Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Erkennung
von Bränden in Räumen, insbesondere Frachträumen, Verkaufsräumen und
dergleichen, wobei elektromagnetische Strahlung über eine vorbestimmte
Wegstrecke durch einen zu überwachenden Raum geleitet und dabei wenigstens
einer elektrooptischen Einrichtung zur Erfassung von optischen Signalen zugeführt
wird.
Derartige Verfahren und Systeme werden üblicherweise in Alarmmeldesystemen
zur Erkennung und Anzeige von Bränden in Räumen eingesetzt, um gezielt
Schutz- und/oder Hilfsmaßnahmen einzuleiten. Da Schutz- und/oder
Hilfsmaßnahmen äußerst kostenintensiv sind, werden an die Detektion von Rauch
im Rahmen der Branderkennung erhöhte Zuverlässigkeitsanforderungen gestellt,
insbesondere im Bereich des Frachttransports mittels Flugzeugen, wo bei
Fehlalarmmeldungen durch Schutz- und/oder Gegenmaßnahmen im Frachtraum
befindliche Waren durch Brandbekämpfungsmaßnahmen beschädigt bzw. zerstört
werden können und mitunter unnötige Landemanöver anfallen können. Darüber
hinaus ist es erforderlich, Rauch in Räumen so schnell als möglich zu detektieren.
Herkömmlich im Stand der Technik eingesetzte Brandsensoren basieren in ihrer
Funktionsfähigkeit in erster Linie auf der Erkennung von Rauch. Dazu wird über
eine in der Regel kurze Wegstrecke das Auftreten von durch die Anwesenheit von
Rauchpartikeln verursachten Streulichts erfaßt. Voraussetzung für eine Detektion
ist dabei eine genügend hohe Rauchpartikelkonzentration am Ort des das
Streulicht erfassenden Brandsensors, um einen Schwellenwert zur Auslösung
einer Brandmeldung zu überschreiten, insbesondere da die bisher in
Brandmeldesystemen eingesetzten Sensoren lediglich eine im wesentlichen
punktförmige Erfassung ermöglichen. Bedingt durch die in der Regel kurze
Wegstrecke muß einerseits die Brandmeldeempfindlichkeit hoch sein, andererseits
muß ein genügender Pegelabstand zum Ruheverhalten, d.h. zu den von dem
Brandsensor im rauch- und/oder feuerfreien Zustand erfaßten Signalen, vorliegen,
um Fehlalarme zu vermeiden. In der Praxis treten häufig Fehlalarme auf, und die
Ansprechgeschwindigkeit auf Rauch infolge Feuers ist sehr schwankend und
genügt nicht den erhöhten Zuverlässigkeitsanforderungen.
In Anbetracht dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und ein System der eingangs genannten Art
bereitzustellen, welche eine Branderkennung in Räumen, insbesondere
Frachträumen, Verkaufsräumen und dergleichen, äußerst zuverlässig und schnell
ermöglichen und dabei weniger störanfällig sind.
Verfahrensseitig wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
seitens einer mit der elektrooptischen Einrichtung kommunikativ verbundenen
Recheneinrichtung anhand wenigstens eines Vergleiches von von der elektrooptischen
Einrichtung erfaßten Signalen der elektromagnetischen Strahlung mit
gespeicherten Signalen der elektromagnetischen Strahlung Abweichungen von
Form und/oder Art und/oder Intensität und/oder Lage der elektromagnetischen
Strahlung bestimmt und bei Erreichen, Unterschreiten oder Übersteigen
wenigstens eines vorbestimmbaren Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt wird.
