EP3417433B1

EP3417433B1 - Modularer multisensor-brand- und/oder funkenmelder

Info

Publication number: EP3417433B1
Application number: EP17705045.7A
Authority: EP
Inventors: Bernd Ziems; Hauke Dittmer; Dirk Siemer; Axel Grothoff; Peter Zuelzer; Arne Stamer; Pawel Wisniewski; Bernd Hallwass-Fedder
Original assignee: Minimax GmbH and Co KG; Preussag AG Minimax
Current assignee: Minimax GmbH and Co KG
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-02-05
Publication date: 2023-09-06
Anticipated expiration: 2037-02-05
Also published as: CN118430157A; US10825312B2; CN108701394A; KR20180112812A; EA201891877A1; IL261166A; CA3012170A1; DE102016202585A1; US20190130716A1; WO2017140518A2; WO2017140518A3; AU2017221029A1; BR112018016404A2; EP3417433A2

Description

Die Erfindung betrifft einen modularen Multisensor-Brandmelder, Sowie ein Brandmeldesystem mit selbigem.
Brandmelder und Funkenmelder werden in allgemein bekannter Weise eingesetzt, um Objekte, beispielsweise Maschinen, Fertigungsprozesse, Gasturbinen, Lager u.a auf Entstehen von Brandgefahren hin zu überwachen. Dies geschieht, indem Sensoren zum Erkennen von Gefahrkenngrößen, sogenannten Brand- oder Funkenkenngrößen eingesetzt werden. Aus dem Stand der Technik sind Brandmeldesysteme bekannt, bei denen in einem Raum oder in einem zu überwachenden Bereich ein oder auch mehrere Brandmelder installiert sind. Falls die in den Brandmeldern verbauten Sensoren die jeweilige Brandkenngröße erfassen, senden sie ein Alarmsignal an eine Alarmsignalempfangseinrichtung. Hierunter wird erfindungsgemäß beispielsweise eine Gasmeldezentrale, eine Funkenmeldezentrale, eine Brandmelderzentrale und/oder Löschsteuerzentrale, eine Zentrale zum Steuern von Nichtlöschfunktionen (etwa zum Abstellen von Anlagen, zum Bedienen von Absperrorganen für Material- oder Energieströme, zum Öffnen und Schließen von Materialaustragsklappen) und dergleichen verstanden.
Unter einem Brandmelder wird erfindungsgemäß ein Melder zum Erkennen von Brandund/oder Gefahrenkenngrößen und zur Funkenerkennung verstanden, wobei als Brandkenngrößen und/oder Gefahrenkenngrößen insbesondere elektromagnetische Strahlung, Aerosole (insbesondere Rauchaerosole), Temperaturen, Gaskonzentrationen, Gaszusammensetzungen und/oder Konzentrationsänderungen bestimmter gasförmiger Bestandteile von Brandgasen, thermischer Zersetzungsprodukte, toxischer oder brennbarer Gase verstanden werden.
Bekannt sind somit sogenannte zweistufige Systeme, bei denen im Gefahrbereich der Brandmelder angeordnet ist, während an einem, teilweise weit entfernten, anderen Ort die Alarmsignalempfangseinrichtung positioniert ist.
Das Dokument DE 10 2006 055 617 A1 betrifft den Brandschutz von technischen Anlagen und Anlagengebäuden, insbesondere ein Brandmeldesystem. Das Brandmeldesystem umfasst eine Brandmeldezentrale, die mit verschiedenen Sensoren zur Erfassung von Umgebungsbedingungen gekoppelt ist. Die Sensoren sind einem Gefahrenbereich um Gefahren und deren Größen zu erfassen. Die Sensoren stellen beispielsweise Brandmelder dar. Die Brandmeldezentrale befindet sich nicht im oder in der Nähe des Gefahrenbereiches, sondern ist an einem anderen Ort, beispielsweise in einem anderen Raum platziert. Das Dokument DE 198 45 553 C2 betrifft einen Brandmelder mit einer Sensorik, welche aus verschiedenen Sensoren gebildet wird und mit einem Steuer- und Auswertegerät. Über eine Busschnittstelle gibt der Brandmelder ein ausgewertetes Brandmeldesignal an eine Brandmeldezentrale.
Das Dokument EP 1 052 607 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Parametrierung einer Sicherheitsanlage. Die Sicherheitsanlage umfasst eine Zentrale, von der aus über einen Melderbus mehrere Gefahrenmelder, wie Brand- oder Intusionsmelder, angeschlossen sind. Die Parametrierung der Zentrale erfolgt über einen mittels einer Kommunikationsverbindung mit der Schnittstelle der Zentrale verbundenen PC.
US 2013/0315605 A1 bezieht sich auf ein Sicherheitssystem, wie beispielsweise eine Brandmeldeanlage innerhalb eines Gebäudes. Die Anlage weist eine Vielzahl von Detektoren auf, die unter einander verbunden beziehungsweise über ein Netzwerk miteinander gekoppelt sind. Jeder der Brandmeldesensoren ist in der Brandmeldeanlage angemeldet und entsprechend registriert. Wird ein Sensor ausgetauscht, wird der neu installierte Sensor im System rekonfiguriert, um diesen in der Brandmeldeanlage zumindest lokalisieren zu können.
Es sind ferner Multisensor-Brandmelder bekannt, bei denen mehrere Sensoren in einem Gehäuse zusammen mit einer Auswerteinheit fest verbaut sind. Hier wird als Nachteil angesehen, dass bei Ausfall bereits eines Bestandteils, bspw. eines der Sensoren, der ganze Melder getauscht werden muss, und für diesen Zeitraum keine Überwachung stattfinden kann. Der Einsatzbereich solcher Melder ist zudem stark limitiert.
US 4 839 527 A betrifft eine Detektionsvorrichtung, die eine Vielzahl von Detektionszellen aufweist, die über eine Mehrzahl an faseroptischen Kabeln untereinander verbunden sind. US 2001/0241877 A1 bezieht sich auf ein Evakuierungssystem mit mehreren Sensorknoten, welche jeweils mehrere Sensoren und eine im Sensorknoten integrierte Auswerteeinheit umfasst.
Zum Ausüben der notwendigen technischen Funktionen ist zusätzlich zu der reinen Sensorik in einem Brandmelder nach dem Stand der Technik auch Auswerteelektronik verbaut. Da Brandmelder im oder zumindest sehr nah am Gefahrenbereich angebracht werden müssen, um zuverlässig eine Gefahrenerkennung gewährleisten zu können, müssen die Brandmelder hohen Sicherheitsanforderungen und Umweltanforderungen genügen, beispielsweise hinsichtlich ihrer Eignung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (Zünddurchschlagssicherheit), ihrer Resistenz gegen hohe Temperaturen, elektromagnetische Strahlung, oder Dichtheit gegen Fluideintritt (gasförmig oder flüssig). Je nach Arbeitsumgebung müssen die Brandmelder auch staubgeschützt sein.
Das Unterbringen der Brandmelder in entsprechend sicher klassifizierten Gehäusen erfordert einen hohen konstruktiven und hinsichtlich der Zulassung formalen Aufwand.
Ferner sind in bestimmten Räumen nicht nur ein, sondern mehrere potentielle Gefahrenquellen zu überwachen, oder es sind mehr als ein Brandmelder notwendig, um das Auftreten eines Gefahrenereignisses sicher bestimmen zu können. Letzteres ist im Stand der Technik unter Mehrmelderabhängigkeit bekannt. Ein erster Melder meldet eine Gefahr, die ein zweiter Melder gleichen oder anderen Typs zunächst noch verifizieren muss, bevor auf das Vorhandensein einer Brand- und/oder Funkengefahr geschlossen werden kann. Diese Analyse der Signale mehrerer Melder wird im Stand der Technik auf Seiten der Alarmsignalempfangseinrichtung vorgenommen, was dort einen hohen Aufwand erfordert. Zudem ist der Installationsaufwand eines solchen Mehrmeldersystems und dessen Abstimmung mit der Alarmsignalempfangseinrichtung als nachteilig empfunden. Dies gilt insbesondere in komplexen zu überwachenden Objekten mit einer Vielzahl von zu überwachenden Bereichen und entsprechend großer Anzahl an Meldern.
Der Erfindung lag vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder anzugeben, der die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend überwindet. Insbesondere lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder anzugeben, der bei günstigen Systemkosten unvermindert hohen Schutz der Sensoren vor Umwelteinflüssen in den Gefahrenbereichen bietet. Ferner lag der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder anzugeben, der in Brandmeldesystemen mit geringem Aufwand installiert und vor allem nachgerüstet, gewartet und für die Erfassung anderer Gefahrenkenngrößen umgewidmet werden kann. Zudem lag der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder vorzuschlagen, der hinsichtlich seiner Montage flexibel handhabbar ist, und insbesondere in besonders beengten Verhältnissen, wie beispielsweise im Objektschutz von Werkzeugmaschinen, installiert werden kann.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe, indem sie einen modularen Multi-sensor-Brandmelder gemäß Anspruch 1 vorschlägt.
Die Erfindung macht sich demgemäß die Erkenntnis zunutze, dass der Schutz des Sensorkopfes, welcher unmittelbar im Gefahrenbereich angeordnet wird, höher priorisiert wird als der Schutz der Auswerteinheit, welche nicht notwendigerweise im Gefahrenbereich angeordnet werden muss. Die Sensorköpfe werden erfindungsgemäß diesem Ansatz folgend räumlich von der Auswerteinheit abgesetzt. Dies hat gleich mehrere Vorteile: Zum einen ermöglichen die Sensorköpfe aufgrund ihrer Separation von der Auswerteinheit eine deutlich kompaktere Bauform als der Stand der Technik und können an Orten installiert werden, wo konventionelle Melder nicht eingesetzt werden können. Zum anderen steigen die Flexibilität des Einsatzes und die Wartbarkeit; die Auswerteinheit, die sowohl von dem Sensorkopf als auch von der Alarmsignalempfangseinrichtung örtlich abgesetzt ist, überführt die Melderarchitektur in ein dreistufiges System, bei dem der Sensorkopf die erste Stufe darstellt, die Auswerteinheit die zweite Stufe, und die Alarmsignalempfangseinrichtung die dritte Stufe eines Brandmeldesystems.
Unter "örtlich abgesetzt" wird verstanden, dass die so bezeichneten Elemente baulich voneinander getrennt, insbesondere nicht in einem gemeinsamen oder mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert, und räumlich voneinander beabstandet sind. Die Auswerteinheit, die Sensorköpfe und die Alarmsignalempfangseinrichtung sind nicht in einem gemeinsamen oder in mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert. Erfindungsgemäß wird es nun möglich, jeweils nur die Sensorköpfe entsprechend der lokalen Anforderungen gegen Umgebungseinflüsse zu schützen, während für die Auswerteinheit selbst ein Standardgehäuse für alle Anwendungsfälle verwendet werden kann, während in Gefahrenbereichen eingesetzte Sensorköpfe besonders geschützt sind, nämlich mittels explosionsgeschützter, staub- und/oder gaseintrittsgeschützter Gehäuse Dies reduziert die Bauteilekomplexität erheblich und führt zu einer günstigeren Kostenbalance für das Gesamtsystem.
Erfindungsgemäß ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, wahlweise mit mehreren Sensorköpfen unterschiedlichen oder gleichen Typs signalleitend verbunden zu werden. Dies erhöht signifikant die Flexibilität des erfindungsgemäßen Brandmelders dahingehend, dass immer die gleiche Auswerteinheit in Verbindung mit einer jeweils lokal erforderlichen Kombination von Sensorköpfen verwendet werden kann.
Die Auswerteinheit ist erfindungsgemäß vorzugsweise dazu eingerichtet, unabhängig vom verwendeten, mit ihr kompatiblen Sensorkopf ein an die Kommunikation mit der Alarmsignalempfangseinrichtung angepasstes Alarmsignal an jene zu senden. Dies reduziert erheblich den Aufwand der Einrichtung und Programmierung auf Seiten der Alarmsignalempfangseinrichtung. Unabhängig davon, welche Sensoren verwendet werden, wird der Alarmsignalempfangseinrichtung immer das passende Signal beim Vorliegen einer Gefahr übermittelt. Die Auswerteinheit übernimmt auf diese Weise als vorgelagerte Signalverarbeitungs- oder Interpretationseinheit die Auswertung der von den Sensorköpfen übermittelten Alarmsignale. Der technische Effekt der dergestalt "verteilten Intelligenz" führt zu einer Reduzierung von Reaktionszeiten, da die Alarmsignalempfangseinheit durch die vorgelagerte, dezentrale Auswerteeinheit entlastet wird.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Auswerteinheit mehrere erste Schnittstellen zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit mit den Sensorköpfen aufweist, und mindestens eine zweite Schnittstelle zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit mit der Alarmsignalempfangseinrichtung. Hinsichtlich der Alarmsignalempfangseinrichtung wird auf die vorstehende Definition verwiesen.
Die Auswerteinheit ist vorzugsweise zur bidirektionalen Datenübertragung mittels der ersten und/oder zweiten Schnittstelle eingerichtet. Hierunter wird verstanden, dass somit auch die Schnittstellen selbst zur vorgenannten bidirektionalen Datenübertragung eingerichtet sind. Ferner wird hierunter verstanden, dass auch der Sensorkopf und/oder die Alarmsignalempfangseinrichtung jeweils zur bidirektionalen Datenübertragung mittels einer korrespondierenden Schnittstelle eingerichtet sind. Die Bidirektionalität der Datenübertragung ermöglicht es nicht bloß, Gefahrsignale von den Sensorköpfen in Richtung der Auswerteinheit zu schicken und entsprechende Alarmsignale von dieser in Richtung der Alarmsignalempfangsrichtung, sondern umgekehrt auch das Senden von Informationen von der Alarmsignalempfangseinrichtung zur Auswerteinheit, und von der Auswerteinheit zu den Sensorköpfen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Melders ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, mittels der ersten Schnittstellen von den Sensorköpfen erhaltene Gefahrensignale auf das Vorliegen eines Alarmfalls hin zu interpretieren, und bei Vorliegen eines Alarmfalls ein für den Alarmfall repräsentatives Alarmsignal zu generieren und mittels der zweiten Schnittstelle an die Alarmsignalempfangseinrichtung zu senden. Hierzu weist die Auswerteinheit vorzugsweise eine entsprechend programmierte Rechnereinheit auf.
Weiter vorzugsweise ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, die Gefahrensignale in Abhängigkeit eines oder mehrerer Konfigurationsparameter zu interpretieren. Die Konfigurationsparameter sind vorzugsweise in der Auswerteinheit hinterlegt, und/oder die Auswerteinheit ist dazu eingerichtet, mittels der zweiten Schnittstelle und/oder mittels einer dedizierten dritten Schnittstelle die Konfigurationsparameter zu empfangen. Mittels der Konfigurationsparameter wird der Auswerteinheit der Umgang mit verschiedensten Sensorköpfen "beigebracht", indem die Konfigurationsparameter definieren, wie die Auswerteinheit die von den jeweiligen Sensorköpfen empfangenen Gefahrsignale zu interpretieren hat.
Die Konfigurationsparameter umfassen vorzugsweise einen, mehrere oder sämtliche der Folgenden:

