DE3721578A1 - Vorrichtung und verfahren zur flammenbestimmung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anzeige von Flammen durch horizontales und vertikales Abtasten eines Überwachungsbereiches unter Verwendung eines Fotodetektors wie einer Fotodiode oder eines Fototransistors.

In einer herkömmlichen Vorrichtung zur Flammenanzeige bei der ein Flammenrichtungsdetektor innerhalb eines Überwachungsbereiches horizontal und vertikal abtasten kann, wird als Anzeigeelement der Flammenanzeigevor­ richtung ein pyroelektrisches Element verwendet. Das pyroelektrische Element ist allgemein als Anzeige­ element vom Differentialtyp bekannt, das ein Fotoaus­ gangssignal nur dann erzeugt, wenn sich die Licht­ energie verändert. Das pyroelektrische Element ist jedoch in Hinblick auf die Empfindlichkeitscharak­ teristik gegenüber einer Flamme schlecht und be­ nötigt einen langen Zeitraum um die Flamme anzuzeigen. Darüberhinaus ist das pyroelektrische Element auch teuer. Aus diesem Grund kann vorgeschlagen werden, eine Fotodiode oder einen Fototransistor zu ver­ wenden, die billig sind und eine gute Empfindlich­ keitscharakteristik aufweisen.

Wie allgemein bekannt ist, sind die Fotodiode oder der Fototransistor kein Differentialelement, sondern ein fotoelektrisches Meßwertwandler- bzw. Umformer­ element, das ein Ausgangssignal erzeugt, das der In­ tensität des darauf einfallenden Lichtes entspricht. Folglich kann nur aus dem Fotoausgangssignal nicht bestimmt werden, ob eine Flamme angezeigt wird oder nicht. Die Flamme kann nur bestimmt werden, wenn das Fotoausgangssignal, das einen bestimmten Schwell­ wert übersteigt, der für die Bestimmung der Flammen­ anzeige festgelegt wurde, erhalten wird, um ein Alarm­ ausgangssignal zu erzeugen. Wenn eine Fotodiode oder ein Fototransistor als Anzeigeelement des Flammendetek­ tors verwendet wird, ist er aus diesem Grund gegen­ über der Einwirkung von stationärem Licht als Um­ gebungsphenomen anfällig, wie dem Sonnenlicht oder dem Licht von einer Glühlampe. Insbesondere erstreckt sich im Falle des pyroelektrischen Elementes das Anzeigewellenbereich über die Nähe des Infrarotbereiches bis zum Langwellenbereich, sodaß das einfallende Licht durch einen Filter geleitet werden kann, um Licht aufzuzeigen, das nicht als stationäres Licht vorhanden ist, jedoch in der Flamme eines Feuers ein­ geschlossen ist, z.B. um das Emissionsspektrum von Kohlendioxid anzuzeigen. Da auf der anderen Seite die Fotodiode oder der Fototransistor ein enges Anzeige­ wellenbereich aufweisen und die beste Empfindlich­ keit in der Nähe des Infrarotbereiches aufweisen, wird das Anzeigebereich nicht im nicht-stationären Bereich festgelegt, selbst wenn das einfallende Licht durch den Filter geführt wird. Wenn die Sonne hinter den Wolken plötzlich hervortritt und scheint oder wenn das Sonnenlicht, das von einem Spiegel im Raum reflektiert wird, plötzlich auf den Flammen­ detektor einfällt, bewirkt aus diesem Grund das pyro­ elektrische Element kein Ausgangssignal. Die Foto­ diode oder der Fototransistor erzeugen demgegenüber ein Fotoausgangssignal, das den Schwellwert über­ schreitet, um einen Scheinalarm zu erzeugen.

EPC 00 98 235 war als Patent bekannt, das mit der Ent­ wicklung dieser Erfindung in Zusammenhang steht.

