DE69410152T2

DE69410152T2 - Photoelektrischer Feuerdetektor

Info

Publication number: DE69410152T2
Application number: DE69410152T
Authority: DE
Inventors: Mikio C/O Nohmi Bosai Ltd Chiyoda-Ku Tokyo 102 Mochizuki
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2014-03-18
Also published as: CN1032231C; DE69410152D1; JP3231886B2; CN1095175A; EP0618556A1; AU5918794A; JPH06290372A; EP0618556B1; US5574435A; AU659360B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen photoelektrischen Feuerdetektor in einem Feueralarmsystem, insbesondere auf ein Fehlerselbstdetektionsverfahren.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Ein photoelektrischer Feuerdetektor umfasst ein lichtemittierendes Element, und ein lichtempfangendes Element, die beide in einer Dunkelkammer angeordnet sind. Das von dem lichternittierenden Element ausgehende Licht wird an Rauch gestreut. Das Streulicht wird vom lichtempfangenden Element detektiert. Die detektierte Lichtmenge wird von einem Verstärker verstärkt. Das Niveau des Ausgangssignals wird analysiert, um die Rauchdichte zu ermitteln. So wird die Feuerüberwachung durchgeführt. Der photoelektrische Feuerdetektor führt nicht nur eine Feuerüberwachung aus, sondern auch eine sogenannte Stationärwertüberwachung. Für die Stationärwertüberwachung wird ein vom Verstärker in einem Nicht-Feuer-Zustand ausgegebener Stationärwert im photoelektrischen Feuerdetektor detektiert und ein Fehler (Selbst-Versagen) des photoelektrischen Feuerdetektors unter Benutzung des detektierten Stationärwertes identifiziert.
Der Stationärwert ist viel kleiner als das von dem Auftreten eines Feuers herrührende Ausgangsniveau des Verstärkers. Wenn der Stationärwert, wie er ist, benutzt wird, ist es schwierig festzustellen, ob der photoelektrische Feuerdetektor abnormal ist oder nicht.
Bin photoelektrischer Feuerdetektor nach dem Stand der Technik, der es erlaubt, ein Selbst-Versagen zu detektieren, ist in der japanischen Patent-Auslegeschritt Nr. 64-4239 beschrieben. Dieser Stand der Technik weist ein lichtemittierendes Element auf, ein lichtempfangendes zum Empfang von Licht vom lichtemittierenden Element, sowie einen Obergrenzen-Komparator und einen Untergrenzen-Komparator zum Vergleich des Ausgangssignals mit einer Obergrenze bzw. einer Untergrenze. Zur Fernkontrolle der Komparatoren im photoelektrischen Feuerdetektor wird ein Feuerempfänger verwendet.
Beim obigen Stand der Technik kann der photoelektrische Feuerdetektor einen eigenen Fehler nicht selbst detektieren, ohne die Komparatoren im photoelektrischen Feuerdetektor vom Feueremplänger aus zu kontrollieren. Dies bewirkt das Vorkommen einer hohe Belastung des Feuerempfängers.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen photoelektrischen Feuerdetektor zu schaffen, der in der Lage ist, einen Eigenfehler in einem frühen Stadium zu melden und Eigenstörungen selbst zu detektieren.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden für den Ausgangswert des Verstärkers eine Obergrenze und eine Untergrenze vorab gesetzt. Während des Feuerüberwachungsprozesses wird eine im Verstärker gesetzte Verstärkung automatisch in einem vorbestimmten Intervall erhöht, und bei jedem Wert wird geprüft, ob der sich aus der Erhöhung der Verstärkung ergebende Ausgangswert des Verstärkers von einem durch die Obergrenze und die Untergrenze definierten Bereich abweicht. Dann wird das Zeitintervall gemessen, während dem detektiert wird, dass das Ausgangssignal des Verstärkers fortlaufend von diesem Bereich abweicht. Wenn das Zeitintervall ein vorbestimmtes Maximum uberschreitet, wird festgestellt, dass der photoelektrische Feuerdetektor abnormal ist.