EP1884904A1 - Bestimmung der Gefahrenart mittels mindestens zwei Signalen - Google Patents

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EP1884904A1
EP1884904A1 EP06117858A EP06117858A EP1884904A1 EP 1884904 A1 EP1884904 A1 EP 1884904A1 EP 06117858 A EP06117858 A EP 06117858A EP 06117858 A EP06117858 A EP 06117858A EP 1884904 A1 EP1884904 A1 EP 1884904A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detector
signals
type
danger
rule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06117858A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georges A. Tenchio
Martin Forster
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 Schweiz AG
Original Assignee
Siemens Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schweiz AG filed Critical Siemens Schweiz AG
Priority to EP06117858A priority Critical patent/EP1884904A1/de
Publication of EP1884904A1 publication Critical patent/EP1884904A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting a hazard and for determining the type of danger with a danger detector, at least comprising a detection unit and an evaluation unit.
  • Hazard detectors such as optical scattered light smoke detectors, optical extinction smoke detectors, optoacoustic smoke detectors, etc., which are not wired, but via the air interface with another unit, such as a security control panel, a fire alarm, a hazard alarm, etc., exchange messages may show only a very small electrical power consumption, so on the one hand the electrochemical voltage sources such as batteries, accumulators etc. are spared as possible and thus a long life of the hazard alarm is guaranteed until the next revision and on the other hand as little as the costly electrochemical voltage sources until the next revision needed.
  • the processing unit with the microprocessor of the danger detector which evaluates the signals of the smoke detector, may therefore consume only as little as possible electrical power.
  • the document DE 42 31 088 A1 discloses scattered light signals measured from two equal or different angles, the degree of polarization of the first measurement being different by 90 ° from the polarization degree of the second measurement. From the two signals for 0 ° or 90 ° polarization, either a quotient is formed directly or first the sum and the difference and then the quotient of difference and sum are formed.
  • the document WO 01/59737 A1 describes an optical scattered-light-suction device with at least two light sources, which may also be designed as a fire alarm.
  • the at least two light sources in this device either emit two different wavelengths or emit light with different polarizations.
  • the scattered light signals can also be recorded at different angles.
  • EP 1630758 A1 describes algorithms for evaluating the scattered light signals from two different scattering angles, which use two multipliers and the difference and the sum of the signals of forward and backward scattering to infer the type of smoke present. Extensive comparison operations, subtractions and additions are used to determine the type of smoke.
  • the object of the present invention is to be seen in that a simple and efficient evaluation method for determining the type of smoke and fire is proposed.
  • a core of the invention is to be seen in that for the detection of a hazard and for determining the type of danger with a hazard detector, at least comprising a detection unit and an evaluation unit, the evaluation unit of the hazard detector evaluates at least two signals received by the detection unit, according to at least one rule the at least two signals on the basis of a decision tree, the danger type is determined.
  • the type of danger considered is a type of smoke, the presence of fire, the type of gas, the type of movement or species of a living being, the type of fire, etc.
  • This difference is then used to determine the type of danger using the decision tree by comparing this difference with a previously defined value as at least second rule.
  • this difference is used to subtract once more the signal used in the first subtraction rule.
  • the second rule is carried out again and then the third rule follows again, etc.
  • the decision tree checks whether a result provides a true statement by comparison with a previously defined value. If this is not the case, a further iteration step is initiated, i. H. from the previous difference, the signal first used for the subtraction is again subtracted and again checked with a previously defined rule.
  • the previously defined value used for the comparison is a real number. This previously defined value is a parameter that can be adapted to the environmental conditions of the hazard alarm.
  • a signal is multiplied by an accuracy factor, a real number.
  • the number of iteration steps in the decision tree is influenced by this accuracy factor, a real number.
  • the value determined by the processing unit calculated by multiplying the accuracy factor by one of the signals and subtracting the other signal, becomes then compared with the second rule with the previously defined value, a real number.
  • the danger detector is a hazard detector which communicates via the air interface with a danger warning center or with other units of a mobile communication network.
  • the danger detector is powered by electrochemical voltage sources.
  • any danger detector can be used, in which at least two signals are evaluated.
