FI85917B - Foerfarande foer samling av till en brand relaterade data och branddetektor samt brandalarmsystem som utnyttjar foerfarandet. - Google Patents

Description

1 85917

Tulipaloon liittyvän tiedon keräysmenetelmä ja menetelmää soveltava palonilmaisin sekä palohälytysjärjestelmä Tämä keksintö liittyy tulipaloa koskevan tiedon keräys-menetelmään, joka analogisessa muodossa kokoaa tulipalon aiheuttamia muutoksia fysikaalisissa ilmiöissä ja määrittelee tulipalon sen tiedon perusteella, joka on saatavissa analogisen tutkimustiedon käsittelystä ja menetelmää hyödyntävästä palonilmaisimesta ja myös menetelmää hyödyntävästä palohälytysj ärj estelmästä.

Äskettäin on kehitetty monien tutkimusten jälkeen nk. analo-giatyyppinen palohälytysjärjestelmä, jossa on asennettu analogiset ilmaisimet, joiden havainnoiva osa on sovitettu tutkimaan tulipalon aiheuttamia muutoksia fysikaalisissa ilmiöissä kuten savun tiheydessä, lämpötilassa ym ja signaali-keskus on sovitettu vastaanottamaan analogista tietoa ilmaisimilta ja tekemään ratkaisu tulipalosta analogisen havainnointi tiedon perusteella.

Tämän kaltaisessa analogiatyyppisessä palohälytysjärjestelmässä monilukuiset analogiset fysikaalisten ilmiöiden muutosta havainnoivat ilmaisimet ovat kytketyt signaalikeskuk-sesta johdettuun signaalilinjaan ja analogiset ilmaisimet tarkastetaan peräkkäin ennalta määritellyn näyttenottojakson valitsemisjärjestelmän mukaan siten, että signaalikeskus voi kerätä analogisen havainnointitiedon kultakin analogiselta ilmaisimelta. Tarkemmin sanottuna, monilukuiset analogiset ilmaisimet palauttavat peräkkäin, aikaviiveellä, kukin oman analogisen havainnointitietonsa signaalikeskukseen.

. . Siten signaalikeskus vastaanottaa aikajakoisesti analogista tietoa kultakin analogiselta ilmaisimelta. Jotta analogista tietoa, joka palautetaan kultakin analogiselta ilmaisimelta, ·:·: saataisiin kerättyä mahdollisimman paljon, näytteenotto- 2 85917 jaksoa analogisilla ilmaisimilla on lyhennetty mahdollisimman paljon ja analoginen tutkimustieto analogisilta ilmaisimilta on kerätty. Tällaisella näytteenotolla saatu analoginen havainnointitieto osoitetaan liukuvan keskiarvon ja/tai aritmeettisen keskiarvon laskentaan siten, että tulipalon määrittäminen voidaan tehdä sen tiedon nojalla, joka saadaan liukuvan keskiarvon ja/tai aritmeettisen keskiarvon laskennan perusteella.

Kuitenkin sellainen palohälytysjärjestelmä, jossa näyt-teenottojakso on lyhennetty minimiin, aiheuttaa joitain ongelmia, vaikka paljon analogista tietoa voidaan saada jokaiselta ilmaisimelta aikayksikössä.

Tarkemmin määrittäen signaalikeskus vastaanottaa informaation lisäksi kunkin analogisen ilmaisimen mittauksen aikana ja sitä seuraavan analogisen havainnointitiedon siirron aikana syntyviä häiriöitä sekoittuneena signaaliin, joka ilmaisee tulipalon aiheuttamia muutoksia fysikaalisissa ilmiöissä kuten savun tiheydessä, lämpötilassa ym. Signaalikeskus siten käsittelee signaalia, johon häiriökomponentit ovat sekoittuneet, joten tulipalon määrittämiseen kuluu merkittävä aika tai myös on mahdollista väärän ratkaisun tekeminen palo-olosuhteista, jos häiriökomponentit ovat huomattavia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on siten määrittää keräysmenetelmä, joka pystyy tehokkaasti poistamaan häiriökomponentit kustakin analogisesta havainnointitiedosta kuten savun havainnointitiedosta, lämpötilan havainnointi-tiedosta ym. ja pystyy tarkasti määrittämään palo-olosuhteet todellisista signaalikomponenteista, ja määrittää palonil-maisin ja palohälytysjärjestelmä, jotka molemmat hyödyntävät menetelmää.

Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi esillä olevan keksinnön keräysmenetelmä koostuu tulipalon aiheuttamien fysikaalisten ilmiöiden muutosten havainnoimisesta analogisessa muodossa, . analogisen havainnointitiedon näytteenotosta ja liukuvan keskiarvon laskennasta aikajaksottaisista näytetiedoista.

3 85917

Menetelmälle on tunnusomaista se, että suodatetaan havain-nointitieto, jonka rajataajuus voi olla sama kuin analogisen havainnointitiedon taajuuskomponenttien pääkomponenttien maksimitaajuus, toteutetaan näytteenottotaajuus ja asetuslu-ku liikkuvan keskiarvon laskemiseksi siten, että rajataajuus, jonka määrää näytteenottojen lukumäärä aikayksikössä suodattimessa, on pienempi kuin sanottu maksimitaajuus.

Esillä olevan keksinnön palonilmaisin koostuu havainnoin-tiosasta tulipalon aiheuttamien fysikaalisten ilmiöiden muutosten havainnointiin analogisessa muodossa, suodattimesta sisältäen näytteenotto-osan analogisen havainnointitiedon näytteiden ottamista varten ja laskentaelimen liukuvan keskiarvon laskentaan näytteenotto-osan tuottamista aikajaksottaisista näytetiedoista. Palonilmaisimeen kuuluu patenttivaatimuksen 4 mukaisesti tunnusmerkkinä se, että suodattimen rajataajuus voi olla sama kuin analogisen havainnointitiedon taajuuskomponenttien pääkomponenttien maksimitaajuus ja että siihen kuuluu ohjausosa, joka aikaansaa näytteenottojakson ja asetusarvon liukuvan keskiarvon laskentaa varten niin, että rajataajuus, jonka määrää näytteiden lukumäärä aikayksikössä suodattimessa, on pienempi kuin sanottu maksimitaajuus.

Esillä olevan keksinnön palohälytysjärjestelmä koostuu sig-naalikeskuksesta, jossa on ainakin yksi havainnoiva osa tulipalon aiheuttamien fysikaalisten ilmiöiden muutosten havainnointiin analogisessa muodossa ja analogisen havainnointitiedon syöttämisestä antoon kytkettyyn signaalikeskukseen, ja signaallkeskuksessa on suodatin sisältäen näytteenotto-osan analogisen havainnointitiedon näytteiden ottamista varten Ja laskentaelimen liukuvan keskiarvon laskentaan näytteenotto-osan tuottamista aikajaksottaisista näytetiedoista. Tälle palohälytysjärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksessa 8.

Esillä oleva keksintö mahdollistaa tehokkaan tiedon vastaanoton ja käsittelyn käsittäen savun havainnointitiedot ja 4 85917 lämpötilan havainnointitiedot, kummankin erikseen ja voi paljon parantaa palohälytysjärjestelmän luotettavuutta.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 on lohkokaavio kyseisen keksinnön täydellisestä rakenteesta? kuvio 2 on signaalikaavio, joka esittää palonilmaisimien vastausta signaalikeskuksen kutsuun; kuvio 3 on signaalikaavio, joka esittää kutsupulssit suurennetussa mittakaavassa ja osoittaa havainnointitiedon vastaanoton ajoituksen suhteessa vastaaviin kutsupulssei-hin; kuvio 4 esittää kuvaajan riippuvuutta liukuvan keskiarvon laskentaa varten määritetyn asetusluvun Ns ja näytteenotto-jakson Ts välillä, kun rajataajuus savun havainnointitie-dolle on asetettu 10,2 mHz sekä riippuvuutta liukuvan keskiarvon laskentaa varten määritetyn asetusluvun Nh ja näytteenotto jakson Th välillä, kun rajataajuus lämpötilan ha-vainnointitiedoille on asetettu 50 mHz, kumpaakin erikseen; kuvio 5 esittää savun havainnointitiedon taajuudesta riippuvaisen siirron hyötysuhdetta; .·. : kuvio 6 vastaavasti esittää lämpötilan havainnointitietojen taajuudesta riippuvaisen systeemin hyötysuhdetta; ja • ! kuvio 7 esittää merkitsevimpien komponenttien monikertojen jakautumista ajan mukaan vaihtelevien taajuuskomponenttien joukossa savuntiheyden ja lämpötilan havainnointitiedoissa varhaisessa vaiheessa olevasta tulipalosta.