Durch den erfindungsgemäßen Vergleich der von der elektrooptischen Einrichtung
erfaßten Signale der elektromagnetischen Strahlung, vorzugsweise eines
Lichtstrahls mit seitens der Recheneinrichtung gespeicherten Signalen der
elektromagnetischen Strahlung hinsichtlich Abweichungen von Form, Art,
Intensität und/oder Lage der elektromagnetischen Strahlung ist Rauch in dem zu
überwachenden Raum mit hoher Zuverlässigkeit schnell detektierbar.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Rauch charakteristische optische
Eigenschaften aufweist, die zur Detektion von Rauch nutzbar sind. So wird Licht
an Rauchpartikeln diffus gestreut, durch Rauchpartikel absorbiert und durch
Mehrfachreflexionen an Rauchpartikeln depolarisiert. Rauch ermöglicht neben der
Detektion der direkten Strahlung des Brandherdes zusätzlich die Detektion
aufsteigender Wärmeschlieren. Die durch einen Brandherd auftretenden Effekte in
Form von Rauch erlauben damit umfangreiche Möglichkeiten der Branderkennung.
An durch Verbrennungsvorgängen verursachten Aerosolen, Rauchpartikeln in der
Umgebungsluft, wird der Lichtstrahl gestreut und mehrfach reflektiert. Dadurch
wird der Querschnitt des Lichtstrahls vergrößert. Die Querschnittsvergrößerung
des Lichtstrahls wird vorteilhafterweise anhand des Vergleichs seitens der
Recheneinrichtung erfaßt und bei Überschreitung eines bestimmten
Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt.
Durch Verbrennungsvorgänge verursachte Rauchpartikel in der Luft bringen eine
Lichtabsorption mit sich, die zu einer Abschwächung der Leuchtdichte des Lichtstrahls
führt. Diese Abschwächung wird vorteilhafterweise detektiert und bei Unterschreitung
eines bestimmten Schwellenwertes seitens der Recheneinrichtung
ein Alarmsignal erzeugt.
Vorteilhafterweise wird eine an durch gasförmige Verbrennungsprodukte in Form
von Partikeln in der Luft, z.B. Kohlenmonoxid (CO) oder Kohlendioxid (CO2)
gegebene Bandenabsorption detektiert und bei Detektion einer Bandenabsorption
ein Alarmsignal erzeugt. Bei einer Bandenabsorption werden einzelne für die
partikelförmigen Verbrennungsprodukte in der Luft charakteristische Wellenlängen
des Lichtstrahls absorbiert. Elektromagnetische Strahlung dieser Wellenlänge fehlt
dann bei der Erfassung mittels der elektrooptischen Einrichtung. Anhand des
Vergleichs wird dieses Fehlen detektiert. Die fehlende Wellenlänge gibt Auskunft
über die spezifischen Stoffeigenschaften der zur Bandenabsorption führenden
Verbrennungsprodukte in der Luft und damit Aufschluß über einen möglichen
Brand. Vorteilhafterweise sind darüber hinaus anhand der detektierten
Bandenabsorption der verbrennende Stoff, die Brandursache, oder dergleichen
bestimmbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine durch Verbrennungsvorgänge
in der Luft enthaltene Rauchpartikel verursachte Depolarisation
des Lichtstrahls detektiert und bei Überschreitung eines Schwellwertes seitens
der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt. Vorteilhafterweise weist der von
einer Lichtquelle erzeugte Lichtstrahl eine definierte Polarisationsrichtung auf,
welche vorzugsweise mit einem Polarisationsfilter erzeugt wird. Seitens der
elektrooptischen Einrichtung ist vorteilhafterweise ein Analysator mit einer zur
Polarisationsrichtung des Lichtstrahls gekreuzten Polarisationsrichtung
angeordnet. Bei Fehlen von den Lichtstrahl depolarisierenden Rauchpartikeln in
der Luft wird seitens der elektrooptischen Einrichtung aufgrund der gekreuzten
Polarisationsrichtung von Analysator und Lichtstrahl bzw. Polarisationsfilter kein
Signal erfaßt, da der polarisierte Lichtstrahl durch den Analysator gesperrt wird.
