DE3650652T2

DE3650652T2 - Feueralarmsystem

Info

Publication number: DE3650652T2
Application number: DE3650652T
Authority: DE
Inventors: Kazumasa C O Matsushi Murakami; Motoharu C O Matsushita Terada
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2006-05-31
Also published as: EP0241574A2; HK1004072A1; DE3650652D1; EP0241574A3; EP0241574B1; US4692750A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Feueralarmsystems, spezieller auf ein Verfahren zum Betrieb eines Feueralarmsystems, bei welchem endständige Feuernachweisvorrichtungen über eine gemeinsame Übertragungsleitung mit einem Empfänger verbunden sind, in welchem die Information, die von den endständigen Feuernachweisvorrichtungen übertragen wird, verarbeitet wird, zur Bestimmung der Anwesenheit von Feuer.
Ein solches Feueralarmsystem ist bereits in der Technik bekannt, so wie in der US-A 4,556,873 offenbart. Dieses bekannte System verwendet Rauchdetektoren vom intelligenten Typ, die an einen Empfänger oder eine Zentraleinheit über eine gemeinsame zweiadrige Signalübertragungsleitung angeschlossen sind. Der Rauchdetektor vom intelligenten Typ enthält die grundlegende Funktion, binäre Informationen der abgetasteten Rauchdichte dem Empfänger zu übertragen, als Antwort auf die Anweisung des Empfängers, um so über die Anwesenheit von Feuer auf der Seite des Empfängers zu entscheiden. Zusätzlich ist in dem Rauchdetektor als Sicherungsmaßnahme gegen einen möglichen Fehler bei der Übertragung der binären Information der Rauchdichte eine Ersatz-Funktion vorgesehen, bei der ein niveauverschobenes Signal dem Empfänger über die Übertragungsleitung zur Verfügung gestellt wird, für den Fall, daß der analoge Wert der abgetasteten Rauchdichte, die auf der Seite des Detektors bestimmt wird, höher ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, wobei ein solches Ereignis von dem Empfänger als eine Anzeige für die Anwesenheit von Feuer erkannt wird, unabhängig von der obigen grundlegenden Funktion. Die Idee hinter dem obigen Feueralarmsystem ist die Bereitstellung eines Ersatz-Betriebs, bei dem die Anwesenheit oder Abwesenheit von Feuer selbst dann überwacht wird, wenn die binäre Information der abgetasteten Rauchdichte aufgrund einer unerwarteten Fehlfunktion der Übertragung der binären Information der abgetasteten Rauchdichte nicht mehr auf den Empfänger übertragen wird. Tatsächlich wird das niveauverschobene Signalübertragungsnetzwerk mit geringerer Wahrscheinlichkeit ausfallen als das digitale Signalübertragungsnetzwerk, welches höher entwickelte Hardware verwendet, wie zum Beispiel eine CPU, und ist somit gut für den Ersatz-Betrieb geeignet.
Zur Verwirklichung des obigen Feuernachweissystems ist es normale Praxis, ständig das digitale Signalübertragungsnetzwerk als Haupt-Feuernachweisanordnung zur genaueren und bequemeren Analyse der Anwesenheit von Feuer in Gang zu halten, gemäß den verschiedenen Umweltbedingungen der zu überwachenden Orte, während das Signalhöhenübertragungsnetzwerk oder die Ersatz- Feuernachweisanordnung abgeschaltet ist, und das letztere Netzwerk nur in Betrieb zu nehmen, wenn die abgetastete Menge in signifikanter Weise größer wird als das Schwellenwertniveau, so daß es selbst im Fall der Fehlfunktion des digitalen Signalübertragungsnetzwerkes die Anwesenheit von Feuer nachweisen kann. Mit dieser Methodik ist das Signalhöhenübertragungsnetzwerk dahingehend begrenzt, daß es eine geringere Empfindlichkeit gegen ein mögliches Feuer aufweist als das digitale Signalübertragungsnetzwerk.
Das System gemäß dem Stand der Technik befriedigt nicht vollständig im Hinblick auf die Bereitstellung eines wirklichen Ersatz-Schutzes, der eine höhere Empfindlichkeit aufrecht erhält, die im wesentlichen gleich derer der Haupt-Feuernachweisanordnung ist, solange das Signalhöhenübertragungsnetzwerk außer Betrieb gehalten wird, es sei denn, das Ausgangssignal des Sensors ist größer als vom digitalen Signalübertragungsnetzwerk beim Bestimmen der Anwesenheit von Feuer gefordert.
Das Problem, welches der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Feueralarmsystems mit einer verläßlicheren Ersatz-Feuernachweisanordnung zur Verfügung zu stellen.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren gelöst, wie es im Patentanspruch 1 beschrieben ist.
Die vorliegende Erfindung wurde verwirklicht, um ein verbessertes Feueralarmsystem mit einer verläßlichen Ersatz-Feuernachweisanordnung zur Verfügung zu stellen. Das Feueralarmsystem entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält einen Empfänger, kombiniert mit endständigen Feuernachweisvorrichtungen, die mit diesem über eine gemeinsame zweiadrige Signalübertragungsleitung verbunden sind. Die endständigen Feuernachweisvorrichtungen enthalten einen Sensor zum Abtasten von feueranzeigenden Parametern, wie zum Beispiel einer zu messenden Rauchdichte, und zum Herstellen eines dafür stellvertretenden analogen Signals sowie einen Signalhöhenausgabebereich zum Übertragen eines Niveausignals auf den Empfänger. Der Signalhöhenausgabebereich enthält niveauverschiebende oder -schaltende Vorrichtungen, die zwischen den Adern der Übertragungsleitung angeschlossen sind, um so die Niveauverschiebung des Niveausignales zu bewirken, wenn der abgetastete Parameter ein Niveau aufweist, welches größer ist als ein vorbestimmtes Schwellenwertniveau. Weiterhin sind in den endständigen Feuernachweisvorrichtungen ein Analog-Digital-Konverter zum Konvertieren des analogen Ausgangssignals des Sensors in ein entsprechendes digitales Signal enthalten und ein Übertragungsbereich für binäre Informationen zum Übertragen des digitalen Signals in Form eines dem Niveausignal überlagerten Signales, wobei das Niveausignal und das digitale Signal in zeitteilender Multiplexbetriebsweise über die Übertragungsleitung übertragen werden.