Die vorliegende Erfindung überwindet diese Probleme und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Flammenanzeige zu schaffen, die in der Lage sind, exakt und sicher eine Flamme anzuzeigen, ohne einen Fehlbetrieb zu verur­ sachen, selbst wenn sie stationäres Störungslicht wie Sonnenlicht oder Licht aus einer Glühlampe empfängt.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Flammenanzeige ge­ schaffen, bei der ein Flammendetektor, der einen Richtungsfotodetektor, wie eine Fotodiode oder einen Fototransistor einschließt, der als Erwiderung auf die Intensität des Lichtes aus einer Flamme ein Foto­ ausgangssignal erzeugt, aufeinanderfolgend betrieben wird, um durch eine Abtasteinrichtung in horizontaler oder vertikaler Richtung abzutasten, wobei eines der vertikalen oder horizontalen Abtastungen zeitweilig ausgesetzt wird, während die andere horizontale oder vertikale Abtastung durch eine Abtastregelein­ richtung an der gleichen vertikalen oder horizontalen Position wiederholt werden kann, wenn das Fotoaus­ gangssignal, das von dem Flammendetektor durch das horizontale oder vertikale Abtasten erhalten wurde, einen bestimmten Schwellwert überschreitet, und es wird durch die Flammenanzeigeeinrichtung die tat­ sächliche Flamme bestimmt, wenn Veränderungen in den Fotoausgangssignalen, die durch dieses verschiedene Abtasten erhalten werden, einen bestimmten Wert über­ schreiten.

Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, einen mög­ lichen Fehlbetrieb derart sicher zu verhindern, daß einfallendes stationäres Störungslicht, wie Sonnenlicht oder Licht aus einer Glühlampe fälschlicherweise als Flamme angezeigt wird und ein Fehlbetrieb durch ein­ zelnes Störungslicht verhindert wird, wodurch eine äußerst zuverlässige Flammenanzeige gesichert wird.

Darüberhinaus ist die Fotodiode oder der Fototransistor, der als Fotodetektor des Flammendetektors verwendet wird, verglichen mit einem herkömmlichen pyroelektrischen Element in Hinblick auf die Empfindlichkeitscharakteristik hervorragend, was die horizontale und vertikale Ab­ tastgeschwindigkeit des Lichtdetektors für das Über­ wachungsbereich merklich verbessert, die Flammen­ anzeige durch ein Abtastverfahren mit hoher Geschwin­ digkeit ermöglicht, selbst wenn der Überwachungsbereich ausgedehnt ist.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung des Feuer­ löscher-Roboters bzw. der Feuerlöscherhandhaberein­ richtung (nachfolgend als Feuerlöscher-Roboter bezeichnet), der in einer Vorrichtung zur Flammen­ anzeige installiert ist,

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung der An­ ordnung des Flammendetektors, der in der Vorrichtung von Fig. 2 vorgesehen ist,

Fig. 4A und 4B Fließschemata des Verfahrens zur Flammenbestimmung entsprechend der Ausführungsform von Fig. 1,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Foto­ ausgangssignale, die durch drei horizontale Abtast­ verfahren erhalten wurden, in Erwiderung auf ein­ fallendes stationäres Störungslicht, wie Licht aus einer Glühlampe,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Veränderungen der Fotoausgangssignale, die durch drei horizontale Abtastverfahren erhalten wurden, als Erwiderung auf einfallendes Licht einer Flamme und

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Unter­ schiede zwischen den Fotoausgangssignalen von Fig. 6.

Die Anordnung der bevorzugten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 nachfolgend be­ schrieben. 1 ist ein Flammendetektor, der einen Foto­ detektor wie eine Fotodiode oder einen Fototransistor umfaßt, der ein Fotoausgangssignal erzeugt, das der Intensität des einfallenden Lichtes entspricht. Der Flammendetektor 1 wird durch einen horizontalen Ab­ tastabschnitt 2 und einen vertikalen Abtastabschnitt 3 mechanisch in horizontaler und vertikaler Richtung betrieben, um den Überwachungsbereich abzutasten. Aus einem Abtastregelabschnitt 15, der in einer Regel­ einheit 14 vorgesehen ist, wird dem horizontalen Abtastabschnitt 2 und dem vertikalen Abtastabschnitt 3 zum Betreiben des Flammendetektors für horizontale bzw. vertikale Abtastung durch eine Ausgangssignal- Koppeleinheit 13 ein Regelsignal zugeführt. Auf der anderen Seite wird das Fotoausgangssignal aus dem Flammendetektor 1 durch eine Eingangssignal-Koppel­ einheit 16, einem Flammenbestimmungsabschnitt 18 eingegeben, der in der Regeleinheit 14 vorgesehen ist. Der Flammenbestimmungsabschnitt 18 führt auf der Basis des Fotoausgangssignales, das durch das horizontale und vertikale Abtasten des Flammendetektors 1 erhalten wurde, das Bestimmungsverfahren durch, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht.

