DE9417289U1 - Detector device, detector system and immunosensor for detecting fires - Google Patents
Detector device, detector system and immunosensor for detecting firesInfo
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Description
Detektoreinrichtung, Detektorsystem und Immunosensor zum Erkennen von BrändenDetector device, detector system and immunosensor for detecting fires
Die Erfindung betrifft eine Detektoreinrichtung und ein Detektorsystem zum Erkennen von Bränden nach dem Anspruch 1 und nach dem Anspruch 31. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Immunosensor zum Erkennen von Bränden gemäß dem Anspruch 43.The invention relates to a detector device and a detector system for detecting fires according to claim 1 and claim 31. Furthermore, the invention relates to an immunosensor for detecting fires according to claim 43.
Zur Erkennung von Waldbränden sind optische Detektoren bekannt, die auf Strahlung ansprechen, die bei der Verbrennung emittiert wird (IR und UV). Nachteilig ist bei diesen optischen Einrichtungen, daß die Strahlungsintensität eine bestimmte Schwelle überschritten haben muß, damit der optische Detektor anspricht. Dies ist auf größere Entfernungen, wie etwa bei Waldbränden, erst dann erreicht, wenn der Brand bereits weit fortgeschritten ist. Zudem besteht die Schwierigkeit, daß die Strahlung direkt auf den Detektor fallen muß, und dies ist wiederum bei Waldbränden oder bei Feuer in Lagerhallen erst zu spät gegeben, da hier häufig der direkte Sichtkontakt behindert ist.Optical detectors are known for detecting forest fires. They respond to radiation emitted during combustion (IR and UV). The disadvantage of these optical devices is that the radiation intensity must have exceeded a certain threshold for the optical detector to respond. At greater distances, such as in forest fires, this is only achieved when the fire is already well advanced. There is also the difficulty that the radiation must fall directly on the detector, and this, in turn, is too late in the case of forest fires or fires in warehouses, as direct visual contact is often obstructed here.
Aus DE 40 00 848 Al ist ein Detektor zum Erkennen von Flammen auf größere Entfernungen bekannt. Dieser Detektor arbeitet in dem von Flammen u.a. emittierten Bereich des mittleren Ultraviolette des elektromagnetischen Spektrums, das ist der sog. "solar-blinde" Wellenlängenbereich, und umfaßt neben weiteren Einrichtungen einen Photokathoden-Photovervielfacher in Kombination mit optischen Filtern und einer UV-geeigneten Sammeloptik. DE 40 00 848 Al discloses a detector for detecting flames at greater distances. This detector works in the mid-ultraviolet range of the electromagnetic spectrum emitted by flames, among other things, which is the so-called "solar-blind" wavelength range, and includes, in addition to other devices, a photocathode photomultiplier in combination with optical filters and UV-suitable collecting optics.
Eine Einrichtung zum großflächigen Erkennen von Waldbränden ist aus DE 37 10 265 Al bekannt. Diese Einrichtung besteht aus mehreren, in regelmäßigen Abständen in dem zu überwachenden Gelände angeordneten Anlagen, wobei die einzelnen Anlagen jeweils einen an der Spitze eines Masten angebrachten Infrarotdetektor aufweisen. Die einzelnen Infrarotdetektoren werden in horizontaler und azimutaler Richtung bewegt, sodaß die brandgefährdete Fläche abgetastet und ein etwaiger Brandherd lokalisiert werden kann. An jedem Mast ist zudem ein Solargenerator für die Be-A device for detecting forest fires over a large area is known from DE 37 10 265 Al. This device consists of several systems arranged at regular intervals in the area to be monitored, whereby each individual system has an infrared detector mounted on the top of a mast. The individual infrared detectors are moved horizontally and azimuthally so that the area at risk of fire can be scanned and any source of fire can be located. Each mast also has a solar generator for the lighting.
reitstellung der elektrischen Energie für den Detektor, die Einrichtung zum Bewegen des Detektors sowie für eine ebenfalls am Mast befestigte Hochfrequenzsendeantenne vorgesehen. Die Hochfrequenzantenne dient zum Senden von den Meßergebnissen des Infrarotdetektors entsprechenden Signalen per Richtfunk an eine zentrale Auswertestation.Provision of electrical energy for the detector, the device for moving the detector and a high-frequency transmitting antenna that is also attached to the mast. The high-frequency antenna is used to send signals corresponding to the measurement results of the infrared detector to a central evaluation station via radio link.