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden für den Ausgangswert des Verstärkers eine Obergrenze und eine Untergrenze vorab gesetzt. Während des Feuerüberwachungsprozesses wird eine im Verstärker gesetzte Verstärkung automatisch in einem vorbestimmten Intervall erhöht, und bei jedem Wert wird geprüft, ob der sich aus der Erhöhung der Verstärkung ergebende Ausgangswert des Verstärkers von einem durch die Obergrenze und die Untergrenze definierten Bereich abweicht. Dann wird das Zeitintervall, während dem detektiert wird, dass das Ausgangssignal des Verstärkers fortlaufend von diesem Bereich abweicht, dadurch gemessen, dass die Anzahl der Abweichungen des Ausgangswertes von dem Bereich gezählt wird. Wenn das Zeitintervall ein vorbestimmtes Maximum überschreitet, wird festgestellt, dass der photoelektrische Feuerdetektor abnormal ist. Durch die Erhöhung des Verstärkungsgrades kann eine Störung zuverlässig identifiziert werden. Weiterhin kann, da die Überwachung des Stationärwertes häufig vorgenommen werden kann, daher eine Störung im photoelektrischen Feuerdetektor zu einem frühen Zeitpunkt gemeldet werden. Weiterhin kann der photoelektrische Feuerdetektor einen Eigenfehler selbst feststellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt, und
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise eines Mikrocomputers 10 in der in Fig. 1 dargestellten Ausführung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dieser Ausführung steuert ein Mikrocomputer 10 den gesamten photoelektrischen Feuerdetektor. Ein ROM 20 enthält ein im Flussdiagramm von Fig. 2 gezeigtes Programm. Ein RAM 21 bietet einen Arbeitsbereich und speichert eine Stationärwertüberwachungs-Flag FL, die angeschaltet wird, wenn eine Stationärwertüberwachung benötigt wird, eine Ausgangsspannung SLV eines Abtast-Halte-Kreises 42, eine Fehler-Flag E, die anzeigt, dass der photoelektrische Feuerdetektor abnormal ist, und einen Zählwert C der Anzahl der Ausgangswert- Detektionen, die eine Möglichkeit anzeigen, dass der photoelektrische Feuerdetektor abnormal sein könnte
Ein EEPROM 22 speichert die Adresse des photoelektrischen Feuerdetektors in einem Feueralarmsystem, gesetzte Werte, eine Obergrenze Vu und eine Untergrenze Vd für den Ausgangswert eines Verstärkers, und einen Maximum-Zählwert Cm. Der Maximum-Zählwert Cm ist die maximal zulässige Anzahl fortlaufender Ausgangswerte eines Verstärkers 40, die als Ergebnis von Verstärkungsgraderhöhungen nacheinander von dem durch die Obergrenze Vu und die Untergrenze Vd definierten Bereich abweichen.
Der Mikrocomputer detektiert, ob der von der Erhöhung des Verstärkungsgrades herrührende Ausgangswert des Verstärkers 40 von dem durch die Obergrenze Vu und die Untergrenze Vd definierten Bereich abweicht. Die Anzahl der von einer Erhöhung des Verstärkungsgrades herrührender Ausgangswerte des Verstärkers 40, die fortlaufend von dem obigen Bereich abweichen, wird gezählt, um das Zeitintervall zu messen, während dem der detektierte Ausgangswert des Verstärkers 40 fortlaufend von dem Bereich abweicht. Wenn die Anzahl der Ausgangswerte den maximalen Zählwert Cm überschreitet, wird der photoelektrische Feuerdetektor als abnormal betrachtet. Dieser Arbeitsschritt kann auch vom Mikrocomputer 10 durchgeführt werden.
In Reaktion auf einen Lichtemissions-Steuerimpuls vom Mikrocomputer 10 leifert ein Lichtemissionskreis 30 Stromimpulse zur Lichtemission an das lichtemittierende Element 31. Der Verstärker 40 verstärkt ein Ausgangssignal des lichtempfangenden Elements 41 mit einem gegebenen Verstärkungsfaktor Während der Feuerüberwachung verwendet der Verstärker 40 einen normalen Verstärkungsfaktor Während der Stationärwertüberwachung zur Feststellung eines Eigenfehlers befolgt der Verstärker 40 einen zusätzlichen Befehl vom Mikrocomputer 10 zur Erhöhung des Verstärkungsgrades und verwendet einen anderen Verstärkungsgrad, grösser als der während der Feuerüberwachung. Nach Beendigung der Stationärwertüberwachung wird wieder der normale Verstärkungsfaktor zur Verstärkung benutzt. Somit verwendet der Verstärker 40 abwechselnd zwei Werte des Verstärkungsfaktors.
