EP1103937A1 - Brandmelder - Google Patents

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EP1103937A1
EP1103937A1 EP99122975A EP99122975A EP1103937A1 EP 1103937 A1 EP1103937 A1 EP 1103937A1 EP 99122975 A EP99122975 A EP 99122975A EP 99122975 A EP99122975 A EP 99122975A EP 1103937 A1 EP1103937 A1 EP 1103937A1
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EP
European Patent Office
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fire
fire detector
detector according
light
light source
Prior art date
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Granted
Application number
EP99122975A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1103937B1 (de
Inventor
Marc Dr. Thuillard
Erwin Suter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Building Technologies AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Building Technologies AG filed Critical Siemens Building Technologies AG
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Priority to PT99122975T priority patent/PT1103937E/pt
Priority to DE59912047T priority patent/DE59912047D1/de
Priority to ES99122975T priority patent/ES2243027T3/es
Priority to EP99122975A priority patent/EP1103937B1/de
Priority to AU65464/00A priority patent/AU777015B2/en
Priority to KR1020000066616A priority patent/KR20010051578A/ko
Priority to JP2000344033A priority patent/JP4767404B2/ja
Priority to HU0004474A priority patent/HU224676B1/hu
Priority to US09/711,818 priority patent/US6788197B1/en
Priority to CN00132370A priority patent/CN1297213A/zh
Priority to NO20005717A priority patent/NO20005717L/no
Priority to CZ20004287A priority patent/CZ301163B6/cs
Priority to PL00343954A priority patent/PL343954A1/xx
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Publication of EP1103937B1 publication Critical patent/EP1103937B1/de
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    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G08B29/185—Signal analysis techniques for reducing or preventing false alarms or for enhancing the reliability of the system
    • G08B29/186—Fuzzy logic; neural networks
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/11—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas
    • G08B17/113—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to a fire detector with a light source, a measuring chamber and an optical module having a light receiver, a temperature sensor and one Evaluation electronics.
  • the optics module is used for smoke detection and the temperature sensor for detection the heat that arises when a fire starts.
  • the optics module can either do that of Measure smoke particles scattered or the light from the light source that is weakened by them. In the first case it is the optical module of a scattered light detector and in the second case around that of a point extinction or transmitted light detector. In both cases, the optics module designed so that disturbing extraneous light does not and smoke very easily into the measuring chamber can penetrate.
  • the temperature sensor serves both to increase the sensitivity and also to improve the false alarm security of the stray light detector.
  • a stray light detector with a temperature sensor is known for example from EP-A-0 654 770.
  • the scattered light and transmitted light detectors are extremely sensitive and can cause fires detect with high certainty.
  • the high sensitivity can increase in certain cases Cause false alarms, which is undesirable for several reasons. Because apart from that that false alarms at least tend to attract the attention of the security personnel concerned in most countries requires the fire department and / or the police to take action False alarms caused compensation, which may vary with the number the false alarms increase progressively. For this reason, fire alarms today enjoy false alarm security very high priority.
  • the invention is now intended to provide false alarm security with a simultaneous shortening of its response time further improved and it should also be a more homogeneous Response behavior of the detector can be achieved.
  • Homogeneous response means that the detector should respond approximately equally to different fires and not to one type extremely fast from fire and extremely slow to none at all.
  • this object is achieved in that an additional sensor is located in the detector it is provided for at least one fire gas that the evaluation electronics for the link the signals of the individual sensors and for the diagnosis of the respective type of fire and that based on this diagnosis, the selection of a special application-specific Algorithm for processing the sensor signals is done.
  • the optical module of the fire detector according to the invention can either be designed that in the measuring chamber that is scattered by or weakened by smoke particles Light from the light source is measured. In the first case, it is the detection principle a scattered light, in the second case around the detection principle of a transmitted light detector. It can the scattered light detector as a forward or backward spreader or as a forward and backward spreader be trained. The latter has the advantage that the spread of different Scattering angles can determine what type of smoke is present; see WO-A-84 01650.
  • the multi-sensor fire detector according to the invention, the one optical smoke sensor, one Contains temperature sensor, a fire gas sensor and a fuzzy controller and in which for each type of fire is provided with a special application-specific algorithm Possibility of linking the signals from the sensors in the fuzzy controller Detect the type of fire and select the appropriate algorithm.
