EP0248298A1 - Danger alarm installation - Google Patents
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- EP0248298A1 EP0248298A1 EP87107535A EP87107535A EP0248298A1 EP 0248298 A1 EP0248298 A1 EP 0248298A1 EP 87107535 A EP87107535 A EP 87107535A EP 87107535 A EP87107535 A EP 87107535A EP 0248298 A1 EP0248298 A1 EP 0248298A1
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- G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
- G08B25/04—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using a single signalling line, e.g. in a closed loop
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- G08B29/26—Self-calibration, e.g. compensating for environmental drift or ageing of components by updating and storing reference thresholds
Definitions
- the invention relates to a hazard alarm system according to the preamble of claim 1, in which a number of two-wire alarm lines, which can assume different electrical states, are connected to a signaling center in which the signals transmitted by the individual hazard detectors for obtaining differentiated malfunction or Alarm signals are evaluated.
- Automatic hazard detection systems have the task of preventing hazards, e.g. Detect fires or unauthorized intruders as early as possible to enable effective fighting.
- the hazard detectors used in automatic hazard detection systems have at least one sensor that measures hazard parameters, e.g. increased temperature, gas or smoke development, burglar etc., converted into an electrical measured value.
- the hazard detectors also contain at least one switching element which forms a threshold value for defining an alarm threshold. If the sensor output signal exceeds this alarm threshold, an electrical converter in the hazard detector is activated and the electrical status of the hazard detector (voltage, current, impedance) changes suddenly. This change in status of the hazard detector is transmitted to the signaling center and evaluated there.
- a hazard detector therefore generally has two states, the idle state and the alarm state.
- hazard detection systems are also known in which the detectors are equipped with an automatic monitoring device which indicates a defect. With these systems, the detectors can assume a third state, the so-called fault state.
- the main advantage of such alarm systems is the simple and safe transmission of the signals.
- alarm systems are contradictory Made demands.
- they should report dangers as early as possible in order to be able to trigger appropriate control measures.
- highly sensitive, automatic sensors are used to detect hazard parameters, such as ionization smoke detectors or passive infrared detectors, etc.
- hazard detection systems should work with the greatest possible security, ie they should only alarm when there is a real hazard. If such danger detectors are operated with the highest possible sensitivity, it often happens that an alarm signal is triggered by disturbance variables, even though there is no cause of danger. The consequence of this is that unnecessarily complex risk control measures are started, for example the police or the fire brigade.
- hazard detection systems have therefore been proposed, e.g. in CH-PS 547-532, in which a pre-warning signal is emitted by a second threshold detector with a lower threshold. During the time period between the pre-warning signal and the alarm signal, it can be checked whether there is a real danger or whether there is a fault. In this way, it can also be achieved that hazard detectors, which could be prone to false alarms, can be recognized and replaced at an early stage, since the pre-warning signal can also be interpreted as a fault signal.
- Hazard detectors have therefore been proposed in which the alarm threshold is slowly updated in accordance with the drift of the sensor output signal. As a result, the distance between the idle value and the alarm value remains constant within certain limits, which means that the duration of such detectors can be extended, particularly under harsh environmental conditions. However, the difficulty remains in recognizing the magnitude of the drift in the signaling center.
- each individual fire detector additionally connects the subsequent fire detector to the line voltage, and in the signaling center the respective detector address is derived from the number of previous increases in the line current and the length of the respective measured value from the length of the relevant switching delay.
- the hazard detection systems which make it possible to transmit more information from the hazard detector to the signaling center without having to accept the disadvantages of complicated transmission systems.
- the hazard detection systems in which a maximum of three states are transmitted are distinguished by a high stability and reliability of the transmission because of the simplicity of the transmission.
- the object of the invention is to provide a hazard alarm system which avoids the disadvantages mentioned above, which makes it possible to adapt two "event" thresholds of the hazard alarms to changed environmental conditions over longer periods of time, to monitor the idle value of the sensor output signal and which enables this to distinguish the transmission of a maximum of three states between rapid signal changes (fire, intrusion) and slow changes (drift of the resting value).
- Another object of the present invention is to provide a hazard alarm system that issues a maintenance message when the drift of the rest value is a predetermined first Value and which issues a fault message if the output signal of a sensor deviates from the idle value so far that the hazard detector becomes inoperative.
- FIG. 1 shows a block diagram of a danger detection system in which danger detectors M are connected to a signal center Z via a two-wire line.
- the danger alarm The M can assume three types of states, which are transmitted to the signal center Z and evaluated there depending on the type of the incoming signals.
- Each hazard detector contains a sensor S that reacts sensitively to the hazard criterion to be detected. It generates an electrical signal, which usually changes continuously when the relevant hazard parameter is present. This signal is fed to a threshold value detector TD which reports to an electrical converter T that the set threshold has been exceeded. This converter generates a signal which is transmitted to the signal center Z as an alarm criterion. In many cases, this alarm criterion consists of an easily detectable voltage jump.
- hazard detectors M are connected to the signal center Z via two-wire lines, with the detectors M often being assigned addresses for better identification of the messages.
- FIG. 2 shows a block diagram of a hazard detector M which can be used in a hazard alarm system according to the invention.
- the output of sensor S is connected to a first threshold detector TD1, which defines an upper "event" threshold S1 for the sensor output signal and to a second threshold detector TD2, which defines a lower "event” threshold S2 for the sensor output signal, the threshold detectors TD1 and TD2 have inputs through which thresholds S1 and S2 can be changed.
- the threshold value detectors TD1 and TD2 are also linked to one another in such a way that the distance between the thresholds S1 and S2 always remains constant, ie a switchover from S1 always causes a change of S2 of the same size, in the same direction.
- the detectors M are adjusted so that the idle value of the sensor signal is practically in the middle between the two thresholds S1 and S2.
- the output of the sensor S is also connected to a first converter T0, which generates a signal when the sensor output signal is between the thresholds S1 and S2. This signal indicates the normal state of the detector.
- the first threshold detector TD1 is connected to a second converter T1, which transmits a signal to the signal center Z when the detector output signal exceeds the upper threshold S1
- the second threshold detector TD2 is connected to a third converter T2, which transmits a signal to the signal center Z. when the detector output signal falls below the lower threshold S2.
- the signals transmitted by the converters T1 and T2 to the signal center Z are designed such that they differ significantly from one another and from the signal which is transmitted from the first converter T0.
- the three states which are transmitted to the signal center Z are designated Z0 (normal state), Z1 (exceeding the upper "event” threshold S1) and Z2 (falling below the lower “event” threshold S2).
- the outputs of the threshold value detectors are connected to the switches T1 and T2 with switches C1 and C2 in such a way that each activation of the first switch C1 increases the threshold values and each activation of the second switch C2 causes the threshold values to decrease by a certain amount
- the two threshold value detectors TD1 and TD2 are functionally connected to one another in such a way that the amounts of the changes are the same size and the same direction.
- FIG. 4 shows signals generated by the converters T0, T1 and T2, which are transmitted to the signal center Z.
- the sensor output signal is approximately in the middle between the two thresholds S1 and S2.
- the first converter T0 is driven, i.e.
- the signal Z0 of the converter T0 is transmitted to the signal center Z, which means that the detector is in the normal state. It is initially assumed that the sensor output signal increases gradually, as is shown in FIG. 3.
- the sensor output signal reaches the upper threshold S1, which is detected by the first threshold value detector TD1 and, via the first switch C1, increases the upper threshold S1 and the lower threshold S2 by a predetermined amount.
- the second converter T1 is activated, whereby a signal Z1 is transmitted to the signal center Z.
- the position of the sensor signal and the direction of the change can always be determined in the signal center Z.