Anzahl der Sensorköpfe,
Typ oder Typen der Sensorköpfe,
einen oder mehrere Schwellwerte der von den Sensorköpfen übermittelten Gefahrensignale, infolge deren Überschreitung die Auswerteinheit das Gefahrensignal vom jeweiligen Sensorkopf registriert,
Anzahl erforderlicher Gefahrensignalregistrierungen durch die Sensorköpfe, infolge derer die Auswerteinheit ein Alarmsignal mittels der zweiten Schnittstelle übermittelt,
erforderliche zeitliche Abfolge der Gefahrensignalregistrierungen, infolge deren Auftreten die Auswerteinheit ein Alarmsignal mittels der zweiten Schnittstelle übermittelt,
Bereich eines erforderlichen zeitlichen Abstands, vorzugsweise maximaler zeitlicher Abstand, zwischen mehreren Gefahrensignalregistrierungen, infolge dessen Einhaltung die Auswerteinheit ein Alarmsignal mittels der zweiten Schnittstelle übermittelt.

Erfindungsgemäß ist die Auswerteinheit zum Empfang, vorzugsweise mittels der zweiten Schnittstelle, von zumindest einem von: Firmware, Konfigurationsdaten, Steuerbefehle, jeweils für die Sensorköpfe, sowie zum Weiterleiten der empfangenen Daten an die Sensorköpfe eingerichtet. Unter Konfigurationsdaten werden beispielsweise Schwellwerte für eine gemessene Kenngröße, ab der ein Gefahrensignal erzeugt wird verstanden, oder Schwellwerte, ab deren Erreichen eine Funktionsstörung des Sensorkopfes erkannt wird, beispielsweise der Verschmutzungsgrad für optische Sensoren.
Alternativ zu der zweiten Schnittstelle ist die Auswerteinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, die vorstehend genannten Elemente mittels der dritten Schnittstelle zu empfangen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest einer der Sensorköpfe dazu eingerichtet, in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls, einen Funktions-Selbsttest durchzuführen, und ein für das Bestehen oder Nichtbestehen des Funktions-Selbsttests repräsentatives Informationselement, beispielsweise in Form einer Datei oder eines diskreten Wertes, Tags etc., in einem Speicher zu hinterlegen und/oder an die Auswerteinheit zu übermitteln. Weiter vorzugsweise umfassen die Steuerbefehle einen Befehl zum Durchführen des Funktions-Selbsttests. Hierzu werden beispielsweise die vorhandenen Konfigurationsdaten genutzt.
Der erfindungsgemäße Melder wird dadurch weitergebildet, dass der Sensorkopf oder zumindest einer der Sensorköpfe einen Datenspeicher aufweist und dazu eingerichtet ist, die gemessenen Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte, in dem Datenspeicher zu hinterlegen, wobei die Steuerbefehle einen Befehl zum Auslesen und/oder Zurücksetzen des Datenspeichers umfassen.
Vorzugsweise ist der Sensorkopf dazu eingerichtet,

eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte, und/oder
die Maxima und/oder Minima der erfassten Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher in einer Wert-Historie zu hinterlegen.

Vorzugsweise weist der Sensorkopf zusätzlich zu seinem Hauptsensor für die Erfassung der Brand- und/oder Gefahrenkenngrößen oder Funken einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur im Inneren des Sensorkopfes auf und ist weiter vorzugsweise dazu eingerichtet,

eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Temperaturwerte aus dem Inneren des Sensorkopfes, und/oder
die Maxima und/oder Minima der erfassten Temperatur im Inneren des Sensorkopfes jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher in einer Wert-Historie zu hinterlegen.