Diese Einrichtungen und Detektoren weisen eine Reihe von Nachteilen auf: Um mit den dort verwendeten Detektoren auch auf große Entfernungen eine Brandquelle feststellen zu können, müssen die jeweiligen Detektoren ein hohes Auflösungsvermögen und eine niedrige Ansprechschwelle besitzen. Infolgedessen ist es erforderlich, daß der Sensor entsprechend groß dimensioniert und mit aufwendiger Optik und leistungsfähiger Verstärkungseinrichtung versehen wird. Außerdem besteht bei solchen optischen Detektoren u.U. das Problem von Fehlfunktionen aufgrund des Nachweises parasitärer Strahlung, beispielsweise der Sonnenstrahlung. Um eine hinreichende Ortsauflösung durch die horizontale und azimutale Abtastung erreichen zu können, sind eine zuverlässig arbeitende Bewegungsvorrichtung und eine Koordinatenmeßeinrichtung erforderlich. Zudem müssen sonstige Bewegungen, beispielsweise Mastschwankungen bei Sturm, vermieden werden. Dazu werden ausreichend stabile, aufwendige Mastsysteme benötigt. Die Energieversorgung muß so ausgelegt werden, daß der sichere Betrieb des Detektors bei dem geforderten Ansprechverhalten sowie der Sendeanlage über die größere Entfernung der bekannten Anlagen von einer zentralen Auswertestation und die Bewegung des Detektors zur Abtastung der zu überwachenden Fläche gewährleistet werden kann. Insbesondere im Falle des beschriebenen Photomultipliers erfordert dies einen großdimensionierten Solarkollektor oder u.U. sogar eine zentrale Energieversorgung über Fernleitungen.These devices and detectors have a number of disadvantages: In order to be able to detect a fire source even at great distances with the detectors used, the respective detectors must have a high resolution and a low response threshold. As a result, it is necessary for the sensor to be suitably large and equipped with complex optics and a powerful amplification device. In addition, such optical detectors may have the problem of malfunctions due to the detection of parasitic radiation, for example solar radiation. In order to achieve sufficient spatial resolution through horizontal and azimuthal scanning, a reliable movement device and a coordinate measuring device are required. In addition, other movements, such as mast fluctuations during storms, must be avoided. This requires sufficiently stable, complex mast systems. The power supply must be designed in such a way that the safe operation of the detector with the required response behavior and of the transmitter can be guaranteed over the greater distance of the known systems from a central evaluation station and the movement of the detector to scan the area to be monitored. In the case of the photomultiplier described in particular, this requires a large-scale solar collector or possibly even a central power supply via long-distance lines.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung sowie einen Detektor zur frühzeitigen, großflächigen Erkennung von Bränden unter Vermeiden von Nachteilen der bekannten Systeme anzugeben.The invention is based on the object of specifying a device and a detector for the early, large-area detection of fires while avoiding the disadvantages of the known systems.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Detektoreinrichtung gemäß dem Anspruch 1 und durch ein Detektorsystem gemäß dem Anspruch 31. Zur Lösung der Aufgabe dient desweiteren ein Immunosensor gemäß dem Anspruch 43.This object is achieved by a detector device according to claim 1 and by a detector system according to claim 31. An immunosensor according to claim 43 also serves to solve the object.
Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Appropriate embodiments are specified in the subclaims.