- a fault message can be triggered if the difference in the signals of the two converters T1 and T2 has exceeded a certain value in favor of the signals from T2, so that the hazard detector is no longer functional.
- the automatic sensitivity of the threshold values keeps the detector sensitivity constant, i.e. the detector still works after a maintenance request has been signaled.
- the time intervals between the signals of the second converter T1 decrease in such a way that a rapid rise in the sensor signal must be concluded from this, this means an increasing risk.
- Appropriate evaluation in the signaling center enables alarm and warning criteria to be defined.
- FIG. 5 shows a further embodiment of an alarm system according to the invention in the form of a block diagram.
- the output of a sensor S is connected to two threshold value detectors TD1 and TD2 and a first converter T0, which transmits the normal state of the detector M to the signal center Z.
- an up / down counter C is used. This counter C has separate inputs for up (1) and down (2) counting.
- the output of the first threshold detector TD1 is connected to the "forward" input 1 of the counter C and a second converter T1.
- the output of the second threshold detector TD2 is connected to the "reverse" input 2 of the counter C and a third converter T2.
- the output of the counter C is connected to the input of the second threshold value detector TD2 provided for this purpose.
- the two threshold value detectors TD1 and TD2 are functionally connected to one another in such a way that each time the counter C is counted, the two thresholds S1 and S2 are each switched down or up by a certain value of the same size.
- the counter C is wired so that each counter reading corresponds to a certain output voltage. When switched on, the counter is in the middle position, which corresponds to the starting position of the thresholds S1 and S2 of the threshold value detectors TD1 and TD2 speaks.
- the counter output voltage as a function of the counter reading is shown graphically using the example of a twenty-step counter.
- the counter reading is zero, the counter output voltage corresponds to the idle value of the threshold detector TD2 in FIG. 5. If the sensor output signal rises, the counter reading is increased by one when the upper threshold S1 is reached. Accordingly, the counter output voltage is increased by a certain amount. If the sensor output signal falls below the lower threshold S2, the reverse process takes place, the counter reading is reduced by one, and the counter output voltage is accordingly reduced by an amount of the same magnitude as in the previous increase. As a result, the thresholds S1 and S2 are automatically updated if the sensor output signal changes accordingly.
- FIG. 7 shows another embodiment of an alarm system according to the invention in the form of a block diagram, in which an ionization smoke detector is used as an alarm M, which is connected to a signal center Z via feed lines L1 and L2.
- an ionization smoke detector is used as an alarm M, which is connected to a signal center Z via feed lines L1 and L2.
- the fire detector M there is a mession chamber MK with a reference chamber RK serving as a resistance element and a resistor R2 in series at zero potential.
- the common connection point of measuring chamber MK and reference chamber RK is connected to the gate electrode G of a field effect transistor FET.
- the field effect transistor FET works as an impedance converter for transforming the high-resistance measuring chamber potential.
- the drain electrode D of the field effect transistor FET is connected directly to the first feed line L1 via the diode D1.
- the source electrode S of the field effect transistor FET is connected to the inputs of two comparators K1 and K2, the output voltage of the field effect transistor FET, ie the voltage across the resistor R3, by changing the resistance Stand R2 is adjusted in the factory so that it is located in the middle between the two thresholds S1 and S2 of the comparators K1 and K2.
- the thresholds S1 and S2 are determined by the voltage divider formed by the resistors R4 and R5 and the output signals of the counter C. As an example, a counter C with five positions is drawn.
- the output voltage of the counter C results from the counter reading and the value resulting from the voltage dividers of the resistors R6 to R10 with the resistor R11.
- the diodes D2 to D6 are used to decouple the counter output signals. If the threshold S1 or S2 is exceeded or undershot by the output signal of the field effect transistor FET, the up or down counter inputs of the counter C are activated.
- the counter C When switched on, the counter C is in the middle position, which corresponds to the starting position of the thresholds S1 and S2 of the comparators K1 and K2.
- the counter C is wired in such a way that it is reset when the voltage at the "Reset" input is reduced to a certain value.
- the counter is automatically set to the middle position.
- transistor TR1 When threshold S1 is exceeded, transistor TR1, which is blocked in the idle state, becomes conductive and switches the zener diode ZD1 on. Since the detector has no current limitation, the voltage Ub collapses to the Zener voltage UZ1, which is interpreted in the control center as signaling the state Z1.
- the comparator K2 controls the transistor TR2 which is blocked in the idle state and which switches on the Zener diode ZD2. This in turn causes Ub to collapse to the Zener voltage UZ2, which is interpreted in the control center as signaling the state Z2.
- the diode D1 and the capacitor C3 stabilize the operating voltage of the sensor, comparator and counter during the voltage breakdowns. Since the sensor signal is again between the thresholds after each counting process, one of the states Z1 or Z2 is only transmitted for a short time.
- Detectors are located in the signal center, which register both the type and the frequency of the incoming status reports.
- the described advantageous properties of the hazard alarm system according to the invention come into play particularly when the detectors have an address, so that the origin of the signals can be recognized in the signal center Z and assigned to a specific detector.
- a memory per detector M is provided in the signal center Z, in which the respective counter reading of the detector counter C can be seen. This enables the individual remote monitoring of the detectors.
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Abstract
Bei einer Gefahrenmeldeanlage mit einer Anzahl über zweiadrige Meldelinien mit einer Signalzentrale (Z) verbundenen Gefahrenmeldern (M) wird in den Gefahrenmeldern (M) eine untere (S1) und eine obere Schwelle (S2) definiert, zwischen denen der Ruhewert des Sensorausgangssignals liegt. Ueblicherweise werden von solchen Gefahrenmeldeanlagen maximal drei Zustände der Gefahrenmelder (M) an die Signalzentrale (Z) übertragen, da sonst die Zuverlässigkeit der Uebertagung leiden würde. Ohne die Zahl der von den Gefahrenmeldern (M) zur Signalzentrale (Z) zu übermittelnden Signale zu erhöhen, ist es möglich, in der Signalzentrale (Z) zwischen fünf verschiedenen Zuständen, nämlich den Melderzuständen "Normal", "Warnung", "Alarm", "Wartung" und "Störung" zu unterscheiden. Ausserdem ist es möglich, zwei "Ereignis"-Schwellen (S1, S2) der Gefahrenmelder (M) über längere Zeiträume veränderten Umweltbedingungen anzupassen. Dies wird erreicht, indem die Schwellenwerte, wenn das Sensorausgangssignal eine dieser Schwellen (S1, S2) erreicht, so umgeschaltet werden, dass sich das Sensorausgangssignal wieder zwischen den Schwellen (S1, S2) befindet und indem gleichzeitig eine Meldung an die Signalzentrale abgegeben wird. Aus der Häufigkeit und Art dieser Meldungen kann in der Signalzentrale (Z) der Melderzustand ermittelt werden. In a hazard detection system with a number of hazard detectors (M) connected via two-wire detection lines to a signaling center (Z), a lower (S1) and an upper threshold (S2) are defined in the hazard indicators (M), between which the idle value of the sensor output signal lies. Usually, a maximum of three states of the hazard detector (M) are transmitted to the signaling center (Z) from such hazard alarm systems, since otherwise the reliability of the conference would suffer. Without increasing the number of signals to be transmitted from the danger detectors (M) to the signal center (Z), it is possible to switch between five different states in the signal center (Z), namely the detector states "normal", "warning", "alarm" To differentiate between "maintenance" and "malfunction". In addition, it is possible to adapt two "event" thresholds (S1, S2) of the hazard detectors (M) to changing environmental conditions over long periods of time. This is achieved by switching the threshold values when the sensor output signal reaches one of these thresholds (S1, S2) so that the sensor output signal is again between the thresholds (S1, S2) and by simultaneously sending a message to the signaling center. The detector status can be determined in the signaling center (Z) from the frequency and type of these messages.