EP0345798A1 - Brandmeldeanlage - Google Patents

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EP0345798A1
EP0345798A1 EP89110449A EP89110449A EP0345798A1 EP 0345798 A1 EP0345798 A1 EP 0345798A1 EP 89110449 A EP89110449 A EP 89110449A EP 89110449 A EP89110449 A EP 89110449A EP 0345798 A1 EP0345798 A1 EP 0345798A1
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EP
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fire
sensor
detector
alarm system
fire alarm
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Hannes Güttinger
Mark Jäggi
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Cerberus AG
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion

Definitions

  • the invention relates to a fire alarm system according to the preamble of claim 1.
  • Such fire alarm systems are generally known.
  • CH-A-629'905 describes a gas and fire detection system in which fire detectors are connected to a signaling center via lines, the fire detectors having threshold values for the fire phenomena to be detected, and when exceeded, an alarm signal is forwarded to a signaling center.
  • the object of the present invention is to provide a fire alarm system which avoids the disadvantages of the known fire alarm systems and which reduces the susceptibility to false alarms of known fire alarm systems, in particular without impairing the security of the detection of real alarm situations.
  • the switching elements for linking the output signals of the fire sensors can either be arranged in a fire detector or they can be provided in a signal center. Separate switching devices can also be provided for partial areas, for example larger halls or halls.
  • the fire alarm system according to the invention has the significant advantage that, in the presence of people, the sensitivity of the fire detectors can be reduced without reducing security, since people can not only be the cause of false alarms, but can also reliably differentiate between disturbance variables and real alarm situations. Since the false alarm rate strongly depends on the response behavior of the fire detectors, a significant reduction in the false alarm rate can be achieved by changing the response behavior.
  • the fire alarm system according to the invention has the further advantage that even static sources of interference as the cause of false alarms can be switched off.
  • the output signal of the acoustic sensor can be filtered by frequency analysis and a more reliable decision can be made.
  • the fire sensor consists of an ionization chamber and the acoustic sensor consists of a microphone.
  • the acoustic sensor is structurally connected to the fire detector, wherein it is preferably arranged in the housing of the fire detector, in its base or on one of these parts.
  • the acoustic sensor is arranged spatially separate from the fire detector, an acoustic sensor being provided for controlling the sensitivity of one or more fire detectors.
  • the fire detection system can also be designed in such a way that several acoustic sensors are provided for controlling the sensitivity of a fire detector, it also being possible for several acoustic sensors to control a group of fire detectors.
  • the switching elements for changing the sensitivity of the fire detector are designed such that either the output signal of the fire detector is influenced or that the response threshold of the threshold value detector is changed.
  • the switching elements for changing the sensitivity of the fire detectors can preferably be designed such that, after a fire detector has responded, all fire detectors of the same group are switched to full sensitivity.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the circuit of a fire alarm system according to the invention.
  • the fire alarm system consists of an ionization fire detector BM, an acoustic sensor 10 and a signaling center SZ connected to the fire detector BM via lines.
  • the fire sensor works according to the ionization principle, and a microphone is used as the acoustic sensor 10.
  • the sensor of the Ionisatios smoke detector BM consists of a measuring chamber KM, in which the air is made electrically conductive (ionized) by a radiation source.
  • the measuring chamber KM is connected in series with a reference chamber KR and both chambers form a voltage divider which is connected to the operating voltage UB via the matching resistor 9.
  • the reference chamber KR is closed, while the measuring chamber KM is accessible to the room air to be monitored.
  • the connection point VP of the voltage divider is connected to an impedance converter 1, the output signal of which is fed to the threshold value detector 2.
  • the threshold detector 2 in turn is functionally connected to a flip-flop 3, which may generate an alarm signal.
  • the chamber flow is reduced.
  • the internal resistance of the measuring chamber KM increases, which causes a shift in the voltage at the connection point VP. If this voltage shift exceeds a predetermined threshold value, the flip-flop 3 is activated via a first impedance converter 1 and the threshold value detector 2, whereby an alarm is triggered.
  • An acoustic is used to control the sensitivity of the fire detector BM Sensor 10, the output signal of which is amplified by a second impedance converter 11 and fed to the threshold value detector 2.
  • the threshold value detector 2 is designed in such a way that it raises the response threshold for triggering an alarm when the output signal of the second impedance converter 11 connected to the acoustic sensor 11 exceeds a certain value, that is to say the occurrence of a disturbance variable, for example the presence of a person or the switching on of a person Machine or the like.