  • Such hazard detectors may be fire detectors, optical scattered light smoke detectors, optical extinction smoke detectors, optoacoustic smoke detectors, gas detectors, intrusion detectors, flame detectors, etc.
  • a great advantage of the inventive method is that, for example, a clear distinction between fire and non-fire is possible.
  • the results of the decision tree are invariant or nearly invariant to the dustiness of the hazard alarm, to the long-term attenuation of the sensitivity, to the efficiency of the light sources used in the hazard detector or to the photoreceivers or to microphones and generally to proportionally varying signal magnitudes during the run of the event (for example, a fire, a gas alarm, etc.).
  • the smoke type or a present fire is determined only from a multiplication, a subtraction and a comparison.
  • a further advantage is that several decision trees can be combined with each other and thus even more differentiated statements for the event or the danger are possible.
  • one or more decision trees can thus be decided energy-saving, very safe and very fast, for example, if there is a fire or not. This greatly reduces the likelihood of a false alarm and the hazard alarms can thus trigger an alarm more quickly and have a significantly lower power consumption than previous hazard alarms.
  • FIG. 1 shows a decision tree according to the invention for determining the type of smoke using the example of a scattered-light detector.
  • the difference c of the two scattered light signals S1 and S2 is determined, which is examined by further differences in a decision tree and, as a result, provides the type of smoke available.
  • the signals S1 and S2 have been normalized and freed, for example, from the long-term drift, the zero-point signal, etc. This is basically carried out prior to application of the method according to the invention. is If c is less than or equal to a previously defined value p, then it is the smoke type 1, otherwise a second iteration step is initiated. For this purpose, the further difference between c and the signal S2 is formed.
  • the method according to the invention can preferably be used for signals of scattered light optical smoke detectors, optical extinction smoke detectors, flame detectors or optoacoustic smoke detectors.
  • the method according to the invention could also generally be applied to devices, for example hazard alarms, intrusion detectors, gas detectors, etc. in which at least two signals must be evaluated.
  • FIG. 3 shows a further decision tree according to the invention with variable precision for determining the type of smoke, in which case the scattered light signals S 3 and S 4 are evaluated, the accuracy factor k 2 is used and the value q used for the comparison is q. If more than two signals are to be compared with one another, then the method according to the invention is used analogously with more than two signals. As already explained in FIGS. 1 and 2, in a first step the difference d is compared with a previously defined value q and in further steps of the decision tree the result d is compared with this value.
  • FIG. 4 shows a decision tree according to the invention with variable accuracy for determining whether there is fire.
  • the factors k1, k2 are real numbers. If the types of smoke occurring at a certain location of the smoke detector, which can be from fire and from non-fire, are known, the decision tree can be simplified by a suitable choice of k1, k2, that only a distinction is made between fire and non-fire.
  • the parameters p and q used for the comparison the passage through the decision tree can also be influenced and the alarming properties of the fire detector can thus be optimally adapted to the ambient conditions. This adaptation of p, q can be done in the fire detector after its installation in a building.
  • FIG. 5 shows a minimal decision tree with variable accuracy for determining the type of smoking.
  • the types of smoke of fire and non-fire differ so that, for example, in non-fire small signals S1 are detected and in real fires, for example, generally more large signals S1 are present.
  • the signals S2 are almost equal in both situations.
  • a minimal decision tree can be established by the appropriate choice of k1, k2.
  • the decision tree consists only of a multiplication, a subtraction and a comparison.
  • the figure b) shows the individual operations.
  • FIG. 7 shows a fire detector BM according to the invention with a receiving unit EE and a transmitting unit SE for communicating with further units GMZ, such as, for example, a danger alarm center. another fire detector, etc.
  • the fire detector has at least one detection unit DE and an evaluation unit AWE for carrying out the method according to FIGS. 1 to 6.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Detektion einer Gefahr und zur Bestimmung der Gefahrenart mit einem Gefahrenmelder (BM), zumindest aufweisend eine Detektionseinheit (DE) und eine Auswerteinheit (AWE). Die Auswerteinheit (AWE) wertet zumindest zwei von der Detektionseinheit (DE) empfangene Signale (S1, S2, S3, S4) aus, indem gemäss mindestens einer Regel aus den mindestens zwei Signalen (S1, S2, S3, S4) anhand eines Entscheidungsbaumes die Gefahrenart bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Gefahr und zur Bestimmung der Gefahrenart mit einem Gefahrenmelder, zumindest aufweisend eine Detektionseinheit und eine Auswerteinheit.