Die Erfindung weist u.a. folgende Vorteile auf: Die einzelnen Detektoranlagen sind kompakt aufgebaut und leicht, aufgrund der geringen Energieaufnahme ist eine dezentrale Energieversorgung, z.B. durch kleine Solarkollektoren in Kombination mit einem Akkumulator, möglich. Aufgrund der kompakten, leichten Bauweise der Detektoranlagen sind lediglich leichte, einfache Mastsysteme nötig, die Detektoranlagen können zudem auch direkt an Bäumen oder sonstigen stationären Gegenständen befestigt werden. The invention has the following advantages, among others: The individual detector systems are compact and lightweight; due to the low energy consumption, a decentralized energy supply is possible, e.g. through small solar collectors in combination with an accumulator. Due to the compact, lightweight design of the detector systems, only light, simple mast systems are required; the detector systems can also be attached directly to trees or other stationary objects.
Bei Waldbränden oder sonstiger Verbrennung von Biomasse pflanzlicher Herkunft werden eine ganze Reihe von flüchtigen Stoffen in die Atmosphäre abgegeben, beispielsweise Wasserdampf, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickoxide, organische Säuren und sonstige Kohlenwasserstoffe wie etwa Ethylen, Ethan, Methylen, Methan, Propen, Methanol, Ethanol, Methylbromid, Formaldehyd, Naphtalen, Butadien usw. (s. hierzu beispielsweise J. G. GOLDAMMER, Spektrum der Wissenschaft, Juli 1994, 86-94; D. FENGEL, G. WEGENER, "Wood", De Gruyter, Berlin 1984, 338-342; W. H. SMITH, "Air Pollution and Forests", Springer-Verlag, New York 1981,44-50). Es ist eine bekannte Tatsache, daß Feuer am Geruch des Feuerrauches auch auf größere Entfernungen wahrgenommen werden kann, lange bevor man das Feuer selbst sieht. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zum Erkennen von Bränden deshalb Detektoren eingesetzt, die auf solche, für eine Verbrennung charakteristische flüchtige Stoffe ansprechen. Zur Überwachung eines Geländes werden derartige Detektoren in einem bestimmten Raster großflächig verteilt. Dabei können die einzelnen Detektoren in geeigneter Höhe, etwa baumhoch oder in Bodennähe an Masten oder Bäumen befestigt werden. Brandrauch gelangt auf natürliche Weise zu den dem Brandherd nächstgelegenenDuring forest fires or other combustion of biomass of plant origin, a whole range of volatile substances are released into the atmosphere, for example water vapor, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxides, organic acids and other hydrocarbons such as ethylene, ethane, methylene, methane, propene, methanol, ethanol, methyl bromide, formaldehyde, naphthalene, butadiene, etc. (see for example J. G. GOLDAMMER, Spektrum der Wissenschaft, July 1994, 86-94; D. FENGEL, G. WEGENER, "Wood", De Gruyter, Berlin 1984, 338-342; W. H. SMITH, "Air Pollution and Forests", Springer-Verlag, New York 1981, 44-50). It is a well-known fact that fire can be detected from a great distance by the smell of smoke, long before the fire itself is seen. According to the present invention, detectors are used to detect fires that respond to volatile substances that are characteristic of combustion. To monitor a site, such detectors are distributed over a large area in a specific grid. The individual detectors can be attached to masts or trees at a suitable height, such as tree height or close to the ground. Smoke from fires naturally reaches the areas closest to the source of the fire.
Detektoren. Ein Abtasten des zu überwachenden Geländes wie bei den optischen Detektoren entfällt somit.Detectors. This eliminates the need to scan the area to be monitored, as is the case with optical detectors.
