DE3612347C3

DE3612347C3 - Verfahren zur Auswertung von Daten, die auf den Ausbruch eines Feuers hindeuten

Info

Publication number: DE3612347C3
Application number: DE3612347A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Otani; Hiromitsu Ishii; Takashi Ono
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1986-04-12
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2006-04-13
Also published as: FI861532A0; JPS61237197A; CH666759A5; NO168616C; ATA96686A; US4749986A; AU592784B2; FI861532A; GB2175721A; FI85917B; AT400776B; FI85917C; FR2580937A1; DE3612347A1; AU5575586A; JPH0445000B2; GB2175721B; GB8608883D0; DE3612347C2; NO861381L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren ge mäß 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 wel cher 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 wur den, 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 Abtastpe riode gemäß einem Abrufsystem sequentiell abgerufen werden, so daß die zentrale Signalstation die analogen Meldewerte von den jeweiligen analogen Meldern sam meln kann. Im besonderen geben eine Vielzahl von ana logen Meldern sequentiell, mit Zeitverzögerungen, die jeweiligen analogen Meldewerte an eine einzelne zen trale Signalstation zurück.

Daher erhält die zentrale Signalstation in Art einer Zeitaufteilung die analogen Meldewerte von den jewei ligen analogen Meldern. Um solche analoge Meldewer te zu sammeln, die von den jeweiligen analogen Mel dern, und zwar so viele wie möglich in einer Zeiteinheit, getrennt zurückgegeben werden, ist die Abtastperiode für jeden der analogen Melder so weit wie möglich ge kürzt, und die analogen Meldewerte werden von jedem der analogen Melder gesammelt. Die analogen Melde werte, die durch ein solches Abtasten bzw. eine Mom entwertbildung erhalten werden, werden weiterhin glei tenden Durchschnittsberechnungen unterzogen und/ oder einfacher Durchschnittsberechnung, so daß eine Feuerbestimmung auf der Basis von durch gleitenden Durchschnittsberechnungen und/oder einfache Durch schnittsberechnung verarbeitete Daten durchgeführt werden kann.

Jedoch bringt eine solche Feuermeldeanlage, bei wel cher 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 je weiligen analogen Melder und zu dem Zeitpunkt der analogen Meldewerteübermittlung, die auf einen sol chen Meldevorgang folgt, zusammen mit Signalkompo nenten, die diese Änderungen in den physikalischen Er scheinungen wie Rauchdichte, Temperatur, usw. auf grund von Feuern verkörpern. Die zentrale Signalsta tion verarbeitet dann die Daten, die die Geräuschkom ponenten zusätzlich zu den Signalkomponenten enthal ten, so daß es eine beträchtliche Zeit dauert, um eine Feuerbestimmung durchzuführen, oder es besteht auch die Möglichkeit einer Falschmeldung einer Feuerbedin gung bzw. Feuervoraussetzung, wenn die Geräusch komponenten beträchtlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art an zugeben, 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 Merk male gelöst.

Eine Feuermeldeanlage gemäß der vorliegenden Er findung mit mehreren Meldern zur Erfassung der feuer spezifischen Phänomene und einer zentralen Signalsta tion zur Auswertung derselben und zur Abgabe eines Alarmsignales ist dadurch gekennzeichnet, daß die zen trale Signalstation eine Abtastsektion zur Abtastung der analogen Signale der Melder und eine Speicher- und Rechensektion zur Bestimmung der gleitenden Durch schnittswerte aufweist, die von einer Steuersektion ge steuert werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen effekti ven Erhalt von und ein effektives und schnelles Verar beiten von Daten entsprechend den Rauchmeldewerten und Temperaturmeldewerten, und verbessert die Zu verlässigkeit der Feuermeldeanlage, indem Fehlalarme ausgeschaltet werden. Nachfolgend ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher be schrieben.