Beispiele für Wert-Historie sind unter anderem, die aktuelle Temperatur im Inneren des Sensorkopfes, Mindest- und/oder Höchsttemperatur, der der Sensorkopf ausgesetzt wurde, minimale und/oder maximale Rauchaerosol-, Gas-, und/oder Strahlungskonzentrationen.
Das Erfassen und Abspeichern der aufgetretenen Temperaturen am Sensorkopf bietet die Möglichkeit, eine Temperatur-Historie anzulegen, mit der dokumentiert wird, wann der Sensorkopf welchen Temperaturen ausgesetzt war. Mit steigenden Temperaturen altern die in den Sensorköpfen verbauten Sensoren je nach Typ mitunter beschleunigt. Ein Sensor, der schon häufiger hohen Temperaturen ausgesetzt war, wird dementsprechend möglicherweise ein etwas anderes Ansprechverhalten aufweisen als ein Sensor, der dies noch nicht war. Durch Auslesen des Temperaturwertspeichers kann ein Bediener, etwa Wartungspersonal, oder vorzugsweise die Auswerteinheit selbst erkennen, ob der Sensorkopf noch verwendbar ist, oder gewechselt werden muss. Das Zurücksetzen des Temperaturwertspeichers wird vorteilhaft dann eingesetzt, wenn der Sensorkopf, beispielsweise durch Wechseln eines Sensor-Arrays oder ähnlichem, wieder instand gesetzt wurde.
Weiter vorzugsweise ist der Sensorkopf dazu eingerichtet, vorbestimmte Ereignisse zu registrieren und jeweils mit Zeitstempel als Ereignis-Historie in dem Datenspeicher (oder einem dedizierten Datenspeicher) zu hinterlegen.
Als vorbestimmte Ereignisse kommen beispielsweise die Anzahl durchgeführter Funktionstests, die Anzahl durchgeführter Selbstkalibrierungen, die Anzahl durchgeführter Wartungen, die Anzahl aufgetretener Störungen, die Anzahl zurückliegender Gefahrsignalmeldungen, sowie Zurücksetzungen der Wert-Historie und/oder der Ereignis-Historie in Betracht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Sensorkopf oder zumindest einer der Sensorköpfe zum Durchführen einer Selbstkalibrierung in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls eingerichtet, wobei die Steuerbefehle einen Befehl zum Durchführen der Selbstkalibrierung umfassen. Im Rahmen der Selbstkalibrierung des Sensorkopfes erfolgt vorzugsweise die Anpassung von in dem Sensorkopf hinterlegten Schwellwerten zur Auslösung eines Gefahrsignals auf diejenigen Hintergrundkenngrößen, die bereits in Abwesenheit der Brandkenngröße vorhanden sind und vom Sensorkopf detektiert werden. Der Sensorkopf ist hierzu vorzugsweise zur Ausführung einer Programmroutine ausgebildet, mittels welcher Hintergrund-Störgrößen wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, ein Grundpegel elektromagnetischer Strahlung, eine Gaskonzentration oder Konzentrationswerte verschiedener Gase, Rauchpartikelkonzentrationen u.a. erfasst werden. Die Hintergrund-Störgrößen werden vorzugsweise in einem Speicher des Sensorkopfes und/oder der Auswerteinheit hinterlegt. Der Sensorkopf ist vorzugsweise dazu eingerichtet, im Rahmen der Selbstkalibrierung auf Basis (in Abhängigkeit) der Hintergrund-Störgrößen Schwellwerte festzulegen und/oder Empfindlichkeitspegel der Sensorik auszuwählen, wobei insbesondere die Umschaltung auf vordefinierte Empfindlichkeitsstufen veranlasst wird. Weiter vorzugsweise ist der Sensorkopf dazu eingerichtet, die zuvor festgelegten Schwellwerte der Hintergrund-Störgrößen und/oder die eingestellten Empfindlichkeitspegel in einem Speicher zu hinterlegen.
Weiter vorzugsweise ist die Auswerteinheit oder der Sensorkopf oder zumindest einer der Sensorköpfe zum Zurücksetzen der Wert-Historie und/oder der Ereignis-Historie im Datenspeicher, in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls (B) eingerichtet, wobei die Steuerbefehle einen Befehl zum Durchführen der Zurücksetzung umfassen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Melders ist die Auswerteinheit, insbesondere deren Rechnereinheit, dazu eingerichtet, ein Anforderungssignal mittels der ersten Schnittstellen an die Sensorköpfe zu senden, und als Antwort auf das Anforderungssignal Sensorkopfdaten aus einem Speicher der Sensorköpfe zu empfangen.
Die Sensorkopfdaten umfassen insbesondere eines, mehrere oder sämtliche der Folgenden: den Sensortyp, eine Sensor-ID, Fertigungsdaten des Sensorkopfes, die vom Sensorkopf verwendete Soft- bzw. Firmware-Version, Zustandsdaten des Sensors, wie etwa akkumulierte Betriebsstunden, Wartungsintervalle, verbleibende Anzahl Betriebsstunden bis zum Erreichen des nächsten Wartungsintervalls, Konfigurationsdaten des Sensorkopfs, die Wert-Historie und/oder die Ereignis-Historie aus dem Datenspeicher des Sensorkopfes.
Die Auswerteinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der empfangenen Sensorkopfdaten die mittels der jeweils angesprochenen Schnittstelle verbundenen Sensorköpfe zu identifizieren. Hierdurch wird es ermöglicht, eine entsprechend vorkonfigurierte Auswerteinheit mittels Plug and Play am Einsatzort mit den jeweils benötigen Sensorköpfen signalleitend zu verbinden, woraufhin die Auswerteinheit die Identifikation der verbundenen Sensorköpfe vorzugsweise automatisch vornimmt und sich selbst einrichtet.
Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Melders mit einer dritten Schnittstelle wird vorzugsweise dadurch weitergebildet, dass die dritte Schnittstelle zum Anschluss eines Konfigurationsgerätes, insbesondere eines tragbaren Computers, Tablets, proprietären Servicegerätes oder Mobiltelefons, zum Einspeisen, Auslesen und/oder Bearbeiten der Folgenden eingerichtet ist: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten Konfigurationsdaten, Inhalt des Datenspeichers des Sensorkopfes, Firmware, Steuerbefehle. Unter dem Anschluss wird hierbei das signalleitende Verbinden zum Datenaustausch verstanden, welches sowohl kabelgebunden als auch kabellos erfolgen kann.
Alternativ oder zusätzlich ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, mittels der zweiten Schnittstelle von der Alarmsignalempfangseinrichtung eines, mehrere oder sämtliche der Folgenden zu erhalten: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten Konfigurationsdaten, Firmware, Steuerbefehle, wobei die Alarmsignalempfangseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, die vorgenannten Elemente einzuspeisen, auszulesen und/oder zu bearbeiten.
Die Auswerteinheit ist vorzugsweise zur Weiterleitung mindestens der Konfigurationsdaten, und/oder der Firmware, und/oder der Steuerbefehle an den Sensorkopf eingerichtet.
Alternativ oder zusätzlich zum Konfigurieren der Auswerteinheit mittels der Konfigurationsparameter, die von der zweiten oder dritten Schnittstelle oder einer der weiteren Schnittstellen weist der Melder vorzugsweise einen oder mehrere Hardware-Schalter, vorzugsweise DIP-Schalter und/oder kodierte Drehschalter zum manuellen Auswahlen der Konfigurationsparameter für die ersten Schnittstellen, mit denen die Sensorköpfe zu verbinden sind, auf.
Die Auswerteinheit, insbesondere eine in die Auswerteinheit integrierte Rechnereinheit, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform zur Durchführung eines Einrichtungsmodus zur Identifikation der mit der Auswerteinheit verbundenen Sensorköpfe, und vorzugsweise zur automatischen Auswahl geeigneter Konfigurationsparameter in Abhängigkeit der erfolgten Identifikation der verbundenen Sensorköpfe eingerichtet. Die Rechnereinheit ist vorzugsweise mittels einer entsprechenden Software programmiert. Ferner weist die Auswerteinheit vorzugsweise mindestens ein von extern, insbesondere manuell, ansteuerbares Schaltelement zum Aktivieren, vorzugsweise zum Starten, und vorzugsweise zum Beenden des Einrichtungsmodus auf, wobei das Schaltelement beispielsweise als Magnetfeldsensor, Taster oder magnetisch betätigter Reed-Kontakt ausgebildet ist.
Der nachfolgend beschriebene Einrichtungsmodus zeigt die Vorteile des erfindungsgemä-ßen modularen Multisensorkonzeptes. Der Einrichtungsmodus stellt ein Verfahren dar, das, insbesondere ausgeführt auf einem Brandmelder gemäß einer der vorstehend und nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, eine bevorzugte Ausführungsform des Brandmelders als programmtechnisch realisierte Funktion der Auswerteinheit darstellt.
Der Einrichtungsmodus umfasst hierbei vorzugsweise die folgenden Schritte:

Bereitstellen, vorzugsweise Übermitteln von Konfigurationsparametern an die Auswerteinheit, beispielsweise mittels Konfigurationsgerät, für jede der ersten Schnittstellen, mit der ein Sensorkopf verbunden werden soll;
Aktivieren des Einrichtungsmodus;
Anschließen der Sensorköpfe an die Auswerteinheit mittels derjenigen Schnittstellen, für die Konfigurationsparameter bereitgestellt wurden;
Auslesen der Sensorkopfdaten, beispielsweise automatisch oder mittels Senden eines Anforderungssignals S_req von der Auswerteinheit an die Sensorköpfe;
Überprüfung, ob die ausgelesenen Sensorkopfdaten mit den jeweiligen Konfigurationsparametern für die jeweilige erste Schnittstelle übereinstimmen;
Ausgeben eines Bestätigungssignals bei Übereinstimmung zwischen den jeweiligen Konfigurationsparametern und Sensorkopfdaten für jede der Sensorkopfschnittstellen, oder Ausgeben eines Störungssignals bei Nichtübereinstimmung zwischen den jeweiligen Konfigurationsparametern und Sensorkopfdaten,
Beendigung des Einrichtungsmodus, und
Übergang in den Betriebsmodus.