  • An electrical function control and a check of the response sensitivity of the fire detector BM is possible via the measuring point MP3.
  • the voltage between the measuring points MP1 and MP3 can be measured via the matching resistor 9.
  • KR By changing the resistance value of the matching resistor 9, a change in the voltage at the connection point of the chambers KM, KR can be achieved, as a result of which the electrical sensitivity of the fire detector BM is changed. This makes it possible to adapt the response sensitivity of the BM fire detectors to special environmental conditions such as the presence of people, vehicle traffic, etc.
  • a fire detection system in which the signals from the fire sensor KM and the acoustic sensor 10 are linked in switching elements which are arranged in the fire detector BM.
  • the acoustic sensor 10 can be integrated in the fire detector BM, or it can be spatially separated from the fire detector (s).

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Abstract

Zur Erhöhung der Fehlalarmsicherheit von Brandmeldeanlagen dient ein in Abhängigkeit von Druckänderungen der zu überwachenden Umgebung elektrische Signale abgebender akustischer Sensor (10), dessen Ausgangssignal nach Ver­stärkung mit dem ebenfalls verstärkten Ausgangssignal eines Brandsensors (12) verknüpft wird. Dabei wird die Empfindlichkeit der in der Brandmeldeanlage eingestzten Brandmelder (BM) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des aku­stischen Sensors (10), d.h vom Vorhandensein von Störquellen in dem zu über­wachenden Raum verändert. Gemäß unterschiedlichen Ausgestaltungen der erfin­dungsgemäßen Brandmeldeanlage kann die Verknüpfung der Signale innerhalb ei­nes Brandmelders erfolgen, oder die Ausweertung der Signale kann in einer zentralen Auswerteeinheit erfolgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brandmeldeanlage gemäß dem Oberbegriff des Pa­tentanspruchs 1. Solche Brandmeldeanlagen sind allgemein bekannt. Beispiels­weise ist in der CH-A-629'905 eine Gas- und Brandmeldeanlage beschrieben, bei der Brandmelder über Leitungen an eine Signalzentrale angeschlossen sind, wobei die Brandmelder Schwellenwerte für die nachzuweisenden Brandphänomene besitzen, bei deren Überschreitung ein Alarmsignal an eine Signalzentrale weitergeleitet wird.
  • In der genannten CH-A-629'905 wurde vorgeschlagen, den Nachteil der bis dahin bekannten Brandmeldeanlagen, daß die aus Sicherheitsgründen tief anzusetzenden Ansprechschwellen bewirken, daß auch bei vorübergehendem Auf­treten eines Brandphänomens, das möglicherweise gar nicht auf einem Schaden­feuer beruht, ein Alarm ausgelöst wird, dadurch zu beheben, daß ein im Brand­melder bei Überschreitung eines ersten Schwellenwertes auftretendes Vorwarn­signal anfangs nicht selbsthaltend ist und nach einer vorgegeben Zeitverzöge­rung von der Signalzentrale in Selbsthaltung gebracht und weitergeleitet wird und daß ein nach Überschreitung eines zweiten Schwellenwertes auftretendes Alarmsignal sofort in Selbsthaltung gebracht und weitergeleitet wird. Damit sollte ermöglicht werden, zwischen kurzzeitig auftretenden, unerheblichen Störungen und einer echten Alarmsituation sicher zu unterscheiden. Dies mach­te aber die Intervention von Personal erforderlich.
  • Um auch verschiedenartige Brandtypen (z.B. raucharme Flüssigkeitsbrände, Schwelbrände) sicher erkennen zu können, wurde z.B. in der GB-A-2'043'977 vorgeschlagen, auf unterschiedliche Brandphänomene ansprechende Brandfühler in einer ODER-Schaltung miteinander zu kombinieren. Dadurch wird die Fehl­alarmhäufigkeit jedoch beträchtlich erhöht.
  • Um die Fehlalarmanfälligkeit zu verringern, wurden bei solchen bekannten kombinierten Brandmeldern die Brandfühler durch eine UND-Schaltung verbunden (z.B. CH-A-506'147), wodurch jedoch die Empfindlichkeit erheblich vermindert wurde, da ein Alarmsignal nur ausgelöst wird, wenn beide Brandzustände in hinreichender Stärke vorliegen. Um diesen Nachteil zu beseitigen wurde in der CH-A-572'252 vorgeschlagen, die Auswerteschaltung derart auszubilden, daß sie bei einer Beeinflussung des einen Fühlers durch einen Brandzustand die An­sprechschwelle des anderen Fühlers im Sinne einer Empfindlichkeitserhöhung verändert. Eine ähnliche Anordnung wurde in der EP-A-0'076'338 vorgeschlagen.