Die erfindungsgemäßen Detektoreinrichtungen weisen jeweils eine Sensoreinheit auf, die auf einen oder mehrere Stoffe anspricht, die bei der Verbrennung Materialien organischer Herkunft in die Atmosphäre abgegeben werden, und besitzen eine Recheneinheit, eine Sende- und Empfangseinrichtung und eine eigene Stromversorgungseinrichtung. Eine beliebige im Geländeraster positionierte Detektoreinrichtung ermittelt lokale Momentanwerte für einen von dieser Detektoreinrichtung erfaßbaren Geländeabschnitt und sendet sie zu den nächsten Nachbarn. Diese Einheiten ermitteln ihrerseits lokale Momentanwerte und bilden jeweils einen Vergleichswert mit den übermittelten Daten der Nachbareinheit. Durch die Kommunikation der Einheiten untereinander, welche vorteilhaft mit kurzreichweitigen, schwachen Sende- und Empfangseinheiten realisiert werden kann, werden die Momentanwerte und die Vergleichswerte über das zu überwachende Gelände hinweg zu einer zentralen Anlage weitergeleitet. Diese Zentrale ist an geeigneter Stelle bezüglich des Detektorrasters, etwa in Randnähe außerhalb der zu überwachenden Fläche angeordnet. Dort erfolgt aus den übermittelten Momentan- und Vergleichswerten auf der Basis des durch das Detektorraster festgelegten Koodinatensystems die Feststellung des momentanen Zustandes im Gelände sowie ggf. aus dem Vergleich von aufeinanderfolgenden Datensätzen eine Fehlerbewertung. Wenn ein Brand festgestellt worden ist, erfolgt durch diese Zentrale auch die Lokalisierung des Brandherdes bzw. einer Feuerfront und die Ausgabe eines Alarmsignals sowie die Beurteilung des Fortschreitens und des Ausmaßes des Brandgeschehens. Diese zentrale Einrichtung ist über Funk, ggf. via Satellit oder über eine Datenfernleitung mit einer Einsatzzentrale verbunden. Dazu ist ein leistungsfähigeres Sendesystem vorgesehen. Zur Energieversorgung kann ein größerer Solarkollektor oder aufgrund der Positionierung außerhalb des zu überwachenden Geländes auch eine Versorgungsleitung vorgesehen werden.The detector devices according to the invention each have a sensor unit that responds to one or more substances that are released into the atmosphere when materials of organic origin are burned, and have a computing unit, a transmitting and receiving device and their own power supply device. Any detector device positioned in the terrain grid determines local instantaneous values for a section of terrain that can be detected by this detector device and sends them to the nearest neighbors. These units in turn determine local instantaneous values and each form a comparison value with the data transmitted by the neighboring unit. Through communication between the units, which can advantageously be implemented with short-range, weak transmitting and receiving units, the instantaneous values and the comparison values are forwarded across the terrain to be monitored to a central system. This central unit is located at a suitable location in relation to the detector grid, for example near the edge outside the area to be monitored. There, the current status of the area is determined from the transmitted instantaneous and comparative values on the basis of the coordinate system defined by the detector grid, and if necessary, an error is evaluated by comparing successive data sets. If a fire has been detected, this control center also localizes the source of the fire or a fire front and issues an alarm signal, as well as assessing the progress and extent of the fire. This central facility is connected to an operations center via radio, possibly via satellite or via a data link. A more powerful transmission system is provided for this purpose. A larger solar collector can be provided for the energy supply, or, due to the positioning outside the area to be monitored, a supply line can also be provided.
Die Genauigkeit der Lokalisierung des Brandherdes oder der Feuerfront ist durch den Rasterabstand gegeben. Auch die Ansprech-The accuracy of the localization of the fire source or the fire front is determined by the grid spacing. The response
dauer des Detektorsystems hängt u.a. von diesem Abstand ab. Dieser Abstand der einzelnen Detektoreinrichtungen voneinander wird, auch je nach Auslegung der Sende-/Empfangseinrichtung und der Leistungsfähigkeit der Sensoreinrichtungen, größenordnungsmäßig zwischen 10m und 103m, beispielsweise bei 500m liegen. Zur Energieversorgung ist jede Detektoreinrichtung mit einem Solarkollektor und/oder einer Batterie/einem Akkumulator ausgerüstet. The duration of the detector system depends on this distance, among other things. This distance between the individual detector devices will be in the order of 10m and 10 3 m, for example 500m, depending on the design of the transmitting/receiving device and the performance of the sensor devices. Each detector device is equipped with a solar collector and/or a battery/accumulator to supply energy.