Unter dem Betriebsmodus wird verstanden, dass die Sensorköpfe arbeiten und Brand-und/oder Gefahrenkenngrößen oder Funkenkenngrößen detektieren, und die Auswerteinheit zum Empfang von Gefahrensignalen an den ersten Schnittstellen bereit ist.
Vorzugsweise werden die Sensorköpfe zuerst angeschlossen, bevor der Einrichtungsmodus aktiviert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, im Betriebsmodus bei Vorliegen eines Störsignals eines oder mehrerer Sensorköpfe den Betriebsmodus fortzusetzen und auf Gefahrensignale von denjenigen Sensorköpfen zu warten, die keine Störung melden.
Weiter vorzugsweise ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, in einem Betriebsmodus, in dem eine Mehrmelderabhängigkeit mittels der Konfigurationsparameter vorgegeben ist, bei Vorliegen einer Störung eines der in die Mehrmelderabhängigkeit einbezogenen Sensorkopfes die Mehrmelderabhängigkeit aufzulösen und in einer Einzelmelderabhängigkeit auf Gefahrensignale von denjenigen Sensorköpfen zu warten, die keine Störung melden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, nach Entfernen eines eine Störung meldenden Sensorkopfes ein Störsignal zu melden. Vorzugsweise ist die Auswerteinheit dabei zusätzlich dazu eingerichtet, bei Anschluss eines typgleichen Sensorkopfes anstelle des zuvor entfernten Sensorkopfes das Störsignal selbst zu quittieren.
Vorzugsweise ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, bei Anschluss eines Sensorkopfes unterschiedlichen Typs anstelle des zuvor entfernten Sensorkopfes ein Aufforderungssignal zum Quittieren des Störsignals und zur Durchführung einer erneuten Identifizierung des angeschlossenen Sensorkopfes auszugeben.
Alternativ ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, bei Anschluss eines Sensorkopfes unterschiedlichen Typs anstelle des zuvor entfernten Sensorkopfes das Störsignal selbst zu quittieren und selbsttätig eine erneute Identifikation des angeschlossenen Sensorkopfes durchzuführen.
Die Beendigung des Einrichtungsmodus erfolgt vorzugsweise

a) automatisch, sobald für mindestens einen verbundenen Sensorkopf, vorzugsweise für jeden der verbundenen Sensorköpfe, ein Bestätigungssignal vorliegt und, vorzugsweise innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums ab Start des Einrichtungsmodus, kein Störsignal vorliegt, oder
b) automatisch, sobald vorzugsweise für alle verbundenen Sensorköpfe ein Störsignal vorliegt, oder
c) manuell.

Als Konfigurationsparameter sollte mindestens bereitgestellt werden: die Anzahl derjenigen ersten Schnittstellen, mittels derer ein Sensorkopf signalleitend mit der Auswerteinheit verbunden werden soll, sowie vorzugsweise der jeweilige Sensortyp für die entsprechende erste Schnittstelle. Die anhand der vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Brand- und/oder Funkmelderarchitektur ist dazu eingerichtet, mit einer Vielzahl verschiedener Sensorköpfe in beliebiger Kombination verwendet zu werden. Vorzugsweise weisen die Sensorköpfe des erfindungsgemäßen Melders mindestens ein Gehäuse, einen (Haupt-)Sensor und eine Schnittstelle zur Gefahrensignalübertragung auf und sind zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung von Funken und/oder Flammen, zur Erfassung einer Temperatur, vorzugsweise der Umgebungstemperatur oder der Gehäusetemperatur im Inneren des Sensorkopfes, der Erfassung von Gaskonzentrationen und/oder Gaszusammensetzungen und/oder Konzentrationsänderungen bestimmter gasförmiger Bestandteile von Brandgasen, thermischer Zersetzungsprodukte, toxischer oder brennbarer Gase, oder von Aerosolen, insbesondere Rauchaerosolen eingerichtet.
Besonders bevorzugte Kombinationen von Sensorköpfen an dem erfindungsgemäßen Brand- und/oder Funkenmelder sind:

a) zwei oder mehrere Funkensensorköpfe,
b) zwei oder mehrere Flammenmelder-Sensorköpfe,
c) zwei oder mehrere Temperatur-Sensorköpfe,
d) zwei oder mehrere Gas-Sensorköpfe,
e) eine der Varianten a) bis c), kombiniert mit einem oder mehreren Gas-Sensorköpfen,
f) eine der Varianten a), b) oder d), kombiniert mit einem oder mehreren Temperatur-Sensorköpfen,
g) eine der Varianten a), c) oder d), kombiniert mit einem oder mehreren Flammenmelder-Sensorköpfen,
h) eine der Varianten b) bis d), kombiniert mit einem oder mehreren Funkensensorköpfen,
i) ein Funkensensorkopf, kombiniert mit einem Flammenmelder-Sensorkopf und einem Temperatur-Sensorkopf,
j) ein Funkensensorkopf, kombiniert mit einem Flammenmelder-Sensorkopf und einem Gas-Sensorkopf,
k) ein Flammenmelder-Sensorkopf, kombiniert mit einem Temperatur-Sensorkopf und einem Gas-Sensorkopf,
l) ein Temperatur-Sensorkopf, kombiniert mit einem Funkensensorkopf und einem Gas-Sensorkopf.