  • Gefahrenmelder, wie zum Beispiel optische Streulicht-Rauchmelder, optische Extinktions-Rauchmelder, optoakustische Rauchmelder etc., die nicht drahtgebunden sind, sondern via die Luftschnittstelle mit einer weiteren Einheit, beispielsweise einer Gefahrenmeldezentrale, einem Brandmelder, einem Gefahrenmelder etc., Meldungen austauschen, dürfen nur einen sehr kleinen elektrischen Leistungsverbrauch ausweisen, damit zum einen die elektrochemischen Spannungsquellen wie beispielsweise Batterien, Akkumulatoren etc. möglichst geschont werden und damit eine lange Lebensdauer des Gefahrenmelders bis zur nächsten Revision gewährleistet ist und zum anderen möglichst wenig der kostenintensiven elektrochemischen Spannungsquellen bis zur nächsten Revision benötigt werden. Die Verarbeitungseinheit mit dem Mikroprozessor des Gefahrenmelders, die die Signale des Rauchmelders auswertet, darf deshalb nur so wenig wie möglich elektrische Leistung verbrauchen.
    In Brandmeldern der neuesten Generation werden mindestens zwei Signale zur Unterscheidung zwischen Feuer und Nicht-Feuer unterschieden, wobei diese mindestens zwei Signale mit speziellen Algorithmen zu einem Endresultat verarbeitet werden. Diese bis jetzt in Brandmeldern verwendeten Algorithmen sind aber entweder sehr umfangreich oder benützen leistungsintensive Operationen wie zum Beispiel eine oder mehrere Quotientenbildungen und führen deshalb zu einem übermässig grossen Stromverbrauch und belasten somit die elektrochemischen Spannungszellen stark. Zusätzlich ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Signale bei den heute benutzten Algorithmen oft sehr langsam. Dies führt zu einer verlängerten Ansprechzeit der Brandmelder und damit zu einer verspäteten Detektion von Feuer. Die Signalverarbeitung mit derartigen Algorithmen mit Quotientenbildung ist zum Beispiel aus den Schriften JP 2005115970 , AU 2004201100 A1 , EP 1 022 700 B1 , DE 199 02 319 A1 , DE 42 31 088 A1 , WO 01/59737 A1 und US 2004/0066512 A1 bekannt. In der Literatur wird die Signalverarbeitung für Brandmelder zum Beispiel von A. Riemer, H. Politze, T. Krippendorf, "Realisation of a wide-range optical detector using different wavelengths and serveral scattering angles", AUBE 04, Proceedings 13. Internationale Konferenz über Automatische Brandentdeckung, 14.-16. September 2004, Duisburg, Germany, Seite 74 ff. und T. Fujisawa, T. Suzuki, Y. Yoshikawa, S. Ohkuma, "Optical Smoke Detector Using Dual Light Spectrum", AUBE 04, Proceedings 13. Internationale Konferenz über Automatische Brandentdeckung, 14.-16. September 2004, Duisburg, Germany, Seite 527 ff. diskutiert. Bei all diesen genannten Dokumenten wird das Verhältnis der Streulichtsignale gebildet, welche durch zwei Emitter mit verschiedenen Wellenlängen erzeugt worden ist. Ein Nicht-Feuer ist dadurch charakterisiert, dass dieses Verhältnis kleiner gleich zwei ist. Für ein Verhältnis grösser zwei wird als Ursprung zum Beispiel ein Feuer angenommen und dementsprechend wird ein Alarm ausgegeben. Bei den Dokumenten AU 2004201100 A1 , US 2004/0066512 und A. Riemer, H. Politze, T. Krippendorf, "Realisation of a wide-range optical detector using different wavelengths and serveral scattering angles", AUBE 04, Proceedings 13. Internationale Konferenz über Automatische Brandentdeckung, 14.-16. September 2004, Duisburg, Germany, Seite 74 ff. wird je ein Emitter im NIR-Bereich (Infrarot) und einer im Wellenlängenbereich des blauen Lichtes verwendet. Die Signale der Vorwärts- und der Rückwärtsstreuung von beiden Wellenlängen werden ausgewertet, indem die Verhältnisse der Signale aus der Vorwärts- und Rückwärtsstreuung der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge gebildet werden. Zusätzlich wird jeweils das Verhältnis zwischen den Signalen des infraroten und des blauen Lichtes aus der Vorwärtsstreuung sowie derselben aus der Rückwärtsstreuung gebildet. Alle Verhältnisse werden dann geeignet miteinander verglichen, sodass bestimmt werden kann, ob Feuer oder Nicht-Feuer vorliegt.