Der Empfänger enthält eine erste Vorrichtung, die auf die Niveauverschiebung des Niveausignales zur Bestimmung der Anwesenheit von Feuer anspricht, und enthält eine zweite Vorrichtung, die auf das digitale Signal, welches von dem Analog-Digital-Konverter übertragen wird, und auf dessen Basis, zur Bestimmung der Anwesenheit von Feuer anspricht, unabhängig von der ersten Vorrichtung. Somit arbeitet der binäre Informationsübertragungsbereich mit der zweiten Vorrichtung des Empfängers zusammen, um ein digitales Signalübertragungsnetzwerk als Haupt-Feuernachweisanordnung zu bilden, während der Signalhöhenausgabebereich mit der ersten Vorrichtung des Empfängers zusammenarbeitet, um ein Signalhöhenübertragungsnetzwerk als eine Ersatz-Feuernachweisanordnung zu bilden.
Mit der Maßnahme, daß das Signalhöhenübertragungsnetzwerk ein eigenes Schwellenwertniveau zur Bestimmung der Anwesenheit von Feuer aufweist, kann das Schwellenwertniveau einen solchen Wert annehmen, daß das Signalhöhenübertragungsnetzwerk eine ähnlicher Empfindlichkeit gegen mögliche Feuer aufweisen kann wie das digitale Signalübertragungsnetzwerk. Dies ermöglicht, stets beide, die Haupt- und die Ersatz-Anordnung, in Gang zu halten, und stellt sicher, daß die Ersatz-Anordnung erfolgreich die Anwesenheit von Feuer bestimmen kann, falls eine Fehl funktion der Haupt-Feuernachweisanordnung vorliegt, sogar mit derselben Empfindlichkeit, wodurch eine echte Ersatz-Aufrechterhaltung des Feuernachweises mit derselben Empfindlichkeit wie beim Haupt-Feuernachweis gegeben ist.
Eine endständige Feuernachweisvorrichtung ist mit einer Ferntestvorrichtung ausgestattet, die auf die Anweisung des Empfängers anspricht, um so eine Ausgabe zur Verfügung zu stellen, die stellvertretend für die gegenwärtige Anwesenheit von Feuer ist, und die Niveauverschiebe- oder Schaltvorrichtung in Gang zu setzen, sowie Vorrichtungen um dem Empfänger eine binäre Anzeige dafür zu übertragen, ob die Niveauverschiebevorrichtung als überlagertes Signal zusammen mit dem digitalen Signal in Gang gesetzt ist, wobei der Empfänger den Betrieb der Niveauverschiebevorrichtung in Antwort auf dieses Ausgangssignal prüfen kann. Mit diesem Ergebnis kann der Empfänger regelmäßig den Betrieb des Signalhöhenübertragungsnetzwerks oder der Ersatz-Feuernachweisanordnung testen und das Testergebnis unter Verwendung des digitalen Signalübertragungsnetzwerks in derselben Weise wie bei der Analyse des digitalen Signals erkennen. Somit kann der Betrieb des Signalhöhenübertragungsnetzwerkes stets in der Weise überwacht werden, daß das Netzwerk sofort repariert werden kann, falls eine Fehlfunktion bei der Beantwortung der Testanweisung vorliegt, wobei die Ersatz-Anordnung zum Nachweisen von Feuer zuverlässig aufrecht erhalten wird, falls ein Fehler im digitalen Signalübertragungsnetzwerk vorliegt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Alarmsystem zur Verfügung, bei welchem der Signalhöhenausgabebereich eine Überwachungsvorrichtung zum Prüfen des Betriebes des digitalen Signalübertragungsnetzwerkes enthält, wobei die Niveauverschiebe- oder Schaltvorrichtung nur in Gang gesetzt wird, wenn die Überwachungsvorrichtung feststellt, daß das digitale Signalübertragungsnetzwerk nicht in Betrieb ist. Mit dieser Methodik ist das Signalhöhenübertragungsnetzwerk mit der gleichen Empfindlichkeit gegen mögliche Feuer ausgestattet wie das digitale Signalübertragungsnetzwerk, ohne daß mögliche Wechselwirkungen zwischen den beiden verschiedenen Feuernachweisanordnungen vorlägen, wodurch schon der Ersatz-Anordnung erlaubt wird, die Anwesenheit von Feuer ohne Verminderung der Empfindlichkeit nachzuweisen.
Die Überwachungsvorrichtung ist so gestaltet, daß sie feststellt, daß das digitale Signalübertragungsnetzwerk außer Betrieb ist, wenn der binäre Informationsübertragungsbereich weder ein Signal von dem Empfänger für eine vorbestimmte Zeitperiode empfängt, noch eines darauf überträgt. Somit kann die Überwachungsvorrichtung das gesamte digitale Übertragungsnetzwerk überprüfen, welches sich von den individuellen endständigen Feuernachweisvorrichtungen bis zu dem Empfänger erstreckt, wodurch eine verläßliche Prüfung des digitalen Signalübertragungsnetzwerkes bewirkt wird.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Feueralarmsystems, welches die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die Funktion eines Rauchdetektors vom zusammengesetzten Typ zeigt, welcher in dem obigen System verwendet wird;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, welches die Funktion eines Empfängers zeigt, der in dem obigen System verwendet wird;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die Wellenformen illustriert, welche auf einer Signalübertragungsleitung zwischen dem Empfänger und den Rauchdetektoren im obigen System getragen werden;
Fig. 5 ist eine vergrößerte graphische Darstellung von Wellenformen, die die Einzelheiten von Figur 4 zeigt;