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gefahrenmeldeanlage gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei der eine Anzahl an zweiadrigen Meldelinien liegende Gefahrenmelder, welche verschiedene elektrische Zustände annehmen können, mit einer Signalzentrale verbunden ist, in welcher die von den einzelnen Gefahrenmeldern übermittelten Signale zur Gewinnung differenzierter Störungs-, bzw. Alarmsignale ausgewertet werden.The invention relates to a hazard alarm system according to the preamble of
Automatische Gefahrenmeldeanlagen haben die Aufgabe, Gefahren, z.B. Brände oder unbefugte Eindringlinge, möglichst früh zu erkennen, um eine wirksame Bekämpfung zu ermöglichen. Die in automatischen Gefahrenmeldeanlagen verwendeten Gefahrenmelder weisen mindestens einen Sensor auf, der Gefahrenkenngrössen, z.B. erhöhte Temperatur, Gas- oder Rauchentwicklung, Einbrecher etc., in einen elektrischen Messwert umwandelt. Die Gefahrenmelder enthalten ferner mindestens ein schwellenwertbildendes Schaltelement zur Festlegung einer Alarmschwelle. Wenn das Sensorausgangssignal diese Alarmschwelle überschreitet, wird ein in dem Gefahrenmelder vorhandener elektrischer Wandler angesteuert und der elektrische Zustand des Gefahrenmelders (Spannung, Strom, Impedanz) ändert sich sprunghaft. Diese Zustandsänderung des Gefahrenmelders wird zur Signalzentrale übertragen und dort ausgewertet. Ein Gefahrenmelder besitzt also im allgemeinen zwei Zustände, den Ruhezustand und den Alarmzustand. Es sind jedoch auch Gefahrenmeldesysteme bekannt, bei denen die Melder mit einer automatischen Ueberwachungsvorrichtung ausgestattet sind, die einen Defekt anzeigen. Bei diesen Systemen können die Melder also einen dritten Zustand annehmen, den sogenannten Störungszustand. Der Hauptvorteil solcher Gefahrenmeldeanlagen besteht in der einfachen und sicheren Uebertragung der Signale.Automatic hazard detection systems have the task of preventing hazards, e.g. Detect fires or unauthorized intruders as early as possible to enable effective fighting. The hazard detectors used in automatic hazard detection systems have at least one sensor that measures hazard parameters, e.g. increased temperature, gas or smoke development, burglar etc., converted into an electrical measured value. The hazard detectors also contain at least one switching element which forms a threshold value for defining an alarm threshold. If the sensor output signal exceeds this alarm threshold, an electrical converter in the hazard detector is activated and the electrical status of the hazard detector (voltage, current, impedance) changes suddenly. This change in status of the hazard detector is transmitted to the signaling center and evaluated there. A hazard detector therefore generally has two states, the idle state and the alarm state. However, hazard detection systems are also known in which the detectors are equipped with an automatic monitoring device which indicates a defect. With these systems, the detectors can assume a third state, the so-called fault state. The main advantage of such alarm systems is the simple and safe transmission of the signals.
An solche Gefahrenmeldeanlagen werden jedoch gegensätzliche Forderungen gestellt. Einerseits sollen sie Gefahren in einem möglichst frühzeitigen Stadium melden, um entsprechende Bekämpfungsmassnahmen auslösen zu können. Zu diesem Zweck werden hochempfindliche, automatische Sensoren zur Erkennung von Gefahrenkenngrössen verwendet, z.B. Ionisations-Rauchmelder oder passive Infrarotmelder etc. Andererseits sollen Gefahrenmeldeanlagen mit grösstmöglicher Sicherheit arbeiten, d.h. sie sollen nur bei einer echten Gefahr alarmieren. Wenn solche Gefahrenmelder mit höchstmöglicher Empfindlichkeit betrieben werden, so geschieht es dennoch häufig, dass durch Störgrössen ein Alarmsignal ausgelöst wird, obwohl keine Gefahrenursache vorliegt. Dies hat zur Folge, dass unnötigerweise aufwendige Gefahrenbekämpfungsmassnahmen in Gang gesetzt werden, z.B. die Polizei oder die Feuerwehr aufgeboten wird.However, such alarm systems are contradictory Made demands. On the one hand, they should report dangers as early as possible in order to be able to trigger appropriate control measures. For this purpose, highly sensitive, automatic sensors are used to detect hazard parameters, such as ionization smoke detectors or passive infrared detectors, etc. On the other hand, hazard detection systems should work with the greatest possible security, ie they should only alarm when there is a real hazard. If such danger detectors are operated with the highest possible sensitivity, it often happens that an alarm signal is triggered by disturbance variables, even though there is no cause of danger. The consequence of this is that unnecessarily complex risk control measures are started, for example the police or the fire brigade.
Zur Ueberwindung dieses Nachteils sind daher Gefahrenmeldesysteme vorgeschlagen worden, z.B. in der CH-PS 547ʹ532, bei denen durch einen zweiten Schwellenwertdetektor mit einem niedrigeren Schwellenwert ein Vorwarnsignal abgegeben wird. Während der Zeitspanne zwischen Vorwarnsignal und Alarmsignal kann kontrolliert werden, ob es sich um eine echte Gefahr handelt oder ob eine Störung vorliegt. Dadurch kann ausserdem erreicht werden, dass Gefahrenmelder, welche zu Fehlalarm neigen könnten, frühzeitig erkannt und ausgetauscht werden können, da das Vorwarnsignal auch als Störungssignal interpretiert werden kann.To overcome this disadvantage, hazard detection systems have therefore been proposed, e.g. in CH-PS 547-532, in which a pre-warning signal is emitted by a second threshold detector with a lower threshold. During the time period between the pre-warning signal and the alarm signal, it can be checked whether there is a real danger or whether there is a fault. In this way, it can also be achieved that hazard detectors, which could be prone to false alarms, can be recognized and replaced at an early stage, since the pre-warning signal can also be interpreted as a fault signal.
Es wurden auch bereits Gefahrenmeldeanlagen vorgeschlagen, bei denen nach Ueberschreiten der Alarmschwelle verschiedene Zeitverzögerungsschaltungen betätigt wurden, um vor dem Auslösen eines Alarms kontrollieren zu können, ob eine echte Gefahrensituation vorliegt. Es ist jedoch klar, dass diese Gefahrenmeldeanlagen der Forderung nach einer frühzeitigen Alarmierung im Gefahrenfall nicht zu genügen vermögen.Danger alarm systems have also already been proposed, in which various time delay circuits have been actuated after the alarm threshold has been exceeded in order to be able to check whether a real dangerous situation exists before an alarm is triggered. However, it is clear that these hazard alarm systems cannot meet the requirement for early alarms in the event of an emergency.