Bei Depolarisation des Lichtstrahls durch Verbrennungsprodukte in der Luft wird
die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls teilweise gedreht, so daß dieser in der
Polarisationsrichtung gedrehte Teil des Lichtstrahls in seiner Polarisationsrichtung
nicht mehr gekreuzt zur Polarisationsrichtung des Analysators steht und diesen
daher teilweise oder ganz passieren kann. Dieser depolarisierte Anteil des
Lichtstrahls wird seitens der elektrooptischen Einrichtung erfaßt und anhand des
Vergleichs bei Überschreiten eines Schwellenwertes seitens der
Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt. Darüber hinaus sind anhand der durch
die Depolarisation gegebenen Richtungsänderung der Polarisationsrichtung des
Lichtstrahls weitere Informationen über den die Rauchpartikeln verursachenden
Brand bestimmbar, beispielsweise Brandursache, der die Rauchpartikel
erzeugende brennende Stoff, oder dergleichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein offenes Feuer
durch das Vorhandensein elektromagnetischer Strahlung bestimmter Wellenlängen,
vorzugsweise im Infrarot (IR)- und/oder Ultraviolett (UV)-Bereich erkannt.
Vorteilhafterweise ist die elektrooptische Einrichtung dabei im Bereich der jeweiligen
Wellenlänge sensitiv.
Vorteilhafterweise wird ein Brand durch Erkennung von aufgrund z. B. eines
Feuers durch Hitzeentwicklung entstehenden Schlieren detektiert. Der Lichtstrahl
wird durch Schlieren von der Wegstrecke abgelenkt. Diese Ablenkung wird anhand
des Vergleichs seitens der Recheneinrichtung detektiert und ein Alarmsignal
erzeugt, wenn ein bestimmter Schwellenwert erreicht, unterschritten oder
überstiegen wird. Vorteilhafterweise ist durch die Ablenkung eine Änderung der
Intensität des Lichtstrahls erfaßbar, welche bei Erreichen, Unterschreiten oder
Übersteigen eines bestimmten Schwellenwertes zur Alarmsignalerzeugung seitens
der Recheneinrichtung führt. Vorteilhafterweise erfolgt die Schlierenerkennung in
einer Hellfeld- oder einer Dunkelfeld-Anordnung.
Vorteilhafterweise ist der Lichtstrahl ein Strahl kollimierter elektromagnetischer
Strahlung, wobei der Strahl derart kollimiert ist, daß das Licht parallel verläuft.
Vorteilhafterweise weist der Lichtstrahl eine definierte Polarisationsrichtung auf.
Die Schwingungsrichtung der einzelnen Lichtwellenpakete des Lichtstrahls ist dabei
fest definiert. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Lichtstrahl kohärent, d.h. Licht einer einheitlichen Wellenlänge bzw. eines
bestimmten Wellenlängenbereichs. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung wird der Lichtstrahl von einem Laser erzeugt, einer Lichtquelle mit
hoher Kohärenz die kollimierte Lichtstrahlen mit definierter Polarisationsrichtung
bereitstellt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Lichtstrahl
gepulst. So lassen sich bei Synchronisierung des gepulsten Lichtstrahls mit der
elektrooptischen Einrichtung und der Recheneinrichtung Stör- und/oder
Fremdlichteinflüsse vorteilhaft ausschalten.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden
als elektrooptische Einrichtung neben Video-Kameras, welche Signale des
Lichtstrahls in Form von Bildern erfassen, die seitens der Recheneinrichtung
gespeichert werden, auch Strahlungssensoren für definierte Wellenlängen bzw.