Fig. 6 ist eine weitergehend vergrößerte graphische Darstellung von Wellenformen, die die Einzelheiten aus Fig. 5 darstellt; und
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches die Betriebsabfolge des obigen Systems darstellt.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Feueralarmsystem dargestellt, welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Das System weist einen Empfänger 10 und eine Reihe von Rauchdetektoren 20 vom zusammengesetzten Typ als endständige Feuernachweisvorrichtung auf, welche an dem Empfänger 10 über individuelle Signalübertragungsleitungen 1 mit jeweils zwei Adern angeschlossen sind.
Das System enthält ein digitales Signalübertragungsnetzwerk als Haupt-Feuernachweisanordnung und ein Signalhöhenübertragungsnetzwerk als Sicherheitfeuernachweisanordnung, wobei sich beide Netzwerke die gemeinsame Signalübertragungsleitung 1 teilen. Zu diesem Zweck ist jeder der Rauchdetektoren 20 so gestaltet, daß er vom zusammengesetzten Typ ist, der in zwei verschiedenen Modi arbeitet, wobei der eine ein konventioneller Kontaktschließungsmodus ist, bei dem dem Empfänger ein Niveausignal übertragen wird, welches anzeigt, ob eine signifikant erhöhte Rauchdichte festgestellt wird oder nicht, und der andere ein intelligenter Modus ist, bei dem ein digitales Signal übertragen wird, welches die abgetastete Rauchdichte in Form eines überlagerten Signals auf dem Niveausignal anzeigt. Somit enthält der erstgenannte Betriebsmodus das oben genannte Signalhöhenübertragungsnetzwerk, während der letztere das oben genannte digitale Signalübertragungsnetzwerk enthält.
Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält jeder Rauchdetektor 20 einerseits einen Signalhöhenausgabebereich 41 mit einem Schaltelement 42, welches die Adern der Signalübertragungsleitung 1 über eine geeignete Impedanz kurzschließt, um ein Kontaktschließungssignal oder niveauverschobenes Signal zu übertragen, wenn die abgetastete Rauchdichte oberhalb eines kritischen Niveaus ist, und diese höhere Rauchdichte über eine vorbestimmte Zeitperiode anhält, und enthält andererseits einen Signalprozessorbereich 31, der von einer geeigneten CPU gebildet ist und verantwortlich ist für die intelligente Funktionsweise bezüglich der Übertragung des digitalen Signais, welches kennzeichnend ist für die abgetastete Rauchdichte, in Antwort auf die Anweisung von dem Empfänger 10 zur genauen und bequemen Analyse der abgetasteten Daten beim Bestimmen der Anwesenheit von Feuer auf der Seite des Empfängers 10, in Kombination mit anderen Parametern, wie zum Beispiel einer Zeitperiode.
Das Niveausignal und das digitale Signal werden in einer zeitteilenden Multiplexbetriebsweise über die Übertragungsleitung 1 unter Überwachung des Empfängers 10 übertragen. Andere Typen von Rauchdetektoren 5 und 6 können zusätzlich an jeder Leitung 1 angebracht werden, um mit dem Empfänger 10 verbunden zu werden. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist der Rauchdetektor 5 vom konventionellen Kontaktschließungstyp und der Rauchdetektor 6 ist vom intelligenten Typ, der nur das digitale Signal auf den Empfänger 10 überträgt. Es ist festzustellen, daß jeder der Rauchdetektoren 20, 5 und 6 seine Energie von dem Empfänger 10 über die entsprechende Datenübertragungsleitung 1 erhält.
Nun wird Bezug auf Fig. 2 und 3 genommen, wo nur eine Signalübertragungsleitung 1 gezeigt wird, die an dem Empfänger 10 angeschlossen ist, um so das vorliegende System leicht verstehen zu können, obwohl der Empfänger 10 an mehr als eine Signalübertragungsleitung 1 angeschlossen ist, zum Bereitstellen von Leitungsspannungen in den Wellenformen, wie in Figur 4 für entsprechende Signalübertragungsleitungen 1 gezeigt, wobei jede den einen oder mehrere Rauchdetektoren trägt.
Der Empfänger 10 enthält zeitteilende Multiplexvorrichtungen zum Bestimmen eines Signalhöhenübertragungsabschnittes, in welchem der Empfänger 10 die Signalhöhen auf der Signalübertragungsleitung 1 empfängt und einen überlagerten Signalübertragungszeitabschnitt, in welchem der Empfänger 10 das überlagerte Signal auf der Signalübertragungsleitung 1 überträgt und empfängt. An diesem Ende ist ein Spannungsumschalt- Schaltkreis 11 in dem Empfänger 10 enthalten, um der Signalübertragungsleitung 1 zyklisch eine Hochspannung VH während des Zeitabschnittes für die Signalhöhenübertragung zuzuführen, und eine Niederspannung VL während des Übertragungszeitabschnittes für das überlagerte Signal, unter der Überwachung eines zeitgebenden Pulsgenerators 12.
Eine Informationsverarbeitungseinheit 13 ist in dem Empfänger 10 zur Vorbereitung einer Reihe von Anweisungssignalen VS enthalten, die an die Rauchdetektoren 20 übertragen werden sollen und die die individuellen Rauchdetektoren 20 veranlassen, entsprechende Antwortsignale zurückzusenden, welche die abgetastete Rauchdichte bezüglich des individuellen Rauchdetektors 20 anzeigen. Die Informationsverarbeitungseinheit 13 arbeitet ebenfalls zur Verarbeitung der Daten, die von jedem der Rauchdetektoren 20 und 6 zurückgeschickt werden, um die Anwesenheit von Feuer an dem Ort, wo die Rauchdetektoren 20 und 6 installiert sind, zu bestimmen, um so ein Alarmsignal in Form eines hörbaren oder sichtbaren Alarms zu erzeugen, in der Reihenfolge der Signifikanz, die von den bestimmten Ergebnissen abhängt, und um andere Funktionen des Empfängers 10 zu kontrollieren. Ein Modem 14 in dem Empfänger 10 moduliert und überträgt die Reihe der Instruktionssignale VS zu den entsprechenden Rauchdetektoren 20 und 6 über einen Kopplungsschaltkreis 15, um so auch die über den Kopplungsschaltkreis 15 von den individuellen Rauchdetektoren 20 und 6 zurückgesandten Antwortssignale unter der Kontrolle der Informationsverarbeitungseinheit 13 zu demodulieren. Der Kopplungsschaltkreis 15 dient der Übertragung der Instruktionssignale VS, die den Niveausignalen überlagert sind, synchronisiert mit dem Spannungsumschalt-Schaltkreis 11, unter Mithilfe des zeitgebenden Pulsgenerators 12.