  • Aus den Schriften EP 1 022 700 B1 und DE 199 02 319 A1 ist bekannt, dass ein Verhältnis zwischen Vorwärts- und Rückwärtsstreuung eines Brandmelders gebildet wird. Das erhaltene Verhältnis wird mit einem konstanten Wert subtrahiert und das Resultat durch eine Zahl dividiert. Die Werte der Streusignale können vorher auch noch mit umweltrelevanten Faktoren multipliziert werden.
  • Das Dokument DE 42 31 088 A1 offenbart Streulichtsignale, die aus zwei gleichen oder verschiedenen Winkeln gemessen werden, wobei der Polarisationsgrad der ersten Messung um 90° gegenüber dem Polarisationsgrad der zweiten Messung verschieden ist. Aus den beiden Signalen für 0° bzw. 90° Polarisation wird dann entweder direkt ein Quotient gebildet oder erst die Summe und die Differenz und dann der Quotient aus Differenz und Summe gebildet.
  • Das Dokument WO 01/59737 A1 beschreibt ein optisches Streulicht-Ansaug-Gerät mit mindestens zwei Lichtquellen, das auch als Brandmelder ausgebildet sein kann. Die mindestens zwei Lichtquellen in diesem Gerät emittieren entweder zwei unterschiedliche Wellenlängen oder geben Licht mit unterschiedlichen Polarisationen ab. Die Streulichtsignale können aber auch unter unterschiedlichen Winkeln aufgenommen werden. Durch Bildung der Quotienten aus den jeweiligen Signalpaaren kann auf die Art der im Gerät befindlichen Partikeln geschlossen werden, u. a. auch, ob die Partikeln im Gerät aus einem Feuer stammen oder aus einem Nicht-Feuer.
  • Die Offenlegungsschrift EP 1630758 A1 beschreibt Algorithmen zur Auswertung der Streulichtsignale von zwei unterschiedlichen Streuwinkeln, welche zwei Multiplikatoren und die Differenz und die Summe aus den Signalen von Vorwärts- und Rückwärtsstreuung verwenden, um auf die Art des vorhandenen Rauches zu schliessen. Durch umfangreiche Vergleichsoperationen, Subtraktionen und Additionen wird dann die Art des Rauches bestimmt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass ein möglichst einfaches und effizientes Auswerteverfahren zur Bestimmung der Rauch- und Feuerart vorgeschlagen wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Kern der Erfindung ist darin zu sehen, dass zur Detektion einer Gefahr und zur Bestimmung der Gefahrenart mit einem Gefahrenmelder, zumindest aufweisend eine Detektionseinheit und eine Auswerteinheit, die Auswerteinheit des Gefahrenmelders zumindest zwei von der Detektionseinheit empfangene Signale auswertet, indem gemäss mindestens einer Regel aus den mindestens zwei Signalen anhand eines Entscheidungsbaumes die Gefahrenart bestimmt wird. Als Gefahrenart wird eine Rauchart, das Vorliegen von Feuer, die Gasart, die Bewegungsart bzw. die Art eines Lebewesens, die Feuerart etc. betrachtet. Durch die erfindungsgemässe Verwendung eines Entscheidungsbaumes können aufwendige und umfangreiche Rechenoperation vermieden werden. Zunächst wird als eine mindestens erste Regel die Differenz von mindestens zwei Signalen gebildet.
