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Die vorliegende Erfindung betrifft Feueralarmvorrichtungen mit analogen
Sensoren.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ein Alarmsystem mit mehreren
Brandmeldern, die mit einer entfernten Alamizentrale in Verbindung stehen,
wobei wenigstens einer dieser Brandmelder einerseits eine elektronische
Zentraleinheit und andererseits einen Brandsensor aufweist, der eine
physikalische Größe mißt, deren Veränderungen das Vorliegen eines Brandes
anzeigen, wobei dieser Sensor an die Zentraleinheit ein elektrisches
Analogsignal übermittelt, das einen für die physikalische Größe stehenden Wert hat,
wobei die Zentraleinheit Mittel zum Messen des Signaiwertes in
regelmäßigen Zeitabständen aufweist und diese Zentraleinheit so aufgebaut ist, daß
sie eine Differenz zwischen diesem gemessenen Wert und einem
Signalbezugswert berechnet und an die Alarmzentrale ein Alarmsignal für einen
Brand sendet, und zwar nur dann, wenn diese Differenz einen ersten
vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
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Ein solches Alarmsystem ist in Research Disclosure No. 357, Seiten 8-13
(Emsworth GB, Januar 1994, "Smoke Detector with Dirty Chamber
Signal") beschrieben.
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Bei einem solchen Alarmsystem unterliegt das von der Zentraleinheit des
Brandmelders empfangene elektrische Analogsignal Störungen, die
unabhängig davon sind, ob ein Brand vorliegt oder nicht.
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Diese Störungen können auf Schwankungen der Umgebungstemperatur
oder auf andere physikalische Umgebungsparameter zurückzuführen sein.
Wenn zum Beispiel der Brandsensor ein lonensensor ist, so verändern die
Schwankungen des Drucks und der Umgebungsfeuchtigkeit das von dem
Brandsensor an die Zentraleinheit des Melders weitergegebene elektrische
Analogsignal.
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Um die verschiedenen möglichen Störungen des von der Zentraleinheit
empfangenen elektrischen Analogsignals zu berücksichtigen, wird der
obengenannte, vorgegebene erste Schwellenwert generell ausreichend groß
gewählt, so daß diese Störungen keine ungewollten Alarmreaktionen
herbeiführen.
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Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Sensibilität des Brandmelders
dadurch verringert wird. Um dieses Problem zu lösen, ist es bekannt,
Schwellenwerte zu benutzen, die sich diesen Störungen entsprechend selbst
modifizieren. Die EP-A-70449 beschreibt eine solche Lösung, bei der
zahlreiche, veränderliche Schwellenwerte benutzt werden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen.
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Hierzu ist gemäß der Erfindung in der beanspruchten Forrn eine
Feueralarmvorrichtung der in Rede stehenden Art im wesentlichen dadurch
gekennzeichnet, daß der für jede weitere Messung des Signalwertes
berücksichtigte Bezugswert wenigstens von bestimmten Werten der zuvor von der
Zentraleinheit gemessenen Signalwerte abhängt und daß der erste
vorgegebene Schwellenwert zwischen 10 % und 20 % des Signalbezugswertes
liegt.
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Auf diese Weise wird die Sensibilität der Vorrichtung erhöht, ohne daß
Gefahr besteht, daß Fehlalarm aufgrund der Störungen des Signais
ausgelöst wird, die von dem Bezugswert des Signals berücksichtigt werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird weiterhin auf die
eine oder andere der folgenden Maßnahmen zurückgegriffen:
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- wenigstens bestimmte Werte der obengenannten, zuvor von der
Zentraleinheit gemessenen Werte, von denen der Bezugswert abhängt, sind
länger als eine halbe Stunde vor der obengenannten erneuten Messung
gemessen worden;
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- der Zeitabstand zwischen zwei Messungen des Signalwertes liegt
zwischen 3 und 10 Sekunden;
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- der für jede weitere Messung des Signalwertes berücksichtigte
Bezugswert ist der letzte gemessene Signalwert;
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- der für jede weitere Messung des Signalwertes berücksichtigte
Bezugswert ist ein gewichtetes Mittel der n letzten Messungen des Signals, wobei
n eine ganze Zahl und wenigstens gleich 2 ist;
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- die Zentraleinheit hat einen Ausgangsbezugswert eingespeichert, wobei
die Zentraleinheit zum Berechnen einer Differenz zwischen diesem
Ausgangsbezugswert und dem gemessenen Signalwert und zum Auslösen einer
Fehlermeldung vorgesehen ist, wenn die Differenz einen zweiten, den
ersten Schwellenwert übersteigenden, vorgegebenen Schwellenwert
überschreitet.