definierte Wellenlängenbereiche, vorzugsweise Strahlungssensoren für elektromagnetische
Strahlung im IR- und/oder UV-Bereich verwendet.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
werden seitens der Recheneinrichtung mehrere elektrooptische Einrichtungen zur
Erfassung von Signalen des Lichtstrahls datentechnisch miteinander kombiniert,
vorzugsweise derart, daß die von den elektrooptischen Einrichtungen erfaßten
Signale miteinander kombiniert und anhand von seitens der Recheneinrichtung
gespeicherten empirischen Datensätzen über Rauch bei Erreichen, Übersteigen
oder Unterschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt
wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigen:
- Fig. 1
- in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen
Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
- Fig. 2
- in einer schematischen Darstellung eine Anordnung zur erfindungsgemäßen
Aufweitung des Lichtstrahls;
- Fig. 3
- in einer schematischen Darstellung eine Anordnung zur erfindungsgemäßen
Schlierenerkennung und
- Fig. 4
- in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Ablauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansicht von oben auf einen zu
überwachenden Frachtraum 1. Die Lichtquelle 2 erzeugt einen kollimierten Lichtstrahl
3, 3' mit fester Polarisationsrichtung, welcher über Umlenkspiegel 4 nach
Bedarf über eine vorbestimmte Wegstrecke durch den Frachtraum 3 geleitet wird.
Die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' ist über die Umlenkspiegel 4 individuell an
die Bedürfnisse des zu überwachenden Frachtraums 1 hinsichtlich räumlichen
Begebenheiten und Art und Position der Fracht im Frachtraum 1 anpaßbar. Vorliegend
verläuft die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' vorteilhaft im Bereich der
Decke des Frachtraums 1. In der Regel im Falle eines Brandes nach oben steigender
und damit in die Wegstrecke des Lichtstrahls reichender Rauch ist so einfach
zu detektieren. Darüber hinaus ist so sichergestellt, daß im Frachtraum
gelagerte Fracht die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' nicht behindert. Die
Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' ist jedoch mit Umlenkspiegel 4 auch derart
vorbestimmbar, daß diese quer durch den Frachtraum 1 verläuft.
Am von der Lichtquelle 2 entfernten Ende der Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' ist
eine elektrooptische Einrichtung 5 zur Erfassung von Signalen des Lichtstrahls 3,
3', vorliegend eine Video-Kamera, angeordnet. Vor der Kamera 5 ist ein
halbdurchlässiger Spiegel 8 angeordnet, über welchen der Lichtstrahl 3, 3'
teilweise umgelenkt wird in den in Fig. 1 punktiert dargestellten Lichtstrahl 11. Der
Lichtstrahl 11 wird durch einen Analysator 9 einer weiteren elektrooptischen
Einrichtung 10, vorliegend einem Strahlungssensor, zugeführt. Eine weitere
elektrooptische Einrichtung 6, vorliegend eine Video-Kamera, ist derart im
Frachtraum 1 angeordnet, daß die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' wenigstens
teilweise in deren Sichtbereich liegt, welcher durch die mit dem Bezugszeichen 7
gekennzeichneten Linien begrenzt ist. Weiter weist das Detektionssystem gemäß
der vorliegenden Erfindung eine weitere elektrooptische Einrichtung 12, vorliegend
einen Strahlungssensor, auf, welcher in seinem Sichtbereich von den mit 7'
gekennzeichneten Linien begrenzt wird und zur Erfassung von
elektromagnetischer Strahlung im IR- und UV-Bereich dient. Die Begrenzungslinien
7' der elektrooptischen Einrichtung 12 beschreiben dabei ebenso wie die den
Sichtbereich der elektrooptischen Einrichtung 6 begrenzenden Linien 7 die Ränder
eines bei Bedarf in den Frachtraum 1 ragenden Rotationskörpers.