Da keine aufwendigen Verstärkereinrichtungen und Bewegungseinrichtungen wie bei den optischen Detektoren vorhanden sind und die Sendeleistungen aufgrund der Fortleitung von Signalen über geringe Entfernungen zu den nächsten Nachbarn erfolgt, können kleinere Solarkollektoren verwendet werden. Zudem kann es vorteilhaft sein, die Detektorsysteme nicht für die kontinuierliche Messung, sondern für Messung in zeitlichen Abständen auszulegen. Hierzu kann in jeder Elektronikeinheit eine Einrichtung vorgesehen werden, die die einzelnen Detektoreinrichtungen, einschließlich der zugehörigen Sende- und Empfangseinrichtungen, in bestimmten Zeitabständen, etwa alle 10 Minuten, aktiviert und in den Phasen dazwischen abschaltet ("sleep mode").Since there are no complex amplifiers and movement devices as with optical detectors and the transmission power is due to the transmission of signals over short distances to the nearest neighbors, smaller solar collectors can be used. In addition, it can be advantageous to design the detector systems not for continuous measurement, but for measurement at intervals. To this end, a device can be provided in each electronic unit that activates the individual detector devices, including the associated transmitting and receiving devices, at certain intervals, approximately every 10 minutes, and switches them off in the phases in between ("sleep mode").
Für~ die Sensoreinheiten der Detektoreinrichtungen kommen solche Sensoren in Frage, die entweder selektiv auf einzelne der bei der Verbrennung in die Atmosphäre abgegebenen Stoffe oder weniger selektiv auf einen oder mehrere dieser Stoffe ansprechen.Sensors that respond either selectively to individual substances released into the atmosphere during combustion or less selectively to one or more of these substances can be used for the sensor units of the detector devices.
Ein Beispiel für einen geeigneten Sensor ist ein Sensor, der auf Veränderungen der optischen Eigenschaften eines Indikatorfarbstoffes bei Anwesenheit eines oder mehreren der Zielstoffe anspricht (G. GAUGLITZ et al., Spektrum der Wissenschaft, Januar 1994, 92-96). Solche Sensoren können als integriert-optische Bauelemente mit einer entsprechend sensitiven Schicht aufgebaut sein, etwa einer dünnen, mikroporösen Kieselgelschicht mit einem pH-sensitiven Indikatorfarbstoff für den Nachweis von organischen Säuren, die bei der Verbrennung von Biomasse entstehen. In Betracht kommen ebenso elektrochemische Sensoren (W. GÖPEL, Spektrum der Wissenschaft, Januar 1994, 97-105). Dies können z.B. Sensoren auf der Basis von Feldeffekt-TransistorenAn example of a suitable sensor is a sensor that responds to changes in the optical properties of an indicator dye in the presence of one or more of the target substances (G. GAUGLITZ et al., Spektrum der Wissenschaft, January 1994, 92-96). Such sensors can be constructed as integrated optical components with a correspondingly sensitive layer, such as a thin, microporous silica gel layer with a pH-sensitive indicator dye for the detection of organic acids that are produced during the combustion of biomass. Electrochemical sensors can also be considered (W. GÖPEL, Spektrum der Wissenschaft, January 1994, 97-105). These can be sensors based on field effect transistors, for example.