Ein anderer Nachteil bekannter Gefahrenmelder besteht darin, dass die meisten Gefahrenmelder zwangsläufig einer Verschmutzung durch die Umwelt ausgesetzt sind. Daher besteht die Gefahr, dass sich das Sensor-Ausgangssignal langsam verändert. Dies kann dazu führen, dass die Melder entweder blockiert werden oder eine zunehmende Fehlalarmwahrscheinlichkeit aufweisen. Es sind daher Gefahrenmelder vorgeschlagen worden, bei denen die Alarmschwelle entsprechend der Drift des Sensorausgangssignals langsam nachgeführt wird. Dadurch bleibt in gewissen Grenzen der Abstand zwischen Ruhewert und Alarmwert konstant, wodurch sich die Einsatzdauer solcher Melder, insbesondere unter harten Umgebungsbedingungen, verlängern lässt. Es bleibt jedoch die Schwierigkeit bestehen, in der Signalzentrale die Grösse der Drift zu erkennen.Another disadvantage of known hazard detectors is that most hazard detectors are inevitably exposed to environmental pollution. There is therefore a risk that the sensor output signal changes slowly. This can lead to the detectors either being blocked or having an increasing probability of false alarms. Hazard detectors have therefore been proposed in which the alarm threshold is slowly updated in accordance with the drift of the sensor output signal. As a result, the distance between the idle value and the alarm value remains constant within certain limits, which means that the duration of such detectors can be extended, particularly under harsh environmental conditions. However, the difficulty remains in recognizing the magnitude of the drift in the signaling center.
Zur Ueberwindung der genannten Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, anstelle eines Alarmsignals den der zu messenden Gefahrenkenngrösse analogen Messwert zur Signalzentrale zu übertragen und die Entscheidung, ob es sich um eine echte Gefahr oder oder um eine Störung handelt, in der Signalzentrale vornehmen zu lassen, da aus dem Vergleich der Messgrössen verschiedener Gefahrenmelder eine wesentlich genauere Aussage gemacht werden kann.In order to overcome the disadvantages mentioned, it has already been proposed to transmit the measured value, which is analogous to the hazard parameter to be measured, to the signal center instead of an alarm signal and to have the decision made in the signal center as to whether it is a real danger or a malfunction a much more accurate statement can be made by comparing the measured values of different hazard detectors.
Bei dem in der DE-PS 2'533'382 vorgeschlagenen Verfahren zur Uebertragung von Messwerten in einem Brandmeldesystem werden beispielsweise die von einzelnen, kettenförmig an den Meldelinien liegenden Brandmeldern ermittelten Messwerte analog an eine Signalzentrale übermittelt und dort zur Gewinnung differenzierter Störungs-, bzw. Alarmmeldungen verknüpft, wobei zu Beginn sich wiederholender Abfragezyklen alle Brandmelder durch eine Spannungsänderung von der Meldelinie abgetrennt und dann in vorgegebener Reihenfolge wieder angeschaltet werden. Jeder einzelne Brandmelder schaltet nach einer seinem Messwert entsprechenden Zeitverzögerung den jeweils nachfolgenden Brandmelder zusätzlich an die Linienspannung an, und in der Signalzentrale wird aus der Zahl der vorhergehenden Erhöhungen des Linienstroms die jeweilige Melderadresse und aus der Länge der betreffenden Schaltverzögerung die Höhe der einzelnen Messwerte abgeleitet.In the method proposed in DE-PS 2'533'382 for the transmission of measured values in a fire detection system, for example the measured values determined by individual fire detectors lying in a chain on the detection lines are transmitted analogously to a signaling center and there for obtaining differentiated fault or Alarm messages are linked, with all fire detectors being disconnected from the detection line by a voltage change at the beginning of repetitive polling cycles and then switched on again in a predetermined order. After a time delay corresponding to its measured value, each individual fire detector additionally connects the subsequent fire detector to the line voltage, and in the signaling center the respective detector address is derived from the number of previous increases in the line current and the length of the respective measured value from the length of the relevant switching delay.
Es ist jedoch eine bekannte Tatsache, dass an die Uebertragungssicherheit umso höhere Anforderungen zu stellen sind, je mehr Information übertragen werden soll. Die immer mehr zunehmende elektromagnetische Verschmutzung unserer Umwelt bewirkt vor allem, dass die Messwertübertragung zwischen Melder und Zentrale häufig gestört wird. Es ist zwar mit verhältnismässig einfachen Mitteln möglich, Uebertragungsfehler zu erkennen, jedoch ist dafür eine gewisse Zeit erforderlich, die aber gerade bei Gefahrenmeldeanlagen nicht zur Verfügung steht.However, it is a known fact that the more information that is to be transmitted, the higher the requirements for transmission security. The increasing electromagnetic pollution in our environment means that the transmission of measured values between the detector and the control center is frequently disrupted. Although it is possible to identify transmission errors with relatively simple means, a certain amount of time is required for this, but this is not available, particularly in the case of hazard detection systems.
Es besteht demnach ein Bedarf an Gefahrenmeldesystemen, welche es ermöglichen, mehr Information vom Gefahrenmelder zur Signalzentrale zu übertragen, ohne die Nachteile komplizierter Uebertragungssysteme in Kauf nehmen zu müssen. Die Gefahrenmeldesysteme, bei denen maximal drei Zustände übertragen werden, zeichnen sich dagegen wegen der Einfachheit der Uebertragung durch eine hohe Stabilität und Zuverlässigkeit der Uebertragung aus.There is therefore a need for hazard detection systems which make it possible to transmit more information from the hazard detector to the signaling center without having to accept the disadvantages of complicated transmission systems. The hazard detection systems in which a maximum of three states are transmitted, on the other hand, are distinguished by a high stability and reliability of the transmission because of the simplicity of the transmission.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gefahrenmeldeanlage zu schaffen, welche die vorstehend genannten Nachteile vermeidet, die es ermöglicht, zwei "Ereignis"-Schwellen der Gefahrenmelder über längere Zeiträume veränderten Umweltbedingungen anzupassen, den Ruhewert des Sensorausgangssignals zu überwachen und die es ermöglicht, durch die Uebertragung von maximal drei Zuständen zwischen schnellen Signaländerungen (Brand, Intrusion) und langsamen Aenderungen (Drift des Ruhewertes) zu unterscheiden.The object of the invention is to provide a hazard alarm system which avoids the disadvantages mentioned above, which makes it possible to adapt two "event" thresholds of the hazard alarms to changed environmental conditions over longer periods of time, to monitor the idle value of the sensor output signal and which enables this to distinguish the transmission of a maximum of three states between rapid signal changes (fire, intrusion) and slow changes (drift of the resting value).
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, eine Gefahrenmeldeanlage zu schaffen, in welcher bei schnellen Signaländerungenin der Signalzentrale zwischen dem Warnungs- und dem Alarmzustand unterschieden wird, wobei der Warnungzustand eine geringere Gefahr kennzeichnet als der Alarmzustand.It is also an object of the present invention to provide a hazard alarm system in which a distinction is made between the warning and the alarm state in the case of rapid signal changes in the signaling center, the warning state characterizing a lower danger than the alarm state.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gefahrenmeldeanlage zu schaffen, die eine Wartungsmeldung abgibt, wenn die Drift des Ruhewertes einen vorbestimmten ersten Wert überschreitet und die eine Störungsmeldung abgibt, wenn das Ausgangssignal eines Sensors so weit vom Ruhewert abweicht, dass der Gefahrenmelder funktionsunfähig wird.Another object of the present invention is to provide a hazard alarm system that issues a maintenance message when the drift of the rest value is a predetermined first Value and which issues a fault message if the output signal of a sensor deviates from the idle value so far that the hazard detector becomes inoperative.
Diese Aufgabe wird bei einer Gefahrenmeldeanlage der eingangs gennannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.This object is achieved in a hazard alarm system of the type mentioned by the characterizing features of
Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Gefahrenmeldeanlage des Standes der Technik,Figur 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage,Figur 3 die graphische Darstellung des Sensorausgangssignals eines in einer erfindungsgmässen Gefahrenmeldeanlage verwendeten Gefahrenmelders,Figur 4 die graphische Darstellung des Melderausgangssignals in Abhängigkeit von der Zeit eines in einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage verwendeten Gefahrenmelders,Figur 5 das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage,Figur 6 die graphische Darstellung des Zählerausgangssignals als Funktion des Zählerstandes eines in einem Melder einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage verwendeten Zählers undFigur 7 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines in einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage verwendeten Ionisations-Rauchdetektors.