Ein Übertragungs/Empfangs-Kreis 50 umfasst einen Übertragungskreis zum Senden eines Signals für eine physikalische Grösse für die Rauchdichte, eines Feuersignals, eines Fehlersignals und anderer Signale zu einem nicht dargestellten Feuerempfänger, und einen Empfangskreis zum Empfang von Signalen, wie einem Abfragesignal vom Feuerempfänger zur Auslösung einer Abfrage und zur Übertragung der empfangenen Signale zum Mikrocomputer 10. Eine Anzeigelampe 51 leuchtet auf, wenn der in Fig. 1 gezeigte Feuerdetektor ein Feuer detektiert. Ein Konstantspannungskreis 60 liefert eine konstante Spannung unter Benutzung der übet nicht gezeichnete Zuführisignal-Leitungen zugeführten Spannung. A/D im Mikrocomputer 10 bezeichnet einen Analog-Digital-Konverter.
Das Paar des Mikrocomputers 10 und des Verstärkers 40 ist ein Beispiel eines Verstärkungsfaktor-Erhöhungsmittels zur Erhöhung des im Verstärker 40 gesetzten Verstärkungsfaktors zwischen dem Vorgang zur Detektion der Rauchdichte zur Feuerüberwachung. Das EEPROM ist ein Beispiel eines Bereichssetzmittels zur Definierung einer Obergrenze und einer Untergrenze für den Ausgangswert des Verstärkers. Der Mikrocomputer 10 ist ein Beispiel eines Vergleichsmittels zur Feststellung, ob der von einer Erhöhung des Verstärkungsgrades herrührende Ausgangswert des Verstärkers von dem durch die Obergrenze und die Untergrenze definierten Bereich abweicht. Der Mikrocomputer 10 ist auch ein Beispiel eines Zählmittels zum Zählen der Anzahl der Ausgangswerte des Verstärkers, die von einer Erhöhung des Verstärkungsfaktors herrühren und fortlaufend vom obigen Bereich abweichen. Der Mikrocomputer 10 ist ebenso ein Beispiel eines Fehleridentifikationsmittels, das feststellt, dass der Feuerdetektor abnormal ist, wenn die Anzahl der gezählten Ausgangswerte die zulässige Anzahl übersteigt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der obigen Ausführung beschrieben.
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm der vom Mikrocomputer 10 auszuführenden Arbeitsweise.
Zu Beginn wird die Initialisierung durchgeführt (Schritt S1). Wenn die Stationärwertüberwachungs-Flag FL im RAM 21 auf "aus" steht (Schritt 52), wird dann die Feuerüberwachung durchgeführt. Die Zuführung eines Vesrtärkungsfaktorerhöhungssignals zum Verstärker 40 wird gestoppt (Schritt S3). Der im Verstärker 40 gesetzte Verstärkungsgrad wird auf den Normalwert zurückgesetzt. Ein Lichtemissionssteuerimpuls wird an den Lichtemissionskreis 30 ausgegeben. Dieser veranlasst den Lichtemissionskreis 30 Licht zu emittieren. Das vom lichtempfangenden Element 31 wird mit einem normalen Verstärkungsgrad verstärkt. Dann wird die Feuerüberwachung ausgeführt (Schritt S4). Wenn die Feuerüberwachung beendet ist, wird die Stationärwertüberwachungs-Flag FL angeschaltet zur Vorbereitung der darauffolgenden Stationärwertüberwachung (Schritt S5).
Die Steuerung kehrt dann zum Schritt S2 zurück. Da die Stationärwertüberwachungs- Flag FL auf "ein" steht, wird ein Verstärkungsfaktorerhöhungssignal zum Verstärker 40 gegeben, so dass der Verstärker den Verstärkungsgrad erhöht (Schritt S11). Ein Lichtemissionssteuerimpuls wird an den Lichtemissionskreis 30 gegeben. Der Verstärker 40 verstärkt das vom lichtempfangenden Element 41 empfangene Licht mit einem hohen Verstärkungsfaktor, so dass die Stationärwertüberwachung leicht unter Benutzung des Ausgangssignals des lichtempfangenden Elements 41 durchgeführt werden kann. Eine Ausgangsspannung SLV wird vom Abtast/Halte-Kreis 42 bezogen (Schritt S12) und dann in das RAM 21 übertragen. Die Obergrenze Vu und die Untergrenze Vd wird aus dem EEPROM 22 abgelesen (Schritt S13) und dann in das RAM 21 übertragen. Die Ausgangsspannung SLV des Abtast/Halte-Kreises 42 wird verglichen nüt der Obergrenze Vu und der Untergrenze Vd (Schritt S14). Wenn die Ausgangsspannung SLV des Abtast/Halte-Kreises 42 ein Wert zwischen der Obergrenze Vu und der Untergrenze Vd ist, dann ist der photoelektrische Feuerdetektor normal. Die Fehler-Flag E im RAM 21 wird daher auf "aus" gestellt (Schritt SiS). Der Zählwert C, der die Möglichkeit eines Fehlers anzeigt, wird auf "0" zurückgestellt (Schritt S16). Die Sequenz der Stationärwertüberwachung wird beendet. Die Stationärwertüberwachungs-Flag FL wird abgeschaltet, um die nachfolgende Feuerüberwachung vorzubereiten (Schritt S17).