Aluksi kokeelliset tulokset, joihin kyseinen keksintö pe- • · : rustuu, selostetaan viitaten kuvioon 7.

• » 5 85917 oordinaatta kertoo lukumäärän ja abskissa taajuuden (mHz). Savu on merkitty valkoisella pylväällä ja lämpötila varjostetulla pylväällä, 5 mHz välein.

Monipuolisia palokokeita on suoritettu ja analoginen havain-nointitieto savusta ja lämpötilasta tulipalon varhaisessa vaiheessa on analysoitu. Analysoinnin tulokset paljastavat, että savun kyseessä ollessa maksimitaajuus häiriöitä sisältävissä taajuuskomponenteissa on 35 mHz ja merkitsevimpien komponenttien, joista häiriökomponentit on poistettu, maksimitaajuus on 10 mHz, kuten kuvio 7 osoittaa. Lämpötilan ollessa kyseessä, maksimitaajuus häiriökomponentit sisältävissä taajuuskomponenteissa on 180 mHz ja merkitsevimpien komponenttien, joista häiriökomponentit on poistettu, maksimitaajuus on 40 mHz, kuten kuvio 7 osoittaa. Kuitenkin merkitsevimpien komponenttien maksimitaajuuden pitäisi vaihdella rippuen huoneen, missä kokeet on suoritettu, koosta ja sen tulisi olla suurempi kuin kuvio 7 osoittaa kun toiset olosuhteet otetaan tarkasteltavaksi. Siten merkitsevimpien komponenttien maksimitaajuus on arvioitu olevan 20 mHz savun kyseessä ollessa ja 60 mHz lämpötilan kyseessä ollessa.

: Kyseisen keksinnön koostumuksessa, kuten myöhemmin selos- ··· tetaan, suodattimen rajataajuus on määritelty näytteenotto- . I jaksolla ja joukolla näytetietoja, joista lasketaan liuku- : vaa keskiarvoa siten, että rajataajuus täsmäisi merkitse vimpien komponenttien maksimitaajuuden kanssa palonhavain-nointiosasta saadun analogisen tiedon taajuuskomponenttien V. joukossa.

Kuviossa 1 on esitetty täydellinen kaavio kyseisen keksin-nön eräästä suoritusmuodosta.

1 on signaalikeskus, johon käyttöjännite/signaalilinja L on liitetty. Monilukuiset s avun ilma is imet 2a, 2b, ... 2n, *:··* joissa jokaisessa on savun havainnointiosa tulipalon aiheut- • · * · · • · 6 85917 tämän savun tiheydessä tapahtuvan muutoksen havainnoimiseen analogisessa muodossa ja monilukuiset lämpötilanilmaisimet 3a, 3b, ... 3n, joissa jokaisessa on lämpötilan havainnoin-tiosa tulipalon aiheuttaman lämpötilan muutoksen havainnoimiseen analogisessa muodossa, ovat liitetyt käyttöjän-nite/signaalilinjaan L.