sein, deren Gate-Elektroden mit einer sensitven Schicht ausgestattet sind. Zum Beispiel kann ein solcher Feldeffekt-Transistor ebenfalls für den Nachweis organischer Säuren als pH-Sensor ausgelegt und hierzu für die sensitive Schicht eine polare, mikroporöse Kieselgelschicht gewählt werden. Für die sensitiven Schichten können desweiteren katalytisch wirkende Metalle verwendet werden, etwa. Palladium, Iridium oder Platin (F. WINQUIST & I. LUNDSTRÖM, Technische Rundschau 19(1993), 54-56). Dabei kann die Gate-Elektrode ein einziges katalytisches Material allein oder mehrere nebeneinander aufweisen. Es können mehrere solcher Halbleiter-Sensoren für den Nachweis jeweils eines Stoffes in einer Sensoreinheit angeordnet werden. Zur Beurteilung hinsichtlich eines Feuerereignisses können die jeweiligen Meßsignale der einzelnen Sensoren dann separat hinsichtlich der Anwesenheit und Konzentration der Zielsubstanzen ausgewertet werden, es kann dazu auch ein integraler Wert über die einzelnen Komponenten gebildet werden. Hierzu ist es auch möglich, beispielsweise die Gate-Elektrode eines einzigen Feldeffekt-Transistors mit mehreren katalytischen Materialien nebeneinander zu versehen.whose gate electrodes are equipped with a sensitive layer. For example, such a field effect transistor can also be designed for the detection of organic acids as a pH sensor, and a polar, microporous silica gel layer can be selected for the sensitive layer. Catalytically active metals can also be used for the sensitive layers, such as palladium, iridium or platinum (F. WINQUIST & I. LUNDSTRÖM, Technische Rundschau 19(1993), 54-56). The gate electrode can have a single catalytic material alone or several next to each other. Several such semiconductor sensors can be arranged in a sensor unit to detect one substance each. To assess a fire event, the respective measurement signals from the individual sensors can then be evaluated separately with regard to the presence and concentration of the target substances, and an integral value can also be formed for the individual components. For this purpose, it is also possible, for example, to provide the gate electrode of a single field-effect transistor with several catalytic materials next to each other.
Zum Nachweis von Kohlenwasserstoffen aus einem Brandgeschehen können beispielsweise Sensoren verwendet werden, die einen Schwingquarz umfassen, auf dessen Oberfläche eine hydrophobe Polymerschicht angeordnet ist (K. YOKOYAMA & F. EBISAWA, Anal. Chem. 65(1993)673-677). Für die Polymerschicht kommen dabei Stoffe wie etwa Polyethylen, Polyphenyloxid, Polycaprolacton, Polybutylenadipat, Polyethylensuccinat, Phenoxy-Harz, Polycarbonat, Polyisobutylen und Polysulfon in Frage. Die flüchtigen Kohlenwasserstoffe können dadurch nachgewiesen werden, daß sie auf die Polymerschicht adsorbieren, an der Schichtoberfläche bleiben oder in die Schicht aufgenommen werden, und zu einer Massenzunahme des Oszillatorsystems führen.To detect hydrocarbons from a fire, sensors can be used that include a quartz oscillator with a hydrophobic polymer layer on its surface (K. YOKOYAMA & F. EBISAWA, Anal. Chem. 65(1993)673-677). Materials such as polyethylene, polyphenyl oxide, polycaprolactone, polybutylene adipate, polyethylene succinate, phenoxy resin, polycarbonate, polyisobutylene and polysulfone can be used for the polymer layer. The volatile hydrocarbons can be detected by adsorbing them onto the polymer layer, remaining on the surface of the layer or being absorbed into the layer, leading to an increase in the mass of the oscillator system.