Veränderungen der optischen Eigenschaften des Lichtstrahls 3, 3' verursacht
durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel oder Schlieren durch Wärme, verursacht durch
einen möglichen Brand im Frachtraum 1, werden von den elektrooptischen Einrichtungen
5, 6, 10 und 12 wie folgt erfaßt und von der in Fig. 1 nicht dargestellten,
mit den elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und 12 kommunikativ verbundenen
Recheneinrichtung ausgewertet. Die von den elektrooptischen Einrichtungen 5, 6,
10 und 12 erfaßten Signale bzw. Bilder werden seitens der Recheneinrichtung in
einer Datenbank gespeichert. Die jeweils aktuell erfaßten Signale werden dabei
seitens der Recheneinrichtung mit den gespeicherten zuvor erfaßten Signalen
verglichen. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Detektion werden vorteilhafterweise
die im Rahmen des Vergleichs festgestellten Abweichungen ebenfalls seitens
der Recheneinrichtung gespeichert und anhand des zeitlichen Verlaufs der
gespeicherten Abweichungen Informationen über Rauch und/oder Feuer im
Frachtraum 1 generiert.
Durch einen Brand verursachte Aerosol- bzw. Rauchpartikel gelangen in die Wegstrecke
des Lichtstrahls 3, 3' und verursachen diffuse Streuung von Licht an den
Aersol- bzw. Rauchpartikeln, Absorption von Licht durch die Rauch- bzw. Aerosolpartikel
sowie eine Depolarisation des Lichtstrahls 3, 3' durch Mehrfachreflektionen
an Rauch- bzw. Aerosolpartikeln. Durch Streuungen und Mehrfachreflektionen des
Lichtstrahls an den Aerosol- bzw. Rauchpartikeln wird der Querschnitt des Lichtstrahls
3, 3' vergrößert. Diese Querschnittsvergrößerung wird anhand des Vergleichs
der von der elektrooptischen Einrichtung 5 aktuell erfaßten Bildsignale mit
den zu einem vorhergehenden Zeitpunkt von der elektrooptischen Einrichtung 5
erfaßten und seitens der Recheneinrichtung gespeicherten Signale erfaßt. Überschreitet
die Querschnittsvergrößerung einen vorgegebenen Schwellenwert, wird
seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt, welches anschließend zur
Anzeige gebracht wird, beispielsweise um Schutz- und/oder Hilfsmaßnahmen einzuleiten.
Vorteilhafterweise wird mit dem Schwellenwert eine zeitliche Änderung
der Querschnittsvergrößerung berücksichtigt, welche vorteilhafterweise im Rahmen
eines zweiten Schwellenwertes zur Alarmsignalerzeugung verwendet wird
und die Zuverlässigkeit der Detektion von Rauch und/oder Feuer weiter erhöht.
Weiter wird anhand der von der elektrooptischen Einrichtung 5 erfaßten Signale
seitens der Recheneinrichtung im Rahmen des Vergleichs eine Abschwächung der
Leuchtdichte des Lichtstrahls 3, 3' wegen Lichtabsorption durch Aerosol- bzw.
Rauchpartikel detektiert und bei Unterschreitung eines Schwellenwertes ein
Alarmsignal erzeugt. Vorteilhafterweise wird seitens der Recheneinrichtung auch
die Abschwächung der Leuchtdichte durch Absorption mit einem weiteren zeitabhängigen
Schwellenwert kombiniert, um die Zuverlässigkeit der Detektion zu erhöhen.
Die von der elektrooptischen Einrichtung 10 erfaßten Signale des von dem Lichtstrahl
3, 3' entkoppelten Lichtstrahls 11 geben Aufschluß über eine durch Mehrfachreflexionen
an Aerosol- bzw. Rauchpartikeln erfolgte Depolarisation des polarisierten
Lichtstrahls 3, 3' bzw. 11. Der Analysator 9 vor der elektrooptischen Einrichtung
10 ist dabei derart eingestellt, daß ohne Depolarisation durch Aerosol-
bzw. Rauchpartikel hinter dem Analysator 9 kein Signal des Lichtstrahls 3, 3' bzw.