Das Bestimmungsausgangssignal, das erzeugt wird, wenn der Flammenbestimmungsabschnitt 18 bestimmt, daß eine Flamme innerhalb des Überwachungsbereiches vorhanden ist, wird einem Alarmabschnitt 19 und einem Berechnungs­ abschnitt für den Ort des Feuers 20 zugeführt, der in der Regeleinheit 14 vorgesehen ist. Der Alarmabschnitt 19 gibt als Erwiderung auf das Bestimmungsausgangs­ signal Feueralarm.

Der Berechnungsabschnitt für den Ort des Feuers 20 em­ pfängt aus dem Abtastregelabschnitt 15 ein Eingangs­ signal, das auf die vertikale Abtastposition des Flammendetektors 1 und die horizontale Abtastposition hinweisend ist, bei der das Anzeigeausgangssignal aus dem Flammendetektor 1 erhalten wird, berechnet auf der Basis dieser Positionen die Position des Feuers im Überwachungsbereich und liefert ein Signal, das auf die berechnete Position des Feuers hinweist, zu einem Abschnitt 21 zum Betreiben der Düse für eine Austrags­ düse 22, um die Austragsdüse 22 auf die Position des Feuers zu richten.

Fig. 2 ist eine erklärende Darstellung eines Bei­ spieles des Feuerlöscher-Roboters, der mit einem Flammendetektor 1 ausgestattet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Flammendetektor 1 hat eine zylindrische Gehäusestruktur, deren Öffnung 4, die am vorderen Ende des Gehäuses vorgesehen ist, auf den Überwachungs­ bereich gerichtet ist, sodaß Energie aus dem Über­ wachungsbereich mit Richtvermögen auf den Flammen­ detektor einfallen kann. Dieser Flammendetektor 1 wird durch den vertikalen Abtastabschnitt 3 (in Fig. 2 nicht gezeigt) zur Durchführung des vertikalen Ab­ tastens vertikal um einen horizontalen Schaft 5 gedreht. Der Detektorkörper 1 ist auf einem Stütz­ teil 6 befestigt, das in horizontaler Richtung drehbar ist, und durch z.B. einen Motor mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf der Oberfläche des Stützteiles 6 gedreht.

Die Stützebene des Stützteiles 6 liegt bei irgend einem von verschiedenen Winkeln einschließlich dem horizontalen, entsprechend dem vertikalen Rotations­ winkel um den horizontalen Schaft 5 des Detektors 1. Hierbei wird "horizontales Abtasten" als Abtasten definiert, das durch Drehen des Detektorkörpers 1 auf der Stützebene des Stützteiles 16 durchgeführt wird, unabhängig vom tatsächlichen Winkel der Stütz­ ebene. Darüberhinaus zieht ein Ort der horizontalen Untersuchung einen Bogen in der Abtastung einer flachen Bodenoberfläche und zieht eine lineare Linie beim Abtasten einer vertikalen Wand.

Im Feuerlöscher-Roboter von Fig. 2 wird aus einer Druckbombe 23, die in einem unteren Abschnitt der Vorrichtung vorgesehen ist, der Austragdüse 22 kom­ primierte Luft zugeführt, um Wasser durch diese Düse 22 abzulassen. Ein Rauchdetektor 24 ist an einem oberen Abschnitt des Feuerlöscher-Roboters vorgesehen. Der Flammendetektor wird nicht betrieben, bis der Rauchdetektor 24 Rauch von einer Konzen­ tration anzeigt, die einen bestimmten Schwellwert über­ steigt.

