DE3614140C2

DE3614140C2 -

Info

Publication number: DE3614140C2
Application number: DE3614140A
Authority: DE
Inventors: Sadataka Yuchi; Haruchika Sagamihara Kanagawa Jp Machida; Naoya Matsuoka; Masamichi Yokohama Jp Kikuchi
Original assignee: Hochiki Kk Tokio/tokyo Jp
Current assignee: Hochiki Kk Tokio/tokyo Jp
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1993-03-04
Also published as: FI85919B; JPS61247918A; AU587027B2; FI85919C; NO172958C; FI861737A0; AT397578B; FR2581180A1; AU5657686A; FI861737A; NO172958B; GB2175392B; US4930095A; DE3614140A1; GB8610165D0; CH666760A5; FR2581180B1; NO861641L; ATA112986A; GB2175392A

Description

Die Erfindung betritt eine Feuerwarneinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 (EP 01 13 461 A2),

Als Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Ausgangssignale eines Analogsensors gibt es sogenannte Null-Justierein richtungen und Meßspannen-Justiereinrichtungen. Wenn beispielsweise bei einer Temperatur- oder einer Rauchdichten änderung ein Strom zwischen 4 und 20 mA ausgegeben wird, werden die Verstärkungskennlinien in einem Ausgangsverstärker innerhalb des Analogsensors so justiert, daß ein Null-Punkt und eine Spanne (lineare Justierung) der Ausgangskennlinie justiert werden.

Eine Ausgabekorrektureinrichtung für einen Analogsensor, der ein einer Zustandsgröße entsprechendes Analogsignal ausgibt und somit zur Kennlinienkorrektur dient, ist aus GB-Z: Xing, Yi-Zi, u. a.: A new approach to offset reduction in sensors: the sensivity-variation method in J. Phys. E: Sci, Instrum., Vol. 17, H. 8, 1984, S. 657-663 bekannt.

Allerdings muß bei den herkömmlichen Ausgabekorrekturein richtungen für jeden einzelnen Analogsensor die Ausgangs kennlinie justiert werden, so daß bei umfangreichen Anlagen sehr viel Zeit benötigt wird, um sämtliche Sensoren zu justieren. Die Justierung ist nicht nur mühsam, sondern gewährleistet auch nicht immer die Ausgabe genauer Analogsignale.

In EP 01 13 461 A2 ist eine Testvorrichtung für einen Rauchdetektor vom Lichtstreuungstyp beschrieben. Diese Testvorrichtung ist mit einer optischen Anordnung ausgestattet, welche eine Licht emittierende Einheit zur Rauchdetektion umfaßt sowie eine photoelektrische Einheit zur Rauchdetektion, die derart positioniert ist, daß sie kein Licht direkt von der Licht emittierenden Einheit empfängt. Für die Durchführung eines Tests umfaßt die optische Anordnung eine Licht emittierende Einheit und eine photoelektrische Einheit, die Licht direkt von der Licht emittierenden Einheit empfängt. Nach dieser Druckschrift ist demnach ein Testbetrieb mit einer zweiten Lichtquelle möglich.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Feuerwarneinrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Korrigieren eines Ausgangs signals eines Analogsensors nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein detailliertes Blockdiagramm einer in Fig. 1 schematisch dargestellten zentralen Verarbeitungseinheit (CPU),

Fig. 3 eine Skizze, die den inneren Aufbau eines analog arbeitenden, photoelek trischen Rauchdetektors gemäß Fig. 1 veranschaulicht,

Fig. 4 eine Schaltungsskizze eines photo elektrischen Analog-Rauchdetektors,

Fig. 5 Kennlinien zur Erläuterung der Ein richtungen nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 6 und 7 Flußdiagramme, die die Einrichtungen nach den Fig. 1 und 2 erläutern,

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Korrigieren eines Ausgangssignals eines Analogsensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er findung,

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Schaltung einer anderen Form eines photoelek trischen Analog-Rauchsensors,

Fig. 10 ein Blockdiagramm einer Ausgabe korrekturschaltung gemäß Fig. 9,

Fig. 11 Kennlinien für die Einrichtungen nach dem Fig. 9 und 10, und

Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtungen nach den Fig. 8 bis 10.

Bei der ersten Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7 enthält eine Korrektureinrichtung für ein Ausgangssignal eines Analogsensors eine Zentrale (zentrale Signalsta tion) 1 und mehrere Analog-Feuerdetektoren 3, die zuein ander parallel an ein Paar Versorgungs-/Signal-Leitungen 2a, 2b geschaltet sind, die von der Zentrale 1 kommen. Die Zentrale 1 enthält eine Sendeeinheit 4, die die Übertragung von Analogdaten von den Analog-Feuerdetekto ren 3 durch Abfrage steuert, und eine zentrale Verarbei tungseinheit (CPU) 5, die die durch die Abfrage gesam melten Analogdaten korrigiert, um auf der Grundlage der korrigierten Analogdaten den Ausbruch eines Feuers fest zustellen.