  • Diese Differenz wird dann zur Bestimmung der Gefahrenart mit Hilfe des Entscheidungsbaumes verwendet, indem als mindestens zweite Regel diese Differenz mit einem vorher definierten Wert verglichen wird. Als mindestens eine dritte Regel wird von dieser Differenz ein weiteres Mal das in der ersten Regel zur Subtraktion benützte Signal subtrahiert. Nun wird wieder die zweite Regel durchgeführt und dann folgt erneut die dritte Regel, etc. Selbstverständlich sind die Signale zur Bestimmung der Gefahrenart bereits vor der Auswertung normiert, d. h. die Langzeitdrift, das Nullpunktssignal etc. wurden bereits berücksichtigt. Durch den Entscheidungsbaum wird geprüft, ob ein Ergebnis durch Vergleich mit einem vorher definierten Wert eine wahre Aussage liefert. Ist dies nicht der Fall wird ein weiterer Iterationsschritt initiiert, d. h. von der bisherigen Differenz wird nochmals das zuerst zur Subtraktion benützte Signal subtrahiert und erneut mit einer vorher definierten Regel überprüft. Ergibt dieser Vergleich eine wahre Aussage wird kein weiterer Iterationsschritt initiiert. Andernfalls wird ein neuer Iterationsschritt eingeleitet. Dies geschieht solange, bis der Vergleich eine wahre Aussage ergibt oder die maximale Anzahl an vorher definierten Iterationsschritten erreicht ist. Der vorher definierte Wert, der für den Vergleich benutzt wird, ist eine reelle Zahl. Dieser vorher definierte Wert ist ein Parameter, der an die Umgebungsbedingungen des Gefahrenmelders angepasst werden kann.
  • Zur Erhöhung bzw. zur Verminderung der Genauigkeit der Gefahrenartsbestimmung wird in der ersten Regel ein Signal mit einem Genauigkeitsfaktor, eine reelle Zahl, multipliziert. Die Anzahl der Iterationsschritte beim Entscheidungsbaum wird dabei durch diesen Genauigkeitsfaktor, einer reellen Zahl, beeinflusst. Der von der Auswerteinheit bestimmte Wert, errechnet durch Multiplikation des Genauigkeitsfaktors mit einem der Signale und der Subtraktion des anderen Signals, wird dann mit der zweiten Regel mit dem vorher definierten Wert, einer reellen Zahl, verglichen. Nun wird, wie schon oben erwähnt, die dritte Regel angewandt, etc.
  • Erfindungsgemäss handelt es sich bei dem Gefahrenmelder um einen Gefahrenmelder, der über die Luftschnittstelle mit einer Gefahrenmeldezentrale bzw. mit anderen Einheiten eines mobilen Kommunikationsnetzes kommuniziert. Dabei wird der Gefahrenmelder durch elektrochemische Spannungsquellen mit Strom versorgt. Als Gefahrenmelder kann dabei jeglicher Gefahrenmelder verwendet werden, bei dem zumindest zwei Signale ausgewertet werden. Derartige Gefahrenmelder können Brandmelder, optische Streulicht-Rauchmelder, optische Extinktions-Rauchmelder, optoakustische Rauchmelder, Gasmelder, Intrusionsmelder, Flammenmelder etc. sein.
  • Ein grosser Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass zum Beispiel eine eindeutige Unterscheidung zwischen Feuer und Nicht-Feuer möglich ist. Die Resultate des Entscheidungsbaumes sind invariant bzw. angenähert invariant gegenüber der Verstaubung bzw. Verschmutzung des Gefahrenmelders, gegenüber der Langzeitabschwächung der Empfindlichkeit, gegenüber der Effizienz der im Gefahrenmelder verwendeten Lichtquellen oder gegenüber den Fotoempfängern oder gegenüber Mikrofonen und allgemein gegenüber sich proportional ändernden Signalgrößen während des Ablaufes des Ereignisses (zum Beispiel ein Brand, ein Gasalarm etc.). Bei nur einem Iterationsschritt wird zum Beispiel die Rauchart bzw. ein vorliegendes Feuer nur aus einer Multiplikation, einer Subtraktion und einem Vergleich bestimmt.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mehrere Entscheidungsbäume miteinander kombiniert werden können und somit sind noch differenziertere Aussagen für das Ereignis bzw. die Gefahr möglich.