Wenn bei Schritt S14 die Ausgangsspannung SLV des Abtast/Halte-Kreises 42 einen höheren Wert als die Obergrenze Vu hat, kann angenommen werden, dass ein Insekt oder Staub in den photoelektrischen Feuerdetektor eingedrungen ist. Die Möglichkeit einer Störung im photoelektrischen Feuerdetektor wird daher festgestellt. Wenn die Ausgangsspannung SLV des Abtast/Halte-Kreises 42 einen niedrigeren Wert als die Untergrenze Vd hat, wird die Möglichkeit festgestellt, dass ein Kurzschluss im photoelektrischen Feuerdetektor vorliegt. In jedem dieser Fälle hat der Feuerdetektor einen abnormalen Zustand angenommen. Der Zählwert C, der die Möglichkeit eines Fehler anzeigt, wird um "1" erhoht (Schritt 21). Der Maximalwert Cm für den Zählwert C wird nun von EEPROM 22 abgelesen und dann mit dem Zählwert C verglichen (Schritt S22). Wenn der Zählwert C grösser ist als der Maximalwert Cm wird festgestellt, dass der photoelektrische Feuerdetektor abnormal ist. Die Fehler-Flag E wird dann auf "ein" gesetzt (S23). Die Sequenz der Stationärwertüberwachung endet. Die Stationärwertüberwachung-Flag FL wird dann zur Vorbereitung der nachfolgenden Feuerüberwachung auf "aus" gesetzt (Schritt S17).
Wenn der Mikrocomputer 10 ein Zustandsrückstellsignal vom nicht gezeigten Feuerempfänger erhält, stellt der Mikrocomputer 10 den Zustand der Fehler-Flag E zurück, zusammen mit der Adresse des photoelektrischen Feuerdetektors. In diesem Zustand kann der Feuerdetektor, wenn die Fehler-Flag ist "ein", erkennen, dass der Feuerdetektor abnormal ist.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführung der Feuerempfänger viele Zusandsrückstellbefehle an jeden photoelektrischen Feuerdetektor sendet, kann der Feuerempfänger einen abnormalen Zustand eines photoelektrischen Feuerdetektors in einem frühen Stadium feststellen. Da weiterhin der photoelektrische Feuerdetektor selbst die Stationärwertüberwachung durchführt, kann daher der photoelektrische Feuerdetektor eine eigene Störung selbst feststellen. Dies bewirkt eine geringere Belastung des Feuerempfängers.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung wird in Schritt S14 und S21 in Fig. 2 die Anzahl der Ausgangsspannungen SLV des Abtast/Halte-Kreises 42 mit grösseren Werten als die Obergrenze Vu zu der Anzahl der Ausgangsspannungen SLV des Abtast/Halte-Kreises 42 mit kleineren Werten als die Untergrenze Vd addiert. Es kann jedoch auch die Anzahl der Ausgangsspannungen SLV des Abtast/Halte-Kreises 42 mit grösseren Werten als die Obergrenze Vu getrennt von der Anzahl der Ausgangsspannungen SLV des Abtast/Halte- Kreises 42 mit kleineren Werten als die Untergrenze Vd gezählt werden. Die maximale Anzahl Cm im Fall, dass die Ausgangsspannung SLV einen kleineren Wert Vd als die Untergrenze hat, kann dabei grösser gewählt werden als die maximale Anzahl Cm für den Fall, dass die Ausgangsspannung SLV einen grösseren Wert als die Obergrenze Vu hat.
Gemäss der vorliegenden Erfindung kann ein photoelektrischer Feuerdetektor seinen eigenen abnormalen Zustand in einem frühen Stadium dem Feuerempfänger melden. Weiterhin kann ein photoelektrischer Feuerdetektor, da er eine Stationärwertüberwachung selbst durchführt, einen eigenen Fehler selbst detektieren. Dies bewirkt eine reduzierte Belastung des Feuerempfängers.