Auch ist in dem Empfänger 10 ein Niveauüberwachungsschaltkreis 16 enthalten, der in Antwort auf die höhere Spannung VH, die der Signalübertragungseinheit 1 zugeführt wird, betrieben wird, um die Leitungsspannung mit einem vorbestimmten Spannungsniveau zu vergleichen oder um den Leitungsstrom mit einem vorbestimmten Stromniveau zu vergleichen, um so ein Ausgabesignal zu erzeugen, wenn die Leitungsspannung unter das vorbestimmte Spannungsniveau fällt oder wenn der Leitungsstrom größer ist als das vorbestimmte Stromniveau. Bei diesem Ereignis wird das Ausgabesignal, welches anzeigt, daß die Anwesenheit von Feuer nachgewiesen ist, der Informationsverarbeitungseinheit 13 zugeführt, wo es der erforderlichen Verarbeitung unterworfen wird, wie zum Beispiel zur Veranlassung eines Alarmsignals in Form eines hörbaren oder sichtbaren Alarms, unabhängig von dem obigen Digitalsignalübertragungsnetzwerk.
Wie am besten in Fig. 5 gezeigt, ist jeder Satz der Instruktionssignale VS, die dem Niveausignal in dem Signalübertragungsabschnitt überlagert sind, aus einem Startsignal ST, einem Adressensignal Ab und einem Überwachungssignal CD zusammengesetzt, welches von einer Antwortwartezeit RT begleitet wird, während welcher der entsprechende Rauchdetektor 20 auf das Überwachungssignal CD zur Übermittlung des Antwortsignals zu dem Empfänger 10 antwortet. Startsignal ST, Adressensignal AD, Überwachungssignal CD und das Antwortsignal sind zeitunterteilt in Serie angeordnet.
Das Antwortsignal in Form eines digitalen Signals, welches die abgetastete Rauchdichte anzeigt, wird in der Informationsverarbeitungseinheit 13 verarbeitet, um so genau und bequem analysiert zu werden. Zum Beispiel steht die Rauchdichte, die von dem digitalen Signal bekannt ist, mit einer Zeitperiode zur Bereitstellung einer verläßlichen Bestimmung der Anwesenheit von Feuer in Verbindung. Das heißt, die Informationsverarbeitungseinheit 13 kann die Anwesenheit von Feuer feststellen, wenn die Rauchdichte ein Bezugsdichteniveau überschreitet und gleichzeitig, wenn eine solche Rauchdichte über einen Bezugszeitbereich andauert. Wegen der Beschaffenheit eines Mikroprozessors, der als Informationsverarbeitungseinheit 13 verwendet wird, ist es durchaus möglich, mehr als ein Bezugsdichteniveau oder eine Bezugszeitperiode zum Erreichen einer geschickteren Bestimmung der Anwesenheit von Feuer zu erreichen, in mehreren einzelnen Stufen der Feuererkennung, durch bessere Ausnutzung des digitalen Signals, welches von dem Rauchdetektor 20 übermittelt wird. Eine solche Empfindlichkeit gegen mögliche Feuer kann auf der Seite des Empfängers 10 bezüglich jedes der Rauchdetektoren 20 eingestellt werden, welche unter verschiedenen Umweltbedingungen angeordnet sind.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist jeder der obigen Rauchdetektoren vom zusammengesetzten Typ einen Abtastbereich 21 auf, den Signalverarbeitungsbereich 31, der für den intelligenten Betrieb verantwortlich ist, und den Signalhöhenausgabebereich 41 einschließlich des Schaltelementes 42. In der Rauchabtastvorrichtung 25 ist eine Kombinationslichtquelle 22a und ein Photosensor 22b enthalten, welche den Rauchdetektor 20 als vom photoelektrischen Nachweistyp definieren, wobei diese innerhalb eines Abtastkopfes 22 angeordnet sind und darin eine Rauchkammer 22c oder Lichtstreubereich definiert ist, in welchen Rauchpartikel zum Nachweis der Rauchdichte eintreten können. Das Licht aus der Lichtquelle 22a wird von den Rauchteilchen, die in der Rauchkammer 22c anwesend sind, gestreut oder reflektiert, um dann in dem Photosensor 22b empfangen zu werden, welcher so reagiert, daß er ein Ausgabesignal erstellt, welches stellvertretend für die Menge an Rauchteilchen bzw. die Rauchdichte ist. Das Ausgangssignal aus dem Photosensor 22b wird über einen Verstärker 23 an einen analogen Ausgabeschaltkreis 24 gegeben, wo das verstärkte analoge Ausgabesignal, welches stellvertretend für den abgetasteten Parameter oder die Rauchdichte ist, zum Zwecke erforderlicher Kompensationen, wie zum Beispiel Temperaturkompensation, verarbeitet wird, und wird dann einem Analog-Digital-Konverter 32 in dem Signalverarbeitungsbereich 31 zugeführt. Gleichzeitig wird das verstärkte analoge Ausgabesignal nach Kompensation einem Niveaudiskriminatorschaltkreis 27 zugeführt, dessen Einzelheiten im folgenden diskutiert werden. Ein Antriebsschaltkreis 25 arbeitet mit einem zeitgebenden Pulsgenerator 26 so zusammen, daß er die Arbeitsvorgänge der Lichtquelle 22a, des Photosensors 22b und des Verstärkers 23 synchronisiert.