Die Systemarchitektur bietet, wie aus vorstehenden Beispielen anschaulich wird, eine flexible Anpassung an unterschiedliche Schutzkonzepte und ermöglicht die Erfassung unterschiedlichster Brandkenngrößen in Abhängigkeit vom Brandrisiko in der jeweiligen Umgebung. Beispielsweise wird eine flexible Anpassung für verschiedenste Fertigungsprozesse, Arten der Materiallagerung oder des Materialtransports und des Materials beispielsweise selbst bei der Überwachung logistischer Prozesse in Fabrikanlagen ermöglicht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Melders weisen die Sensorköpfe jeweils eine Signalverarbeitungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, das Gefahrensignal zu normieren und als normiertes Sensorkopfausgangssignal an die Auswerteinheit zu übermitteln. Das Gefahrensignal wird hierbei vorzugsweise in einen diskreten Wert gewandelt, beispielsweise 0 oder 1, wobei der jeweilige gewandelte diskrete Wert für Gefahr oder keine Gefahr steht. Am Beispiel von 0 und 1 steht beispielsweise der diskrete Wert 0 für "keine Gefahr", während der diskrete Wert 1 für "Gefahr" steht. Die sensorkopfseitige Normierung vereinfacht die Signal- und Datenverarbeitung auf Seiten der Auswerteinheit und vereinheitlicht die Signalausgabe für die Sensorköpfe. Die Auswerteinheit muss dann in geringerem Umfang konfiguriert werden, da sie von vornerein "weiß", dass von den Sensorköpfen nur die normierten Werte für "Gefahr" oder "keine Gefahr" an sie übermittelt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Brandmeldesystem. Hierunter wird analog zum Multisensor-Brandmelder erfindungsgemäß ein System zur Brand- und/oder Funkenmeldung und/oder Gasmeldung verstanden.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende, eingangs beschriebene Aufgabe analog bei einem Brandmeldesystem, indem dieses gemäß Anspruch 16 ausgebildet ist, also mindestens einen modularen Multisensor-Brandmelder nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen aufweist, sowie eine Alarmsignalempfangseinrichtung, welche signalleitend mit dem modularen Multisensor-Brandmelder verbunden, und örtlich von ihm beabstandet ist. Hinsichtlich der Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen des Brandmeldesystems wird auf die bevorzugten Ausführungsformen und Erläuterungen zum erfindungsgemäßen Melder weiter oben verwiesen. Gerade die Möglichkeit, verschiedenartige Sensorköpfe zu kombinieren und diese Kombination in dem Brandmeldesystem gegenüber der Alarmsignalempfangseinrichtung signaltechnisch als einen Melder auftreten zu lassen stellt eine Lösung mit herausragender Flexibilität dar. Dies wird an folgendem Beispiel deutlich: Bei Funkenflug bzw. Flug glühender Partikel in industriellen Prozessen und anderswo werden die Funken bzw. Partikel aufgrund ihres raschen Erlöschens mitunter nicht detektiert. Dennoch kann es zum Entstehen eines Schwelbrandes kommen, der mit einem reinen Funkenmelder nicht detektiert würde. Wird aber beispielsweise ein Funkensensorkopf in Kombination mit einem Brandgassensorkopf in dem Brandmeldesystem betrieben, kann trotz des nicht detektierten Funkens bzw. glühenden Partikels mittels der Gasdetektion noch eine Brandmeldung abgesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Hierbei zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines Melders gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figuren 2a-c: verschiedene Ansichten einer Auswerteinheit des Melders gemäß Figur 1, und
Figur 3: eine schematische Darstellung eines Brandmeldesystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 1 zeigt einen modularen Multisensor Brand- und/oder Funkenmelder 300 (nachfolgend: Melder 300). Der Melder 300 weist eine Mehrzahl von Sensorköpfen 100 auf, die jeweils zum Erfassen einer Brandkenngröße eingerichtet sind, beispielsweise zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung, Gas, Rauch und/oder Temperaturen. Die Sensorköpfe 100 sind der Einfachheit halber alle gleich dargestellt, können aber Sensorköpfe unterschiedlichen Typs sein.
Der Melder 300 weist zusätzlich zu den Sensorköpfen 100 eine örtlich beabstandete Auswerteinheit 200 auf. Die Auswerteinheit 200 ist signalleitend mit den wiederum von ihr örtlich beabstandeten Sensorköpfen 100 verbunden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels einer Datenleitung 150. Die Datenleitung dient vorzugsweise als Energieversorgung für die Sensorköpfe. Alternativ könnte die signalleitende Verbindung zwischen Auswerteinheit 200 und den Sensorköpfen 100 auch kabellos erfolgen, wobei in jenem Fall die Sensorköpfe eine dedizierte Energieversorgung aufweisen. Die Auswerteinheit 200 weist eine Mehrzahl von ersten Schnittstellen 219 auf, mittels derer die Sensorköpfe 100 signalleitend mit der Auswerteinheit 200 verbunden sind. Die Sensorköpfe 100 weisen hierzu jeweils eine korrespondierende Schnittstelle 104 auf. Die Abstände zwischen den Sensorköpfen und der Auswerteinheit betragen vorzugsweise 20 cm oder mehr, insbesondere bis zu mehrere Meter. Dem Abstand von der Auswerteinheit zu der Alarmsignalempfangseinrichtung sind im Rahmen der möglichen Datenfernübertragungsarten keine Grenzen gesetzt.
Während die Sensorköpfe 100 ein zünddurchschlagsgesichertes, sowie staub- und flüssigkeitsdichtes Gehäuse aufweisen und eine besonders kompakte Bauform aufweisen, die den Einbau in beengten Überwachungsbereichen, etwa Werkzeugmaschinen, ermöglicht, weist die Auswerteinheit 200 ein relativ dazu größeres Gehäuse 201 in einer zu den Sensorköpfen 100 vergleichsweise niedrigerer Schutzklasse auf. Die Auswerteinheit 200 weist ferner eine zweite Schnittstelle 208 auf, die zur, vorzugsweise bidirektionalen, Datenübertragung mit einer Alarmsignalempfangseinrichtung (301) (siehe Figur 3) ausgebildet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Schnittstelle 208 gleichzeitig die Strom- bzw. Spannungsversorgung der Auswerteinheit 200. Es sind aber alternativ oder zusätzlich auch weitere zweite Schnittstellen vorteilhaft, die beispielsweise eine drahtlose Kommunikation mit der Alarmsignalempfangseinheit 301 (vgl. Figur 3) gewährleisen.
Die Sensorköpfe umfassen neben ihrem Hauptsensor zur Erfassung einer der weiter oben aufgeführten Brand- oder Gefahrenkenngrößen bzw. Funken vorzugsweise jeweils einen Temperatursensor 110, der dazu eingerichtet ist, die Temperatur im Inneren des Gehäuses der Sensorköpfe 100 zu erfassen. Die Sensorköpfe sind vorzugsweise ferner mit einem Datenspeicherspeicher 105 ausgebildet. Die Sensorköpfe 100 weisen ferner eine Signalverarbeitungseinheit 106 auf. Im Datenspeicher 105 sind im Einklang mit den weiter oben allgemein beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen auch eine Wert-Historie und/oder eine Ereignis-Historie hinterlegt.
Die Datenleitungen 150 weisen vorzugsweise jeweils ein Identifikationsetikett 151 auf, auf dem Bedienerinformationen wie beispielsweise die Art der Datenleitung, oder die Art des angeschlossenen Sensorkopfes 100 hinterlegt sind.