- FIG. 1 shows a block diagram of a hazard detection system of the prior art,
- FIG. 2 shows the block diagram of an alarm system according to the invention,
- FIG. 3 shows the graphic representation of the sensor output signal of a hazard detector used in a hazard alarm system according to the invention,
- FIG. 4 shows the graphic representation of the detector output signal as a function of the time of a danger detector used in a danger detection system according to the invention,
- FIG. 5 shows the block diagram of another embodiment of an alarm system according to the invention,
- FIG. 6 shows the graphic representation of the counter output signal as a function of the counter reading of a counter used in a detector of a hazard detection system according to the invention and
- FIG. 7 shows the circuit diagram of a preferred embodiment of an ionization smoke detector used in a hazard detection system according to the invention.
In Figur 1 ist ein Blockschaltbild einer Gefahrenmeldeanlage dargestellt, bei der Gefahrenmelder M über eine Zwei-Draht-Leitung mit einer Signalzentrale Z verbunden sind. Die Gefahrenmel der M können drei Arten von Zuständen einnehmen, welche zur Signalzentrale Z übertragen werden und dort je nach Art der eingehenden Signale ausgewertet werden.FIG. 1 shows a block diagram of a danger detection system in which danger detectors M are connected to a signal center Z via a two-wire line. The danger alarm The M can assume three types of states, which are transmitted to the signal center Z and evaluated there depending on the type of the incoming signals.
Als Gefahrenmelder kommen sowohl Brandmelder als auch Einbruchmelder in Betracht. Jeder Gefahrenmelder enthält einen Sensor S, der auf das zu detektierende Gefahrenkriterium empfindlich reagiert. Er erzeugt ein elektrisches Signal, welches sich bei Anwesenheit der betreffenden Gefahrenkenngrösse in der Regel stetig ändert. Dieses Signal wird einem Schwellenwertdetektor TD zugeführt, welcher das Ueberschreiten der eingestellten Schwelle an einen elektrischen Wandler T meldet. Dieser Wandler erzeugt ein Signal, welches als Alarmkriterium zur Signalzentrale Z übertragen wird. Dieses Alarmkriterium besteht in vielen Fällen aus einem gut detektierbaren Spannungssprung.Both fire detectors and intrusion detectors can be considered as hazard detectors. Each hazard detector contains a sensor S that reacts sensitively to the hazard criterion to be detected. It generates an electrical signal, which usually changes continuously when the relevant hazard parameter is present. This signal is fed to a threshold value detector TD which reports to an electrical converter T that the set threshold has been exceeded. This converter generates a signal which is transmitted to the signal center Z as an alarm criterion. In many cases, this alarm criterion consists of an easily detectable voltage jump.
Mehrere Gefahrenmelder M sind über Zwei-Draht-Leitungen mit der Signalzentrale Z verbunden, wobei den Meldern M zur besseren Identifizierung der Meldungen häufig Adressen zugeordnet sind.Several hazard detectors M are connected to the signal center Z via two-wire lines, with the detectors M often being assigned addresses for better identification of the messages.
In Figur 2 ist ein Blockschaltbild eines in einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage verwendbaren Gefahrenmelders M gezeigt. Der Ausgang des Sensors S ist mit einem ersten Schwellenwertdetektor TD1, welcher eine obere "Ereignis"-Schwelle S1 für das Sensorausgangssignal und mit einem zweiten Schwellenwertdetektor TD2, welcher eine untere "Ereignis"-Schwelle S2 für das Sensorausgangssignal festlegt, verbunden, wobei die Schwellenwertdetektoren TD1 und TD2 Eingänge besitzen, über welche die Schwellen S1 und S2 verändert werden können. Die Schwellenwertdetektoren TD1 und TD2 sind ferner so miteinander verknüpft, dass der Abstand zwischen den Schwellen S1 und S2 immer konstant bleibt, d.h. eine Umschaltung von S1 bewirkt immer eine gleichgrosse, gleichgerichtete Aenderung von S2. Die Melder M werden bei der Fertigung im Werk so abgeglichen, dass der Ruhewert des Sensorsignals praktisch in der Mitte zwischen den beiden Schwellen S1 und S2 liegt.FIG. 2 shows a block diagram of a hazard detector M which can be used in a hazard alarm system according to the invention. The output of sensor S is connected to a first threshold detector TD1, which defines an upper "event" threshold S1 for the sensor output signal and to a second threshold detector TD2, which defines a lower "event" threshold S2 for the sensor output signal, the threshold detectors TD1 and TD2 have inputs through which thresholds S1 and S2 can be changed. The threshold value detectors TD1 and TD2 are also linked to one another in such a way that the distance between the thresholds S1 and S2 always remains constant, ie a switchover from S1 always causes a change of S2 of the same size, in the same direction. During production at the factory, the detectors M are adjusted so that the idle value of the sensor signal is practically in the middle between the two thresholds S1 and S2.
Der Ausgang des Sensors S ist ferner mit einem ersten Wandler T0 verbunden, der ein Signal erzeugt, wenn sich das Sensorausgangssignal zwischen den Schwellen S1 und S2 befindet. Dieses Signal kennzeichnet den Normalzustand des Melders. Der erste Schwellenwertdetektor TD1 ist mit einem zweiten Wandler T1 verbunden, welcher ein Signal an die Signalzentrale Z überrmittelt, wenn das Melderausgangssignal die obere Schwelle S1 überschreitet und der zweite Schwellenwertdetektor TD2 ist mit einem dritten Wandler T2 verbunden, der ein Signal an die Signalzentrale Z übermittelt, wenn das Melderausgangssignal die untere Schwelle S2 unterschreitet. Die von den Wandlern T1 und T2 zur Signalzentrale Z übermittelten Signale sind so ausgebildet, dass sie sich deutlich voneinander und von dem Signal unterscheiden, welches vom ersten Wandler T0 übermittelt wird. Die drei Zustände, welche an die Signalzentrale Z übermittelt werden, werden mit Z0 (Normalzustand), Z1 (Ueberschreitung der oberen "Ereignis"-Schwelle S1) und Z2 (Unterschreitung der unteren "Ereignis"-Schwelle S2) bezeichnet.The output of the sensor S is also connected to a first converter T0, which generates a signal when the sensor output signal is between the thresholds S1 and S2. This signal indicates the normal state of the detector. The first threshold detector TD1 is connected to a second converter T1, which transmits a signal to the signal center Z when the detector output signal exceeds the upper threshold S1, and the second threshold detector TD2 is connected to a third converter T2, which transmits a signal to the signal center Z. when the detector output signal falls below the lower threshold S2. The signals transmitted by the converters T1 and T2 to the signal center Z are designed such that they differ significantly from one another and from the signal which is transmitted from the first converter T0. The three states which are transmitted to the signal center Z are designated Z0 (normal state), Z1 (exceeding the upper "event" threshold S1) and Z2 (falling below the lower "event" threshold S2).
Die Ausgänge der Schwellenwertdetektoren sind ausser mit den Wandlern T1 und T2 mit Schaltern C1 und C2 derart verbunden, dass jede Ansteuerung des ersten Schalters C1 eine Erhöhung der Schwellenwerte und jede Ansteuerung des zweiten Schalters C2 eine Erniedrigung der Schwellenwerte um einen bestimmten Betrag bewirkt, wobei die beiden Schwellenwertdetektoren TD1 und TD2 funktionell so miteinander verbunden sind, dass die Beträge der Aenderungen gleichgross und gleichgerichtet sind.The outputs of the threshold value detectors are connected to the switches T1 and T2 with switches C1 and C2 in such a way that each activation of the first switch C1 increases the threshold values and each activation of the second switch C2 causes the threshold values to decrease by a certain amount The two threshold value detectors TD1 and TD2 are functionally connected to one another in such a way that the amounts of the changes are the same size and the same direction.