Es zeigt:

Fig. 1: ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfin dung,

Fig. 2: ein Diagramm von Signalwellenformen, die die Antwort des Feuermelders auf ein Abrufen von der zen tralen Signalstation darstellen,

Fig. 3: ein Diagramm von Signalwellenformen, die die Abrufimpulse in einer vergrößerten Skala darstellen und die erhaltene Zeit der Meldewerte angeben in Be ziehung auf die jeweiligen Abrufimpulse,

Fig. 4: graphische Darstellungen, die jeweils die Be ziehung zwischen der Nummer Ns der Mittelwertdaten, die für die gleitende bzw. dynamische Durchschnittsbe rechnung vorgesehen sind, und der Abtastperiode Ts darstellen, wenn die Grenzfrequenz für die Rauchmel dewerte 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 Grenzfre quenz für die Temperaturmeldewerte bei 50 mHz ange setzt ist,

Fig. 5: eine graphische Darstellung eines Übertra gungskoeffizienten in Beziehung auf Frequenzkompo nenten der Rauchmeldewerte,

Fig. 6: eine ähnliche graphische Darstellung eines Ko effizientensystems in Beziehung auf Frequenzkompo nenten der Temperaturmeldewerte, und

Fig. 7: eine graphische Darstellung einer Verteilung der Zeitanzahlen, in welchen die maximal mögliche Fre quenz der Hauptbestandteile zwischen den Frequenz komponenten erscheint, die sich mit der Zeit der Rauch dichte- und Temperaturmeldewerte im Frühstadium ei nes Feuers verändern.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Er findung wird nachfolgend anhand der Zeichnung be schrieben.

Am Anfang werden Experimentergebnisse, auf wel chen die vorliegende Erfindung beruht, anhand der Fig. 7 erklärt.

Fig. 7 bezieht sich auf Rauchdichtewerte und Tempe raturwerte bei einem Frühstadium eines Feuers und zeigt die Anzahl des Erscheinens der maximalen Fre quenz der Hauptbestandteile, die zwischen den Fre quenzkomponenten der jeweiligen Daten erscheint. Ge nauer 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 durchge führt 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 Frequenz komponenten, welche Geräuschkomponenten enthal ten, 35 mHz ist, und die maximale Frequenz der Haupt bestandteile, von denen Geräuschkomponenten ausge schaltet 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 entspre chend einer Größe des Raumes verändern, in dem die Experimente durchgeführt werden, weshalb sie größer sein sollte als in Fig. 7 dargestellt, wenn andere Umstän de in Betracht gezogen werden. Daher wird die maxima le Frequenz der Hauptbestandteile bei 20 mHz veran schlagt 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 Hauptbestand teile zwischen den Frequenzkomponenten der analogen Werte von der Feuerbestimmungssektion.

In Fig. 1 ist eine Gesamtformation einer Ausgestal tung der vorliegenden Erfindung dargestellt.

1 ist eine zentrale Signalstation, von welcher eine Energiezufuhr/Signalleitung L abgeleitet ist bzw. ab zweigt. Eine Vielzahl von Rauchmeldern 2a, 2b, ... 2n, die je eine Rauchfeststellsektion zum analogen Feststel len einer Veränderung der Rauchdichte, die durch Feuer verursacht ist, und eine Vielzahl von Temperaturmel dern 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 Folge abrufung bzw. Folgesteuerung von der zentralen Si gnalstation. Genauer gesagt, enthält jeder Rauchmelder 2a, 2b, ... 2n einen Fensterkomparator zum Feststellen einer Impulsspannung der Größe V2 und einen Impuls zähler zum Zählen der Impulsausgaben des Fenster komparators. Jeder Rauchmelder zählt die Abrufimpul se von der zentralen Signalstation 1, und wenn die An zahl der gezählten Impulse koinzident wird mit der je weiligen Adressennummer, gibt er die Rauchmeldewer te der zentralen Signalstation 1 während einer Leerzeit zurück, d. h., dem Intervall zwischen den Abrufimpulsen. Ähnlich enthält jeder der Vielzahl der Temperaturmel der 3a, 3b, ... 3n einen Fensterkomparator zum Feststel len einer Impulsspannung der Größe V3 und einen Im pulszähler zum Zählen der Impulsausgaben des Fen sterkomparators, um die abgerufenen Impulse der Puls spannung V3 von der zentralen Signalstation zu zählen. Wenn die Zählnummer der Impulse mit den jeweiligen Adressennummern koinzident wird, gibt jeder der Tem peraturmelder die Temperaturmeldewerte in Stromart während einer Leerzeit des Intervalles zwischen den Abrufimpulsen zurück. In diesem Zusammenhang wird vermerkt, daß die Antwortfunktion eines jeden Rauch melders 2a, 2b, ... 2n höher angesetzt ist als die Grenz frequenz fcs der Rauchdichtewerte, wie im einzelnen später näher beschrieben wird, und die Antwort eines jeden Temperaturmelders 3a, 3b, ... 3n ist höher ange setzt 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 ei nes Feuers auf der Basis der verarbeiteten Daten von dem Digitalfilter 4, und eine Alarmsektion 10 zum Ge ben 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 Steu ersektion 11, Abrufimpulse der Spannung V2 zu den Rauchmeldern 2a, 2b, ... 2n und übermittelt jede Th-Se kunden-Periode als Antwort auf eine Anweisung von Steuersektion 11 Abrufimpulse einer Spannung V3 zu den Temperaturdetektoren 3a, 3b, ... 3n, um die Rauch meldewerte jede Ts-Sekunden-Periode und die Tempe raturmeldewerte jede Th-Sekunden-Periode abzuta sten.