Die Figuren 2a-c zeigen die Auswerteinheit 200 in mehreren Ansichten. Zusätzlich zu der Darstellung gemäß Figur 1 ist in den Figuren 2a-c eine Schutzkappe 203 gezeigt, die auf der Seite der ersten Schnittstellen 219 an dem Gehäuse 201 angebracht ist. Die Schutzkappe 203 sichert gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Datenleitungen von den ersten Schnittstellen 219 ab und schützt die Verbindung gegen äußere Krafteinwirkung (etwa Stöße, Schläge). Die Schutzkappe 203 ist mittels Befestigungsmitteln 205, beispielsweise Schraubverbindungen, verliersicher an dem Gehäuse 201 befestigt. In Figur 2a ist zusätzlich zu der zweiten Schnittstelle 208 eine dritte Schnittstelle 222 angedeutet. Die dritte Schnittstelle 222 ist dazu eingerichtet, vorzugsweise bidirektional signalleitend mit einem Konfigurationsgerät wie beispielsweise einem tragbaren Computer, Tablet, Servicegerät oder Mobiltelefon zu kommunizieren.
Näheres zu den Datenkommunikationsvorgängen ergibt sich aus der nachfolgend beschriebenen Figur 3. Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau eines Brandmeldesystems 400. Neben dem Melder 300, der Auswerteinheit 200 und den Sensorköpfen 100 umfasst das Brandmeldesystem 400 ferner die Alarmsignalempfangseinrichtung 301, welche vorzugsweise gemäß den weiter oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist. Die Auswerteinheit 200 ist örtlich von der Alarmsignalempfangseinrichtung 301 beabstandet, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Brandmelder-und/oder Löschsteuerzentrale ausgebildet ist.
Die Konfiguration der Auswerteinheit 200 erfolgt vorzugsweise über ein oder mehrere Hardware-Schaltelemente 242, beispielsweise DIP-Schalter, und/oder über die dritte Schnittstelle 222. Die dritte Schnittstelle 222 empfängt vorzugsweise von einem Konfigurationsgerät 221, etwa einem tragbaren Computer, Tablet, Servicegerät oder Mobiltelefon, einen mehrere oder sämtliche der Folgenden: Konfigurationsparameter K, Firmware F, Konfigurationsdaten D, Steuerbefehle B. Die empfangenen Elemente werden von einer elektronischen Baugruppe 212, umfassend eine Rechnereinheit 206, beispielsweise in Form eines Mikrocontrollers, verarbeitet und/oder mittels der ersten Schnittstellen 219 an die Sensorköpfe 100 weitergeleitet. Dies gilt insbesondere für etwaige Firmwaredaten F, Konfigurationsdaten D, zum Konfigurieren der Sensorköpfe 100, oder Steuerbefehle B zum Ansteuern der Sensorköpfe 100, beispielsweise für Selbstfunktionstests oder Selbstkalibrierungsmaßnahmen. Die Elemente K, F, D, und B könnten alternativ auch mittels der dritten Schnittstelle 222, und/oder von der Alarmsignalempfangseinrichtung 301 aus und über die zweite Schnittstelle 208 eingespielt werden, sofern die jeweiligen Schnittstellen zur bidirektionalen Datenübertragung eingerichtet sind.
Die Auswerteinheit 200 ist mittels der elektronischen Baugruppe 212 und der Rechnereinheit 206 dazu eingerichtet, die erhaltenen Konfigurationsparameter K in einem Speicher 215 zu hinterlegen und auf Basis der Konfigurationsparameter K die ersten Schnittstellen 219 zu konfigurieren. Vorzugsweise werden die ersten Schnittstellen 219 zumindest dahingehend konfiguriert, dass die Auswerteinheit 300 für jede der ersten Schnittstellen 219 zuordnet, ob an die Schnittstelle für den Betrieb ein Sensorkopf 100 angeschlossen werden soll, und vorzugsweise, welchen Typs der Sensorkopf 100 ist, der angeschlossen werden soll. Ferner ist die Auswerteinheit 200 dazu eingerichtet, auf Basis der Konfigurationsparameter K ein Alarmsignal S_A zu generieren, wenn Gefahrensignale S_G oder normierte Gefahrensignale S_out in einer vordefinierten Konstellation von den ersten Schnittstellen 219 empfangen werden. Verschiedene Konstellationen können beispielsweise die folgenden sein:
Eine vorgeschriebene Reihenfolge der Signaleingänge an den ersten Schnittstellen 219, ein vorgeschriebener (maximaler) zeitlicher Abstand zwischen den Signaleingängen an den ersten Schnittstellen 219, die Anzahl der erforderlichen Signaleingänge an den ersten Schnittstellen 219.
Erste Schnittstellen 219, die im Betrieb nicht verwendet werden sollen, sind vorzugsweise mittels einer Verschlusskappe 220 verschlossen.
Nachfolgend soll die Einrichtung des Melders 300 im Brandmeldesystem 400 beschrieben werden. Zum Installieren des Melders 300 in einem zu überwachenden Raum werden zunächst ein oder mehrere Konfigurationsparameter K bereitgestellt, entweder direkt mittels der Hardware-Schaltelemente 242, aus dem Speicher 215 der Auswerteinheit 200 oder mittels der dritten Schnittstelle 222. Zusätzlich wird ein Einrichtungsmodus an der Auswerteinheit 200 gestartet, entweder mittels des Konfigurationsgeräts 221 über die dritte Schnittstelle 222, oder über einen oder mehrere separate, von extern, insbesondere manuell, ansteuerbare Schaltelemente 216, 217, die vorzugsweise als magnetisch betätigbare Reed-Kontakte ausgebildet sind. Nach gestartetem Einrichtungsmodus sendet die Auswerteinheit 200 über diejenigen ersten Schnittstellen 219, die mittels der Konfigurationsparameter K einem Sensorkopf 100 zugewiesen sind, über diejenigen ersten Schnittstellen 219 ein Anforderungssignal S_req. Sofern das Anforderungssignal S_req über die Schnittstelle 104 von den Sensorköpfen 100 empfangen wird, übermitteln die Sensorköpfe 100 Sensorkopfdaten 117 an die ersten Schnittstellen 219. Geht das Signal S_req nicht zu den Sensorköpfen 100 durch, wird ein Störsignal erzeugt.
Die Auswerteinheit ist dazu eingerichtet, die von den Sensorköpfen 100 empfangenen Sensorkopfdaten mit dem ihr zuvor bereitgestellten Konfigurationsparametern K abzugleichen. Stimmen die Sensorkopfdaten 117 für den jeweiligen Sensorkopf 100 an der jeweiligen ersten Schnittstelle 219 überein, d.h. ist tatsächlich derjenige Sensorkopf an der ersten Schnittstelle 219 angeschlossen, der vorher mittels der Konfigurationsparameter K zugewiesen wurde, erzeugt die Auswerteinheit 200 vorzugsweise ein Bestätigungssignal oder Informationselement.
Liegen für alle zuvor mittels der Konfigurationsparameter K für den Anschluss von Sensorköpfen 100 konfigurierten ersten Schnittstellen 219 Bestätigungssignale bzw. Informationselemente vor, wird vorzugsweise der Einrichtungsmodus automatisch beendet und in den Betriebsmodus übergegangen. Beim Vorliegen eines Störsignals wird der Bediener hierüber, vorzugsweise durch optische und/oder akustische Anzeige, benachrichtigt, und der Einrichtungsmodus wird ebenfalls beendet, ohne dass allerdings in den Betriebsmodus übergegangen wird.
Ein Störsignal wird vorzugsweise nicht nur dann erzeugt, wenn keine Übertragung von Sensorkopfdaten hin zur Auswerteinheit 200 erfolgt ist, sondern auch dann, wenn zwar Sensorkopfdaten 117 übermittelt wurden, diese allerdings nicht mit den vorab bereitgestellten Konfigurationsparametern K für die jeweilige erste Schnittstelle 219 übereinstimmen.
Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, stellt die Erfindung eine besonders einfache Möglichkeit zur Installation eines komplexen, modularen Multisensor- Brand-und/oder Funkenmeldersystems zur Verfügung. Die Einrichtung und Interpretation der von den Sensorköpfen bereitgestellten Gefahrensignale wird vorzugsweise von der Auswerteinheit automatisch übernommen, so dass der recht komplexe Multisensormelder nach außen hin, also zur Alarmsignalempfangseinrichtung 301 hin wie ein einzelner Melder kommuniziert. Insbesondere bei komplexen Objekten mit einer Vielzahl zu überwachender Bereiche und einer hohen Anzahl verwendeter Melder sorgt dies für eine erhebliche Entlastung auf Seiten der Alarmsignalempfangseinrichtung. Zusätzlich spielt der erfindungsgemäße Multisensor-Brandmelder in beengten Umgebungen die Stärke seiner kompakten Bauform und verteilten Architektur aus.