  • This will on the one hand the false alarm security (robustness) of the detector is improved and, on the other hand, can be caused by suitable choice of application-specific algorithms a more balanced response of the detector.
  • the fuzzy controller also opens up the possibility of a type of problem diagnosis monitors whether certain faults are still below the respective alarm thresholds occur frequently.
  • the fuzzy controller can report such faults to the control center or via a suitable one Report the communication interface to the operating personnel and in this way Show potential sources of interference, the cause of which may be in the wrong application of the relevant detector.
  • the wavelength is from the light source emitted radiation in the range of blue or red light and is preferably 460 nm or 660 nm.
  • a further preferred embodiment of the fire detector according to the invention is thereby characterized that at least in the beam path between the light source and the light receiver a polarization filter is provided.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the at least a polarization filter is a so-called active polarizer with an electrically adjustable polarization plane is.
  • the active polarizer is preferably formed by a liquid crystal display, the polarization plane of which is adjustable by applying a voltage.
  • the fire detector 1 shown in FIG. 1 in an axial section is essentially an additional one Sensors for fire parameters of extended optical smoke detectors, as shown a stray light detector. Since such optical detectors are assumed to be known they are not described here. In this connection, reference is made to EP-A-0 616 305 and EP-A-0 821 330.
  • the optical smoke detector can also be operated by a so-called Point extinction or transmitted light detectors can be formed, such as in the European application No. 99 117 502.7.
  • the fire detector 1 shown consists in a known manner of a detector insert 2, which in a base, preferably mounted on the ceiling of the room to be monitored (not shown) can be fastened, and from a detector hood 3 placed over the detector insert 2, those in the area of their directed towards the room to be monitored in the operating state of the detector Hill is provided with smoke inlet openings 4.
  • the detector insert 2 includes essentially a box-like base body, on the one facing the detector tip Side an optics module 5 and the side facing the detector base an evaluation electronics 6 is arranged.
  • the optical module 5 essentially consists of one light source 7 and a light chamber 8 containing measuring chamber 9, which is not shown Means are shielded from outside light from outside.
  • the optical axes of an infrared or a red or blue light-emitting diode (IRED or LED) formed light source 7 and the The light receiver 8 are kinked towards one another, with this course and with diaphragms is prevented that light rays in a direct path from the light source 7 to the light receiver 8 can reach.
  • the light source 7 sends short, intense light pulses into the central part the measuring chamber 9, the light receiver 8 admittedly this central part of the measuring chamber 9, but not the light source 7 "sees".
  • the light from the light source 7 is scattered by smoke entering the scattering space, and a Part of this stray light falls on the light receiver 8.
  • the receiver signal generated thereby is processed by the evaluation electronics 6.
  • the receiver signal compared in a known manner with an alarm threshold and at least one pre-alarm threshold, and the evaluation electronics 6 gives when the alarm threshold is exceeded by the receiver signal an alarm signal from an output 10. It is through intelligent signal processing ensures that the alarm signal is given when smoke values are as low as possible, without causing unacceptable false alarms.
  • a so-called active polarizer 11 which is a polarizer with a rotatable polarization plane, is provided to be able to measure the light scattering in the two polarization planes.
  • This active Polarizer is preferably through an electronic polarizing plate with a liquid crystal formed, which rotates its polarization plane by 90 ° when a voltage is applied. The measurement the degree of polarization, that is the polarized scattered light in the two polarization planes, can shorten the response time of detector 1 to certain test fires and thereby increase lead to a more homogeneous response.
  • the fire detector 1 also contains two further sensors for fire parameters, namely a CO sensor (generally: combustion gas sensor) 12 and a temperature sensor 13.
  • a CO sensor generally: combustion gas sensor
  • a temperature sensor 13 A suitable CO sensor is in the EP -B-0 612 408 (see also EP-A-0 803 850), NTC thermistors have proven themselves as temperature sensors (see also the smoke detector PolyRex of the fire detection system AlgoRex - PolyRex and AlgoRex are registered trademarks of Siemens Building Technologies AG, Cerberus Division, formerly Cerberus AG).
  • the table also shows that based on the parameters CO concentration, quotient gradient CO diagnosed individually by gradient T and smoke concentration all six types of fire can be. This means that with the help of these parameters the signature of a fire is clear is recognizable.