  • Eine Möglichkeit, die Fehlalarmanfälligkeit von Brandmeldeanlagen zu ver­ringern, würde natürlich darin bestehen, allgemein die Empfindlichkeit der darin enthaltenen Brandmelder herabzusetzen. Dies verbietet sich jedoch aus dem einfachen Grunde, weil dadurch die Gefahr gegeben wäre, daß die Brandmel­der eine echte Alarmsituation nicht oder zu spät melden würden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Brandmeldeanlage zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Brandmeldeanlagen vermeidet und welche insbesondere ohne Beeinträchtigung der Sicherheit der Erkennung von echten Alarmsituationen die Fehlalarmanfälligkeit bekannter Brandmeldean­lagen verringert.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Brandmeldeanlage der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
  • Die meisten Störgrößen, welche als Quellen von Fehlalarmen auftreten kön­nen, beruhen auf der Aktivität des Menschen, so etwa Tabakrauchen, Schweißar­beiten (Rauch und Funken), Malerarbeiten (Entwicklung von Lösungsmitteldämpfen), Arbeiten mit Dampf (Feuchtigkeit), Kochen und der Be­trieb von Maschinen und Fahrzeugen (Abgase, Rauch). Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß eine erhebliche Verminderung der Fehlalarmrate erzielt wird, ohne daß gleichzeitig eine Erhöhung der Gefahr, daß eine echte Alarmsi­tuation nicht erkannt wird, eintritt, wenn man die Empfindlichkeit der Brand­melder in Abhängigkeit von der Anwesenheit von Menschen oder Maschinen herab­setzt. Die Detektion der Anwesenheit von Menschen und/oder Maschinen kann mittels passiver Infrarot-Detektoren oder - vorzugsweise - mittels akusti­scher Sensoren erfolgen.
  • Die Schaltelemente zur Verknüpfung der Ausgangssignale der Brandsensoren können dabei entweder in einem Brandmelder angeordnet sein, oder sie können in einer Signalzentrale vorgesehen sein. Auch können für Teilbereiche, z.B. größere Säle oder Hallen, separate Schaltvorrichtungen vorgesehen sein.
  • Die erfindungsgemäße Brandmeldeanlage hat den wesentlichen Vorteil, daß bei Anwesenheit von Menschen die Reduktion der Empfindlichkeit der Brandmelder ohne Verminderung der Sicherheit erfolgen kann, da der Mensch nicht nur Ursa­che von Fehlalarmen sein kann, sondern auch sicher zwischen Störgrößen und echten Alarmsituationen unterscheiden kann. Da die Fehlalarmrate stark von dem Ansprechverhalten der Branddetektoren abhängt, kann durch eine Verände­rung des Ansprechverhaltens eine wesentliche Reduktion der Fehlalarmrate er­reicht werden.
  • Bei Abwesenheit von Menschen oder dem Fehlen von Maschinenlärm wird das System automatisch auf eine hohe Empfindlichkeit geschaltet. Dies wird die Fehlalarmrate kaum erhöhen, da die wesentlichen Quellen für Fehlalarme nicht vorhanden sind.
  • Die erfindungsgemäße Brandmeldeanlage hat den weiteren Vorteil, daß auch ruhende Störquellen als Verursacher von Fehlalarmen ausgeschaltet werden kön­nen. Durch Anpassung der akustischen Sensoren an die speziellen Störquellen, die möglicherweise in dem zu überwachenden Raum auftreten, ist es weiter mög­lich, die Fehlalarmrate herabzusetzen. Durch Frequenzanalyse kann das Aus­gangssignal des akustischen Sensors gefiltert werden, und es kann ein zuver­lässigerer Entscheid herbeigeführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Brandsen­sor aus einer Ionisationskammer und der akustische Sensor aus einem Mikrofon.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der akustische Sensor konstruktiv mit dem Brandmelder verbunden, wobei er vorzugsweise im Gehäuse des Brandmelders, in dessen Sockel oder auf einem dieser Teile angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der akustische Sonsor räumlich getrennt von dem Brandmelder angeordnet, wobei ein akustischer Sen­sor für die Steuerung der Empfindlichkeit von einem oder mehreren Brandmel­dern vorgesehen ist. Umgekehrt kann die Brandmeldeanlage auch so ausgestaltet sein, daß meherere akustische Sensoren für die Steuerung der Empfindlichkeit eines Brandmelders vorgesehen sind, wobei es auch möglich ist, daß mehrere akustische Sensoren eine Gruppe von Brandmeldern steuern.
  • Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind die Schaltelemente zur Veränderung der Empfindlichkeit der Brandmelder so ausgelegt, daß entweder das Ausgangssignal des Brandmelders beeinflußt wird oder daß die Ansprech­schwelle des Schwellenwertdetektors verändert wird. Vorzugsweise können die Schaltelemente zur Veränderung der Empfindlichkeit der Brandmelder so ausge­legt sein, daß nach dem Ansprechen eines Brandmelders sämtliche Brandmelder derselben Gruppe auf die volle Empfindlichkeit geschaltet werden.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschema der Schaltung einer erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage.
  • Die Brandmeldeanlage besteht aus einem Ionisationsbrandmelder BM, einem akustischen Sensor 10 und einer mit dem Brandmelder BM über Leitungen verbun­denen Signalzentrale SZ. Der Brandsensor arbeitet in diesem Beispiel nach dem Ionisationsprinzip, und als akustischer Sensor 10 wird ein Mikrofon verwen­det. Der Fühler des Ionisatios-Rauchmelders BM besteht aus einer Meßkammer KM, in der die Luft durch eine Strahlenquelle elektrisch leitend gemacht (ionisiert) wird. Die Meßkammer KM ist in Reihe mit einer Referenzkammer KR geschaltet und beide Kammern bilden einen Spannungsteiler, welcher über den Anpassungswiderstand 9 mit der Betriebsspannung UB verbunden ist. Die Refe­renzkammer KR, ist geschlossen, während die Meßkammer KM für die zu überwa­chende Raumluft zugänglich ist. Der Verbindungspunkt VP des Spannungsteilers, ist mit einem Impedanzwandler 1 verbunden, dessen Ausgangssignal dem Schwel­lenwertdetektor 2 zugeleitet wird. Der Schwellenwertdetektor 2 seinerseits ist funktionell mit einer Kippstufe 3 verbunden, die gegebenenfalls ein Alarmsignal erzeugt.
  • Dringen Brandaerosole (Verbrennungsprodukte) in die Meßkammer KM ein, so vermindert sich der Kammerstrom. Der Innenwiderstand der Messkammer KM wird größer, was eine Verschiebung der Spannung am Verbindungspunkt VP bewirkt. Überschreitet diese Spannungsverschiebung einen vorbestimmten Schwellenwert, wird über einen ersten Impedanzwandler 1 und den Schwellenwertdetektor 2 die Kippschaltung 3 angesteuert, wodurch Alarm ausgelöst wird.
  • Zur Steuerung der Empfindlichkeit des Brandmelders BM dient ein akustischer Sensor 10, dessen Ausgangssignal von einem zweiten Impedanzwandler 11 verstärkt und dem Schwellenwertdetektor 2 zugeleitet wird. Der Schwellenwert­detektor 2 ist so ausgelegt, daß er die Ansprechschwelle zur Auslösung eines Alarms heraufsetzt, wenn das Ausgangssignal des mit dem akustischen Sensors 11 verbundenen zweiten Impedanzwandlers 11 einen bestimmten Wert überschrei­tet, d.h. das Auftreten einer Störgröße, z.B. die Anwesenheit eines Menschen oder das Einschalten einer Maschine o.ä., anzeigt.
  • Über den Meßpunkt MP3 ist eine elektrische Funktionskontrolle, sowie eine Überprüfung der Ansprechempfindlichkeit des Brandmelders BM möglich. Mit ei­nem speziellen Meßgerät kann die Spannung zwischen den Meßpunkten MP1 und MP3 über dem Anpassungswiderstand 9 gemessen werden. Durch Veränderung des Widerstandswertes des Anpassungswiderstands 9 kann eine Veränderung der Span­nung am Verbindungspunkt der Kammern KM, KR erreicht werden, wodurch die elektrische Empfindlichkeit des Brandmelders BM verändert wird. Es ist da­durch möglich, die Ansprechempfindlichkeit der Brandmelder BM speziellen Um­gebungsbedingungen, wie Anwesenheit von Menschen, Fahrzeugverkehr etc., anzu­passen.