Der horizontale Abtastmechanismus und der vertikale Abtastmechanismus werden nun beschrieben. Fig. 3 verdeutlicht das Detail des in Fig. 2 gezeigten Flammendetektor 1. Der Flammendetektor 1 hat ein zylin­ drisches Gehäuse 7 mit einem transparenten Fenster 8 (das zum Beispiel ein optischer Filter sein kann), das an seinem vorderen Ende vorgesehen ist. Licht aus dem Überwachungsbereich, das durch das Fenster 8 auf den Detektor 1 einfällt, wird durch einen Kondensor­ spiegel 9 reflektiert, der dahinter vorgesehen ist, um das Licht auf einem Reflexionsspiegel 10 zu ver­ dichten. Das Licht wird weiterhin durch den Re­ flexionsspiegel 10 in einer senkrechten Abwärtsrichtung reflektiert, sodaß das Licht auf dem Fotodetektor 11 einfallen kann, der auf der inneren Oberfläche des Detektorgehäuses 7 freiliegend vorgesehen ist. Das Gehäuse 7 ist durch einen Fixierungsschaft 12, der zentral um eine Position des Fotodetektors 11 ange­ ordnet ist, auf dem Stützteil 6 des Feuerlöscher- Roboters befestigt. Das Detektorgehäuse 7 wird durch den Motor (nicht gezeigt) bei einer bestimmten Ge­ schwindigkeit um den Fixierungsschaft 12 auf der Stützebene des Stützteiles 6 gedreht. Das horizontale Abtasten wird während der Rotation des Detektorge­ häuses 7 durchgeführt, während das Fenster 8 auf den Überwachungsbereich gerichtet ist (der auf der Vorder­ seite des Feuerlöscher-Roboters liegt). Im Feuerlöscher- Roboter, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, kann der horizontale Abtastwinkel etwa 180° betragen. Der Dreh­ winkel des horizontalen Abtastens durch den Foto­ detektor 1 wird zum Beispiel durch einen Drehcodierer (nicht gezeigt), festgestellt.

Auf der anderen Seite kann der vertikale Abtast­ mechanismus einen Motor verwenden, der den Flammen­ detektor 1 schrittweise in vertikaler Richtung um den horizontalen Schaft 5 betreibt. Der vertikale Abtastwinkelbereich wird vorher in eine Vielzahl von Abtastschrittwinkeln geteilt. Der Abtastschrittwinkel kann auf verschiedene Art und Weise bestimmt werden. Zum Beispiel wird zuerst ein Bezugsabtastschrittwinkel ausgewählt, sodaß er einer bestimmten Bezugsflammengröße entspricht und die anderen Abtastschrittwinkel werden bestimmt, sodaß sie verringert werden können, sowie sich die Anzeigeobjektpunkte weiter entfernen. In diesem Fall wird das horizontale Abtasten bei jedem Abtastschrittwinkel durchgeführt. Der Flammendetektor 1 wird schrittweise aufeinanderfolgend in vertikaler Richtung gedreht, während das horizontale Abtasten bei jedem Schritt durchgeführt wird.

Die Konfiguration des Flammendetektors 1 ist nicht auf die in Fig. 2 und 3 gezeigte begrenzt und kann jede Form aufweisen, solange er mit Richtvermögen Licht­ energie aus dem Überwachungsbereich empfangen kann, das auf den Fotodetektor einfällt. Ähnlich sind der horizontale und vertikale Abtastmechanismus nicht auf die gezeigten begrenzt und es können zum Beispiel alternativ getrennte Motoren zum Betreiben des Flammen­ detektor 1 in horizontaler Richtung bzw. vertikaler Richtung angewendet werden.

Das Bestimmungsverfahren am Flammenbestimmungsabschnitt 18 wird nun beschrieben.