Eine besonders hohe Nachweisselektivität wird erreicht, wenn Sensorsysteme verwendet werden, die immunologische Bindungspartner für charakteristische Rauchkomponenten aufweisen. Dazu werden polyklonale oder monoklonale Antikörper gegen Rauchkomponenten in bekannte Immunosensoren eingesetzt (z.B. DE 41 21A particularly high detection selectivity is achieved when sensor systems are used that have immunological binding partners for characteristic smoke components. For this purpose, polyclonal or monoclonal antibodies against smoke components are used in known immunosensors (e.g. DE 41 21
493 Al; K. Cammann et al., Angew. Chem. 103(1991), 519-541). Die Herstellung der Antikörper kann dabei nach gängigen Methoden durch Immunisierung von Versuchstieren mit den Zielstoffen erfolgen (Jahresbericht des Deutschen Patentamtes, München 1993, 25f). Als Ausgangsmaterial zur Gewinnung der Antikörper können dabei definierte, einzelne Stoffe, etwa Hydroxymethylfuraldehyd oder Methoxymethylanisol, oder auch Undefinierte Mengen von solchen Stoffen, etwa eine komplette Rauchfraktion, beispielsweise Rauchkondensat, dienen. Die Verwendung eines Undefinierten Ausgangsmaterials hat den Vorteil, daß nicht erst einzelne charakteristische Stoffe im Rauch identifiziert, isoliert und aufgereinigt werden müssen. Vielmehr fällt bei der Gewinnung der Antikörper durch Immunisierung eines Organismus eine ganze Palette solcher immunologischer Bindungspartner zu im Rauch vorhandenen, als Antigen wirkenden Komponenten an.493 Al; K. Cammann et al., Angew. Chem. 103(1991), 519-541). The antibodies can be produced using standard methods by immunizing test animals with the target substances (Annual Report of the German Patent Office, Munich 1993, 25f). The starting material for obtaining the antibodies can be defined, individual substances, such as hydroxymethylfuraldehyde or methoxymethylanisole, or undefined amounts of such substances, such as a complete smoke fraction, for example smoke condensate. The use of an undefined starting material has the advantage that individual characteristic substances in the smoke do not first have to be identified, isolated and purified. Rather, when obtaining the antibodies by immunizing an organism, a whole range of such immunological binding partners to components present in the smoke that act as antigens is obtained.
Sensoreinheiten können aus unterschiedlichen Kombinationen der Einzelsensoren aufgebaut und entweder für sich oder zusammen mit der übrigen Elektronik integriert ausgelegt werden. Dadurch werden kompakte, kleine Detektoreinrichtungen ermöglicht. Die Elektronik ermöglicht entweder die Auswertung nach einzelnen Komponenten und/oder der Bildung von integralen Werten zur Beurteilung des Zustandes des zu überwachenden Geländes. Ein Brandereignis wird dann angenommen, wenn eine oder mehrere charakteristische Komponenten signifikant angezeigt werden oder wenn ein signifikanter integraler Wert über mehrere Komponenten aus Einzelmessungen oder aus einer integralen Messung ermittelt wird.Sensor units can be constructed from different combinations of individual sensors and designed either on their own or integrated with the rest of the electronics. This enables compact, small detector devices. The electronics enable either the evaluation according to individual components and/or the formation of integral values to assess the condition of the area to be monitored. A fire event is assumed when one or more characteristic components are significantly indicated or when a significant integral value is determined across several components from individual measurements or from an integral measurement.
Die einzelnen Detektoreinrichtungen sowie die zentrale Anlage können so ausgerüstet werden, daß sämtliche Einrichtungen jeweils Sende- und Empfangseinrichtungen sowie Rechen- und Speichereinheiten aufweisen. Dann besteht auch die Möglichkeit, in den einzelnen Einrichtungen von vornherein bestimmte Werte als interne Vergleichswerte zur Beurteilung der einzelnen Meßwerte hinsichtlich von Brandgeschehen einzuspeichern oder diese Einspeicherung von der Einsatzzentrale aus über Funk vorzunehmen oder die Meßeinrichtungen anderweitig zu beeinflussen (z.B. An-The individual detector devices and the central system can be equipped in such a way that all devices have transmitting and receiving devices as well as computing and storage units. It is then also possible to store certain values in the individual devices from the outset as internal comparison values for the assessment of the individual measured values with regard to fire events or to carry out this storage from the operations center via radio or to influence the measuring devices in some other way (e.g.
derung des Aktivierungstaktes) oder abzufragen (etwa Zustand der Energieversorgung oder der Sensoreinheit).change in the activation clock) or to query (e.g. status of the power supply or the sensor unit).