  • Vorstehend ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brandmeldeanla­ge beschrieben, bei welcher die Verknüpfung der Signale des Brandsensors KM und des akustischen Sensors 10 in Schaltelementen erfolgt, welche in dem Brandmelder BM angeordnet sind. Dabei kann der akustische Sensor 10 in den Brandmelder BM integriert sein, oder er kann räumlich getrennt von dem, bzw. den Brandmelder(n) angeordnet sein.
  • In der Figur nicht dargestellt ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit für die erfindungsgemäße Brandmeldeanlage, bei welcher die Verknüpfung der Ausgangssignale der Brandmelder BM und der akustischen Sensoren 10 in der Signalzentrale erfolgt.
  • Abwandlungen der vorbeschriebenen Schaltungen für Brandmeldeanlagen sind im Rahmen der Erfindung gemäß den Ansprüchen möglich und dem Fachmann geläufig.
    • Bezugszeichen
    • 1 Erster Impedanzwandler
    • 2 Schwellenwertdetektor
    • 3 Kippschaltung
    • 9 Entkoppelungswiderstand
    • 10 Akustischer Sensor
    • 11 Zweiter Impedanzwandler
    • BM Brandmelder
    • KM Brandsensor = Meßkammer
    • KR Referenzkammer
    • MP1 Meßpunkt
    • MP2 Meßpunkt
    • UB Betriebsspannung
    • VP Verbindungspunkt

Claims (10)

1. Brandmeldeanlage, die aus mindestens einem Brandmelder (BM), einer Si­gnalzentrale (SZ) und Leitungen, welche die Brandmelder (BM) mit der Signal­zentrale (SZ) verbinden, besteht, wobei in dem Brandmelder (BM) ein in Abhän­gigkeit von auftretenden Brandphänomenen ein elektrisches Signal abgebender Brandsensor (12) vorgesehen ist und wobei ferner eine einen Schwellenwertde­tektor (2) umfassende elektrische Auswerteschaltung vorgesehen ist, die bei Überschreitung eines vorbestimmten Schwellenwertes des Brandsensorausgangssi­gnals ein Alarmsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein in Abhängigkeit von Druckänderungen der Umgebung elektrische Signale abgebender akustischer Sensor (10) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal nach Verstär­kung in einem Impedanzwandler (11) der Auswerteschaltung zugeleitet wird und daß in der Auswerteschaltung Schaltelemente (2) vorgesehen sind, welche die Empfindlichkeit des Brandmelders (BM) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des akustischen Sensors (10) verändern.
2. Brandmeldeanlage gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Sensor (10) konstruktiv mit dem Brandmelder (BM) verbunden ist.
3. Brandmeldeanlage gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Sensor (10) räumlich getrennt von dem Brandmelder angeordnet ist und daß ein akustischer Sensor (10) mit mehreren Brandmeldern (BM) funktio­nell verbunden ist.
4. Brandmeldeanlage gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Sensor (10) räumlich getrennt von dem Brandmelder (BM) angeordnet ist und daß mehrere akustische Sensoren (10) mit mindestens einem Brandmelder (BM) funktionell verbunden sind und dessen Empfindlichkeit steuern.
5. Brandmeldeanlage gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Schaltelemente (2), welche die Empfindlichkeit der Brandmelder (BM) verändern, in der Signalzentrale (SZ) angeordnet sind.
6. Brandmeldeanlage gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Schaltelemente (2) zur Veränderung der Empfindlichkeit der Brandmelder (BM) so ausgelegt sind, daß das Ausgangssignal des Brandsen­sors (12) beeinflußt wird.
7. Brandmeldeanlage gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Schaltelemente (2) zur Veränderung der Empfindlichkeit der Brandmelder (BM) so ausgelegt sind, daß die Ansprechschwelle des Schwel­lenwertdetektors (2) verändert wird.
8. Brandmeldeanlage gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Brandsensor ein optischer Rauchsensor, vorzugsweise ein Streulicht-Rauchsensor ist.
9. Brandmeldeanlage gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Brandsensor ein Ionisationsrauchsensor (12) , ist.
10. Brandmeldeanlage gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Brandsensor ein Wärmemelder ist.
EP89110449A 1988-06-10 1989-06-09 Brandmeldeanlage Expired - Lifetime EP0345798B1 (de)

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