Der Analog-Feuerdetektor 3, der im Rahmen der vorliegen den Erfindung eingesetzt wird, ist ein photoelektrischer Streulicht-Rauchdetektor, wie er in Fig. 3 skizziert ist. Dieser Detektor erfaßt die Dichte von durch ein Feuer hervorgerufenem Rauch in Form eines Analogbetrags.

Wie Fig. 3 zeigt, sind auf einem Halter 6 innerhalb einer Rauchdetektorkammer einander gegenüberliegend eine Leuchtdiode 7 als lichtemittierendes Element und eine Photodiode 8 als Photodetektor unter einem solchen Winkel angeordnet, daß das von der Leuchtdiode 7 kommende Licht nicht direkt auf die Photodiode 8 fällt. Das von der Leuchtdiode kommende Licht wird durch Rauchpar tikel, die in den Rauchdektorbereich 9 gelangen, un regelmäßig reflektiert, und das Streulicht gelangt auf die Photodiode 8, um ein der Rauchdiode entsprechendes Analogsignal zu erzeugen. Der Analog-Feuerdetektor 3 be sitzt außerdem eine Test-Leuchtdiode 10, die an dem Halter gegenüber der Photodiode 8 derart montiert ist, daß die Photodiode 8 das Licht von der Test-Leuchtdiode 10 direkt empfangen kann.

Die Test-Leuchtdiode gibt Licht in einer Menge ab, die der Streulichtmenge entspricht, die man bei einer vor bestimmten Rauchdichte erhält (z. B. bei einer Rauch dichte von 5%/m, bei der es sich um eine kritische Dichte für die Auslösung eines Feuer-Erkennungssignals han delt). Bei dieser Einstellung gibt die Photodiode 8 ein Analogsignal ab, welches der Rauchdichte von 5%/m ent spricht.

Die Lichtmenge läßt sich durch einen veränderlichen Widerstand 12 einstellen, um durch die Test-Leuchtdiode 10 eine Pseudobedingung bezüglich des Eintretens von Rauch mit einer vorbestimmten Dichte zu erzeugen. Die Justierung zur Erzeugung der Pseudo-Rauchdichte durch die Test-Leuchtdiode 10 geschieht folgendermaßen: Wenn der Zusammenbau des photoelektrischen Analog-Rauch detektors in der Fabrik beendet ist, wird in den Rauch detektor einer vorbestimmten Dichte (z. B. eine Rauchdichte von 5%/m) eingegeben, um ein Analog-Aus gangssignal (z. B. einen Analog-Ausgangsstrom) zu messen, das bei der vorbestimmten Rauchdichte von dem Rauchdetektor erhalten wird. Anschließend wird die Leuchtdiode 10 gespeist, so daß sie, wenn kein Rauch vorhanden ist, Licht aussendet, und die Lichtmenge, die von der Test-Leuchtdiode 10 ausgegeben wird, wird durch den veränderlichen Widerstand 12 so eingestellt, daß das dabei erhaltene Analog-Ausgangssignal (Ausgangsstrom) gleich ist demjenigen Signal, welches man bei der vor bestimmten Rauchdichte erhalten hat.

Ist einmal die Justierung der Lichtmenge durch die Test- Leuchtdiode abgeschlossen, kann man auf die Photodiode 8 eine Lichtmenge geben, welche dem Streulicht bei Ein dringen von Rauch vorbestimmter Dichte entspricht, indem man lediglich die justierte Test-Leuchtdiode 10 speist, ohne aber tatsächlich Rauch der vorbestimmten Dichte in den Detektor einzugeben. Auf diese Weise läßt sich die Pseudobedingung erzeugen, gemäß der Rauch mit der vorbe stimmten Dichte in den Detektor gelangt.

Weil die Test-Leuchtdiode 10 sich in der Nähe der Photo diode 8 befindet, ändert sich die Lichtmenge auch nach längeren Zeiträumen kaum. Dies gewährleistet, daß eine konstante Pseudobedingung für die bestimmte Rauchdichte bei Speisen der Test-Leuchtdiode 8 entsteht.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung eines photoelektrischen Analog-Rauchdetektors, bei dem die Korrektureinrichtung gemäß der Erfindung mit der Ein richtung zum Erzeugen der Pseudobedingung Anwendung findet.