Der Niveaudiskriminatorschaltkreis 27 in dem Rauchabtastbereich 21 empfängt das Ausgabesignal von dem analogen Ausgabeschaltkreis 24, um den analogen Wert dieses Ausgangssignals mit einem vorbestimmten Schwellenwertniveau zu vergleichen, und gibt einen Triggerimpuls auf das Schaltelement 42, wenn erkannt wird, daß das Niveau des Ausgangssignals kontinuierlich über eine vorbestimmte Zeitperiode größer ist als das Schwellenwertniveau, wobei die Zeitperiode durch einen Zähler 28 definiert wird, der durch den zeitgebenden Pulsgenerator 26 betrieben wird. Das Schaltelement 42 reagiert auf einen solchen Triggerimpuls mit dem Kurzschließen der Adern der Übertragungsleitung 1 über eine geeignete Impedanz, um das niveauverschobene Signal dem Empfänger 10 zu übertragen. Nach diesem Ereignis erkennt der Empfänger 10 die Anwesenheit von Feuer, unabhängig von dem Betrieb des digitalen Signalübertragungsnetzwerks, wodurch erfolgreich, für den Fall der Fehlfunktion des obigen digitalen Signalübertragungsnetzwerkes, ein Ersatz-Feuernachweis bewirkt wird. Dies ist ein Schutz gegen eine mögliche Fehlfunktion des digitalen Signalübertragungsnetzwerkes, welches kompliziertere und empfindlichere elektronische Komponenten, wie die CPU, zum intelligenten Betrieb enthält und daher mit größerer Wahrscheinlichkeit einer unerwarteten Fehlfunktion unterliegt als das Signalhöhenübertragungsnetzwerk, welches eher einfache Komponenten verwendet.
Da das Schaltelement 42 durch den Niveaudiskriminatorschaltkreis 27 in Gang gesetzt wird, der eine eigene Referenz hat, mit welcher die eingehenden analogen Daten verglichen werden, kann das Signalhöhenübertragungsnetzwerk einschließlich des Schaltelementes 42 eine Empfindlichkeit gegen mögliche Feuer aufweisen, die unabhängig vom digitalen Signalübertragungsnetzwerk ist. Mit anderen Worten kann das Signalhöhenübertragungsnetzwerk die gleiche oder sogar eine höhere Empfindlichkeit als das digitale Signalübertragungsnetzwerk aufweisen, so daß, selbst wenn das digitale Signalübertragungsnetzwerk außer Betrieb wäre, das Signalhöhenübertragungsnetzwerk als Ersatz- Feuernachweis die Aufgaben übernehmen könnte, ohne Verringerung der Empfindlichkeit. Es muß an dieser Stelle bemerkt werden, daß der Niveaudiskriminatorschaltkreis 27 die abgetasteten Rauchdichtedaten von dem analogen Ausgabeschaltkreis 24 erhält und nicht von dem Analog-Digital-Konverter 32, was ermöglicht, das Signalhöhenübertragungsnetzwerk so einfach wie möglich zu konstruieren und somit seine Verläßlichkeit zu erhöhen, d.h., zu leisten, daß das Signalhöhenübertragungsnetzwerk nicht von einer Fehlfunktion des Analog-Digital-Konverters 32 beeinflußt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Signalhöhenausgabebereich 41 oder das Schaltelement 42 stets aktiv, während der Signalprozessor 33 so arbeitet, daß er digitale Signale zu und von dem Empfänger 10 überträgt oder empfängt, so daß der Empfänger 10 die Anwesenheit von Feuer über die obigen beiden verschiedenen Modi der Feuernachweisanordnungen nachweisen kann.
Auf der Seite des Signalverarbeitungsbereiches 31, empfängt der Analog-Digital-Konverter 32 das Ausgabesignal des analogen Ausgabeschaltkreises 24, um das digitale Signal zur Verfügung zu stellen, welches die Rauchdichte in verschiedenen einzelnen Niveaus anzeigt. Das digitale Signal wird dann dem Signalprozessor 33 zugeführt, von welchem es über ein Modem 34 und die Signalübertragungsleitung 1 dem Empfänger zugeführt wird, jedesmal, wenn der Empfänger 10 den Rauchdetektor 20 anspricht. Das Modem 34 demoduliert die Anweisungssignale VS, welche von dem Empfänger 10 übertragen werden, während die niedrigere Leitungsspannung VL der =Übertragungsleitung 1 zugeführt wird, und moduliert und überträgt weiterhin das Antwortsignal auf den Empfänger 10. Der Signalprozessor 33 empfängt die demodulierten Anweisungssignale VS und führt die Funktionen aus, das Überwachungssignal CD davon zu lesen, wenn das begleitete Adressensignal AD mit einer bestimmten Adresse, die dem individuellen Rauchdetektor 20 zugewiesen ist, übereinstimmt, stellt eine geeignete Zahl von Bits zur Verfügung, zum Beispiel, wie in Figur 6 gezeigt, sieben Bits serieller Pulsdaten von dem Ausgang des Analog-Digital-Konverters 32 in Übereinstimmung mit dem Überwachungssignal CD, hängt den sieben Bits von Pulsdaten ein einzelnes Bit an, welches anzeigt, ob das Schaltelement 42 in Gang gesetzt ist oder nicht, um das niveauverschobene Signal zur Verfügung zu stellen, und übermittelt dem Empfänger 10 die resultierenden acht Bits serieller Pulsdaten als das Antwortsignal für den Empfänger 10, während der Zeitperiode, zu der die Antwortwarteperiode RT, begleitet von dem Anweisungssignal VS empfangen wird.
Ein Ferntestschaltkreis 29 ist zusätzlich in den Rauchabtastbereich 21 eingebaut, zum Testen des Betriebs des photoelektrischen Systems, als Antwort auf die Anweisung des Empfängers 10. Wenn der Ferntestschaltkreis 29 die Anweisung von dem Empfänger 10 über den Signalprozessor 33 in dem Signalverarbeitungsbereich 31 empfängt, veranlaßt dies die Lichtquelle 22a, Licht von solcher Intensität zu emittieren, daß der Photosensor 22b Licht von einem Niveau empfangen kann, welches hoch genug ist, um die beträchtliche Menge von anwesenden Rauchteilchen anzuzeigen, wobei der Rauchdetektor 20 das Rauchdichtesignal erstellt und überträgt, und die signifikante Rauchdichte dem Empfänger 10 anzeigt, um so den Betrieb des Systems zu überprüfen. Dies ist nicht nur zur Prüfung der Operation des digitalen Übertragungsnetzwerkes vorteilhaft, sondem auch zum