Bezugszeichenliste

Sensorköpfe	100
Schnittstelle Sensorkopf	104
zentraler Datenspeicher	105
Signalverarbeitungseinheit	106
Temperatursensor	110
Sensorkopfdaten	117
Datenleitung	150
Identifikationsetikett	151
Auswerteinheit	200
Gehäuse	201
Schutzkappe	203
Befestigungsmittel	205
Rechnereinheit	206
zweite Schnittstelle	208
Elektronische Baugruppe	212
Speicher	215
Schaltelemente	216, 217
erste Schnittstelle	219
Verschlusskappe	220
Konfigurationsgerät	221
dritte Schnittstelle	222
Hardware-Schaltelemente	242
Melder	300
Alarmsignalempfangseinheit	301
Brandmeldesystem	400
Konfigurationsparameter	K
Firmware	F
Konfigurationsdaten	D
Steuerbefehle	B
Alarmsignal	S_A
Gefahrensignale	S_G
Normierte Gefahrensignale	S_out
Anforderungssignal	S_req

Claims

Modularer Multisensor-Brandmelder (300), mit
- einer Auswerteinheit (200), und

- mehreren Sensorköpfen (100), die zu der Auswerteinheit (200) örtlich beabstandet angeordnet und signalleitend mit der Auswerteinheit (200) verbunden sind,

wobei die Auswerteinheit (200) signalleitend mit einer örtlich beabstandeten Alarmsignalempfangseinrichtung (301) verbindbar ist, so dass die Auswerteinheit (200), die Sensorköpfe (100) und die Alarmsignalempfangseinrichtung (301) nicht in einem gemeinsamen oder in mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert sind, und

wobei die Sensorköpfe ein explosionsgeschütztes, staub- und/oder gaseintrittsgeschütztes Gehäuse aufweisen,