Eine Treiberschaltung 13 speist eine Leuchtdiode 7 so, daß diese mit einer vorbestimmten Periodendauer inter mittierend Licht abgibt. Eine Lichtdetektorschaltung 14 empfängt mit der Photodiode 8 Licht, welches durch den Detektor eingedrungenen Rauch gestreut wird, und gibt an eine Übertragungs-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15 einen Analogstrom aus, dessen Kennlinie so beschaffen ist, daß der Strom proportional bezüglich einer Zunahme der Rauchdichte linear ansteigt, beispielsweise beträgt der Ausgangsstrom 4 mA bei einer Rauchdichte von 0%/m und 25 mA bei einer Rauchdichte von 5%/m, d. h. bei einer kritischen Rauchdichte bezüglich eines Feuer-Erkennungs signals. Die Übertragungs-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15 erkennt den an sie gerichteten Aufruf seitens der Zen trale 1, welche mittels der Sendeeinheit 4 die Abfrage durchführt, und sie überträgt ein einer Rauchdichte ent sprechendes Analogsignal, indem sie auf der Grundlage des Ausgangssignals der Lichtdetektorschaltung 14 einen Strom, der einem Analogwert entspricht, durch die Ver sorgungs/Signal-Leitungen 2a, 2b, die an die Zentrale 1 angeschlossen sind, fließen läßt. Die Übertragungs- Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15 steuert über eine Test- Lichtabgabeschaltung 16 die Test-Leuchtdiode 10 an, wenn sie von der Zentrale 1 ein Lichtabgabe-Treibersignal für die Test-Leuchtdiode 10 erhält. Dies wird im folgenden noch näher erläutert. Der veränderliche Widerstand 12 und die Test-Leuchtdiode 10 sind in Reihe an einen Aus gang der Test-Lichtabgabeschaltung 16 angeschlossen. Diese Schaltung 16 wird zum Zwecke der Lichtabgabe durch die Zentrale 1 oder durch Betätigen eines Handschalters 17 angesteuert, um die Pseudobedingung bezüglich einer vorbestimmten Rauchdichte zu erzeugen, z. B. einer Rauchdichte von 5%/m in dem Detektor.

Im folgenden sollen die Einzelheiten der in der Zentrale 1 vorhandenen CPU 5 beschrieben werden.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält die CPU 5 einen Steuerab schnitt 5a, einen ersten arithmetischen Abschnitt 5b, einen Speicherabschnitt 5c, einen zweiten arithmetischen Abschnitt 5d und einen Feuer-Erkennungsabschnitt 5e. Die CPU 5 korrigiert die Analogdaten, die durch Abfrage seitens der Sendeeinheit 4 erhalten wurden, und sie stellt den Ausbruch eines Feuers auf der Grundlage der Analogdaten fest, welche der Korrekturverarbeitung unterzogen worden sind.

Die Korrekturverarbeitung erfolgt auf der Grundlage der Ausgangskennlinie eines Analogsensors gemäß Fig. 5. In Fig. 5 ist auf der Abszisse die Rauchdichte und auf der Ordinate ein Ausgangsstrom aufgetragen. Die für einen Analogsensor zu erwartenden Ausgangskennlinien sind ge rade Kennlinien, wie durch eine gestrichelte Linie 18 angedeutet ist. Die Kennlinie liefert einen Ausgangs strom von 4 mA bei einer Rauchdichte von 0%/m und einen Ausgangsstrom von 25 mA bei einer Rauchdichte von 5%/m, was einer kritischen Rauchdichte bezüglich der Auslösung eines Feueralarms entspricht.

In der Praxis kann allerdings ein realer photoelektri scher Analog-Rauchdetektor nicht immer die der Kennlinie 18 entsprechende Ideal-Kennlinie besitzen. Vielmehr schwankt die Ausgangskennlinie von Detektor zu Detektor. Deshalb erfolgt die nachstehend beschriebene Korrektur verarbeitung in der CPU 5, damit stets ein "wahrer" Rauchdichtewert aus dem Ausgangsstrom der Detektoren er mittelt wird, auch wenn die einzelnen Detektoren mit ihren Ausgangskennlinien von der erwarteten oder idealen Kennlinie 18 abweichen.

Zunächst wird ein Analog-Ausgangsstrom Io (z. B. Io= 5 mA) unter der Bedingung festgestellt, daß die Rauch dichte Null ist.

Dann wird die von der Test-Leuchtdiode 10 abgegebene Lichtmenge auf eine vorbestimmte Rauchdichte Ds (z. B. Ds=5%/m) eingestellt, und die Test-Leuchtdiode 10 wird gespeist, um Licht abzugeben und eine Pseudobe dingung einer Rauchdichte von 5%/m zu erzeugen. An schließend wird der Ausgangsstrom Is unter dieser Be dingung gemessen. Das Einstellen und das Erfassen er folgen in dem Steuerabschnitt 5a.