Monilukuiset savunilmaisimet 2a, 2b, ... 2n ja monilukuiset lämpötilanilmaisimet 3a, 3b, ... 3n on alustettu määrittelemällä niille omat osoitteet, kullekin erikseen, ja ne peräkkäin palauttavat analogista havainnointitietoa signaa-likeskukselle vastauksena peräkkäisille kutsuille signaali-keskukselta. Tarkemmin, jokainen savunilmaisin sisältää ikkunakomparaattorin havainnoimassa V2 voltin suuruisia jännitepulsseja ja pulssilaskurin laskemassa komparaattorin ulostulossa. Jokainen savunilmaisin laskee kutsupuls-seja signaalikeskukselta 1 ja kun pulssien lukumäärä laskettaessa yhtyy kunkin omaan osoitteeseen, se palauttaa savunhavainnointitietonsa virtapulssina vapaalla hetkellä eli kutsupulssien välisenä aikana. Vastaavasti, jokainen monilukuisista lämpötilanilmaisimista 3a, 3b, ... 3n sisältää ikkunakomparaattorin, joka havainnoi V3 voltin suuruisia jännitepulsseja ja pulssilaskurin kytkettynä kompa-. . raattorin ulostuloon. Kun laskettujen pulssien lukumäärä ; ** yhtyy kunkin omaan osoitteeseen, jokainen lämpötilanil- maisin palauttaa lämpötilan havainnointitiedon virtapuls-: sinä vapaalla hetkellä eli kutsupulssien välisenä aikana.

Tässä yhteydessä huomautettakoon, että savunilmaisimen 2a, 2b, ... 2n vastaus on asetettu korkeammaksi kuin savu-:Y: tiheystietojen rajataajuus fcs, kuten myöhemmin yksityis kohtaisemmin selostetaan ja lämpötilanilmaisimen 3a, 3b, : ... 3n vastaus on asetettu korkeammaksi kuin lämpötila- tietojen rajataajuus fch.

Signaalikeskuksen 1 sisäinen rakenne selostetaan seuraa-vaksi.

• Λ • · • · · « · · • · 5- i 85917

Signaalikeskus koostuu digitaalisesta suodattimesta 4, digitaalisen suodattimen 4 ohjausosasta 11, palonmääritys-osasta 9 palon määrittämiseksi käsitellyn tiedon nojalla ja hälytysosasta 10 palohälytyksen antamiseksi palonmääri-tysosasta 9 saamiensa ohjeiden mukaisesti. Digitaalinen suodatin 4 sisältää näytteenotto-osan 5, A/D-muuntimen 6, varastointiosan 7 ja laskentaelimen 8.

Näytteenotto-osa 5 lähettää, Ts sekunnin välein, ohjausosan 11 ohjeiden mukaisesti, V2 voltin suuruisia kutsupulsseja savunilmaisimille 2a, 2b, ... 2n ja lähettää, Th sekunnin välein, ohjausosan 11 ohjeiden mukaisesti, V3 suuruisia jännitepulsseja lämpötilanilmaisimille 3a, 3b, ... 3n, niin että näytteeksi otetaan savun havainnoititieto Ts sekunnin välein ja lämpötilan havainnointitieto Th sekunnin välein.

A/D-muunnin huolehtii näyteenotto-osasta 5 saatavan näytteen A/D-muunnoksesta ja varastointiosa 7, ohjausosan 11 ohjeiden mukaisesti, varastoi A/D-muunnetun näytetiedon vastaavan ilmaisimen osoitteeseen. Lasken tae 1 intä 8 syötetään varastointiosasta 7 varastoidulla tiedolla ja se laskee, ohjausosasta 11 saatujen ohjeiden mukaisesti, liu-.·. : kuvaa keskiarvoa joka Ns peräkkäisestä savuntiheystiedosta ja joka Nh peräkkäisestä lämpötilatiedosta.

:·· ' Tiedonsiirron ajoitusta koskien savunilmaisimien ja lämpö- tilanilmaisimien vastauksia näytteenotto-osan 5 kutsuun selostetaan seuraavassa, viitaten kuvioihin 2 ja 3.

Kuten kuvio 2 esittää, näytteenotto-osa 5, ohjausosan 11 ohjeiden mukaisesti, lähettää Ts sekunnin (esim. 14 s) ;‘j'; välein savunilmaisimille kutsupulssit 1S, 2S, 3S... jän- • . nitetasolla, jossa jännite V2 (esim. 35 V) lisätään jän- nitteeseen V1 (esim. 28 V) . Ja näytteenotto-osa 5 ottaa '···' analogisen näytteen peräkkäin jokaiselta savunilmaisimelta ·:**: 2a, 2b, ... 2n ja vastaanottaa näytetiedot savuntiheys- • · · • · · β 85917 tietoina 1S, 2S, 3S,... joka Ts sekunti. Vastaavasti, näytteenotto-osa 5 lähettää lämpötilailmaisimille Th sekunnin (esim. 4 s ) välein kutsupulssit 1H, 2H, 3H... jännitetasolla, jossa jännite V3 (esim. 40V) lisätään jännitteeseen V1. Näytteenotto-osa ottaa sitten analogisen näytteen peräkkäin jokaiselta lämpötilanilmaisimelta 3a, 3b, ... 3n ja vastaanottaa näytetiedot lämpötilatie-toina 1H, 2H, 3H... joka Th sekunti. Perusjännitetaso kutsupulsseilla eli jännite V1 toimii käyttöjännitteenä kullekin paloilmaisimelle.