Der Flammenbestimmungsabschnitt 18 führt auf der Basis der Fotoausgangssignale, die durch das horizontale und vertikale Abtasten des Flammendetektors erhalten wurden, das folgende Bestimmungsverfahren durch:

• a) Die Fotoausgangssignale aus dem Flammendetektor 1 werden mit einem bestimmten Schwellwert verglichen und ein Ausgangssignal wird für den Abtastregelab­ schnitt 15 erzeugt, wenn die Ausgangssignale den Schwellwert überschreiten, damit der vertikale Abtast­ abschnitt 3 die vertikale Abtastung einstellt und der horizontale Abtastabschnitt 2 das horizontale Abtasten N-mal wiederholt (zum Beispiel ist N=3).
• b) Eine Berechnung wird vorgenommen, um die Dif­ ferenzen Δ D12, Δ D23, . . . Δ Dn-1n zwischen den Fotoaus­ gangssignalen D 1, D 2 . . . Dn vom Flammendetektor 1 zu erhalten, die durch N-faches horizontales Abtasten er­ halten wurden.
• c) Es wird als Flamme bestimmt, wenn der Zustand, in dem diese Differenzen Δ D12, Δ D23 . . . Δ Dn-1n den bestimmten Schwellwert überschreitet, über ein be­ stimmtes Abtastwinkelbereich hinaus andauert.

Dieses Bestimmungsverfahren basiert auf den experimentell erhaltenen Fotoausgangssignalwerten, wie es in Fig. 5 und 6 gezeigt ist.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Anzeige­ ausgangssignale vom Flammendetektor 1 in bezug auf einen horizontalen Abtastwinkel R, wenn eine Lichtquelle, wie eine Glühlampe an einer Stelle innerhalb des Über­ wachungsbereiches angeordnet ist. Die Intensität des Lichtes aus der stationären Lichtquelle, wie der Glüh­ lampe, ist im wesentlichen konstant. Folglich sind die Veränderungen der Fotoausgangssignale, die durch die drei entsprechenden horizontalen Abtastungen erhalten werden, im wesentlichen die gleichen und die Veränderungen zwischen den entsprechenden Abtastungen sind gering.

Im Gegensatz dazu differieren die Fotoausgangssignale D, die erhalten werden, wenn innerhalb des Überwachungs­ bereiches eine Flamme vorhanden ist, stark zwischen den entsprechenden horizontalen Abtastverfahren, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die Zahlen 1 bis 3, wie von D 1, D 2 und D 3 kennzeichnen die Fotoausgangssignale beim ersten Abtasten, zweiten Abtasten, bzw. dritten Abtasten. Solche Veränderungen beruhen auf dem der Flamme innewoh­ nenden flackernden Erscheinen (es ist bekannt, daß das Flackern der Flamme eine Frequenz von 0,5 bis 20 Hz (0,5 bis 20 s^-1) aufweist). Wenn der Unterschied zwischen den Anzeigeausgangssignalen D 1 und D 2, die durch die drei horizontalen Abtastverfahren erhalten werden, als Δ D12 und der Unterschied zwischen den Anzeigeausgangs­ signalen D 2 und D 3 als Δ D23 angenommen werden, dauert im Falle einer Flamme der horizontale Abtastwinkel Δ R bei dem der Durchschnitt Δ dieser beiden Unterschiede einen bestimmten Schwellwert Vth übersteigt, über einen bestimmten Abtastwinkelbereich Δ R γ an. Dies ermöglicht die Flammenbestimmung.

Wenn auf der anderen Seite Blitzlicht zum Fotografieren angezeigt wurde, sind die Anzeigeausgangssignale beim zweiten und dritten horizontalen Abtastbetrieb viel geringer als das Anzeigeausgangssignal D 1 beim ersten Abtastbetrieb. Folglich ist in diesem Fall die Differenz Δ D12 groß und die Differenz Δ D23 ist im wesentlichen 0 und der Durchschnitt Δ übersteigt den Schwellwert Vth kaum. Selbst wenn der Durchschnitt D den Schwell­ wert Vth übersteigt, besteht eine geringe Möglichkeit, daß der Zustand, der den Schwellwert übersteigt, über den bestimmten Winkel von Δ R γ andauert. Folglich besteht im wesentlichen keine Möglichkeit, daß irrtümlicherweise eine Feuerbestimmung vorgenommen wird.