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Weitere Merkrnale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden, detaillierten Beschreibung eines nicht einschränkenden
Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen.
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Es zeigt;
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Fig. 1 eine diagrammatische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Brandmelders, der mit einer erfindungsgemäßen Zentraleinheit
verbunden ist, und
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Fig. 2 die Signale u und i, die jeweils von dem Mikroprozessor des
Brandmelders und der Alarmzentrale empfangen werden, wenn der
Melder einen Alarm anzeigt.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Brandmelder 1 mit einer Alarinzentrale 5
mittels eines Paars 2 von Leitern 3, 4 verbunden, das sich zwischen einem
ersten Ende 2a, an welchem die beiden Leiter 3, 4 jeweils an zwei
Anschlüsse 5a, 5b der Alarmzentrale angeschlossen sind, und einem zweiten
Ende 2b, an welchem die beiden Leiter 3, 4 über einen Widerstand R
miteinander verbunden sind, erstreckt.
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Im allgemeinen sind mehrere Melder 1 mit dem Leiterpaar 2 längs
desselben verbunden. Weiterhin können mehrere Leiterpaare 2 mit der
Alarmzentrale 5 an mehreren Paaren von Anschlüssen 5a, 5b dieser
Alarmzentrale verbunden sein.
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Zwischen jedem Paar von Anschlüssen 5a und 5b der Alarmzentrale sind
ein Spannungsgenerator 11 und ein Widerstand R0
hintereinandergeschaltet, so daß ein Strom i in dem Leiterpaar 2 erzeugt wird.
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Die beiden Anschlüsse des Widerstands R0 sind mit den beiden Eingängen
9a und 9b eines Spannungsverstärkers 9 verbunden, dessen Ausgang 9c
wiederum mit einem Analogeingang 10a eines Mikroprozessors 10
verbunden ist, der so eine dem Strom i entsprechende Spannung empfangt: mit
anderen Worten kann der Mikroprozessor 10 indirekt den Strom i messen.
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Im übrigen ist der Melder 1 mit dem Leiterpaar 2 über vier Anschlüsse 3a,
3b, 4a, 4b verbunden, wobei der Leiter 3 einerseits mit dem Anschluß 3a
und andererseits mit dem Anschluß 3b verbunden ist und der Leiter 4
einerseits mit dem Anschluß 4a und andererseits mit dem Anschluß 4b
verbunden ist.
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In dem dargestellten Beispiel sind die Anschlüsse 3a und 3b ebenso wie die
Anschlüsse 4a und 4b miteinander kurzgeschlossen.
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Der Brandmelder 1 umfaßt einen Brandsensor 7, insbesondere einen
Ionisations-Rauchmeldesensor, einen optischen Rauchmeldesensor, einen
Wärmesensor etc. Der Sensor 7 mißt eine physikalische Größe, wobei
Abweichungen von dieser das Vorliegen eines Brandes anzeigen.
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Im übrigen umfaßt der Brandmelder 1 weiterhin einen Mikroprozessor 6,
der einen mit dem Sensor 7 verbundenen Analogeingang 6a aufweist. Der
Sensor 7 überträgt an diesen Eingang 6a ein elektrisches Analogsignal u,
zum Beispiel eine Spannung, die flir die von dem Sensor 7 gemessene
physikalische Größe steht und die dementsprechend geeignet ist, dem
Mikroprozessor 6 das Vorliegen eines Brandes im Bereich des Brandmelders
anzuzeigen.
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Der Mikroprozessor 6 weist weiterhin einen Ausgang 6b auf, der mit der
Basis eines Transistors T verbunden ist, dessen Emitter und Kollektor mit
wenigstens einem Widerstand R1 zwischen den Leitern 3 und 4
hintereinandergeschaltet ist.