Anschließend wird in dem ersten arithmetischen Abschnitt 5b auf der Grundlage des Null-Ausgangssignals Io=5 mA und des Pseudo-Ausgangssignals Is=20 mA ein Gradient K einer geraden Linie berechnet, welche die tatsächliche Ausgangskennlinie 20, die in der Zeichnung durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, definiert. Dies ge schieht nach folgender Formel:

K = Ds/(Is - Io)

Da Ds=5%/m, Is=20 mA und Io=5 mA, erhält man K= 0,33.

Wenn der die tatsächliche Ausgangslinie 20 definierende Gradient K erhalten ist, wird die Gradienten-Konstante K ebenso wie der Null-Datenwert Io in dem Speicherab schnitt 5c gespeichert, und die Daten werden zu dem zweiten arithmetischen Abschnitt 5d übertragen.

Bezüglich eines dann später erhaltenen Ausgangsstroms Ix führt der zweite arithmetische Abschnitt 5d folgende Be rechnung durch:

Dx = K (Ix - Io)

um eine Rauchdichte Dx zu erhalten, die dem aktuellen Ausgangsstrom Ix entspricht. Durch die oben beschriebene Korrekturverarbeitung wird sichergestellt, daß man stets die wahre Rauchdichte auf der Grundlage des aktuellen Analog-Ausgangsstroms erhält, und daß eine genauere Feuererkennung möglich ist, indem man die so erhaltene wahre Rauchdichte zugrunde legt.

Im folgenden soll der gesamte Arbeitsablauf des Ausgabe korrektursystems für einen Analogsensor unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 erläutert werden.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm für die Korrekturverarbei tung, die in dem vorliegenden Korrektursystem durchge führt wird. Wie aus der Figur hervorgeht, wird die Be rechnung des Gradienten einer Linie, die die aktuelle Ausgangskennlinie eines Analog-Feuerdetektors 3 dar stellt, als Anfangsverarbeitung durchgeführt.

Die Verarbeitung wird begonnen, nachdem eine vorbestimmte Übergangs-Zeitspanne nach dem Anschließen einer Ver sorgungsspannungsquelle an die Zentrale 1 verstrichen ist. Im Block 21 wird der Sensor, d. h. der Analog- Feuerdetektor 3, durch Abfrage aufgerufen. Im Block 22 werden die unter der Bedingung, daß die Rauchdichte Null ist, erhaltenen Null-Daten Io von dem Steuerabschnitt 5a gelesen. Das Lesen der Null-Daten Io durch diese Sensor- Abfrage erfolgt wiederholte Male für ein und denselben Sensor oder Detektor, so daß ein Mittelwert der Null- Daten Io erhalten wird, der dann als endgültiger Null- Datenwert Io verwendet wird. Der Mittelwert der Null- Daten kann außerdem durch dynamische Mittelwertbildung oder einfache Mittelwertbildung berechnet werden.

Ist das Lesen der Null-Daten Io abgeschlossen, erfolgt im Block 23 das Senden eines Signals zum Steuern der Lichtabgabe der Test-Leuchtdiode 10 in dem Detektor 3. Im Block 24 wird von dem Steuerabschnitt 5a der Test- Lichtabgabe-Datenwert Is gelesen, der unter der durch die Test-Lichtabgabe erzeugten Pseudobedingung erhalten wurde. Das Lesen des Test-Lichtabgabe-Datenwerts Is er folgt ebenfalls mehrere Male, wie bei den Null-Daten Io, und zwar ansprechend auf von dem Steuerabschnitt 5a ab gegebene Befehle. Ein Mittelwert der wiederholt gelese nen Test-Lichtabgabe-Daten wird dann als endgültiger Datenwert Is verwendet. Auch hier kann der Mittelwert der Daten durch dynamische oder durch einfache Mittel wertbildung berechnet werden.

Anschließend werden im Block 25 die Null-Daten Io, die Test-Lichtabgabe-Daten Is und die voreingestellte Rauch dichte Ds für die Test-Lichtabgabe aus einem in dem Speicherabschnitt 5c enthaltenen Festspeicher (ROM) aus gelesen, und von dem ersten arithmetischen Abschnitt 5b wird die Gradienten-Konstante K der geraden Linie, wel che die aktuelle Ausgangskennlinie darstellt, berechnet.

Anschließend werden im Block 26 die Gradientenkonstante K und die Null-Daten Io in einem im Speicherabschnitt 5c enthaltenen Schreibe/Lese-Speicher (RAM) gespeichert. Nach Abschluß dieser Folge von Verarbeitungsschritten prüft der Steuerabschnitt 5a im Block 27, ob die Abfrage sämtlicher Sensoren beendet ist oder nicht. Falls ja, wird die Anfangsverarbeitung abgeschlossen, falls nein, wird zum Block 21 zurückgesprungen, um ähnliche Verar beitungsschritte für den anschließenden Sensor durch zuführen.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsschritte für eine Feuer-Erkennung in der Zentrale 1 veranschau licht. Diese Verarbeitung erfolgt, nachdem die Gradien ten-Konstante K der die aktuellen Ausgangskennlinie defi nierenden geraden Linie gemäß Fig. 6 erhalten wurde.