Die A/D-Umwandlungssektion 6 führt eine A/D-Um wandlung 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 Abtast werte zu den Adressen der respektiven Melder. Die Rechensektion 8 erhält die gespeicherten Daten von der Speichersektion 7 und berechnet als Antwort auf An weisungen von der Steuersektion 11 einen dynamischen Durchschnitt jeder Ns-Rauchdichtewerte in Zeitse quenzen und einen gleitenden bzw. dynamischen Durch schnitt 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 Abtastsek tion 5 Abrufimpulse als Antwort auf die Anweisung von der Steuersektion 11 und übermittelt jede Ts-Sekunden- Periode (z. B. 14 Sekunden) den Rauchmeldern die Ab rufimpulse 1S, 2S, 3S ..., die eine Impulsspannung auf weisen, in welcher die Spannung V2 (z. B. 35 Volt) eine Spannung V1 (z. B. 28 Volt) überlagert. Die Abtastsek tion 5 tastet die analogen Daten eines jeden Rauchmel ders 2a, 2b, ... 2n sequentiell ab und erhält die Abtast werte als Rauchdichtewerte 1S, 2S, 3S ... jede Ts-Se kunden-Periode. Auf ähnliche Weise übermittelt die Ab tastsektion 5 jede Th-Periode (z. B. 4 Sekunden) Abruf impulse 1h, 2H, 3H ..., die eine Impulsspannung aufwei sen, 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 se quentiell ab und erhält die Abtastwerte als Temperatur werte 1H, 2H, 3H ... jede Th-Sekunden-Periode. Die Grundspannung für den Abrufimpuls, d. h., die Span nung V1 (z. B. 28 Volt), wird angewandt als eine Energie quellenspannung für die jeweiligen Feuermelder.

Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Skala den Abrufim puls 1S für den Rauchmelder und den Abrufimpuls 1H für den Temperaturmelder wie in Fig. 2 dargestellt. Fig. 3 zeigt ebenso die erhaltenen Zeitfolgen der Rauch dichtewerte 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-Pe riode übermittelt (z. B. jede 10 ms). Im besonderen wer den die Abrufimpulse durch eine Abrufzeit T1 für die Rauchdetektoren 2a, 2b,

T1 = T3 × 100 = 10(ms) × 100 = 1000(ms) = 1(s) (1)

übertragen und die Rauchdichtefeststellwerte werden erhalten während Leerzeiten, Impulsintervallen der Ab rufimpulse, von den jeweiligen entsprechenden Rauch meldern. 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)

übermittelt und die Temperaturfeststellwerte werden innerhalb von Leerzeiten, Impulsintervallen der Abruf impulse, von den entsprechenden jeweiligen Rauchmel dern 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 gespei chert sind und vorgesehen sind für die dynamische Mit telwertberechnung durch die Rechensektion 8, wohin gegen die Glättwert- bzw. Mittelwertdatenzahl Nh der Abtastperiode bezüglich den Temperaturwerten zwi schen 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 Mit telwertberechnung vorgesehen sind. In dieser graphi schen Darstellung ist der Wert von 1/(Ts × Ns) ange setzt 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. Grenz frequenz von 10,2 mHz. Die Kurve B der Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Abtastperiode Th in Verbin dung mit der Mittelwertdatenanzahl, die für die dynami sche Mittelwertberechnung vorgesehen ist. In der gra phischen Darstellung ist der Wert von 1/(Th × Nh) ange setzt bei einem Wert (z. B. 0,05 Hz, d. h., einer Grenzfre quenz von 50 mHz), der niedriger ist als die Maximum frequenz der Hauptkomponenten der Temperaturfest stellung.