11 erfaßbar ist. Die Polarisationsrichtung des Analysators 9 ist dabei senkrecht zu
der Polarisationsrichtung des von der Lichtquelle 2 gelieferten Lichtstrahls 3, 3'
bzw. 11. Durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel aufgrund von Mehrfachreflexionen
gegebene Depolarisationseffekte des Lichtstrahls 3, 3' weisen eine Polarisationsrichtung
auf, welche den Analysator durchqueren bzw. passieren kann. Bei Erfassung
eines Signals mittels der elektrooptischen Einrichtung 10 ist dies somit ein
Indiz dafür, daß der Lichtstrahl 3, 3' bzw. 11 durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel in
seiner Polarisationsrichtung verändert wurde. Vorteilhaft werden die von der elektrooptischen
Einrichtung 10 erfaßten Signale des Lichtstrahls 11 hinsichtlich Form,
Art, Intensität und/oder Lage erfaßt und bei Überschreiten, Erreichen oder Unterschreiten
eines Schwellenwertes seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal
erzeugt. Vorteilhafterweise werden seitens der Recheneinrichtung erfaßte Abweichungen
gespeichert und in Abhängigkeit der Zeit nach Art einer Prognose ausgewertet.
Die elektrooptische Einrichtung 6 erfaßt durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel entlang
der Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' gestreute elektromagnetische Strahlung. Die
von der elektrooptischen Einrichtung 6 erfaßten Signale werden dabei entsprechend
der elektrooptischen Einrichtung 5 hinsichtlich Abweichung von Form, Art,
Intensität und/oder Lage ausgewertet und bei Erreichen eines Schwellenwertes
der Abweichung seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt. Die von
der elektrooptischen Einrichtung 6 erfaßten Signale werden seitens der
Recheneinrichtung gespeichert und vorteilhafterweise für einen zeitabhängigen
Schwellenwert zur Erzeugung eines Alarmsignals verwendet.
Die elektrooptische Einrichtung 12, vorliegend ein Strahlungssensor zur Erfassung
elektromagnetischer Strahlung im IR- und UV-Bereich im Frachtraum 1 dient zur
direkten Detektion von Feuer im Frachtraum 1. Seitens der Recheneinrichtung
werden die von der elektrooptischen Einrichtung 12 erfaßten Signale dabei ebenfalls
nach Form, Art, Intensität und/oder Lage ausgewertet, vorteilhafterweise in
Abhängigkeit von Zeit und Größe der Abweichungen anhand eines zeitabhängigen
Schwellenwertes.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Aufweitung des Strahls 3 der Lichtquelle 2. Der
von der Lichtquelle 2 gelieferte kollimierte Lichtstrahl 3 mit fester Polarisationsrichtung
wird über eine aus zwei sammelnden optischen Systemen bestehende
Aufweitungsoptik 13 zu dem Lichtstrahl 3' aufgeweitet. Dies ermöglicht eine genauere
Erfassung von Veränderungen des kollimierten Lichtstrahls 3', da Veränderungen
der optischen Eigenschaften durch Rauch und/oder Feuer im Frachtraum
über einen größeren Querschnitt erfaßt und besser quantifizierbar sind. Zur Unterdrückung
unerwünschter Nebenstrahlung ist vor der elektrooptischen Einrichtung 5
ein Sperrfilter 14 mit hoher selektiver Transmission der Wellenlänge des
Lichtstrahls 3', also der Wellenlänge der Licht- bzw. Strahlungsquelle 2,
vorgeschaltet.
Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Anordnung zur Erfassung von Schlieren
durch Hitzeentwicklung. Der kollimierte Lichtstrahl 3' wird durch die Schlierenoptik
15 in eine Zwischenbildebene abgebildet, in der sich die Schlierenblenden 16
befinden. Von dort erfolgt eine erneute Abbildung mit der Objektiv 17 der
elektrooptischen Einrichtung 5, vorliegend einer Kamera. Sind auf der Wegstrecke
des Lichtstrahls 3' zwischen Lichtquelle 2 und Schlierenoptik 15 durch
Hitzeentwicklung gegebene Wärmeschlieren vorhanden, so wird ein Teil des
Lichtstrahls abgelenkt und trifft statt auf die Zwischenbildebene auf die diese
umgebenden Schlierenblenden 16. Der die Schlierenblenden 16 treffende Teil des
Lichtstrahls kann von der Kameraoptik 17 nicht mehr abgebildet werden. dadurch
tritt eine Verdunkelung des von der Kamera 5 aufgenommenen Bildes sowie eine
Abbildung der Schlieren auf. Unterschreitet die Abdunklung durch diesen
Lichtverlust einen bestimmten Helligkeits-Schwellwert, wird seitens der
Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt, entsprechend der Abdunklung bzw.
Verdunkelung durch Streuung des Lichtstrahls an Aerosol- bzw. Rauchpartikeln.
Fig. 4 zeigt in einem Blockdiagramm den prinzipiellen Ablauf des
erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem mit 18 gekennzeichneten
Verfahrensschritt werden mittels der elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und
12 Bilder bzw. Signale erfaßt und seitens der Recheneinrichtung gespeichert, wie
in Fig. 4 mit den mit 19 gekennzeichneten Pfeil dargestellt. Seitens der
Recheneinrichtung werden die erfaßten Bilder und Signale nach Helligkeit,
Polarisation, Strahlaufweitung, spezifischer Strahlung und Schlieren ausgewertet,
wie in Fig. 4 mit dem mit 20 gekennzeichneten Verfahrensschritt dargestellt. Das
Ergebnis der Auswertung wird zur Bestimmung von Abweichungen vom
Normalzustand in einem Vergleich 22 seitens eines von der Recheneinrichtung
durchgeführten Vergleichsalgorithmus zugeführt, wie anhand des in Fig. 4 mit 21
gekennzeichneten Pfeils dargestellt. Sofern keine Abweichung vom
Normalzustand, d.h. im brandfreien Fall, vorliegt, wird im Rahmen der seitens der
Recheneinrichtung laufenden Algorithmus über den mit 23 gekennzeichneten Pfeil
zu dem Verfahrensschritt 18 zur Aufnahme von Bildern bzw. Signalen mittels der
elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und 12 zurückgekehrt und die
Verfahrensschritte 18 bis 22 wiederholt. Im Falle von Abweichungen vom
Normalzustand, also im Falle eines Brandes, wird aus den ermittelten
Abweichungen ein Alarmsignal erzeugt, welches über den mit 24
gekennzeichneten Pfeil einer Alarmmeldeeinrichtung zugeführt wird, welcher ein
entsprechendes Alarmsignal zur Einleitung von Schutz- und/oder Hilfsmaßnahmen
zur Anzeige bringt.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der
Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.
Bezugszeichenliste
- 1
- Frachtraum
- 2
- Lichtquelle
- 3, 3'
- Lichtstrahl
- 4
- Umlenkspiegel
- 5
- elektrooptische Einrichtung
- 6
- elektrooptische Einrichtung
- 7, 7'
- Sichtbereichsbegrenzung
- 8
- halbdurchlässiger Spiegel
- 9
- Analysator
- 10
- elektrooptische Einrichtung
- 11
- Lichtstrahl (Seitenarm)
- 12
- elektrooptische Einrichtung
- 13
- Aufweitungsoptik
- 14
- Filter
- 15
- Schlierenoptik
- 16
- Schlierenblenden (Hellfeldmethode)
- 17
- Objektiv (elektrooptische Einrichtung 5)
- 18
- Verfahrensschritt ("Aufnahme eines Bildes/Signals")
- 19
- Speicherung (Bild/Signal)
- 20
- Auswertung
- 21
- Zuführung (Signalvergleich)
- 22
- Vergleich "Abweichung vom Normalzustand"
- 23
- Wiederholung des Verfahrens (keine Abweichung vom Normalzustand)
- 24
- Alarmsignal
- 25
- Alarmanzeige