Zunächst wird im Block 30 der photoelektrische Analog- Rauchdetektor durch Abfrage aufgerufen. Dann wird im Block 31 der Analog-Datenwert I von dem Steuerabschnitt 5a gelesen, und der Wert wird zu dem zweiten arithmeti schen Abschnitt 5d übertragen. Anschließend wird die Rauchdichte D im Block 32 berechnet, und zwar auf der Grundlage der Gradientenkonstanten K und des Null-Daten werts Io, die in dem Speicherabschnitt 5c gespeichert sind. Dies geschieht nach folgender Formel:

D = K (I - Io)

Auf diese Weise erhält man ungeachtet der Ausgangskenn linie des jeweiligen Sensors stets die wahre Rauch dichte D.

Wenn die Rauchdichte D ermittelt ist, wird von dem Feuer-Erkennungsabschnitt 5e im Block 33 geprüft, ob die Rauchdichte D einen für einen Feueralarm kritischen Rauchdichtewert übersteigt, z. B. den Wert 10%/m über steigt oder nicht. Übersteigt der Rauchdichtewert D 10%/m, erfolgt im Block 34 eine Feuer-Erkennungsverar beitung mit der Folge eines Feueralarms und/oder Angabe des Bereichs, in welchem Feuer ausgebrochen ist.

Wenn die Dichte D geringer ist als 10%/m, wird im Block 35 die Rauchdichte D verglichen mit einer Voralarm- Dichte, z. B. einer Dichte von 5%/m. Ist die Dichte D größer als 5%/m, erfolgt im Block 36 eine Voralarm- Verarbeitung. Ist die Dichte D kleiner als 5%/m, wird zum Block 30 zurückgekehrt, um den nachfolgenden Sensor abzufragen.

Anhand der Fig. 8 bis 12 soll nun eine zweite Ausfüh rungsform der Erfindung beschrieben werden.

Gemäß Fig. 8 enthält eine Ausgabekorrektureinrichtung für einen Analogsensor eine Zentrale 51 mit einem Haupt steuerabschnitt 52 zum Steuern des gesamten Systems und mit einer Sendeeinheit 4. Mehrere Analog-Feuerdetektoren 53 sind parallel zueinander an ein Paar Versorgungs/ Signal-Leitungen 2a, 2b angeschlossen, die zu der Zentrale 51 führen. Jeder der Feuerdetektoren vermag die Korrekturverarbeitung durchzuführen.

Nach Fig. 9 erhält der Feuerdetektor 53 eine Lichtabgabeschaltung 13, an die außen eine Leuchtdiode 7 angeschlossen ist, eine Lichtdetektorschaltung 14, an die außen die Photodiode 8 angeschlossen ist, und eine Test- Lichtabgabeschaltung 16 mit einem veränderlichen Widerstand 12, einer Test-Leuchtdiode 10 und einem Handschalter 17. Diese Schaltungen entsprechen hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise im wesentlichen den entsprechenden Schaltungen der ersten Ausführungsform. Die Leuchtdiode 7, die Photodiode 8 und die Test-Leuchtdiode 10 sind identisch mit den entsprechenden Teilen der Ausführungsform nach Fig. 3.

An die Lichtdetektorschaltung 14 ist eine Ausgabekorrekturschaltung 19 angeschlossen, die einen von der Schaltung 14 erhaltenen Ausgangsstrom auf die vorab erwartete Ausgangskennlinie korrigiert, z. B. auf die Ausgangskennlinie, die definiert wird durch eine Linie, in der der Ausgangsstrom von 4 mA einer Rauchdichte von 0%/m und der Ausgangsstrom von 25 mA einer Rauchdichte von 5%/m (bei dem ein Feueralarmsignal gegeben wird) entspricht, um ein korrigiertes Analog-Ausgangssignal zu erzeugen.

Die aktuelle Ausgangskennlinie des Detektor, die abhängig von der Lichtdetektorschaltung 14 bestimmt wird, stimmt nicht immer mit der erwarteten Ausgangskennlinie überein. Dies hat verschiedene Gründe. Die Kennlinien unterscheiden sich von Detektor zu Detektor. Die Ausgabekorrekturschaltung 19 führt eine Korrekturverarbeitung durch, die im folgenden noch näher erläutert wird. Mit dieser Korrekturverarbeitung sollen die Schwankungen der einzelnen aktuellen Ausgangskennlinien berücksichtigt werden, und es soll ein Ausgangsstrom für die Übertragungs- Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15 erzeugt werden, der in Einklang steht mit der korrigierten Ausgangskennlinie.