  • the parameters CO concentration and degree of polarization also allow and smoke concentration a determination of the type of fire, however with the exception of TF6, which cannot be recognized based on these parameters.
  • the measurement of the degree of polarization has the additional advantage that even in cases where the temperature is not rapid enough rises, the type of fire can be recognized. This can be the case, for example, in high rooms enter.
  • the signals of the three sensors, optics module 5 for the smoke concentration and the degree of polarization, CO sensor 12 and temperature sensor 13, a component of the evaluation electronics 6 forming diagnostic stage 14 is supplied, which in essentially contains a fuzzy controller.
  • the diagnostic stage 14 the signals from the sensors linked and analyzed and the type of fire is determined from this analysis. Finally the appropriate algorithm for the respective type of fire is selected and for the evaluation the sensor signals used.
  • the fuzzy controller can also be used for Diagnostic purposes, to indicate problems.
  • the optical module 5 of the fire detector according to the invention corresponds in terms of function to one usual scattered light detectors with forward or backward scattering, or a scattered light detector with forward and backward scatter, or a point extinction or transmitted light detector.
  • the sensor 12 for the at least a fire gas which is preferably a CO sensor.
  • Fire detectors must also be equipped with a fire gas sensor, especially a CO sensor.
  • a fire gas sensor especially a CO sensor.
  • Such fire detectors are, for example, the so-called linear smoke detectors or Beam detectors such as type DLO1191 from Siemens Building Technologies AG, Cerberus Division, and the flame detectors, such as the DF1190 from Siemens Building Technologies AG, Cerberus Division.

Abstract

Der Brandmelder (1) enthält ein eine Lichtquelle (7), eine Messkammer (9) und einen Lichtempfänger (8) aufweisenden Optikmodul (5), einen Temperatursensor (13) und eine an den Lichtempfänger (8) und den Temperatursensor (13) angeschlossene Auswerteelektronic (6). Zusätzlich ist im Melder (1) ein Sensor (12) für ein Brandgas, vorzugsweise für CO, vorgesehen. Die Auswerteelektronik (6) weist einen Fuzzy-Regler auf, in welchem eine Verknüpfung der Signale der einzelnen Sensoren (5,12,13) und eine Diagnose der jeweiligen Brandart erfolgt. Für jede Brandart ist ein spezieller applikationsspezifischer Algorithmus bereitgestellt und anhand der Diagnose auswählbar. Im Fuzzy-Regler erfolgt eine Verknüpfung der Rauchkonzentration mit der Brandgaskonzentration und mit einem aus dem Gradienten der Temperatur und dem Gradienten des Rauchgases gebildeten Parameter. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brandmelder mit einem eine Lichtquelle, eine Messkammer und einen Lichtempfänger aufweisenden Optikmodul, einem Temperatursensor und einer Auswerteelektronik.
Bei Brandmeldern dieser Art, die als Mehrfach- oder Multisensor-Brandmelder bezeichnet werden, dient das Optikmodul zur Detektion von Rauch und der Temperatursensor zur Detektion der bei Entstehung eines Brandes auftretenden Hitze. Das Optikmodul kann entweder das von Rauchpartikeln gestreute oder das durch diese abgeschwächte Licht der Lichtquelle messen. Im ersten Fall handelt es sich um das Optikmodul eines Streulichtmelders und im zweiten Fall um dasjenige eines Punktextinktions- oder Durchlichtmelders. In beiden Fällen ist das Optikmodul so ausgebildet, dass störendes Fremdlicht nicht und Rauch sehr leicht in die Messkammer eindringen kann. Der Temperatursensor dient sowohl zur Erhöhung der Empfindlichkeit als auch zur Verbesserung der Fehlalarmsicherheit des Streulichtmelders. Ein Streulichtmelder mit einem Temperatursensor ist beispielsweise aus der EP-A-0 654 770 bekannt.