wobei die Auswerteinheit (200) zum Empfang von zumindest einem von: Firmware (F), Konfigurationsdaten (D), Steuerbefehle (B), jeweils für die Sensorköpfe (100), sowie zum Weiterleiten der empfangenen Daten an die Sensorköpfe (100) eingerichtet ist.
Melder (300) nach Anspruch 1,
wobei die Auswerteinheit (200) mehrere erste Schnittstellen (219) zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit mit den Sensorköpfen (100), und mindestens eine zweite Schnittstelle (208) zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit (200) mit der Alarmsignalempfangseinrichtung (301) aufweist.
Melder (300) nach Anspruch 2,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, mittels der ersten Schnittstellen (219) von den Sensorköpfen (100) erhaltene Gefahrensignale (S_G) auf das Vorliegen eines Alarmfalls hin zu interpretieren, und bei Vorliegen eines Alarmfalls ein für den Alarmfall repräsentatives Alarmsignal (S_A) zu generieren und mittels der zweiten Schnittstelle (208) an die Alarmsignalempfangseinrichtung (301) zu senden.
Melder (300) nach Anspruch 3,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, die Gefahrensignale (S_G) in Abhängigkeit eines oder mehrerer Konfigurationsparameter (K) zu interpretieren, wobei vorzugsweise die Konfigurationsparameter (K) in der Auswerteinheit (200) hinterlegt sind; und/oder wobei die Auswerteinheit (200) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, mittels der zweiten Schnittstelle (208) und/oder mittels einer dedizierten dritten Schnittstelle (222) die Konfigurationsparameter (K) zu empfangen.
Melder (300) nach Anspruch 4,
wobei die Konfigurationsparameter (K) einen, mehrere oder sämtliche der Folgenden umfassen:
- Anzahl der Sensorköpfe (100),

- Typ oder Typen der Sensorköpfe (100),

- einen oder mehrere Schwellwerte der von den Sensorköpfen (100) übermittelten Gefahrensignale (S_G), infolge deren Überschreitung die Auswerteinheit (200) das Gefahrensignal (S_G) vom jeweiligen Sensorkopf (100) registriert,

- Anzahl erforderlicher Gefahrensignalregistrierungen durch die Sensorköpfe (100), infolge derer die Auswerteinheit (200) ein Alarmsignal (S_A) mittels der zweiten Schnittstelle (208) übermittelt,

- erforderliche zeitliche Abfolge der Gefahrensignalregistrierungen, infolge deren Auftreten die Auswerteinheit (200) ein Alarmsignal (S_A) mittels der zweiten Schnittstelle (208) übermittelt,

- Bereich eines erforderlichen zeitlichen Abstands, vorzugsweise maximaler zeitlicher Abstand, zwischen mehreren Gefahrensignalregistrierungen, infolge dessen Einhaltung die Auswerteinheit (200) ein Alarmsignal (S_A) mittels der zweiten Schnittstelle (208) übermittelt.
Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei zumindest einer der Sensorköpfe (100) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls (B) einen Funktions-Selbsttest durchzuführen, und ein für das Bestehen oder Nichtbestehen des Funktions-Selbsttests repräsentatives Informationselement in einem Speicher (105) zu hinterlegen und/oder an die Auswerteinheit (200) zu übermitteln, und wobei

die Steuerbefehle (B) einen Befehl zum Durchführen des Funktions-Selbsttests umfassen.
Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Sensorkopf (100) oder zumindest einer der Sensorköpfe (100) einen Datenspeicher (105) aufweist, und dazu eingerichtet sind, die gemessenen Brand- und/oder Gefahrkenngrößen in dem Datenspeicher (105) zu hinterlegen, und wobei

die Steuerbefehle (B) einen Befehl zum Auslesen und/oder Zurücksetzen des Datenspeichers (105) umfassen, wobei der Sensorkopf (100) vorzugsweise dazu eingerichtet ist,
- eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte, und/oder

- die Maxima und/oder Minima der erfassten Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher in einer Wert-Historie zu hinterlegen.
Melder (300) nach Anspruch 7,
wobei der Sensorkopf (100) einen Temperatursensor (110) zur Erfassung der Temperatur im Inneren des Sensorkopfes aufweist und vorzugsweise dazu eingerichtet ist, eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Temperaturwerte aus dem Inneren des Sensorkopfes, und/oder
- die Maxima und/oder Minima der erfassten Temperatur im Inneren des Sensorkopfes jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher (105) in einer Wert-Historie zu hinterlegen;
und/oder

wobei der Sensorkopf (100) dazu eingerichtet ist, vorbestimmte Ereignisse zu registrieren und jeweils mit Zeitstempel als Ereignis-Historie in dem Datenspeicher (105) zu hinterlegen.
Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Sensorkopf (100) oder zumindest einer der Sensorköpfe (100) zum Durchführen einer Selbstkalibrierung in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls (B) eingerichtet ist, und wobei

die Steuerbefehle (B) einen Befehl zum Durchführen der Selbstkalibrierung umfassen.
Melder (300) nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, ein Anforderungssignal (S_req) mittels der ersten Schnittstellen (219) an die Sensorköpfe (100) zu senden, und als Antwort auf das Anforderungssignal (S_req) Sensorkopfdaten (117) aus einem Speicher (105) der Sensorköpfe (100) zu empfangen, wobei die Auswerteinheit (200) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der empfangenen Sensorkopfdaten (117) die mittels der jeweiligen ersten Schnittstelle (219) verbundenen Sensorköpfe (100) zu identifizieren.
Melder (300) nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
wobei die dritte Schnittstelle (222) zum Anschluss eines Konfigurationsgerätes (221) zum Einspeisen, Auslesen und/oder Bearbeiten eines, mehrerer oder sämtlicher der Folgenden eingerichtet ist: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten, Inhalt des Datenspeichers des Sensorkopfes, Konfigurationsdaten, Firmware, Steuerbefehle, und/oder wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, mittels der zweiten Schnittstelle (208) von der Alarmsignalempfangseinrichtung (301) eines, mehrere oder sämtliche der Folgenden zu erhalten: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten Konfigurationsdaten, Firmware, Steuerbefehle.
Melder nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
mit einem oder mehreren Hardware-Schaltern (242) zum manuellen Auswählen der Konfigurationsparameter (K) für die ersten Schnittstellen (219), mit denen die Sensorköpfe zu verbinden sind.
Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteinheit (200) zur Durchführung eines Einrichtungsmodus zur Identifikation der mit der Auswerteinheit (200) verbundenen Sensorköpfe (100) und vorzugsweise zur automatischen Auswahl geeigneter Konfigurationsparameter (K) in Abhängigkeit der erfolgten Identifikation der verbundenen Sensorköpfe (100) eingerichtet, und vorzugsweise mindestens ein von extern, insbesondere manuell, ansteuerbares Schaltelement (216, 217) zum Aktivieren, und vorzugsweise zum Beenden, des Einrichtungsmodus aufweist.
Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Sensorköpfe (100) zur Erfassung
- elektromagnetischer Strahlung von Funken und/oder Flammen,

- einer Temperatur, vorzugsweise der Umgebungstemperatur oder der Gehäusetemperatur im Inneren des Sensorkopfes (100),

- von Gaskonzentrationen, Gaszusammensetzungen und/oder Konzentrationsänderungen bestimmter gasförmiger Bestandteile von Brandgasen, thermischer Zersetzungsprodukte, toxischer oder brennbarer Gase, oder

- von Aerosolen, insbesondere Rauchaerosolen eingerichtet sind.
Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Sensorköpfe (100) jeweils eine Signalverarbeitungseinheit (106) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Gefahrensignal (S_G) zu normieren und als normiertes Sensorkopfausgangssignal (S_out) an die Auswerteinheit (200) zu übermitteln.
Brandmeldesystem (400),
mit mindestens einem modularen Multisensor-Brandmelder (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und einer Alarmsignalempfangseinrichtung (301), welche signalleitend mit dem modularen Multisensor-Brand- und/oder Funkenmelder (300) verbunden und örtlich von ihm beabstandet ist.