Die Übertragungs-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15 sendet Analogdaten bei Erhalt eines Abfragesignals von der Zentrale 1. Die Übertragungs-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15 erkennt einen an sie gerichteten Aufruf seitens der Zentrale 1 und sendet einen Ausgangsstrom von der Ausgabe- Korrekturschaltung 19. Die Schaltung 15 empfängt außerdem ein Steuersignal zur Betätigung der Test-Lichtabgabeschaltung 16 entsprechend Befehlen, die von der Zentrale 1 kommen.

Im folgenden wird die Ausgestaltung der Ausgabekorrekturschaltung 19 näher erläutert.

Die Ausgabekorrekturschaltung 19 enthält nach Fig. 10 einen Steuerabschnitt 19a, einen ersten arithmetischen Abschnitt 19b, einen Speicherabschnitt 19c, einen zweiten arithmetischen Abschnitt 19d und einen dritten arithmetischen Abschnitt 19e zum Korrigieren des Ausgangsstroms der Lichtdetektorschaltung 14, damit an die Übertragungs-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15 der korrigierte Ausgangsstrom ausgegeben wird.

Die Korrekturverarbeitung erfolgt auf der Grundlage der Ausgangskennlinie eines Analogsensors gemäß Fig. 11. In Fig. 11 ist auf der Abszisse die Rauchdichte und auf der Ordinate der Ausgangsstrom aufgetragen. Die gestrichelte Linie 18 ist die erwartete oder ideale, korrekte Ausgangskennlinie. Die Kennlinie 18 hat die Form einer Geraden, in der der Ausgangsstrom Io′ bei einer Rauchdichte von 0%/m die Stärke von 4 mA und bei einer Dichte von 5%/m, bei der ein Feuer-Erkennungssignal erzeugt wird, eine Stärke von 25 mA hat. Zunächst wird der Gradient Ko der Kennlinien-Geraden 18 ermittelt.

Die reale Ausgangskennlinie eines Detektors weist von der idealen Kennlinie 18 ab. Die reale Kennlinie ist in der Zeichnung durch eine ausgezogene Gerade 20 dargestellt. Bei der Kennlinie 20 beträgt der Ausgangsstrom Io bei einer Rauchdichte von 0%/m 5 mA, und bei einer Pseudo-Rauchdichte Ds von 5%/m, die durch die Test- Leuchtdiode 10 simuliert wird, beträgt der Ausgangsstrom Is 20 mA. Deshalb führt die Ausgabekorrekturschaltung 19 eine Korrekturverarbeitung durch, um einen Ausgangsstrom auf der Grundlage der korrekten Ausgabekennlinie zu senden, selbst wenn die tatsächliche Kennlinie von der korrekten Ausgabekennlinie 18 abweicht.

Zunächst wird ein Sensor-Ausgangssignal unter der Bedingung festgestellt, daß die Rauchdichte den Wert Null hat. Dann wird die Test-Leuchtdiode 19 zur Abgae von Licht veranlaßt, damit ein Ausgangsstrom Is für die Rauchdichte Ds erhalten wird. Das Erfassen des Stroms erfolgt durch den Steuerabschnitt 19a.

Anschließend wird von dem ersten arithmetischen Abschnitt 19b auf der Grundlage des Sensor-Ausgangssignals Io bei einer Rauchdichte von Null und des Ausgangsstroms Is für die vorbestimmte Rauchdichte Ds der Gradient Kr der die aktuelle Kennlinie definierenden Geraden berechnet:

Kr=Ds/(Is-Io) (1)

Wenn der Gradient Kr der Kennlinie 20 ermittelt ist, werden die Gradienten-Konstante Kr und die Null-Daten Io im Speicherabschnitt 19c gespeichert, um die Daten dem zweiten arithmetischen Abschnitt 19d zuzuführen.

Für einen später erhaltenen Ausgangsstrom Ir wird in dem zweiten arithmetischen Abschnitt 19d folgende Berechnung durchgeführt, um eine Rauchdichte Dx für den Ausgangsstrom Ir zu erhalten:

Dx=Kr (Ir-Io) (2)

Da andererseits der Gradient Ko der die korrekte Ausgangskennlinie definierenden Geraden (gestrichelte Linie) vorab bestimmt wird, gibt es folgende Beziehungen zwischen dem korrekten Ausgangsstrom Ix und der Rauchdichte Dx:

Dx=Ko (Ix-Io′) (3)

Ix=(Dx/Ko)+Io′ (4)

Da die Rauchdichte Dx bezüglich eines gegebenen Ausgangsstrom Ir auf der Grundlage der aktuellen Kennlinie gemäß Gleichung (2) erhalten wird, wird Dx in Gleichung (4) eingesetzt, um den Strom Ix auf der Grundlage der korrekten Ausgangskennlinie 18 zu erhalten. Dies geschieht mit Hilfe des dritten arithmetischen Abschnitts 19e.