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Wenn der Ausgang 6b des Mikroprozessors den Transistor T in seiner
Durchlaßrichtung polarisiert, wird der Transistor aktiviert und läßt einen
zwischen den Leitern 3 und 4 abgezweigten elektrischen Strom passieren,
wodurch der elektrische Strom i, der durch den Widerstand R0 geht, erhöht
wird.
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Erfindungsgemäß mißt der Mikroprozessor 6 des Alarmmelders 1 in
regelmäßigen Zeitabständen den von dem Sensor 7 empfangenen Wert der
Spannung u. Diese Zeitabstände können zum Beispiel zwischen 3 und 10
Sekunden liegen.
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Bei jeder neuen Messung vergleicht der Mikroprozessor 6 den gemessenen
Wert mit einem Bezugswert u0, der von den zuvor gemessenen Werten
abhängig ist und der zum Beispiel von dem letzten gemessenen Wert oder von
einer Funktion der letzten gemessenen Werte gebildet sein kann, zum
Beispiel einem gewichteten Mittel der n letzten gemessenen Werte, wobei n
eine ganze Zahl und wenigstens gleich 2 ist.
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In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung sind wenigstens bestimmte der gemessenen vorgegebenen Werte,
die zur Berechnung der Bezugswerte u0 berücksichtigt werden, länger als
eine halbe Stunde, sogar länger als eine Stunde, vor dem Vergleich
zwischen u und u0 gemessen worden.
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Aufgrund der Verwendung des Mikroprozessors 10 und seines
zugeordneten Speichers können auch die langsamen Veränderungen der Spannung u
bei Nichtvorliegen eines Feuers berücksichtigt werden.
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Wenn die Differenz zwischen u und u0 einen vorgegebenen Schwellenwert
δ3 überschreitet, der gegebenenfalls und je nachdem, ob u größer oder
kleiner als u0 ist, einen anderen Wert haben kann und der zum Beispiel
zwischen 10 % und 20 % des Bezugswertes u0 liegen kann, so aktiviert der
Mikroprozessor 6 den Transistor T über seinen Ausgang 6b zum Beispiel
für die Dauer einer Sekunde, was ein Alarmsignal zur Anzeige des
Vorliegens eines Feuers an die Alarmzentrale 5 darstellt.
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Dies geschieht, wenn der Wert u zu einem gegebenen Zeitpunkt t0 stark
abweicht, wie es der Fall ist, wenn ein Brand von dem Sensor 7 erfaßt
wird.
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Aufgrund der Tatsache, daß der Bezugswert u0 sich den auf Schwankungen
der Temperatur und anderer Parameter zurückzuführenden, langsamen
Schwankungen der Spannung u anpaßt, kann der Schwellenwert δ3
verhältnismäßig niedrig sein, so daß der Brandmelder 1 eine optimale
Sensibilität aufweist, ohne jedoch Gefahr zu laufen, Fehlalarm auszulösen.
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Während der Transistor T aktiviert ist, fließt ein erhöhter Strom i, der zum
Beispiel um 5 bis 20 mA gegenüber normal zunimmt, durch den
Widerstand R0 der Alarmzentrale.
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Diese Schwankung des den Widerstand R0 durchlaufenden Stroms 9 wird
an den Analogeingang 10a des Mikroprozessors der Alarmzentrale in Form
eines Spannungssignals weitergegeben, so daß der Mikroprozessor 10 den
Durchlauf im Alarmzustand des Melders 1 erfassen kann und eine
Alarmreaktion, wie zum Beispiel das Ansprechen einer Sirene, die Übertragung
einer Alarmmeldung an ein Fernüberwachungsgerät etc., auslösen kann.
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Hierzu ist der Mikroprozessor 10 der Alarmzentrale 5 so ausgelegt, daß er
mittels der Spannung, die er an seinem Analogeingang 10a empfängt, in
regelmäßigen Zeitabständen, zum Beispiel alle 3 bis 10 Sekunden, den
Strom i mißt, der durch den Widerstand R0 geht.