Die Funktionen des Flammenbestimmungsabschnittes 18, des Abtastregelabschnittes 15 und des Berechnungsabschnittes 20 für den Ort des Feuers können durch eine Kombination eines Mikrocomputers und eines geeigneten Programms und geeigneter Terminalausstattungen durchgeführt werden. Das Flammenbestimmungsverfahren wird nun unter Bezugnahme auf das Fließschema der Fig. 4 beschrieben. Das Fließ­ schema der Fig. 4 bezieht sich darüberhinaus auf die Regelung der Austragdüse auf der Basis der Feuerbestimmung.

Wenn diese Vorrichtung das erste Mal betätigt wird, wird der Flammendetektor 1 an einer vertikalen Anfangsposition (Block 30) eingestellt. Die vertikale Anfangsposition des Flammendetektors 1 ist vorzugsweise eine Position, bei der der Flammendetektor 1 auf seine äußerste untere Grenze oder seine äußerste obere Grenze gerichtet ist, oder horizontal gerichtet ist. Nach Abschluß des Einstellens des Flammendetektors 1 auf die vertikale Anfangsposition im Block 30, verläuft das Verfahren zum Block 31, um das horizontale Abtasten des Flammen­ detektors 1 zu beginnen.

Beim nächsten Bestimmungsblock 32 wird auf der Basis des horizontalen Abtastwinkels geprüft, ob eine horizontale Abtastung abgeschlossen wurde oder nicht. Nachdem der Flammendetektor 1 eine volle Rotation auf dem Stützteil 6 vollführt hat, verläuft das Verfahren zu einem wei­ teren Bestimmungsblock 33, um den Anzeigewert D vom Flammendetektor 1, der durch diese eine horizontale Abtastung erhalten wurde, mit dem bestimmten Schwell­ wert zu vergleichen.

Der Vergleich des Anzeigeausgangssignals, das durch eine horizontale Abtastung des Flammendetektors 1 erhalten wurde, mit dem Schwellwert kann durchgeführt werden, nachdem die Anzeigewerte, die durch horizontales Ab­ tasten erhalten wurden, in einem Speicher gespeichert wurden. Alternativ können die Anzeigeausgangssignale zum tatsächlichen Zeitpunkt direkt mit dem Schwellwert verglichen werden.

Wenn das Anzeigeausgangssignal aus dem Flammendetektor 1, das durch ein horizontales Abtasten erhalten wurde, im Vergleich im Block 33 geringer als der Schwellwert ist, verläuft das Verfahren zum Block 34, um den Flammen­ detektor 1 durch einen Schritt des bestimmten verti­ kalen Abtastschrittwinkels zu bewegen. Danach verläuft das Verfahren wieder zu Block 31, um ein weiteres horizontales Abtasten durchzuführen.

Wenn auf der anderen Seite ein Anzeigeausgangssignal aus dem Flammendetektor 1 im Anzeigeblock 33 erhalten wird, das den Schwellwert überschreitet, verläuft das Verfahren zum Block 35, um dem Zähler N ein Inkrement bzw. einen Intervallschritt zu geben. Beim Bestimmungs­ block 36 wird geprüft, ob der Zähler N 3 erreicht oder nicht. Wenn er 3 nicht erreicht, wird das Verfahren zum Block 35 a geführt, um das horizontale Abtasten bei der gleichen vertikalen Abtastposition erneut durch­ zuführen. Nach dem Abschluß der drei horizontalen Ab­ tastungen verläuft das Verfahren vom Bestimmungsblock 36 zum Block 37, um die Differenzwerte Δ D12= D 1- D 2 und Δ D23=D 2-D 3 zu erhalten und darüberhinaus einen Durchschnitt dieser Differenzwerte Δ D12 und Δ D23 zu berechnen. Danach verläuft das Verfahren zum Be­ stimmungsblock 38, um den Durchschnittswert Δ D der Differenzwerte durch die drei horizontalen Abtastunngen, die im Block 37 erhalten wurden, mit dem bestimmten Schwellwert Vth zu vergleichen. Wenn dieser Durchschnitt Δ geringer als der Schwellwert Vth ist, wird es als Störungslicht wie Sonnenlicht oder Licht aus einer Glühlampe bestimmt und das Verfahren kehrt zum Block 34 zurück, ohne ein Flammenanzeige-Ausgangssignal zu er­ zeugen, um die Schrittbewegung zu einer nächsten ver­ tikalen Abtastposition durchzuführen. Wenn auf der anderen Seite der Zustand, bei dem der Durchschnitt Δ der Differenzwerte den Schwellwert überschreitet, über einen bestimmten horizontalen Abtastwinkelbereich Δ R γ überdauert, verläuft das Verfahren zum Bestimmungs­ block 39, wo bestimmt wird, daß das Gesamtbereich des Überwachungsbereiches abgetastet wurde und wenn be­ stimmt wird, daß das gesamte Abtasten nicht abgeschlossen wurde, verläuft das Verfahren zurück zum Block 34, um die schrittweise Bewegung zur nächsten vertikalen Position durchzuführen. Wenn bestimmt wird, daß das gesamte Abtasten durchgeführt wurde, verläuft das Verfahren zum Block 40. Im Block 40 wird die größte Flamme aus den angezeigten Flammen im gesamten Über­ wachungsbereich ausgewählt. Die größte Flamme soll gelöscht werden und im Block 41 wird die Berechnung der Feuerposition durchgeführt, sowie auch Feueralarm gegeben wird.