Der korrigierte Ausgangsstrom wird von der Sendeeinheit 4 durch Abfrage erhalten, und der Hauptsteuerabschnitt 11 führt eine Feuer-Erkennung auf der Grundlage der durch die Abfrage erhaltenen Analogdaten durch. Der Hauptsteuerabschnitt 11 besitzt außerdem die Funktion, an den Analog-Feuerdetektor 53 als Unterbrechungssignal mit vorbestimmter Periodendauer ein Steuersignal zu senden, um, als Alternative zu einer möglichen Handbetätigung, die Test-Leuchtdiode 7 zu veranlassen, Licht abzugeben, damit der Gradient der aktuellen Ausgangskennlinie berechnet werden kann.

Im folgenden soll anhand der Fig. 12 der gesamte Ablauf des Ausgabekorrektursystems für einen Analogsensor beschrieben werden.

Zunächst prüft der in der Ausgabekorrekturschaltung 19 enthaltene Steuerabschnitt 19a, ob das System im Test- Betrieb arbeitet oder nicht (Block 40). Wenn von der Zentrale 1 das Steuersignal gesendet wurde oder der Handschalter 17 betätigt wurde, befindet sich das System im Testbetrieb. Im Zeitpunkt des Anschließens des Feueralarmsystems an eine Versorgungsspannungsquelle gelangt das System in den Testbetriebszustand, in welchem eine Anfangsverarbeitung durchgeführt wird.

Wird der Testbetrieb erkannt, folgt im Schritt 51 das Lesen der Null-Daten Io für die Rauchdichte Null durch den Steuerabschnitt 19a. Anschließend wird im Block 42 die Test-Leuchtdiode 10 gespeist, und im Block 43 werden die Test-Lichtabgabedaten Is gelesen. Vorzugsweise werden mehrere Null-Daten Io sowie Test-Lichtabgabedaten Is gelesen, um als endgültige Datenwerte Io und Is im Block 41 bzw. im Block 43 gemittelte Werte zu erhalten. Die Mittelwertbildung der Null-Daten kann auch durch dynamische oder einfache Durchschnittbildung erfolgen.

Wenn auf diese Weise die Null-Daten Io und die Test- Lichtabgabe-Daten Is erhalten wurden, wird im Schritt 44 der Gradient Kr der gerade aktuellen Ausgabekennlinie durch den ersten arithmetischen Abschnitt 19b nach obiger Formel (1) berechnet. Der so berechnete Gradient Kr wird ebenso wie der Null-Datenwert Io in dem Speicherabschnitt 19c gespeichert (Block 45).

Nach der oben beschriebenen Verarbeitungs-Abfolge gelangt das System in den Feuer-Überwachungszustand. Im Block 46 wird das aktuelle Ausgangssignal Ir, nämlich der Ausgangsstrom Ir der Lichtdetektorschaltung 14 (Fig. 9) gelesen. Im Block 47 wird von dem zweiten arithmetischen Abschnitt 19d auf der Grundlage des Gradienten Kr der aktuellen Kennlinie sowie der Null- Daten Io nach der Formel (2) die Rauchdichte Dx berechnet, die anschließend im Block 48 zu der konstanten Steigung Ko und dem Null-Datenwert Io′ eingesetzt wird, so daß der korrekte Ausgangsstrom Ix durch den dritten arithmetischen Abschnitt 19e auf der Grundlage der korrekten Ausgangskennlinie gemäß Formel (4) berechnet wird. Der Steuerabschnitt 19a sendet den korrekten Ausgabestrom Ix zu der Übertragungs-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 15. Diese überwacht im Block 29 die Abfrage seitens der Zentrale 1. Kommt von der Zentrale 1 eine Abfrage, so wird der korrekte Ausgangsstrom Ix zu der Zentrale 1 übertragen (Block 50). Obschon bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen als Analogsensor ein photoelektrischer Streulicht-Rauchsensor eingesetzt wird, kann es sich bei dem Analogsensor im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch um andere Typen von Sensoren handeln, z. B. um einen Abschwächungs- oder Auslösch-Rauchdetektor oder um einen Ionisierungs-Rauchdetektor. Beim letztgenannten Detektortyp wird die Pseudobedingung für einen (simulierten) Raucheintritt mit einer bestimmten Rauchdichte dadurch erzeugt, daß das Potention einer Zwischenelektrode in einer mit einer Außenelektrode versehenen Ionisierungskammer geändert wird (die Zwischenelektrode und eine Innenelektrode enthalten eine Strahlungsquelle). Die Ausgabekorrektur gemäß der Erfindung wird dadurch realisiert, daß man unter der Pseudobedingung einen Ausgangsstrom für ein Feuer-Erkennungssignal erhält. Der Analogsensor, bei dem die folgende Erfindung Anwendung findet, ist nicht auf einen Sensor zum Erfassen einer Rauchdichte oder einen Sensor zum Feststellen einer durch ein Feuer hervorgerufenen Temperaturänderung beschränkt. Das Ausgabekorrektursystem nach der Erfindung ist auf jeden Sensor anwendbar, der ein analoges Ausgangssignal erzeugt, welcher einer geeigneten Zustandsgröße entspricht. Mit der Korrektureinrichtung läßt sich eine korrigierte Zustandsgröße erhalten, ungeachtet der Ausgangskennlinie des jeweiligen Sensors. Die Berechnung für die Korrektur erfolgt bei den obenbeschriebenen Ausführungsbeispielen in der Zentrale. Statt dessen kann man auch einen Zwischenverstärker so ausstatten, daß er die Korrekturberechnung durchführt und ein Analogsignal oder ein Feuersignal zu der Zentrale sendet.

