenten sind, von den Frequenzkomponenten
der Rauchdichtewerte abgeschnitten, die durch
die Rauchmelder 2a, 2b, . . . 2n festgestellt wurden.
Gleichzeitig werden die Daten, die niedriger als die
Grenzfrequenz fcs sind, als die Hauptbestandteile der
Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte gemäß einem
Feuer liegen, automatisch einem Abtastverfahren unterzogen.
Insbesondere, das aus den Ergebnissen der verschiedenen
Feuerexperimente bekannt ist, daß die Mindestobergrenze,
wo die Hauptbestandteile der Frequenzkomponenten
der Rauchdichtewerte in einem Bereich von
20 mHz liegen und die Mindestobergrenze der Frequenz
der Hauptkomponenten innerhalb der Grenzfrequenz fsc
ist, wird nur das Frequenzband der Hauptkomponenten,
d. h., der Werte der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten,
die sich mit der Zeit aufgrund eines Feuers
verändern, automatisch zum Abtasten verarbeitet, und
die Rauchmeldewerte, die mit den Geräuschkomponenten
vermischt sind und eine höhere Frequenz als die Grenzfrequenz
fcs haben, sind automatisch abgeschnitten.
Nun wird die erhaltene Verarbeitung der Temperaturmeldewerte
von den Temperaturmeldern 3a, 3b . . . 3n beschrieben.
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung eines Übertragungskoeffizienten
des Digitalfilters für die Frequenzkomponenten
der Temperaturmeldewerte, wenn die
Mittelwertzahl Nh bei 5 angesetzt ist in bezug auf
eine Umkehrzahl der Abtastperiode Th, d. h. Abtastfrequenz
fs.
Wie in der Fig. 6 dargestellt, ist eine Nyquistfrequenz
fn für die Abtastfrequenz fs angesetzt wie:
fn = (1/2) fs
Andererseits ist die Grenzfrequenz fcs dargestellt
als:
fch = 1/(Th × Nh) Hz
Diese Grenzfrequenz fcs ist vorgesehen, darauf basierend,
daß die Mindestobergrenzfrequenz, wo die Hauptbestandteile
der Frequenzkomponenten der Temperaturwerte
liegen, 60 mHz oder weniger ist. Deshalb ist der
Digitalfilter so ausgebildet, daß die Abtastfrequenz
fs, die Nyquistfrequenz fn, die Grenzfrequenz fcs des
Digitalfilters durch die dynamische Durchschnittsberechnung
und die Maximumfrequenz fm der Frequenzkomponenten,
die sich mit der Zeit verändern aufgrund der
Temperaturwerte, die Geräuschkomponenten enthalten,
die folgende Beziehungen errichten können:
fm - fn ≦ fn - fch
fm < fch (10)
fm < fch (10)
Wenn die o. a. Beziehungen der Formeln erstellt sind,
können die Geräuschkomponenten ausgeschaltet werden.
Die Frequenz der Hauptbestandteile des Frequenzspektrums
der Temperaturwerte ist bei 50 mHz angesetzt.
Und, wie aus der graphischen Darstellung von Fig. 6
ersichtlich ist, ist die für die dynamische Durchschnittsberechnung
vorgesehene Glättwertzahl Nh bei 5
angesetzt, d. h., die Abtastfrequenz fs ist bei 250 mHz
angesetzt. In diesem Falle werden die Daten, die höhere
Frequenzkomponenten als die Grenzfrequenz fcs des
Digitalfilters aufweisen, die Geräuschkomponenten
sind, von den Frequenzkomponenten der Temperaturwerte
abgeschnitten, die durch die Temperaturmelder 3a,
3b, . . . 3n ermittelt wurden. Gleichzeitig werden die Daten,
die niedriger als die Sperrfrequenz fcs sind, wo
die Hauptbestandteile des Frequenzspektrums der Temperaturwerte
liegen, automatisch dem Abtastverfahren unterzogen.
Genauer gesagt, da es aus den Ergebnissen
der verschiedenen Feuerexperimente bekannt ist, daß
die Mindestobergrenze, wo die Hauptbestandteile der
Frequenzkomponenten der Temperaturwerte innerhalb
eines Bereiches von 60 mHz liegen, wie oben beschrieben,
und die Mindestobergrenze der Frequenz der Hauptbestandteile
innerhalb der Grenzfrequenz fcs liegt,
wird nur das Frequenzband der Hauptbestandteile, d. h.
die Daten der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten,
die sich mit der Zeit ändern aufgrund eines
Feuers, automatisch zum Abtasten verarbeitet, und die
Temperaturwerte, die mit den Geräuschkomponenten vermischt
sind, welche eine höhere Frequenz als die
Grenzfrequenz fcs aufweisen, werden automatisch abgeschnitten.