Kuvio 3 esittää suurennetussa mittakaavassa kutsupulssin 1S savunilmaisimelle ja kutsupulssin 1H lämpötilanilmai-simelle. Kuvio 3 esittää myös savuntiheystiedon 1S ja lämpötilatiedon 1H vastaanoton ajoituksen vastauksena kut-supulsseihin 1S ja 1H, kumpikin erikseen. Kuten kuvio 3 esittää, kutsupulssit 1S, joita on yhtä monta kuin asennettuja savunilmaisimia (esim. 100) , lähetetään savunilmai-simille 2a, 2b, ... 2n T3 sekunnin (esim. 10 ms) välein.

Tarkemmin, kutsupulssit lähetetään kutsuajassa T1 T1 = T3 x 100 > = 10 (ms) x 100 l

= 1000 (ms) I

··.: = 1 (s) J

'} lämpötilanilmaisimille 2a, 2b, ... 2n ja savuntiheyden : : havainnointitiedot vastaanotetaan vapaalla, kutsupulssien välisellä, ajalla vastaavilta savunilmaisimi 1 ta, kultakin • erikseen. Vastaavasti, kutsupulssit, joita on yhtä monta kuin asennettuja lämpötilanilmaisimia (esim. 100) , lähetetään lämpötilanilmaisimille 3a, 3b, ... 3n T4 sekun- . . nin (esim. 10 ms) välein. Tarkemmin, kutsupulssit lämpö- • · · tilanilmaisimille 3a, 3b, ... 3n lähetetään kutsuajassa • · ' T2, joka saadaan: T2 = T4 x 100 Λ = 10 (ms) x 100 ) ^ = 1000 (ms) ( = 1 (s) J ί • · ί 9 85917 ja lämpötilan havainnointitiedot vastaanotetaan vapaalla, kutsupulssien välisellä, ajalla vastaavilta lämpötilanilmai-similta, kultakin erikseen.

Digitaalisen suodattimen toiminta, eli näytteenotto-osan 5 näytteenottojaksojen Ts, Ih ja asetusnumerojen Ns' Nh välinen yhteys selostetaan seuraavaksi. Asetusnumero Ns on aika-jaksotieto liittyen varastointiosaan 7 varastoituun savun-tiheystietoon ja määrätään laskentae1imen 8 suorittama liukuvan keskiarvon laskentaa varten, kun taas asetusnumero Nh on aikajaksotieto liittyen lämpötilatietoon, joka on varastoituna muiden tietojen joukossa varastointiosas-sa 7.

Kuviossa 4, kuvaaja A esittää näytteenottojakson Ts riippuvuutta liukuvan keskiarvon laskentaa varten määrätystä asetusnumerosta Ns. Tässä käyrässä lausekkeen 1/(Ts x Ns) arvoksi on asetettu arvo (esim. 0,0102 Hz), joka on matalampi kuin savun havainnoinnin merkitsevimpien komponenttien maksimitaajuus eli rajataajuudella 10,2 mHz. Kuvaaja B kuviossa 4 esittää näytteenottojakson Th riippuvuutta liukuvan keskiarvon laskentaa varten määrätystä asetuslu-vusta Ns. Käyrässä lausekkeen 1/(Th x Nh) arvoksi on ase-.·. ; tettu arvo (esim. 0,05 Hz eli rajataajuus on 50 mHz) , joka on matalampi kuin lämpötilan havainnoinnin merkitsevimpien . ! komponenttien maksimitaajuus.