Anstatt Analogdaten zu der Zentrale zu senden, läßt sich auch ein vorbestimmter Schwellenwert in dem Sensor einstellen, so daß nur ein Alarmsignal zu der Zentrale gegeben wird, wenn die Analogdaten den vorbestimmten Schwellenwert übersteigen. Alternativ kann ein solcher Schwellenwert auch in einem Zwischenverstärker vorgesehen werden.

Claims

1. Feuerwarneinrichtung, bestehend aus einer Zentrale (1, 51) und wenigstens einem Analog-Feuerdetektor (3, 53), der auf das Vorhandensein einer vorbestimmten physikalischen Zustandsgröße (D) anspricht, wobei während eines von der Zentrale (1, 51) gesteuerten Testbetriebs der Analog-Feuerdetektor (3, 53) mit einer vorbestimmten Größe (D₅) der physikalischen Zustandsgröße beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale (1, 51) eine zentrale Verarbeitungseinheit (5) vorgesehen ist, die folgende Abschnitte umfaßt:

a) einen ersten arithmetischen Abschnitt (5b, 19b) der aus dem Ruhewert (Io) und dem Testbetriebswert (Is) jedes Analog-Feuerdetektors (3, 53) den Gradienten (K) einer Ausgabekennlinie (20) berechnet und in einem Speicherabschnitt (5c, 19c) ablegt und
b) einen zweiten arithmetischen Abschnitt (5d, 19d), der jeden aktuellen Detektorausgangswert (I_x) in einen korrigierten Wert (D_x) umrechnet, wobei der korrigierte Wert (D_x) das Produkt aus der Multiplikation des Gradienten (K) und der Differenz des Ausgabesignalwertes (I_x) unter den aktuellen Bedingungen und des Ruhewertes (I_o) ist.

2. Feuerwarneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite arithmetische Abschnitt (5b, 19b, 5d, 19d) und der Speicherabschnitt (5c, 19c) in der Zentrale (1, 51) angeordnet sind.

3. Feuerwarneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide der Ausgangssignalwerte (I_o, I_s) des Analog-Feuerdetektors (3, 53), die den Null- und Test-Bedingungen entsprechen, durch Mittelung einer Vielzahl von Ablesungen der Ausgangswerte des Analog-Feuerdetektors produziert werden.

4. Feuerwarneinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Feuerdetektor (3, 53) ein photoelektrisch arbeitender Detektor ist, der einen lichtemittierenden Abschnitt (7) und einen photoempfindlichen Abschnitt (8) aufweist, und des weiteren als Einrichtung zur Erzeugung der Test- Bedingungen eine weitere lichtemittierende Einheit (10) zur direkten Beleuchtung der photoempfindlichen Einrichtung (8) während eines Tests.

5. Feuerwarneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite arithmetische Abschnitt und der Speicherabschnitt (19c) und zusätzlich ein dritter arithmetischer Abschnitt (19e) im Analog-Feuerdetektor (53) angeordnet sind, welcher den korrigierten Wert (D_x) in einen korrigierten Detektorausgangswert (I_x) umrechnet.

6. Feuerwarneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Ausgangssignalwerte (I_o, I_s) des Analog-Feuerdetektors (53), die den Null- und Test-Bedingungen entsprechen, durch Mittelung einer Vielzahl von Ablesungen der Ausgangswerte (I_o, I_s) des Analog-Feuerdetektors (53) produziert werden.

7. Feuerwarneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Feuerdetektor (53) ein photoelektrisch arbeitender Detektor ist, der einen lichtemittierenden Abschnitt (7) und einen photoempfindlichen Abschnitt (8) aufweist und außerdem als Einrichtung zur Erzeugung der Test-Bedingungen einen zusätzlichen lichtemittierenden Abschnitt (10) zur direkten Beleuchtung der photoempfindlichen Einrichtung während eines Tests.