Obwohl in dem o. a. Ausführungsbeispiel eine verschiedene
Abtastperiode und eine verschiedene Mittelwertzahl
zum Feststellen und zum Verarbeiten der Rauchdichte
und der Temperatur errichtet sind, ist es jedoch
möglich, dieselbe Mittelwertzahl zu errichten und
nur die Abtastperiode zu differieren (z. B. wird in
Fig. 4 der Mittelwert bei fünf und die Sammelzeitdauer
bei ca. 20 Sekunden angesetzt). In diesem Fall können
die Rauchmeldewerte der Abtastverarbeitung unterzogen
werden mit der Abtastperiode von Ts Sekunden, und der
dynamische Durchschnitt kann für jede Ns-Abtastwerte
berechnet werden. Auf ähnliche Weise können die Temperaturmeldedaten
der Abtastverarbeitung mit einer Vielzahl
von Abtastperioden von Th Sekunden unterzogen
werden, die untereinander unterschiedlich sind, und
der dynamische Durchschnitt kann für Nh Abtastwerte
berechnet werden, die untereinander gleich sind.
In der beschriebenen Ausgestaltung sind die Abtastperioden
Ts oder Th und die Mittelwertzahlen Ns oder Nh
zum Berechnen der dynamischen Durchschnitte festgelegt,
jedoch kann auch eine variable Festlegung angewendet
werden.
Die Feuermelder, d. h. die Rauchmelder 2a, 2b, enthalten
eine A/D Umwandlungsreaktion, um, als Antwort auf
das Abrufen von der Zentralsignalstation 1, die Feststellwerte
zurückzugeben, die A/D umgewandelt wurden.
Weiterhin sind das Digitalfilter und die Steuersektion
in der Lage, jeweils den Rauchmelder und Temperaturmelder
zum Filtern ihrer analogen Daten vorzusehen. In
diesem Falle werden die Daten ausgegeben als Antwort
auf das Abrufen von der zentralen Signalstation.
Obwohl das Digitalfilter in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel
von Art eines einfachen dynamischen
Durchschnittstypes ist, kann das Filter von unterschiedlicher
Art sein.
Die Feuermeldeanlage, die die vorliegende Erfindung
verkörpert, wie oben beschrieben, weist jeweils die
Rauchmelder 2a, 2b, . . . 2n und die Temperaturmelder 3a,
3b, . . . 3n auf, aber die Feuermeldeanlage der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt,
und es ist hinreichend, entweder einen
Rauchmelder oder einen Temperaturmelder
vorzusehen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Auswertung von Daten, die auf den
Ausbruch eines Feuers hindeuten, wobei Änderungen
feuerspezifischer Phänomene (Zustandsgrößen) wie
z. B. Temperatur und/oder Rauch in Form von analogen
Signalen abgetastet werden, wobei diese analogen
Signale zwischengespeichert werden, und wobei auf
der Grundlage der in einem vorgegebenen Zeitintervall
gewonnenen analogen Signale gleitende Durchschnittswerte
aus einer vorgegebenen Zahl (N) der
analogen Signale ermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die analogen Signale auf der Grundlage phänomenologisch
spezifischer, vorgegebener Grenzfrequenzen
(fc) wie folgt gefiltert werden:
- a) durch die Wahl der Abtastfrequenz
- b) durch die Zahl(N) der zur gleitenden Durchschnittswertbildung ausgewählten Werte gemäß der Beziehung
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalische Erscheinung Temperatur ist und
die Maximumfrequenz bei 60 mHz festgesetzt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalische Erscheinung Rauchdichte ist und
die Maximumfrequenz bei 20 mHz festgesetzt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die maximale Antwortfrequenz (fm) der analogen Signale
entsprechend der Relation fm<fn<fc festgesetzt
ist.
5. Feuermeldeanlage zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
mit mehreren Meldern (2a . . . 3n) zur Erfassung der
feuerspezifischen Phänomene und einer zentralen
Signalstation (1) zur Auswertung derselben und zur
Abgabe eines Alarmsignals,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zentrale Signalstation eine Abtastsektion (5)
zur Abtastung der analogen Signale der Melder und
eine Speicher- (7) und Rechensektion (8) zur Bestimmung
der gleitenden Durchschnittswerte aufweist,
die von einer Steuersektion (11) gesteuert
werden.
6. Feuermeldeanlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalischen Erscheinungen Temperaturen sind
und die Maximumfrequenz bei 60 mHz festgesetzt ist.
7. Feuermeldeanlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalischen Erscheinungen Rauchdichten sind
und die Maximumfrequenz bei 20 mHz festgesetzt ist.
8. Feuermeldeanlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Maximumfrequenz entsprechend der Relation
fm - fn ≦ fn - fc (1)
fm < fc (2)festgesetzt ist, wobei fm die Maximumfrequenz der Meldedaten, fn die Nyquistfrequenz und fc die Grenzfrequenz des Filters in bezug auf die Feststellwerte ist.
fm < fc (2)festgesetzt ist, wobei fm die Maximumfrequenz der Meldedaten, fn die Nyquistfrequenz und fc die Grenzfrequenz des Filters in bezug auf die Feststellwerte ist.
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