Die Wirkungsweise des Gefahrenmelders gemäss vorliegender Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren 3 und 4 näher erläutert.The mode of operation of the hazard detector according to the present invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4.
Figur 3 zeigt den Verlauf des Sensorausgangssignals, sowie die jeweilige Lage der Schwellen S1 und S2. Figur 4 zeigt von den Wandlern T0, T1 und T2 erzeugte Signale, welche zur Signalzentrale Z übermittelt werden.Figure 3 shows the course of the sensor output signal and the respective position of the thresholds S1 and S2. FIG. 4 shows signals generated by the converters T0, T1 and T2, which are transmitted to the signal center Z.
Bei Inbetriebnahme der Gefahrenmeldeanlage befindet sich das Sensorausgangssignal annähernd in der Mitte zwischen den beiden Schwellen S1 und S2. In diesem Fall wird der erste Wandler T0 angesteuert, d.h. zur Signalzentrale Z wird das Signal Z0 des Wandlers T0 übertragen, was bedeutet, dass sich der Melder im Normalzustand befindet. Es sei zunächst angenommen, dass sich das Sensorausgangssignal allmählich erhöhe, so wie das in der Figur 3 dargestellt ist.When the hazard alarm system is started up, the sensor output signal is approximately in the middle between the two thresholds S1 and S2. In this case, the first converter T0 is driven, i.e. The signal Z0 of the converter T0 is transmitted to the signal center Z, which means that the detector is in the normal state. It is initially assumed that the sensor output signal increases gradually, as is shown in FIG. 3.
Zum Zeitpunkt t=t1 erreicht das Sensorausgangssignal die obere Schwelle S1, was vom ersten Schwellenwertdetektor TD1 detektiert wird und über den ersten Schalter C1 eine Erhöhung der oberen Schwelle S1 und der unteren Schwelle S2 um einen vorgegebenen Betrag bewirkt. Gleichzeitig wird der zweite Wandler T1 angesteuert, wodurch ein Signal Zl an die Signalzentrale Z übermittelt wird.At time t = t1, the sensor output signal reaches the upper threshold S1, which is detected by the first threshold value detector TD1 and, via the first switch C1, increases the upper threshold S1 and the lower threshold S2 by a predetermined amount. At the same time, the second converter T1 is activated, whereby a signal Z1 is transmitted to the signal center Z.
Nach Umschaltung der beiden Schwellen S1 und S2 durch den ersten Schalter C1 befindet sich das Sensorausgangssignal wieder zwischen den beiden Schwellen S1 und S2, so dass wieder das Signal des ersten Wandlers T0 übertragen wird, d.h. in der Signalzentrale wird wieder der "Normalzustand" registriert. Bei weiterem Anstieg des Sensorausgangssignals wiederholt sich der gleiche Vorgang zum Zeitpunkt t=t2.After switching over the two thresholds S1 and S2 by the first switch C1, the sensor output signal is again between the two thresholds S1 and S2, so that the signal of the first converter T0 is transmitted again, i.e. The "normal state" is registered again in the signaling center. If the sensor output signal continues to rise, the same process is repeated at time t = t2.
Angenommen das Sensorausgangssignal würde sich dann allmählich verringern und würde zum Zeitpunkt t=t3 die untere Schwelle S2 erreichen. Dies wird vom zweiten Schwellenwertdetektor TD2 detektiert und bewirkt über den zweiten Schalter C2 eine gleichgrosse Erniedrigung der Schwellen S1 und S2. Diesmal wird kurzzeitig der dritte Wandler T2 aktiviert und dessen Signal zur Zentrale gesandt. Bei weiterer Verringerung des Sensorausgangssignals wiederholt sich der gleiche Vorgang zum Zeitpunkt t=t4. Das Sensorsignal liegt jetzt wieder im ursprünglichen Bereich, d.h. die beiden Schwellen S1 und S2 sind wieder in ihre Ausgangslagen zurückgekehrt, und das Sensorausgangssignal liegt dazwischen.Assuming the sensor output signal would then gradually decrease and would reach the lower threshold S2 at time t = t3. This is detected by the second threshold value detector TD2 and, via the second switch C2, brings about an equally large reduction in the thresholds S1 and S2. This time the third converter T2 is briefly activated and its signal is sent to the control center. If the sensor output signal is further reduced, the same process is repeated at time t = t4. The sensor signal is now back in the original range, ie the two thresholds S1 and S2 have returned to their starting positions, and the sensor output signal is in between.
In der Signalzentrale lässt sich durch selektive Erkennung der Signale Z0, Z1 und Z2 der Wandler T0, T1 und T2 leicht feststellen, ob sich das Sensorausgangssignal nach oben oder nach unten bewegt hat. Geht man davon aus, dass die zeitliche Entwicklung eines Gefahrensignals um Grössenordnungen schneller erfolgt als die durch Umwelteinflüsse, wie Staub oder Schmutz, bedingten Aenderungen des Ruhewertes, so können durch diese Eigenschaft der Gefahrenmelder M in der Signalzentrale Z folgende Informationen erarbeitet werden:In the signal center, selective detection of the signals Z0, Z1 and Z2 of the converters T0, T1 and T2 makes it easy to determine whether the sensor output signal has moved up or down. If one assumes that the temporal development of a hazard signal is an order of magnitude faster than the changes in the rest value caused by environmental factors such as dust or dirt, this property of the hazard detector M in the signal center Z can provide the following information:
Treffen nur selten, d.h. in Abständen von >Tagen Signale ein und ist die Differenz der Zahl der Signale der Wandler T1 und T2 im Mittel gleich Null, so bedeutet dies, dass das Sensorsignal langsam um den Ruhewert herum schwankt. Der Melder M befindet sich im Normalzustand.Meet rarely, i.e. signals at intervals of> days and if the difference in the number of signals from the converters T1 and T2 is zero on average, this means that the sensor signal slowly fluctuates around the idle value. The detector M is in the normal state.
Treffen ebenfalls nur selten, d.h. in der Grössenordnung von >Tagen, Wandlersignale in der Signalzentrale ein, aber es überwiegt die Zahl des einen oder anderen Wandlersignals, so dass die Differenz der Zahl der Signale der Wandler T1 und T2 von Null verschieden ist, so bedeutet dies, dass sich der Ruhewert des Sensorausgangssignals unter dem Einfluss von Umweltfaktoren langsam in eine bestimmte Richtung verschiebt. Durch Festlegung bestimmter Toleranzbereiche lassen sich auf einfache Weise Kriterien für die Notwendigkeit einer Revision ableiten. Die Grösse der Toleranzbereiche wird so festgelegt, dass ein Wartungssignal abgegeben wird, bevor das Sensorausgangssignal so stark abgedriftet ist, dass der Melder funktionsunfähig wird. Durch die automatische Nachführung der "Ereignis"-Schwellen der Melder M wird die Ansprechempfindlichkeit konstant gehalten.Meet also rarely, i.e. on the order of> days, converter signals in the signal center, but the number of one or the other converter signal prevails, so that the difference in the number of signals from the converters T1 and T2 is different from zero, this means that the idle value of the sensor output signal slowly shifts in a certain direction under the influence of environmental factors. By defining certain tolerance ranges, criteria for the need for a revision can be easily derived. The size of the tolerance ranges is determined in such a way that a maintenance signal is issued before the sensor output signal has drifted to such an extent that the detector becomes inoperable. The response sensitivity is kept constant by the automatic tracking of the "event" thresholds of the detectors M.