Obwohl der Durchschnittswert Δ der Differenzen Δ D12 und Δ D23 der drei Anzeigewerte im Block 37 berechnet wird, damit er mit dem Schwellwert im Bestimmungsblock 38 in dem in Fig. 4 gezeigten Fließschema verglichen werden kann, ist es nicht immer wesentlich, den Durch­ schnittswert zu berechnen. In diesem Zusammenhang kann die Feuerbestimmung durchgeführt werden, wenn zumindest eine dieser Differenzen zwischen den entsprechenden Anzeigeausgangssignalen D 1 bis D 3 den Schwellwert über­ schreitet und der Zustand, der den Schwellwert über­ schreitet, über den bestimmten Abtastwinkel hinausgeht. Wenn die Feuerposition auf der Basis des Feuerbe­ stimmungsausgangssignales im Block 41 berechnet wird, wird im Block 42 die Richtung der Austragdüse 22 geregelt und aus der Düse 22 wird im Block 43 Wasser auf die Flamme gerichtet. Die Feuerlöschbedingungen als Ergebnis der Wasserabgabe werden im Bestimmungsblock 44 beobachtet. Nachdem das Löschen bestätigt wurde, verläuft das Ver­ fahren zurück zum Block 34, um die schrittweise Bewegung zur nächsten vertikalen Position durchzuführen. Natürlich können das vertikale und horizontale Abtasten des Flammendetektors alternativ während der Wasserabgabe im Block 43 fortgesetzt werden.