Die Streulicht- und die Durchlichtmelder sind ausserordentlich empfindlich und können Brände mit hoher Sicherheit detektieren. Die hohe Empfindlichkeit kann aber in gewissen Fällen zu Fehlalarmen führen, was aus mehreren Gründen unerwünscht ist. Denn abgesehen davon, dass Fehlalarme die Aufmerksamkeit des betreffenden Sicherheitspersonals zumindest tendenziell reduzieren, verlangt in den meisten Ländern die Feuerwehr und/oder die Polizei für durch Fehlalarme verursachte Einsätze eine Entschädigung, welche unter Umständen mit der Zahl der Fehlalarme progressiv steigt. Aus diesem Grund geniesst heute bei Brandmeldern die Fehlalarmsicherheit sehr hohe Priorität.
Durch die Erfindung soll nun die Fehlalarmsicherheit des Melders bei einer gleichzeitigen Verkürzung von dessen Ansprechzeit weiter verbessert und es soll ausserdem ein homogeneres Ansprechverhalten des Melders erzielt werden. Homogenes Ansprechverhalten bedeutet, dass der Melder auf verschiedene Feuer etwa gleich ansprechen soll und nicht auf den einen Typ von Brand extrem rasch und auf einen anderen extrem langsam bis gar nicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Melder ein zusätzlicher Sensor für mindestens ein Brandgas vorgesehen ist, dass die Auswerteelektronik für die Verknüpfung der Signale der einzelnen Sensoren und für die Diagnose der jeweiligen Brandart ausgebildet ist, und dass aufgrund dieser Diagnose die Auswahl eines speziellen applikationsspezifischen Algorithmus für die Verarbeitung der Sensorsignale erfolgt.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Brandmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik einen Fuzzy-Regler für die Durchführung der genannten Verknüpfung aufweist.
Es gibt nach der europäischen Norm EN-54 die folgenden sechs verschiedenen Testfeuer (abgekürzt TF):
  • TF1: Holzbrand
  • TF2: Holzschwelbrand
  • TF2: Luntenschwelbrand
  • TF4: Schaumstoffbrand
  • TF5: Heptanbrand
  • TF6: Alkoholbrand.
Das Optikmodul des erfindungsgemässen Brandmelders kann entweder so ausgebildet sein, dass in der Messkammer das von Rauchpartikeln gestreute oder das von diesen abgeschwächte Licht der Lichtquelle gemessen wird. Im ersten Fall handelt es sich um das Detektionsprinzip eines Streulicht-, im zweiten Fall um das Detektiosprinzip eines Durchlichtmelders. Dabei kann der Streulichtmelder als Vorwärts- oder Rückwärtsstreuer oder als Vorwärts- und Rückwärtsstreuer ausgebildet sein. Letzteres hat den Vorteil, dass sich anhand der Streuung bei verschiedenen Streuwinkeln feststellen lässt, welche Art von Rauch vorliegt; siehe dazu die WO-A-84 01650.
Der erfindungsgemässe Multisensor-Brandmelder, der einen optischen Rauchsensor, einen Temperatursensor, einen Brandgassensor und einen Fuzzy-Regler enthält und in welchem für jede Brandart ein spezieller applikationsspezifischer Algorithmus bereitgestellt ist, eröffnet die Möglichkeit, anhand einer Verknüpfung der Signale der Sensoren im Fuzzy-Regler die jeweilige Brandart zu detektieren und den geeigneten Algorithmus auszuwählen. Dadurch wird einerseits die Fehlalarmsicherheit (Robustheit) des Melders verbessert, und andererseits kann durch geeignete Wahl der applikationspezifischen Algorithmen ein ausgeglicheneres Ansprechverhalten des Melders erzielt werden.
Ausserdem eröffnet sich die Möglichkeit einer Art von Problemdiagnose, indem der Fuzzy-Regler überwacht, ob gewisse noch unterhalb der jeweiligen Alarmschwellen liegende Störungen gehäuft auftreten. Der Fuzzy-Regler kann solche Störungen an die Zentrale oder über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle an das Bedienungspersonal melden und auf diese Weise potentielle Störquellen anzeigen, deren Ursache möglicherweise in einer falschen Applikation des betreffenden Melders liegen kann.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Brandmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass im Fuzzy-Regler eine Verbindung zwischen der Rauchkonzentration, der Konzentration des zu detektierenden Rauchgases und einem aus dem Gradienten der Temperatur und dem Gradienten des Rauchgases gebildeten Parameter erfolgt.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Brandmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Parameter durch den Quotienten aus dem Temperaturgradienten und dem Rauchgasgradienten gebildet ist.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Brandmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Sensor für ein Brandgas ein CO-Sensor ist.
Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Brandmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle des Optikmoduls zur Aussendung einer Strahlung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ausgebildet ist.
Bei einer sechsten bevorzugten Ausführungsform liegt die Wellenlänge der von der Lichtquelle ausgesandten Strahlung im Bereich von blauem oder rotem Licht und beträgt vorzugsweise 460 nm beziehungsweise 660 nm.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Brandmelders ist dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Lichtempfänger mindestens ein Polarisationsfilter vorgesehen ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polarisationsfilter ein sogenannter aktiver Polarisator mit elektrisch verstellbarer Polarisationsebene ist.
Vorzugsweise ist der aktive Polarisator durch eine Flüssigkristallanzeige gebildet, deren Polarisationsebene durch Anlegen einer Spannung verstellbar ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
  • Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemässen Brandmelders; und
  • Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschema der Signalverarbeitung.
    • Der in Fig. 1 in einem Axialschnitt dargestellte Brandmelder 1 ist im wesentlichen ein um zusätzliche Sensoren für Brandkenngrössen erweiterter optischer Rauchmelder, darstellungsgemäss ein Streulichtmelder. Da solche optische Melder als bekannt vorausgesetzt werden, sind sie hier nicht näher beschrieben. Es wird in diesem Zusammenhang auf die EP-A-0 616 305 und die EP-A-0 821 330 verwiesen. Der optische Rauchmelder kann auch durch einen sogenannten Punktextinktions- oder Durchlichtmelder gebildet sein, wie er beispielsweise in der europäischen Anmeldung Nr. 99 117 502.7 beschrieben ist.
    Der dargestellte Brandmelder 1 besteht in bekannter Weise aus einem Meldereinsatz 2, der in einem vorzugsweise an der Decke des zu überwachenden Raumes montierten Sockel (nicht dargestellt) befestigbar ist, und aus einer über den Meldereinsatz 2 gestülpten Melderhaube 3, die im Bereich ihrer im Betriebszustand des Melders gegen den zu überwachenden Raum gerichteten Kuppe mit Raucheintrittsöffnungen 4 versehen ist. Der Meldereinsatz 2 umfasst im wesentlichen einen schachtelartigen Basiskörper, an dessen der Melderkuppe zugewandter Seite ein Optikmodul 5 und dessen dem Meldersockel zugewandter Seite eine Auswerteelektronik 6 angeordnet ist.
    Das Optikmodul 5 besteht bei einem Streulichtmelder im wesentlichen aus einer eine Lichtquelle 7 und einen Lichtempfänger 8 enthaltenden Messkammer 9, welche durch nicht dargestellte Mittel gegen Fremdlicht von aussen abgeschirmt ist. Die optischen Achsen der durch eine Infrarot- oder eine rote oder blaue Leuchtdiode (IRED bzw. LED) gebildeten Lichtquelle 7 und des Lichtempfängers 8 sind zueinander geknickt, wobei durch diesen Verlauf und durch Blenden verhindert wird, dass Lichtstrahlen auf direktem Weg von der Lichtquelle 7 zum Lichtempfänger 8 gelangen können. Die Lichtquelle 7 sendet kurze, intensive Lichtpulse in den zentralen Teil der Messkammer 9, wobei der Lichtempfänger 8 zwar diesen zentralen Teil der Messkammer 9, nicht aber die Lichtquelle 7 "sieht".
    Das Licht der Lichtquelle 7 wird durch in den Streuraum eindringenden Rauch gestreut, und ein Teil dieses Streulichts fällt auf den Lichtempfänger 8. Das dadurch erzeugte Empfänger-Signal wird von der Auswerteelektronik 6 verarbeitet. Bei der Verarbeitung wird das Empfängersignal in bekannter Weise mit einer Alarmschwelle und mindestens einer Voralarmschwelle verglichen, und die Auswerteelektronik 6 gibt bei Überschreiten der Alarmschwelle durch das Empfängersignal an einem Ausgang 10 ein Alarmsignal ab. Dabei ist durch intelligente Signalverarbeitung gewährleistet, dass die Abgabe des Alarmsignals bei möglichst tiefen Rauchwerten erfolgt, ohne dass es dabei jedoch zu unakzeptablen Fehlalarmen kommt.