Durch Bildung der Differenz der Zahl der Signale des zweiten Wandlers T1 und des dritten Wandlers T2 lässt sich also in der Signalzentrale Z stets die Lage des Sensorsignals und die Richtung der Veränderung feststellen. Insbesondere kann eine Störungsmeldung ausgelöst werden, wenn die Differenz der Signale der beiden Wandler T1 und T2 zugunsten der Signale aus T2 einen bestimmten Wert überschritten hat, so dass der Gefahrenmelder nicht mehr funktionsfähig ist.By forming the difference in the number of signals from the second converter T1 and the third converter T2, the position of the sensor signal and the direction of the change can always be determined in the signal center Z. In particular, a fault message can be triggered if the difference in the signals of the two converters T1 and T2 has exceeded a certain value in favor of the signals from T2, so that the hazard detector is no longer functional.
Durch die automatische Nachführung der Schwellenwerte wird die Melderempfindlichkeit konstant gehalten, d.h. der Melder funktioniert auch noch, nachdem eine Wartungsanforderung signalisiert wurde. Verringern sich die Zeitabstände zwischen den Signalen des zweiten Wandlers T1 aber derart, dass daraus auf einen schnellen Anstieg des Sensorsignals geschlossen werden muss, so bedeutet dies eine wachsende Gefahr. Durch geeignete Auswertung in der Signalzentrale lassen sich Alarm- und Warnungskriterien definieren.The automatic sensitivity of the threshold values keeps the detector sensitivity constant, i.e. the detector still works after a maintenance request has been signaled. However, if the time intervals between the signals of the second converter T1 decrease in such a way that a rapid rise in the sensor signal must be concluded from this, this means an increasing risk. Appropriate evaluation in the signaling center enables alarm and warning criteria to be defined.
In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage in Form eines Blockdiagramms dargestellt. Der Ausgang eines Sensors S ist wie bei der Ausführungsform gemäss Figur 2 mit zwei Schwellenwertdetektoren TD1 und TD2 und einem ersten Wandler T0 verbunden, welcher den Normalzustand des Melders M zur Signalzentrale Z übermittelt. An Stelle der beiden Schalter C1 und C2 wird ein Vorwärts/Rückwärts-Zähler C verwendet. Dieser Zähler C besitzt getrennte Eingänge für Vorwärts- (1) und Rückwärts-Zählen (2). Der Ausgang des ersten Schwellenwertdetektors TD1 ist mit dem "Vorwärts"-Eingang 1 des Zählers C und einem zweiten Wandler T1 verbunden. Der Ausgang des zweiten Schwellenwertdetektors TD2 ist mit dem "Rückwärts"Eingang 2 des Zählers C und einem dritten Wandler T2 verbunden. Der Ausgang des Zählers C ist mit dem dafür vorgesehenen Eingang des zweiten Schwellenwertdetektors TD2 verbunden. Die beiden Schwellenwertdetektoren TD1 und TD2 sind funktionell so miteinander verbunden, dass bei jedem Zählvorgang des Zählers C die beiden Schwellen S1 und S2 jeweils um einen bestimmten gleichgrossen Wert nach unten oder oben geschaltet werden. Der Zähler C ist so beschaltet, dass jedem Zählerstand eine bestimmte Ausgangsspannung entspricht. Beim Einschalten befindet sich der Zähler in der Mittelstelltung, was der Ausgangsstellung der Schwellen S1 und S2 der Schwellenwertdetektoren TD1 und TD2 ent spricht.FIG. 5 shows a further embodiment of an alarm system according to the invention in the form of a block diagram. As in the embodiment according to FIG. 2, the output of a sensor S is connected to two threshold value detectors TD1 and TD2 and a first converter T0, which transmits the normal state of the detector M to the signal center Z. Instead of the two switches C1 and C2, an up / down counter C is used. This counter C has separate inputs for up (1) and down (2) counting. The output of the first threshold detector TD1 is connected to the "forward"
In Figur 6 ist die Zählerausgangsspannung als Funktion des Zählerstandes am Beispiel eines zwanzigstufigen Zählers graphisch dargestellt. In der Ausgangslage befindet sich der Zählerstand bei Null, die Zählerausgangsspannung entspricht dem Ruhewert des Schwellenwertdetektors TD2 in Figur 5. Steigt das Sensorausgangssignal an, so wird bei Erreichen der oberen Schwelle S1 der Zählerstand um Eins erhöht. Entsprechend wird die Zählerausgangsspannung um einen bestimmten Betrag erhöht. Unterschreitet das Sensorausgangssignal die untere Schwelle S2, so spielt sich der umgekehrte Vorgang ab, der Zählerstand verringert sich um Eins, und entsprechend wird die Zählerausgangsspannung um einen gleichgrossen Betrag wie bei der vorangehenden Erhöhung erniedrigt. Hierdurch werden die Schwellen S1 und S2 bei entsprechender Aenderung des Sensorausgangssignals automatisch nachgeführt.In Figure 6, the counter output voltage as a function of the counter reading is shown graphically using the example of a twenty-step counter. In the initial position, the counter reading is zero, the counter output voltage corresponds to the idle value of the threshold detector TD2 in FIG. 5. If the sensor output signal rises, the counter reading is increased by one when the upper threshold S1 is reached. Accordingly, the counter output voltage is increased by a certain amount. If the sensor output signal falls below the lower threshold S2, the reverse process takes place, the counter reading is reduced by one, and the counter output voltage is accordingly reduced by an amount of the same magnitude as in the previous increase. As a result, the thresholds S1 and S2 are automatically updated if the sensor output signal changes accordingly.
In Figur 7 ist eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage in Form eines Blockdiagramms dargestellt, bei der als Gefahrenmelder M ein Ionisationsrauchdetektor verwendet wird, welcher über Speiseleitungen L1 und L2 mit einer Signalzentrale Z verbunden ist. In dem Brandmelder M liegt eine Messionisationskammer MK mit einer als Widerstandselement dienenden Referenzkammer RK und einem Widerstand R2 in Reihe an Nullpotential. Parallel zu Mess- und Referenzkammer MK, RK liegt in Reihe zu dem einstellbaren Widerstand R2 ein Widerstand R1. Der gemeinsame Verbindungspunkt von Messkammer MK und Referenzkammer RK ist mit der Gate-Elektrode G eines Feldeffekttransistors FET verbunden. Der Feldeffekttransistor FET arbeitet als Impedanzwandler zur Transformation des hochohmigen Messkammerpotentials. Die Drainelektrode D des Feldeffekttransistors FET ist über die Diode D1 direkt mit der ersten Speiseleitung Ll verbunden. Die Source-Elektrode S des Feldeffekttransistors FET ist mit den Eingängen zweier Komparatoren K1 und K2 verbunden, wobei die Ausgangsspannung des Feldeffekttransistors FET, d.h. die Spannung über dem Widerstand R3, durch Veränderung des Wider standes R2 im Werk so abgeglichen wird, dass sie sich in der Mitte zwischen den beiden Schwellen S1 und S2 der Komparatoren K1 und K2 befindet. Die Schwellen S1 und S2 werden durch den durch die Widerstände R4 und R5 gebildeten Spannungsteiler und die Ausgangssignale des Zählers C bestimmt. Als Beispiel ist ein Zähler C mit fünf Stellungen gezeichnet.FIG. 7 shows another embodiment of an alarm system according to the invention in the form of a block diagram, in which an ionization smoke detector is used as an alarm M, which is connected to a signal center Z via feed lines L1 and L2. In the fire detector M there is a mession chamber MK with a reference chamber RK serving as a resistance element and a resistor R2 in series at zero potential. Parallel to the measuring and reference chamber MK, RK, there is a resistor R1 in series with the adjustable resistor R2. The common connection point of measuring chamber MK and reference chamber RK is connected to the gate electrode G of a field effect transistor FET. The field effect transistor FET works as an impedance converter for transforming the high-resistance measuring chamber potential. The drain electrode D of the field effect transistor FET is connected directly to the first feed line L1 via the diode D1. The source electrode S of the field effect transistor FET is connected to the inputs of two comparators K1 and K2, the output voltage of the field effect transistor FET, ie the voltage across the resistor R3, by changing the resistance Stand R2 is adjusted in the factory so that it is located in the middle between the two thresholds S1 and S2 of the comparators K1 and K2. The thresholds S1 and S2 are determined by the voltage divider formed by the resistors R4 and R5 and the output signals of the counter C. As an example, a counter C with five positions is drawn.