Neben den vorstehend genannten vorteilhaften Eigenschaften wie beispielsweise der dezentralen, individuellen Energieversorgung, der kompakten Bauweise und der leichten Befestigungsmöglichkeit führt auch die richtungsunabhangige, nicht auf "Sichtkontakt" angewiesene Funktionsweise der erfindungsgemäßen funkgestützten Einrichtungen dazu, daß diese Einrichtungen u.a. in schlecht zugänglichen, unwegsamen Geländen wie etwa einem Gebirge eingesetzt werden können. Diese vorteilhaften Eigenschaften führen zudem zu einer frühzeitigen Branderkennung, lange bevor Flammen auf größere Entfernungen feststellbar sind und bei Bränden ohne größere Flammenentwicklung, wie etwa Schwelbrände.In addition to the above-mentioned advantageous properties such as the decentralized, individual power supply, the compact design and the easy mounting option, the direction-independent, non-"visual contact" functionality of the radio-based devices according to the invention means that these devices can be used in areas that are difficult to access and impassable, such as mountains. These advantageous properties also lead to early fire detection, long before flames can be detected at greater distances, and in fires without major flame development, such as smoldering fires.
Das System der kommunizierenden Detektoreinheiten läßt sich auch in Verbindung mit Sensoreinheiten, die über andere Erkennungsmechanismen auf Brand oder Feuer ansprechen, darstellen, etwa mit solchen, die auf mit Brand oder Feuer korrelierte optische Erscheinungen reagieren, z.B. auf von Flammen emittierte IR- oder UV-Strahlung, auf Streulicht durch Rauchpartikel oder auf durch Rauch veränderte Landschaft. In diesem Zusammenhang können aufgrund der vorteilhaften Eigenschaften des Systems der kommunizierenden Detektoreinheiten ggf. optische Sensoren oder Bildsensoren mit schwächerem Auflösungsvermögen eingesetzt werden. Ausreichend kann es dabei sein, daß die entsprechenden Sensoreinheiten nicht-bewegbar ausgestaltet sind und einen geeigneten Ausschnitt der zu überwachenden Fläche erfassen können. Sensoren, die hierzu eingesetzt werden können, sind beispielsweise in DE 34 13 921 Al, DE 41 11 135 C2, DE 42 44 607 Al und DE 43 29 665 Cl beschrieben.The system of communicating detector units can also be used in conjunction with sensor units that respond to fire via other detection mechanisms, such as those that respond to optical phenomena correlated with fire, e.g. to IR or UV radiation emitted by flames, to scattered light from smoke particles or to landscapes changed by smoke. In this context, due to the advantageous properties of the system of communicating detector units, optical sensors or image sensors with weaker resolution can be used. It may be sufficient for the corresponding sensor units to be designed to be immobile and to be able to detect a suitable section of the area to be monitored. Sensors that can be used for this purpose are described, for example, in DE 34 13 921 Al, DE 41 11 135 C2, DE 42 44 607 Al and DE 43 29 665 Cl.
Das System der kommunizierenden Detektoreinheiten läßt sich anstelle eines funkgestützten Systems auch als drahtgebundenes Kommunikationsnetz aufbauen. In diesem Fall sind die entsprechend ausgelegten Sende- und Empfangseinrichtungen über Leitungen miteinander verbunden. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für den Einsatz in umschlossenen Räumlichkeiten, wieThe system of communicating detector units can be set up as a wired communication network instead of a radio-based system. In this case, the appropriately designed transmitting and receiving devices are connected to one another via cables. This design is particularly suitable for use in enclosed spaces, such as
etwa großen Gebäuden oder Schiffen, in denen eine Funkverbindung nur eingeschränkt oder nicht möglich ist.such as large buildings or ships where radio communication is limited or not possible.
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