    Im Strahlengang zwischen der Lichtquelle 7 und dem Lichtempfänger 8 kann ein sogenannter aktiver Polarisator 11, das ist ein Polarisator mit drehbarer Polarisationsebene, vorgesehen sein, um die Lichtstreuung in den beiden Polarisationsebenen messen zu können. Dieser aktive Polarisator ist vorzugsweise durch eine elektronische Polarisierplatte mit einem Flüssigkristall gebildet, welche beim Anlegen einer Spannung ihre Polarisationsebene um 90° dreht. Die Messung des Polarisationsgrads, das ist das polarisierte Streulicht in den beiden Polarisationsebenen, kann die Ansprechzeit des Melders 1 auf bestimmte Testfeuer verkürzen und dadurch zu einem homogeneren Ansprechverhalten führen.
    Wie Fig. 1 weiter zu entnehmen ist, enthält der Brandmelder 1 zusätzlich zum Optikmodul 5 noch zwei weitere Sensoren für Brandkenngrössen, und zwar einen CO-Sensor (allgemein: Brandgassensor) 12 und einen Temperatursensor 13. Ein geeigneter CO-Sensor ist in der EP-B-0 612 408 beschrieben (siehe auch EP-A-0 803 850), als Temperatursensoren haben sich NTC-Thermistoren bewährt (siehe dazu den Rauchmelder PolyRex des Brandmeldesystems AlgoRex - PolyRex und AlgoRex sind eingetragene Warenzeichen der Siemens Building Technologies AG, Cerberus Division, früher Cerberus AG).
    Theoretische Überlegungen und praktische Brandversuche haben die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Korrelationen zwischen den mit den verschiedenen Sensoren Optikmodul 5, CO-Sensor 12 und Temperatursensor 13, gemessenen Brandparametern ergeben. Selbstverständlich wird als weiterer Brandparameter noch die Rauchmenge oder Rauchkonzentration gemessen; das ist die bekannte Funktion eines optischen Rauchmelders und damit des Optikmoduls 5.
    Brandparameter TF1 TF2 TF3 TF4 TF5 TF6
    CO-Konzentration gross gering sehr gross gering gering gering
    Gradient CO/Gradient T mittel gering gering mittel gross gross
    Gradient T sehr gross gering gering gross sehr gross sehr gross
    Polarisationsgrad sehr gross gering gering gross sehr gross gering
    Aus der Tabelle sind die folgenden Resultate ersichtlich:
    • Die CO-Konzentration eignet sich besser als alle anderen Parameter zur frühen Detektion von TF3 und korreliert hier mit der Rauchkonzentration.
    • Der Quotient Gradient CO durch Gradient Temperatur eignet sich sehr gut zur frühen Detektion von TF5 und TF6 und korreliert hier mit dem Temperaturanstieg.
    • Der Temperaturanstieg eignet sich sehr gut zur frühen Detektion von TF1, TF5 und TF6 und korreliert mit Ausnahme von TF6 (kein Rauch) mit dem Polarisationsgrad. Man kann dieses Ergebnis so interpretieren, dass Brände, die viel Hitze generieren, ziemlich kleine Aerosolteilchen erzeugen. Die Korrelation zwischen Temperaturanstieg und Polarisationsgrad kann als Alarmbestätigung und somit für die Erhöhung der Robustheit des Melders benutzt werden.
    Die Tabelle zeigt ausserdem, dass anhand der Parameter CO-Konzentration, Quotient Gradient CO durch Gradient T sowie Rauchkonzentration alle sechs Brandarten einzeln diagnostiziert werden können. Das bedeutet, dass mit Hilfe dieser Parameter die Signatur eines Brandes eindeutig erkennbar ist. Andererseits erlauben auch die Parameter CO-Konzentration, Polarisationsgrad und Rauchkonzentration eine Bestimmung der Brandart, allerdings mit Ausnahme von TF6, welches anhand dieser Parameter nicht erkannt werden kann. Die Messung des Polarisationsgrades hat zusätzlich den Vorteil, dass auch in den Fällen, wo die Temperatur nicht rasch genug steigt, die Brandart erkannt werden kann. Dieser Fall kann beispielsweise in hohen Räumen eintreten.
    Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, sind die Signale der drei Sensoren, Optikmodul 5 für die Rauchkonzentration und den Polarisationsgrad, CO-Sensor 12 und Temperatursensor 13, einer Bestandteil der Auswerteelektronik 6 bildenden Diagnosestufe 14 zugeführt, welche im wesentlichen einen Fuzzy-Regler enthält. In der Diagnosestufe 14 werden die Signale der Sensoren verknüpft und analysiert und es wird aus dieser Analyse die Brandart bestimmt. Schliesslich wird der für die jeweilige Brandart geeignete Algorithmus ausgewählt und für die Auswertung der Sensorsignale verwendet. Wie schon erwähnt wurde, kann der Fuzzy-Regler auch für Diagnosezwecke, zur Anzeige von Problemen, verwendet werden.
    Das Optikmodul 5 des erfindungsgemässen Brandmelders entspricht funktionsmässig einem üblichen Streulichtmelder mit Vorwärts- oder Rückwärtsstreuung, oder einem Streulichtmelder mit Vorwärts- und Rückwärtsstreung, oder einem Punktextinktions- oder Durchlichtmelder. Ein wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemässen Brandmelders ist der Sensor 12 für das mindestens eine Brandgas, welcher vorzugsweise ein CO-Sensor ist.
    Es sei noch darauf hingewiesen, dass es durchaus vorteilhaft sein kann, andere Typen von Brandmeldern zusätzlich mit einem Brandgassensor, insbesondere einem CO-Sensor, auszurüsten. Derartige Brandmelder sind beispielsweise die sogenannten linearen Rauchmelder oder Beammelder wie der Typ DLO1191 der Siemens Building Technologies AG, Cerberus Division, und die Flammenmelder, wie der Typ DF1190 der Siemens Building Technologies AG, Cerberus Division.

    Claims (11)

    1. Brandmelder mit einem eine Lichtquelle (7), eine Messkammer (9) und einen Lichtempfänger (8) aufweisenden Optikmodul (5), einem Temperatursensor (13) und einer Auswerteelektronik (6), dadurch gekennzeichnet, dass im Melder (1) ein zusätzlicher Sensor (12) für mindestens ein Brandgas vorgesehen ist, und dass die Auswerteelektronik (6) für die Verknüpfung der Signale der einzelnen Sensoren (5, 12, 13) und für die Diagnose der jeweiligen Brandart ausgebildet ist, und dass aufgrund dieser Diagnose die Auswahl eines speziellen applikationsspezifischen Algorithmus für die Verarbeitung der Sensorsignale erfolgt.
    2. Brandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (6) einen Fuzzy-Regler für die Durchführung der genannten Verknüpfung aufweist.
    3. Brandmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fuzzy-Regler eine Verknüpfung der Rauchkonzentration mit der Brandgaskonzentration und mit einem aus dem Gradienten der Temperatur und dem Gradienten des Rauchgases gebildeten Parameter erfolgt.
    4. Brandmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Parameter durch den Quotienten aus dem Temperaturgradienten und dem Rauchgasgradienten gebildet ist.
    5. Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Sensor (12) für ein Brandgas ein CO-Sensor ist.
    6. Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) des Optikmoduls (5) zur Aussendung einer Strahlung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ausgebildet ist.
    7. Brandmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der von der Lichtquelle (7) ausgesandten Strahlung im Bereich von blauem oder rotem Licht liegt und vorzugsweise 460 nm beziehungsweise 660 nm beträgt.
    8. Brandmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen der Lichtquelle (7) und dem Lichtempfänger (8) mindestens ein Polarisationsfilter (11) vorgesehen ist.
    9. Brandmelder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polarisationsfilter (11) ein sogenannter aktiver Polarisator mit elektrisch verstellbarer Polarisationsebene ist.
    10. Brandmelder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Polarisator durch eine Flüssigkristallanzeige gebildet, ist deren Polarisationsebene durch Anlegen einer Spannung verstellbar ist.
    11. Brandmelder nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung der Rauchkonzentration im Optikmodul (5) eine Bestimmung des Polarisationsgrades der in der Messkammer (9) gestreuten Strahlung der Lichtquelle (7) erfolgt.
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