Die Ausgangsspannung des Zählers C ergibt sich aus dem Zählerstand und den sich durch die Spannungsteiler der Widerstände R6 bis R10 mit dem Widerstand R11 ergebenden Wert. Die Dioden D2 bis D6 dienen der Entkoppelung der Zählerausgangssignale. Bei Ueber-, bzw. Unterschreitung der Schwellen S1, bzw. S2 durch das Ausgangssignal des Feldeffekttransistors FET werden die Vorwärts-, bzw. Rückwärts-Zähleingänge des Zählers C angesteuert.The output voltage of the counter C results from the counter reading and the value resulting from the voltage dividers of the resistors R6 to R10 with the resistor R11. The diodes D2 to D6 are used to decouple the counter output signals. If the threshold S1 or S2 is exceeded or undershot by the output signal of the field effect transistor FET, the up or down counter inputs of the counter C are activated.
Beim Einschalten befindet sich der Zähler C in der Mittelstellung, was der Ausgangsstellung der Schwellen S1 und S2 der Komparatoren K1 und K2 entspricht. Der Zähler C ist so beschaltet, dass eine Rückstellung erfolgt, wenn die Spannung am "Reset"-Eingang auf einen bestimmten Wert reduziert wird. Hierbei stellt sich der Zähler automatisch auf die Mittelstellung.When switched on, the counter C is in the middle position, which corresponds to the starting position of the thresholds S1 and S2 of the comparators K1 and K2. The counter C is wired in such a way that it is reset when the voltage at the "Reset" input is reduced to a certain value. The counter is automatically set to the middle position.
Solange sich Ausgangssignal des Feldeffekttransistors FET zwischen den Schwellen S1 und S2 der Komparatoren bewegt, sind die Transistoren TR1 und TR2 gesperrt, und am Melderausgang liegt die Spannung Ub.As long as the output signal of the field effect transistor FET moves between the thresholds S1 and S2 of the comparators, the transistors TR1 and TR2 are blocked and the voltage Ub is at the detector output.
Dringt Rauch in die Messkammer des Ionisationsrauchdetektors ein, so bewirkt dies in bekannter Weise einen Anstieg der Messkammerspannung und damit der Spannung über dem Widerstand R3. Wird die Schwelle S1 des Komparators K1 erreicht, so schaltet der Zähler von 0 auf +1 und erhöht die Spannung über R11 um einen bestimmten Betrag. Gleichzeitig erhöhen sich die Schwellenspannungen der Komparatoren K1 und K2.If smoke penetrates into the measuring chamber of the ionization smoke detector, this causes the measuring chamber voltage and thus the voltage across the resistor R3 to rise in a known manner. If the threshold S1 of the comparator K1 is reached, the counter switches from 0 to +1 and increases the voltage via R11 by a certain amount. At the same time, the threshold voltages of the comparators K1 and K2 increase.
Beim Ueberschreiten der Schwelle S1 wird der Transistor TR1, der im Ruhezustand gesperrt ist, leitend und schaltet die Zener diode ZD1 ein. Da der Melder keine Strombegrenzung aufweist, bricht die Spannung Ub auf die Zenerspannung UZ1 zusammen, was in der Zentrale als Signalisation des Zustandes Z1 interpretiert wird.When threshold S1 is exceeded, transistor TR1, which is blocked in the idle state, becomes conductive and switches the zener diode ZD1 on. Since the detector has no current limitation, the voltage Ub collapses to the Zener voltage UZ1, which is interpreted in the control center as signaling the state Z1.
Sinkt durch irgendwelche Umwelteinflüsse die Sensorausgangsspannung unter die untere Schwelle S2 des Komparators K2, so erniedrigt sich der Zählerstand um Eins, was eine entsprechende Herabsetzung der Schwellen S1 und S2 bewirkt. Gleichzeitig steuert der Komparator K2 den im Ruhezustand gesperrten Transistor TR2 an, der die Zenerdiode ZD2 einschaltet. Dies bewirkt wiederum ein Zusammenbrechen von Ub auf die Zenerspannung UZ2, was in der Zentrale als Signalisation des Zustandes Z2 interpretiert wird.If, due to any environmental influences, the sensor output voltage drops below the lower threshold S2 of the comparator K2, the counter reading decreases by one, which causes the thresholds S1 and S2 to be reduced accordingly. At the same time, the comparator K2 controls the transistor TR2 which is blocked in the idle state and which switches on the Zener diode ZD2. This in turn causes Ub to collapse to the Zener voltage UZ2, which is interpreted in the control center as signaling the state Z2.
Die Diode D1 und der Kondensator C3 stabilisieren während der Spannungszusammenbrüche die Betriebsspannung von Sensor, Komparator und Zähler. Da das Sensorsignal nach jedem Zählvorgang wieder zwischen den Schwellen liegt, wird nur kurzzeitig einer der Zustände Z1 oder Z2 übertragen.The diode D1 and the capacitor C3 stabilize the operating voltage of the sensor, comparator and counter during the voltage breakdowns. Since the sensor signal is again between the thresholds after each counting process, one of the states Z1 or Z2 is only transmitted for a short time.
In der Signalzentrale befinden sich Detektoren, welche sowohl die Art als auch die Häufigkeit der eingehenden Zustandsmeldungen registrieren.Detectors are located in the signal center, which register both the type and the frequency of the incoming status reports.
Die beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemässen Gefahrenmeldeanlage kommen besonders dann zum Tragen, wenn die Melder über eine Adresse verfügen, so dass in der Signalzentrale Z die Herkunft der Signale erkannt und einem bestimmten Melder zugeordnet werden können.The described advantageous properties of the hazard alarm system according to the invention come into play particularly when the detectors have an address, so that the origin of the signals can be recognized in the signal center Z and assigned to a specific detector.
In diesem Fall wird in der Signalzentrale Z ein Speicher pro Melder M vorgesehen, in welchem der jeweilige Zählerstand der Melder-Zähler C ersichtlich ist. Hierdurch besteht die Möglichkeit der individuellen Fernüberwachung der Melder.In this case, a memory per detector M is provided in the signal center Z, in which the respective counter reading of the detector counter C can be seen. This enables the individual remote monitoring of the detectors.
Abwandlungen der beschriebenen Gefahrenmeldemeldeanlage sind im Rahmen der Erfindung gemäss den Patentansprüchen möglich und dem Fachmann geläufig.Modifications of the hazard alarm system described are possible within the scope of the invention in accordance with the patent claims and are familiar to the person skilled in the art.
Claims (9)
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