Überprüfen des Betriebes des Signalhöhenübertragungsnetzwerkes oder des Ersatz-Feuernachweises, da der Empfänger 10 zu jeder Zeit überwachen und überprüfen kann, ob der Ersatz-Feuernachweis richtig arbeiten kann oder nicht, indem er das letzte Bit der acht Bits der obigen Pulsdaten, die dem Empfänger 10 über das digitale Signalübertragungsnetzwerk übertragen wurden. Entsprechend kann das vorliegende Feueralarmsystem regelmäßig den Ersatz-Feuernachweis selbst testen, um so seinen Wiederaufbau zu erlauben, wenn festgestellt wird, daß es fehlerhaft ist, bevor ernsthafte Feuer entstehen, wodurch die Möglichkeit der Fehlfunktion der Ersatz-Anordnung bezüglich des richtigen Arbeitens oder Unterstützens des Haupt-Feuernachweisschemas ausgeschlossen wird. Tatsächlich ist der Ersatz-Betrieb mit erhöhter Verläßlichkeit äußerst erwünscht für ein Feueralarmsystem, welches unter keinen Umständen den Feuernachweis versäumen darf.
Der Überwachungsschaltkreis 43 ist zum stetigen Überprüfen des Betriebes des digitalen Signalübertragungsnetzwerkes eingefügt und zum Setzen des Schaltelementes 42 in den aktiven Zustand, nur wenn der Überwachungsschaltkreis 43 feststellt, daß das digitale Übertragungsnetzwerk nicht in Betrieb ist, um so automatisch das System in den Ersatz-Feuernachweismodus zu überführen und die Anwesenheit von Feuer über das Signalhöhenübertragungsnetzwerk nachzuweisen, während auf der Seite des Empfängers 10 der Niveauüberwachungsschaltkreis 16 stets aktiv bleibt. Durch die Bereitstellung des Überwachungsschaltkreises 43 kann der Empfänger 10 die feueranzeigenden Daten in ausreichender Weise durch einen der beiden verschiedenen Feuernachweisemodi gleichzeitig erkennen, und somit die Interpretation dieser Daten relativ leicht liefern. Der Überwachungsschaltkreis 43 ist so gestaltet, daß er feststellt, daß das digitale Signalübertragungsnetzwerk nicht in Betrieb ist, wenn der Rauchdetektor 20 weder ein Signal von oder zu dem Empfänger 10 über eine vorbestimmte Zeitperiode empfängt oder überträgt. Das heißt, wie in dem Flußdiagramm aus Fig. 7 illustriert, daß der Übertragungsschaltkreis 43 stets bei einem ersten Schritt feststellt, ob der Betrieb der digitalen Signalübertragung nicht funktioniert. Ein Zähler in dem Überwachungsschaltkreis 43 wird dann gesetzt, um die abgelaufene Zeit zu messen, wenn ein Fehler gefunden wurde, anderenfalls wird der Zähler zurückgesetzt. Wenn der Zähler gesetzt wird geht die Abfolge zu einem nächsten Schritt über, wo die abgelaufene Zeit dahin überprüft wird, ob sie größer ist als eine vorbestimmte Bezugszeitperiode. Wenn ja, erkennt die Überwachungsvorrichtung den Fehler des digitalen Signalübertragungsnetzwerkes und setzt das Schaltelement 42 in aktiven Zustand, so daß es bereit für den Ersatz-Feuernachweismodus ist. Wenn nicht, geht die Abfolge zurück zum ersten Schritt.
Der Überwachungsschaltkreis 43 spricht auf die oben beschriebene Ferntestanweisung an, um das Schaltelemente 42 in den Betriebszustand zu setzen, wobei ermöglicht wird, daß der Betrieb des Ersatz-Feuernachweises erfolgreich geprüft wird, indem an die sieben Bits der Pulsdaten ein einzelnes Datenbit angehängt wird, welches anzeigt, ob das Schaltelement 42 anspricht, um ein niveauverschobenes Signal zur Verfügung zu stellen oder nicht, in derselben Weise wie oben beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet der Rauchdetektor 20 den Abtastkopf 22 vom photoelektrischen Typ, jedoch können auch Ionenabtastköpfe, eingebaut in einer Ionisierungskammer, statt dessen verwendet werden. Auch andere Typen von Detektoren, wie z.B. Flammendetektoren, von dem Typ, der ultraviolettes oder infrarotes Licht abtasten kann, können als endständige Feuernachweisvorrichtungen anstelle der Rauchdetektoren 20 verwendet werden.
Obwohl die Rauchdetektoren 20 der obigen Ausführungsform so angeordnet sind, daß sie den einzelnen Signalverarbeitungsbereich 31 für jeden Rauchabtastbereich 21 und Signalhöhenausgabebereich 41 aufweist, soll die vorliegende Erfindung nicht so verstanden werden, daß sie auf diese Konfiguration beschränkt ist, sondern daß sie auch eine Anordnung der Endeinrichtungen enthalten kann, bei welcher die Signalverarbeitungseinheit 31 als Wiederholer verwendet wird, um an eine Vielzahl von Sätzen der rauchabtastenden Bereiche 21 und Signalhöhenausgabebereiche 41 angeschlossen werden zu können. In diesem Zusammenhang kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich zu einem vielfach verzweigten System ausgedehnt werden, bei welchem eine Vielzahl von Empfängern 10, wovon jeder einige Signalübertragungsleitungen 1 aufweist, die die mehreren Sätze von Rauchdetektoren tragen, zusammen an einer zentralen Überwachungsstation angeschlossen sind, um untereinander in einer zeitteilenden Multiplexbetriebsweise zu kommunizieren. Weiterhin kann der Empfänger 10 mit gewöhnlichen Feuerverhinderungsgerätschaften zusammenwirken, wie z.B. Feuerschutzklappen, Rauchentwicklern oder dergleichen, um dieselben in effektiver Weise auf Grundlage des Nachweises der Anwesenheit von Feuer durch den Empfänger 10 zu betreiben.
Die Merkmale, die in der vorangehenden Beschreibung, in den Ansprüchen und/oder in den begleitenden Zeichnungen offenbart wurden, können, sowohl einzeln als auch in jeder ihrer Kombinationen, wesentlich für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Gestaltungen sein.