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 Abtast sektion 5 und der Mittelwertdatenzahl Ns der Rechen sektion 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 ange setzt 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 graphi schen 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 Ab tastperiode Th der Abtastsektion 5 und die Mittelwert zahl Nh der Rechensektion 8 wie folgt. Wenn die Glätt wertzahl bei 5 liegt, ist die Abtastperiode Th bei 4 Se kunden ausgewählt, und wenn die Mittelwertzahl Nh bei 3 liegt, dann ist die Abtastperiode Th bei 6,7 Sekun den ausgewählt. Der Wert von 1/(Th × Nh) ist nicht auf 50 mHz beschränkt, und die Abtastperiode Th im Ver hältnis zu der Mittelwertzahl Nh kann geeignet ausge wählt werden, so daß der Wert von 1/(Th × Nh) niedri ger 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 Temperatur meldern3a, 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 Tem peraturmeldewerte von den Temperaturmeldern, je weils 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-Umwand lungssektion 6 bei den zugeteilten Adressen der jeweili gen Feuermelder. Die Rechensektion 8 ist Eingang für die gespeicherten Daten von der Speichersektion 7 und führt eine Berechnungsverarbeitung als Antwort auf ei ne Anweisung von der Steuersektion 11 durch. Genauer gesagt, berechnet die Rechensektion 8 sequentiell dyna mische Mittelwerte, immer wenn sieben Rauchdichte werte kontinuierlich für die jeweiligen Adressen der Rauchmelder erhalten wurden und berechnet sequen tiell dynamische Mittelwerte, immer wenn fünf Tempe raturwerte für die jeweiligen Adressen der Temperatur melder erhalten wurden. Die berechneten Daten wer den 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 Feuer alarms an.

Die Arbeitsweise des Digitalfilters 4 wird nun be schrieben.

Die empfangene Datenverarbeitung der Rauchmel dewerte von den Rauchmeldern wird zuerst beschrie ben.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines Übertra gungskoeffizientens des Digitalfilters, wenn die smoot hing 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. Des halb ist der Digitalfilter so ausgebildet, daß für die Ab tastfrequenz fs, die Nyquistfrequenz fn, die Grenzfre quenz fcs des Digitalfilters durch die dynamische Durch schnittsberechnung und die maximale Antwortfrequenz fm der analogen Signale der Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte, welche Geräuschkomponenten ent halten, die folgenden Beziehungen erstellen können:

fm - fn ≦ fn - fcs fm < fcs (6)

Wenn die o. a. Beziehungen der Formel errichtet sind, können die Geräuschkomponenten ausgeschaltet wer den. Die Frequenz der Hauptbestandteile der Frequenz komponenten 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 vorgese hen 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 Frequenzkompo nenten 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 Fre quenzkomponenten der Rauchdichtewerte in einem Be reich 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 Hauptkompo nenten der Frequenzkomponenten, die sich mit der Zeit aufgrund eines Feuers verändern, automatisch zum Ab tasten verarbeitet, und die Rauchmeldewerte, die mit den Geräuschkomponenten vermischt sind und eine hö here Frequenz als die Grenzfrequenz fcs haben, sind automatisch abgeschnitten.

Nun wird die erhaltene Verarbeitung der Tempera turmeldewerte von den Temperaturmeldern 3a, 3b ... 3n beschrieben.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung eines Übertra gungskoeffizienten des Digitalfilters für die Frequenz komponenten 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 basie rend, daß die Mindestobergrenzfrequenz, wo die Haupt bestandteile der Frequenzkomponenten der Tempera turwerte 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 Durchschnittsbe rechnung und die Maximumfrequenz fm der Frequenz komponenten, die sich mit der Zeit verändern aufgrund der Temperaturwerte, die Geräuschkomponenten ent halten, die folgende Beziehungen errichten können:

fm - fn ≦ fn - fch fm < fch (10)