  • Mit einem oder mehreren Entscheidungsbäumen kann somit energiesparend, sehr sicher und sehr schnell entschieden werden, ob zum Beispiel ein Feuer vorliegt oder nicht. Die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms wird dadurch stark vermindert und die Gefahrenmelder können damit schneller einen Alarm auslösen und haben einen deutlich niedrigeren Stromverbrauch als bisherige Gefahrenmelder.
  • Die Erfindung wird anhand eines in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen
    • Figur 1
    einen erfindungsgemässen Entscheidungsbaum zur Bestimmung der Rauchart,
    Figur 2
    einen erfindungsgemässen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zur Bestimmung der Rauchart,
    Figur 3
    einen weiteren erfindungsgemässen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zur Bestimmung der Rauchart,
    Figur 4
    einen erfindungsgemässen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zum Bestimmen ob Feuer vorliegt,
    Figur 5
    einen minimalen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zur Bestimmung der Rauchart und
    Figur 6
    zwei miteinander verknüpfte Entscheidungsbäume.
  • Figur 1 zeigt einen erfindungsgemässen Entscheidungsbaum zur Bestimmung der Rauchart am Beispiel eines Streulichtmelders. Die Differenz c der zwei Streulichtsignale S1 und S2 wird ermittelt, welche durch weitere Differenzbildungen in einem Entscheidungsbaum untersucht wird und dabei als Ergebnis die vorhandene Rauchart liefert. Die Signale S1 und S2 sind normiert und zum Beispiel von der Langzeitdrift, dem Nullpunktssignal etc. befreit worden. Dies wird grundsätzlich vor Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens durchgeführt. Ist nun c kleiner gleich einem vorher definierten Wert p, so handelt es sich um die Rauchart 1, andernfalls wird ein zweiter Iterationsschritt initiiert. Dazu wird die weitere Differenz zwischen c und dem Signal S2 gebildet. In Fig. 1 bis 6 sind diese Subtraktionen in der Form von Computerbefehlen aufgeführt. Dabei bedeuten c eine Variable und S1, S2 Konstanten. Der Computerbefehl c:= c - S2 besagt nun, daß zuerst die Differenz aus c und S2 gebildet werden soll und daß diese neue Differenz dann der Variablen c als neuen Wert zugewiesen werden soll. Ist das neue Ergebnis c kleiner gleich p, so handelt es sich um die Rauchart 2. Ist das Ergebnis grösser als p, so wird das Verfahren solange fortgeführt, bis das erhaltene Ergebnis c eine wahre Aussage ergibt. P als vorher definierter Wert ist eine reelle Zahl und kann auch gleich 0 gesetzt werden.
  • Die Streulichtsignale ändern sich während eines Brandes laufend, wobei die Änderungen der zwei Streulichtsignale, die zum Beispiel unter unterschiedlichem Streuwinkel gemessen wurden, bei beiden Signalen im Allgemeinen zueinander proportional erfolgen. Auch die Änderungen von Streulichtsignalen, die mit verschiedenen Wellenlängen erzeugt worden sind, ändern sich proportional zueinander während eines Brandes. Es hat sich gezeigt, dass die Resultate des Entscheidungsbaumes bezüglich solcher proportionalen Änderungen invariant sind, wenn p = 0 gewählt wird und annähernd invariant, wenn p nahe bei 0 liegt.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren kann bevorzugt für Signale von optischen Streulicht-Rauchmeldern, optischen Extinktions-Rauchmeldern, Flammenmeldern oder von optoakustischen Rauchmeldern angewendet werden. Das erfindungsgemässe Verfahren könnte aber auch generell bei Geräten, beispielsweise Gefahrenmeldern, Intrusionsmeldern, Gasmeldern etc., angewendet werden, bei denen mindestens zwei Signale ausgewertet werden müssen.