Obwohl nur das horizontale Abtasten während eines Zeit­ raumpaares wiederholt wird, während das vertikale Ab­ tasten zeitweilig ausgesetzt wird, wenn ein Anzeige­ ausgangssignal, das den bestimmten Schwellwert über­ schreitet, in der gezeigten Ausführungsform aus dem Flammendetektor erhalten wird, kann alternativ das vertikale Abtasten zu verschiedenen Zeitpunkten über ein bestimmtes vertikales Abtastbereich durchgeführt werden, während das horizontale Abtasten zeitweise ausgesetzt wird. Die Abtastfrequenz N des vertikalen oder horizontalen Abtastens nachdem ein Anzeigeausgangs­ signal, das den Schwellwert überschreitet, aus dem Flammendetektor erhalten wurde, ist nicht auf 3 begrenzt, und kann frei gewählt werden. Je größer die Abtast­ frequenz ist, desto exakter ist die Flammenbestimmung. Selbst nach der ersten Flammenbestimmung können darüber­ hinaus das horizontale und vertikale Bestimmen fort­ gesetzt werden. In diesem Fall wird der Flammendetektor zu der aufgezeigten Flammenposition zurückgeführt, nachdem der gesamte Bereich beobachtet wurde, um die Abtastung zur Flammenbestimmung zu wiederholen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Flammenbestimmung, gekennzeichnet, durch:
einen Flammendetektor (1) mit Richtvermögen, der einen Fotodetektor wie eine Fotodiode oder einen Fototran­ sistor umfaßt, der in Erwiderung auf die Intensität des einfallenden Lichtes ein Fotoausgangssignal er­ zeugt,
eine Abtasteinrichtung (2, 3) zum Betreiben des Flammen­ detektors, um aufeinanderfolgend in horizontaler und vertikaler Richtung innerhalb des Überwachungsbereiches abzutasten,
eine Abtastregeleinrichtung (15), die eine der horizon­ talen und vertikalen Abtastungen zeitweilig einstellt, während die andere vertikale oder horizontale Ab­ tastung bei gleicher horizontaler oder vertikaler Position verschiedene Male wiederholt wird, wenn ein Fotoausgangssignal aus dem Flammendetektor (1), das beim horizontalen oder vertikalen Abtasten durch die Abtasteinrichtung (2, 3) erhalten wurde, einen bestimmten Schwellwert überschreitet und
eine Flammenbestimmungseinrichtung (18), die bestimmt, ob wirklich eine Flamme vorhanden ist, wenn die Ver­ änderungen in den Fotoausgangssignalen, die durch wiederholtes Abtasten erhalten wurden, einen be­ stimmten Wert überschreiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenbestimmungseinrichtung (18) bestimmt, ob wirklich eine Flamme vorliegt, wenn Veränderungen in den Fotoausgangssignalen, die durch wiederholtes Abtasten erhalten wurden, einen bestimmten Wert über­ schreiten, und diese über einen bestimmten Abtast­ winkel hinausgehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen Berechnungsabschnitt (20) für den Ort des Feuers umfaßt, der die Position des Feuers auf der Basis der horizontalen und vertikalen Abtast­ winkel berechnet, bei denen das Anzeigeausgangs­ signal auf das Vorhandensein einer tatsächlichen Flamme hinweist, das durch die Flammenbestimmungseinrichtung (1) bestimmt wurde.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammendetektor (1) ein zylindrisches Gehäuse (7) zur Aufnahme des Fotodetektors umfaßt, das so angepaßt ist, um den Flammendetektor (1) Richtver­ mögen zu verleihen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung eine horizontale Abtastein­ richtung (2) und eine vertikalen Abtasteinrichtung (3) umfaßt, wobei die horizontale Abtasteinrichtung das zylindrische Gehäuse (7) in horizontaler Richtung dreht und die vertikale Abtasteinrichtung das zy­ lindrische Gehäuse (7) schrittweise in vertikaler Richtung dreht.

6. Verfahren zur Flammenbestimmung, gekennzeichnet, durch:
Schaffung eines Flammendetektors mit Richtvermögen, der mit einem Fotodetektor wie einer Fotodiode oder einem Fototransistor ausgestattet ist, der in Er­ widerung auf die Intensität des darauf einfallenden Lichtes ein Fotoausgangssignal erzeugt,
Abtasten des Flammendetektors aufeinanderfolgend in horizontaler und vertikaler Richtung innerhalb des Überwachungsbereiches,
zeitweises Aussetzen des horizontalen und vertikalen Abtastens, während das andere vertikale oder horizontale Abtasten an der gleichen horizontalen oder vertikalen Position verschiedene Male wiederholt wird, wenn das Fotoausgangssignal vom Flammendetektor, das durch hori­ zontales oder vertikales Abtasten durch die Abtastein­ richtung erhalten wurde, einen bestimmten Schwell­ wert überschreitet und
Bestimmung, ob tatsächlich eine Flamme vorhanden ist, wenn Veränderungen des Fotoausgangssignales, die durch wiederholtes Abtasten erhalten werden, einen bestimmten Wert überschreiten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmt wird, ob tatsächlich eine Flamme vorhanden ist, wenn die Veränderungen in den Fotoausgangs­ signalen, die durch wiederholtes Abtasten erhalten werden, einen bestimmten Wert überschreiten, und über einen bestimmten Abtastwinkel hinausgehen.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin die Berechnung der Position des Feuers auf der Basis des horizontalen und vertikalen Ab­ tastwinkels umfaßt, bei der das Anzeigeausgangssignal auf das bestimmte tatsächliche Vorhandensein der Flamme hinweist.