Wenn die o. a. Beziehungen der Formeln erstellt sind, können die Geräuschkomponenten ausgeschaltet wer den. Die Frequenz der Hauptbestandteile des Frequenz spektrums der Temperaturwerte ist bei 50 mHz ange setzt. Und, wie aus der graphischen Darstellung von Fig. 6 ersichtlich ist, ist die für die dynamische Durch schnittsberechnung 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 Temperatur werte 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 Abtastver fahren unterzogen. Genauer gesagt, da es aus den Er gebnissen der verschiedenen Feuerexperimente be kannt ist, daß die Mindestobergrenze, wo die Hauptbe standteile der Frequenzkomponenten der Temperatur werte innerhalb eines Bereiches von 60 mHz liegen, wie oben beschrieben, und die Mindestobergrenze der Fre quenz der Hauptbestandteile innerhalb der Grenzfre quenz fcs liegt, wird nur das Frequenzband der Haupt bestandteile, d. h. die Daten der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten, die sich mit der Zeit ändern auf grund eines Feuers, automatisch zum Abtasten verar beitet, und die Temperaturwerte, die mit den Geräusch komponenten vermischt sind, welche eine höhere Fre quenz als die Grenzfrequenz fcs aufweisen, werden au tomatisch abgeschnitten.

Obwohl in dem o. a. Ausführungsbeispiel eine ver schiedene Abtastperiode und eine verschiedene Mittel wertzahl 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 unterzo gen werden mit der Abtastperiode von Ts Sekunden, und der dynamische Durchschnitt kann für jede Ns-Ab tastwerte berechnet werden. Auf ähnliche Weise kön nen 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 Ab tastwerte berechnet werden, die untereinander gleich sind.

In der beschriebenen Ausgestaltung sind die Abtast perioden 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, enthal ten eine A/D Umwandlungsreaktion, um, als Antwort auf das Abrufen von der Zentralsignalstation 1, die Fest stellwerte zurückzugeben, die A/D umgewandelt wur den.

Weiterhin sind das Digitalfilter und die Steuersektion in der Lage, jeweils den Rauchmelder und Temperatur melder 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 dynami schen Durchschnittstypes ist, kann das Filter von unter schiedlicher 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 vorlie genden Erfindung ist nicht auf diese Ausgestaltung be schränkt, und es ist hinreichend, entweder einen Rauch melder oder einen Temperaturmelder vorzusehen.

Claims

1. Verfahren zur Auswertung von Daten, die auf den Ausbruch eines Feuers hindeuten, wobei Änderungen feuerspezifischer physikalischer Phänomene (Zu standsgrößen) 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 er mittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grenzfrequenz für jedes einzelne physika lische Phänomen innerhalb der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten festgesetzt ist, um die Frequenz komponenten auszuschalten, die eine höhere Fre quenz als die vorher einmal festgelegte für physi kalische Phänomene gemäß der Beziehung
aufweisen, wobei T die Proben-Periodendauer angibt und N die Anzahl der ausgewählten Daten für die Berechnung der gleitenden Durchschnittswerte fest legt, wobei die Maximumfrequenz im Falle der Tem peratur auf 60 mHz und im Falle der Rauchdichte auf 20 mHz festgelegt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Ant wortfrequenz (fm) der analogen Signale entspre chend der Relation fm < fn < fc festgesetzt ist.

3. Feuermeldeanlage zur Durchführung des Ver fahrens nach Ansprüch 1 oder 2, mit meh reren Meldern (2a ... 3n) zur Erfassung der feuer spezifischen Phänomene und einer zentralen Si gnalstation (1) zur Auswertung derselben und zur Abgabe eines Alarmsignals, dadurch gekennzeich net, daß die zentrale Signalstation eine Abtastsek tion (5) zur Abtastung der analogen Signale der Melder und eine Speicher- (7) und Rechensektion (8) zur Bestimmung der gleitenden Durchschnitts werte aufweist, die von einer Steuersektion (11) gesteuert werden.

4. Feuermeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Maximumfrequenz entspre chend der Relation
f_m - f_n ≦ f_n - f_c (1)
f_m < f_c (2)
festgesetzt ist, wobei f_m die Maximumfrequenz der Meldedaten, f_n die Nyquistfrequenz und f_c die Grenzfrequenz des Filters in bezug auf die Fest stellwerte ist.