Claims

1. Photoelektrischer Feuerdetektor, in dem ein Lichtempfangselement Streulicht empfängt, das von der Streuung von einem lichtemittierenden Element ausgehenden Lichtes an Rauchpartikeln herrührt, ein Verstärker das Ausgangssignal des besagten Lichtempfangselementes verstärkt, und eine Steuereinheit durch Benutzung einer Spannung des verstärkten Ausgangssignales des besagten Verstärkers eine Rauchdichte detektiert, der folgende Mittel umfasst.

ein Verstärkungsfaktorvergrösserungsmittel zur Vergrösserung des in besagtem Verstärker gesetzten Verstärkungsfaktors in Intervallen einer gegebenen Periode als Time- Sharing im Prozess der Detektion der Rauchdichte zur Feuerüberwachung, ein Bereichssetzungsmittel zum Setzen einer Obergrenze und einer Untergrenze für das Ausgangsniveau des besagten Verstärkers,

ein Vergleichsmittel zur Feststellung, dass ein von einer Vergrösserung besagten Verstärkungsfaktors resultierendes Ausgangsniveau des besagten Verstärkers von dem durch die besagte Obergrenze und besagte Untergrenze definierten Bereich abweicht,

ein Zählmittel zur Messung des Zeitintervalls , während dem die von einer Vergrösserung des besagten Verstärkungsfaktors resultierenden Ausgangsniveaus des besagten Verstärkers fortlaufend von dem besagten Bereich abweichen,

ein Maximumsetzmittel zum Setzen eines Maximalwertes für das besagte Zeitintervall, und ein Störungsidentifikationsmittel zur Identifizierung des Auftretens einer Störung im besagten photoelektrischen Feuerdetektor, wenn das besagte Zeitintervall den besagten Maximalwert überschreitet.

2. Photoelektrischer Feuerdetektor nach Anspruch 1, bei dem das besagte Zählmittel die Anzahl der von einer Vergrösserung des besagten Verstärkungsfaktors resultierenden Ausgangsniveaus des besagten Verstärkers mit einem grösseren Wert als besagte Obergrenze, und die Anzahl der von einer Vergrösserung des besagten Verstärkungsfaktors resultierenden Ausgänge mit einem kleineren Wert als besagte Untergrenze aufsummiert.

3. Photoelektrischer Feuerdetektor nach Anspruch 1, bei dem das besagte Zählmittel die Anzahl der Ausgangsniveaus des besagten Verstärkers, die von einer Vergrösserung des besagten Verstärkungsfaktors resultieren und grössere Werte als die besagte Obergrenze haben, getrennt von der Anzahl der Ausgangsniveaus des besagten Verstärkers zählt, die von einer Vergrösserung des besagten Verstärkungsfaktors resultieren und kleinere Werte als die besagte Untergrenze haben; und bei dem das besagte Maximumsetzmittel einen Maximalwert zur Benutzung, wenn ein Ausgangsniveau des besagten Verstärkers einen grösseren Wert als besagte Obergrenze hat, besitzt, und einen anderen Maximalwert zur Benutzung, wenn ein Ausgangsniveau des besagten Verstärkers einen kleineren Wert als besagte Untergrenze hat.

4 Photoelektrischer Feuerdetektor nach Anspruch 3, bei dem im besagten Maximumsetzmittel der Maximalwert zur Benutzung, wenn ein Ausgangsniveau des besagten Verstärkers einen kleineren Wert als die besagte Untergrenze hat, den Maximalwert zur Benutzung, wenn ein Ausgangsniveau des besagten Verstärkers einen grösseren Wert als die besagte Obergrenze hat, übersteigt.

5. Photoelektrischer Feuerdetektor nach Anspruch 1, bei dem die besagte Steuereinheit ein Mikrocomputer ist, der nach einem in einem ROM gespeicherten Programm arbeitet; in dem das besagte Verstärkungsfaktorvergrösserungsmittel den besagten Mikrocomputer und den besagten Verstärker umfasst; in dem das besagte Bereichssetzmittel und das besagte Maximumsetzmittel mit einem EEPROM realisiert sind; und in dem das besagte Vergleichsmittel, das besagte Zählmittel, und das besagte Störungsidentifikationsmittel mit dem besagtem Mikrocomputer realisiert sind.