  • Figur 2 zeigt einen erfindungsgemässen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zur Bestimmung der Rauchart. Soll die Unterscheidung der Rauchart ungenauer bzw. genauer sein, so kann in der ersten Differenz das Signal S1 noch mit einem Genauigkeitsfaktor, beispielsweise k1 = 0,01;..;100, multipliziert werden. Mit k1 < 1 wird die Genauigkeit kleiner, mit k1 > 1 wird sie grösser. Der Vergleich der Ergebnisse c geschieht wie in Figur 1.
  • Figur 3 zeigt einen weiteren erfindungsgemässen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zur Bestimmung der Rauchart, wobei hier die Streulichtsignale S3 und S4 ausgewertet werden, der Genauigkeitsfaktor k2 benutzt wird und der für den Vergleich benützte Wert q beträgt. Sollen mehr als zwei Signale miteinander verglichen werden, so wird das erfindungsgemässe Verfahren analog mit mehr als zwei Signalen angewendet. Wie bereits in den Figuren 1 und 2 dargelegt, wird in einem ersten Schritt die Differenz d mit einem vorher definierten Wert q verglichen und bei weiteren Schritten des Entscheidungsbaumes wird jeweils das Ergebnis d mit diesem Wert verglichen.
  • Figur 4 zeigt einen erfindungsgemässen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zum Bestimmen ob Feuer vorliegt. Mit den Faktoren k1, k2 kann die Anzahl der Iterationen beim Entscheidungsbaum variiert werden und damit auch die Feineinteilung der Raucharten bzw. die Genauigkeit des Entscheidungsbaumes bestimmt werden. Die Faktoren k1, k2 sind dabei reelle Zahlen. Sind die an einem bestimmten Standort des Rauchmelders auftretenden Raucharten, die von Feuer und von Nicht-Feuer stammen können, bekannt, so kann durch geeignete Wahl von k1, k2 der Entscheidungsbaum dahingehend vereinfacht werden, dass nur noch zwischen Feuer und Nicht-Feuer unterschieden wird. Durch Variation der für den Vergleich herangezogenen Parameter p und q kann das Durchlaufen des Entscheidungsbaumes ebenfalls beeinflußt werden und die Alarmierungseigenschaften des Brandmelders können so den Umgebungsbedingungen optimal angepaßt werden. Diese Anpassung von p, q kann im Brandmelder nach seiner Installation in einem Gebäude erfolgen.
  • Figur 5 zeigt einen minimalen Entscheidungsbaum mit variierbarer Genauigkeit zur Bestimmung der Rauchart. Sehr häufig unterscheiden sich die Raucharten von Feuer und Nicht-Feuer so, dass zum Beispiel bei Nicht-Feuer kleine Signale S1 detektiert werden und bei echten Feuern zum Beispiel generell eher grosse Signale S1 vorhanden sind. Die Signale S2 sind bei beiden Situationen nahezu gleich groß. Für solche Fälle kann durch die geeignete Wahl von k1, k2 ein minimaler Entscheidungsbaum aufgestellt werden. In diesem minimalen Fall besteht der Entscheidungsbaum also nur noch aus einer Multiplikation, einer Subtraktion und einem Vergleich. Die Figur b) zeigt dabei die Einzeloperationen.
  • Figur 6 zeigt zwei miteinander verknüpfte Entscheidungsbäume. Zwei oder auch mehrere Entscheidungsbäume können miteinander verknüpft werden und ergeben so eine differenzierte Auswertung eines Ereignisses bzw. eines Brandes. Da die Resultate der einzelnen Entscheidungsbäume invariant (für p = q = 0) oder annähernd invariant (für p, q nahe bei 0) bezüglich proportionaler Änderungen sind, ist auch die Kombination der Resultate der verknüpften Entscheidungsbäume invariant bzw. annähernd invariant bezüglich solcher Änderungen.