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Der Mikroprozessor 10 stellt dann fest, ob der Strom i anzeigt, daß einer
der mit dem Leiterpaar 2 verbundenen Brandinelder 1 sich im
Alarmzustand befindet, indem er die Differenz zwischen dem gemessenen Wert des
Stroms i und einem Bezugswert i0 berechnet, und indem er feststellt, ob
diese Differenz einen vorgegebenen Schwellenwert δ1 überschreitet oder
nicht, der gegebenenfalls und je nachdem, ob i größer oder kleiner als i0
ist, einen unterschiedlichen Wert haben kann und der zum Beispiel 10 bis
20 % des Bezugswertes betragen oder auf eine gegebene Stromstärke zum
Beispiel zwischen 3 und 15 mA festgelegt sein kann.
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Wenn die Alarmzentrale 5 festgestellt hat, daß einer der Melder 1 sich im
Alarmzustand befindet, gibt sie ihrerseits ein Alarmsignal ab, das ein
Tonsignal oder ein Telefonanruf oder dergleichen sein kann.
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Im übrigen kann der Mikroprozessor 6 des Melders 1 einen
Ausgangsbezugswert U des Signals u in seinem Speicher haben und so programmiert
sein, daß er ein Fehlersignal an das Leiterpaar 2 sendet, wenn die Differenz
zwischen dem gemessenen Signalwert u und dem Ausgangsbezugswert U
einen zweiten, den Schwellenwert δ3 übersteigenden, vorgegebenen
Schwellenwert ö2 überschreitet.
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Der zweite vorgegebene Schwellenwert δ2 kann zum Beispiel 50 % des
Ausgangsbezugswertes U betragen und er kann gegebenenfalls einen ersten
Wert haben, wenn der gemessene Wert u kleiner ist als der
Ausgangsbezugswert U, und einen zweiten Wert, wenn der gemessene Wert u größer
ist als der Ausgangsbezugswert U.
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Um ein Fehlersignal an das Leiterpaar 2 zu senden, aktiviert der
Mikroprozessor 6 über seinen Ausgang 6b den Transistor T, indem er jedoch die
Spannung des Ausgangs 6b auf einen Wert bringt, der sich von der von
dem Ausgang zur Erzeugung eines Alarmsignals benutzten Spannung
unterscheidet, so daß die von dem Mikroprozessor 10 der Alarmzentrale 5
erfaßte Erhöhung des Stroms i sich von der Zunahme des Stroms
unterscheidet, die erfolgt, wenn der Melder 1 ein Feuer festgestellt hat.
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Der Mikroprozessor 10 der Alarmzentrale 5 wird dann darüber unterrichtet,
daß einer der Brandmelder 1 des Leiterpaares 2 einen Fehler aulweist, so
daß die Marmzentrale 5 dementsprechend reagieren kann, indem sie zum
Beispiel eine Fehlermeldung an ein Fernüberwachungsgerät überträgt oder
ähnliches.
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Wenn der Mikroprozessor 6 des Brandmelders 1 einen Fehler des Sensors 7
wie vorstehend ausgeführt feststellt, so kann er den Transistor T
vorzugsweise sequentiell aktivieren und deaktivieren, so daß in dem Leiterpaar 2
ein kodiertes binäres Signal erzeugt wird, das von den
aufeinanderfolgenden Zu- und Abnahmen des Stroms i gebildet wird, wobei dieses kodierte
binäre Signal dem Melder 1 zugehörig ist. Auf diese Weise kann die
Alarmzentrale 5 denjenigen Melder 1, der fehlerhaft ist, identifizieren.
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Gegebenenfalls könnte der Ausgang 6b des Mikroprozessors 6 ein das
Erzeugen einer Sinusspannung ermöglichender Analogausgang sein, in
welchem Fall das Fehlersignal von einer jiber das Leiterpaar 2 gesendeten und
von dem Mikroprozessor 10 empfangenen Frequenz gebildet sein kann,
wobei diese Frequenz vorzugsweise dem Brandmelder 1 zugehörig ist, so
daß die Alarmzentrale 5 denjenigen Brandmelder, der fehlerhaft ist,
identifizieren kann.