Bezugszeichenliste

1 Signalübertragungsleitung
5 Rauchdetektor
6 Rauchdetektor
10 Empfänger
11 Spannungsumschalt-Schaltkreis
12 Zeitgebender Pulsgenerator
13 Informationsverarbeitungseinheit
14 Modem
15 Kopplungsschaltkreis
16 Niveauüberwachungsschaltkreis
20 Rauchdetektor
21 Rauchabtastbereich
22 Abtastkopf
22a Lichtquelle
22b Photosensor
22c Rauchkammer
23 Verstärker
24 Analoger Ausgabeschaltkreis
25 Treiberschaltkreis
26 Zeitgebender Pulsgenerator
27 Niveaudiskriminatorschaltkreis
28 Zähler
29 Ferntestschaltkreis
31 Signalverarbeitungsbereich
32 Analog-Digital-Konverter
33 Signalprozessor
34 Modem
41 Signalniveauausgabebereich
42 Schaltelement
43 Überwachungsschaltkreis

Claims

1. Verfahren zum Betrieb eines Feueralarmsystems mit einem Empfänger (10), kombiniert mit einer Vielzahl endständiger Feuernachweisvorrichtungen (5, 6, 20), welche daran über eine gemeinsame, zweiadrige Signalübertragungsleitung angeschlossen sind, wobei wenigstens einige der endständigen Feuernachweisvorrichtungen (20) vom zusammengesetzten Typ sind, mit:

einem Abtastbereich (21) zum Abtasten eines feueranzeigenden Parameters, wie zum Beispiel einer Rauchdichte, die mittels eines Sensors (22) gemessen wird, und zum Erzeugen eines stellvertretenden analogen Signals;

einem Signalhöhenausgabebereich (41), der von dem Empfänger (10) eine Reihe von Hochspannungssignalen (VH) empfängt, jeweils alternierend mit einem Niederspannungssignal (VL), wobei die Hoch- und Niederspannungssignale zwischen den Adern der Übertragungsleitung aufgegeben werden, wobei der Signalhöhenausgabebereich (41) ein Schaltelement (42) enthält, welches zwischen den Adern der Übertragungsleitung angeschlossen ist, um so das Hochspannungssignals (VH) während eines Zeitabschnittes für die Signalhöhenübertragung kurzzuschließen, wenn der abgetastete Parameter ein höheres Niveau aufweist als ein vorbestimmtes Schwellenwertniveau;