  • Figur 7 zeigt einen erfindungsgemässen Brandmelder BM mit einer Empfangseinheit EE und einer Sendeeinheit SE zum Kommunizieren mit weiteren Einheiten GMZ, wie zum Beispiel einer Gefahrenmeldezentrale, einem weiteren Brandmelder etc. Der Brandmelder weist zumindest eine Detektionseinheit DE und eine Auswerteinheit AWE zum Durchführen des Verfahrens gemäss den Figuren 1 bis 6 auf.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Detektion einer Gefahr und zur Bestimmung der Gefahrenart mit einem Gefahrenmelder (BM), zumindest aufweisend eine Detektionseinheit (DE) und eine Auswerteinheit (AWE),dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit (AWE) zumindest zwei von der Detektionseinheit (DE) empfangene Signale (S1, S2, S3, S4) auswertet, indem gemäss mindestens einer Regel aus den mindestens zwei Signalen (S1, S2, S3, S4) anhand eines Entscheidungsbaumes die Gefahrenart bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Regel eine Differenz (c) aus den mindestens zwei Signalen (S1, S2, S3, S4) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Regel die weitere Differenz zwischen der Differenz (c) und einem empfangenen Signal (S1, S2, S3, S4) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Regel die Differenz (c) mit einem vorbestimmten Wert (p, q) verglichen wird
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der vorbestimmte Wert (p, q) eine reelle Zahl ist und als Parameter zur Anpassung der Alarmierungseigenschaften des Gefahrenmelders an die Umgebung verwendet wird
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert (p) gleich null ist
  7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Regel sequentiell angewendet wird, bis der Vergleich der mindestens zwei Signale und/oder der Differenz eine wahre Aussage ergibt.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gefahrenart eine Rauchart, das Vorliegen von Feuer, die Gasart, die Bewegungsart eines Lebewesens, die Art eines Lebewesens und/oder die Feuerart angesehen werden.
  9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Regel für die Genauigkeit der Bestimmung der Gefahrenart ein empfangenes Signal (S1, S3) mit einem Genauigkeitsfaktor (k1, k2) multipliziert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Genauigkeitsfaktor (k1, k2) eine reelle Zahl verwendet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Regel die für die Bestimmung der Gefahrenart zu verwendende Anzahl der Iterationen beim Entscheidungsbaum durch einen Faktor (k1, k2) bestimmt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Regel zur Bestimmung der Gefahrenart der durch eine Multiplikation des Genauigkeitsfaktors (k1, k2) mit einem Signal (S1, S3) und der Subtraktion der mindestens zwei Signale (S1, S2, S3, S4) ermittelte Wert mit einem vorher definierten Zahlenwert verglichen wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale (S1, S2, S3, S4) Streulichtsignale eines Streulichtmelders sind.
  14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefahrenmelder (BM) über die Luftschnittstelle mit einer weiteren Einheit (GMZ) kommuniziert.
  15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefahrenmelder (BM) durch elektrochemische Spannungsquellen mit Strom versorgt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gefahrenmelder (BM) ein Brandmelder, ein optischer Streulicht-Rauchmelder, ein optischer Extinktions-Rauchmelder, ein optoakustischer Rauchmelder, ein Gasmelder, ein Intrusionsmelder und/oder Flammenmelder verwendet werden.
  17. Gefahrenmelder (BM) zur Detektion einer Gefahr und zur Bestimmung der Gefahrenart, zumindest aufweisend eine Detektionseinheit (DE) und eine Auswerteinheit (AWE),
    - mit einer Empfangs- (EE) und einer Sendeeinheit (SE) zum Kommunizieren mit mindestens einer weiteren Einheit (GMZ),
    - mit der Auswerteinheit (AWE) zum Auswerten von zumindest zwei von der Detektionseinheit (DE) empfangenen Signalen (S1, S2, S3, S4) und zum Bestimmen der Gefahrenart gemäss mindestens einer Regel aus den mindestens zwei Signalen (S1, S2, S3, S4) anhand eines Entscheidungsbaumes.
  18. Brandmelder nach dem Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Gefahrenmelder ein Brandmelder, ein optischer Streulicht-Rauchmelder, ein optischer Extinktions-Rauchmelder, ein optoakustischer Rauchmelder, ein Gasmelder, ein Intrusionsmelder und/oder Flammenmelder vorgesehen sind.
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