einem Niveaudiskriminatorschaltkreis (27), der mit dem Schaltelement (42) verbunden ist, wobei der Niveaudiskriminatorschaltkreis das Schwellenwertniveau aufweist, mit welchem der Wert des analogen Signals von dem Sensor (22) verglichen wird, so daß es das Schaltelement (42) in Gang setzt, um das Kurzschließen des Hochspannungssignals (VH) herbeizuführen, wenn das analoge Signal ein höheres Niveau aufweist als das Schwellenwertniveau,

einem Analog-Digital-Konverter (32) der das analoge Signal aus dem Abtastbereich (21) in ein entsprechendes digitales Signal umwandelt;

einem binären Informationsübertragungsbereich, zum Übertragen des digitalen Signals in der Form eines dem Niederspannungssignal (VL) überlagerten Signals während eines Zeitabschnittes für die Übertragung eines überlagerten Signals,

einem Signalprozessor (33), welcher ein demoduliertes Anweisungssignal (VS) von dem Empfänger (10) erhält und die Funktionen durchführt, daraus ein Kontrollsignal (CD) zu lesen, wenn das begleitende Adressensignal (Ab) mit einer bestimmten Adresse, die dem individuellen Sensor (22) zugeordnet ist, übereinstimmt, eine geeignete Anzahl von Bits serieller Pulsdaten aus dem Ausgang des Analog-Digital-Konverters (32) in Übereinstimmung mit dem Kontrollsignal zur Verfügung zu stellen und dem Empfänger (10) die resultierenden Bits der seriellen Pulsdaten als Antwortsignal auf den Empfänger (10) zu übertragen, während der Zeitperiode, zu der eine Antwortwarteperiode (RT) empfangen wird, die in dem Anweisungssignal (VS) zur Verfügung gestellt wird, und

Ferntestvorrichtungen (29), welche auf eine Anweisung von dem Empfänger (10) ansprechen, um zu bewirken, daß die endständigen Feuernachweisvorrichtungen eine solche Ausgabe zur Verfügung stellen, die stellvertretend für die Anwesenheit von Feuer ist,

wobei der Empfänger enthält:

eine erste Vorrichtung (16), die auf das Kurzschließen des Hochspannungssignals (VH) anspricht, um so die Anwesenheit von Feuer zu bestimmen;

eine zweite Vorrichtung (13), die auf das digitale Signal anspricht, welches von dem Analog-Digital-Konverter (32) übermittelt wird, um darauf basierend die Anwesenheit von Feuer zu bestimmen, unabhängig von der ersten Vorrichtung (16), wobei die digitalen Signale aus einer Vielzahl der endständigen Feuernachweisvorrichtungen in einer zeitteilenden Multiplexbetriebsweise auf dem Niederspannungssignal (VL) über die Übertragungsleitung übertragen werden;

wobei das Schwellenwertniveau des Niveaudiskriminatorschaltkreises (27) einstellbar ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Schwellenwertniveau in der endständigen Feuernachweisvorrichtung (20) vom zusammengesetzten Typ festgesetzt wird, um dieselbe Empfindlichkeit für die Bestimmung der Anwesenheit von Feuer sowohl durch die erste (16) als auch durch die zweite (13) Vorrichtung zur Verfügung zu stellen;

der Signalprozessor (33), als Antwort auf das in Gang setzen der Ferntestvorrichtungen, den Bits der Pulsdaten ein einzelnes Bit anhängt, welches anzeigt, ob das Schaltelement (42) zum Kurzschließen des Hochspannungssignals in Gang gesetzt ist oder nicht,

jede der endständigen Feuernachweisvorrichtungen (20) vom zusammengesetzten Typ mit Vorrichtungen zum Übertragen des einzelnen Bits ausgestattet ist, welches anzeigt, ob das Schaltelement (42) in Gang gesetzt ist oder nicht, zusammen mit dem digitalen Signal zu dem Empfänger, wenn die Ferntestvorrichtung in Gang gesetzt ist, wobei der Empfänger (10) Vorrichtungen zum Überprüfen des einzelnen Bits aufweist, so daß der Empfänger (10) den Betrieb des Schaltelementes (42) prüfen kann, wenn die Ferntestvorrichtung (29) in Gang gesetzt ist, und der Signalhöhenausgabebereich (41) einen Überwachungsschaltkreis enthält (43) zum Prüfen des Betriebes der digitalen Signalübertragung, wobei der Überwachungsschaltkreis feststellt, daß die Digitalübertragung außer Betrieb ist, wenn das Anweisungssignal (VS) aus dem Empfänger oder das erforderliche Antwortsignal an den Empfänger, welches auf dem Niederspannungssignal (VL) zu übertragen ist, während einer vorbestimmten Zeitperiode nicht erkannt wird, und wobei der Überwachungsschaltkreis das Schaltelement (42) in Gang setzt, um das Hochspannungssignal (VH) nur dann kurzzuschließen, wenn der Überwachungsschaltkreis (43) feststellt, daß die digitale Übertragung außer Betrieb ist und wenn die Ferntestvorrichtung (29) in Gang gesetzt ist, so daß die erste Vorrichtung (16) anspricht, um die Anwesenheit von Feuer festzustellen, indem das Hochspannungssignal kurzgeschlossen wird, unabhängig von der Bestimmung der Anwesenheit von Feuer durch die zweite Vorrichtung (13).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endständige Feuernachweisvorrichtung ein Rauchdetektor (20) ist, der auf eine Rauchdichte zum Erzeugen der dafür stellvertretenden analogen Daten empfindlich ist.