Kuten ilmeistä kuvion 4 kuvaajassa A savuntiheystiedoista havaitaan, kun lausekkeen 1/(Ts x Ns) arvoksi asetetaan v." 0,0102 Hz, riippuvuus näytteenotto-osan 5 näytteenotto- jakson Ts ja laskentaelimen 8 asetusluvun Ns välillä on seuraava. Jos asetusluvuksi asetetaan 7, näytteenotto-jakson Ts pituudeksi määräytyy 14 sekuntia ja jos asetus-‘ . luvuksi asetetaan 5, silloin näytteenottojaksoksi määräy tyy 19»6 sekuntia. Lausekkeen 1/(Ts x Ns) arvoa ei ole *···* rajoitettu 10,2 mHz ja näytteenotto jakso Ts asetusluvun ·;··: Ns kanssa on sopivasti valittava siten, että lausekkeen m · « · *

« I

10 8591 7 1/(Ts x Ns) arvo on matalampi kuin 20 mHz, mikä arvo oletettavasti vastaa todellista tulipaloa.

Vastaavasti, kuten ilmeistä lämpötilatietojen kuvaajasta B kuviossa 4, kun lausekkeen 1/(Th x Nh) arvoksi asetetaan 50 mHz, näytteenotto-osan 5 näytteenottojakson Th ja las-kentaelimen 8 asetusluvun Nh välinen riippuvuus on seuraa-va. Jos asetusluvuksi asetetaan 5, näytteenottojakson pituudeksi määräytyy 4 sekuntia ja jos asetusnumeroksi asetetaan 3, näytteenottojaksoksi määräytyy 6,7 sekuntia. Lausekkeen 1/(Th x Nh) arvoa ei ole rajoitettu 50 mHz, ja näytteenottojakso yhdessä asetusluvun Nh kanssa ovat valittavissa siten, että lausekkeen 1/(Th x Nh) arvo on matalampi kuin 60 mHz.

Seuraavaksi selostetaan toiminta, kun lausekkeen 1/(Ts x Ns) arvoksi asetetaan 10,2 mHz liittyen savuun ja lausekkeen 1/(Th x Nh) arvoksi asetetaan 50 mHz liittyen lämpötilaan.

Tässä tapauksessa, jos savunilmaisimilta 2a, 2b, ... 2n saatujen savun havainnointitietojen asetusluvuksi valitaan 7, kuviosta 4 saadaan kuvaajasta näytteenottojaksoksi 14 . . sekuntia. Mitä tulee lämpötilanilmaisimilta saatuihin läm- ; 1 pötilan havainnointitietoihin, jos asetusluvuksi asete taan 5, kuvion 4 kuvaajasta saadaan näytteenottojaksoksi Th 4 sekuntia. Tarkemmin, näytteenotto-osa 5 ottaa, ohjaus-osan 11 ohjeiden mukaisesti, näytteen savunilmaisimilta [ ' saadusta savunhavainnointitiedosta ja lämpötilanilmaisi- miltä saadusta lämpötilanhavainnointitiedosta, näytteenottojakso jen, jotka kukin erikseen asetetaan, välein ja .·. : antaa tiedon A/D-muuntimelle 6.

Varastointiosa 7 varastoi A/D-muuntimen 6 A/D-muuntaman 4 näytetiedon kunkin palonilmaisimen määräämään osoitteeseen. Laskentaelintä 8 syötetään varastointiosasta 7 saadulla varastoidulla tiedolla ja se suorittaa ohjausosan 11 oh- • 1 » · I, · • · · » · · 11 8591 7 jeiden mukaiset laskutoimitukset. Tarkemmin, laskentaelin 8 laskee peräkkäin liukuvia keskiarvoja aina kun seitsemän savuntiheystietoa on saatu kukin omasta savunilmaisinta vastaavasta osoitteestaan. Lasketut tiedot syötetään palonmääritysosaan 9. Palonmääritysosa 9 määrittelee tulipalon laskentaelimen 8 käsittelemän tiedon perusteella ja ohjaa hälytysosaa 10 palohälytyksen antamiseksi.

Digitaalisen suodattimen toimintaa selostetaan seuraavaksi.

Ensin selostetaan savunilmaisimilta 3a, 3b, ... 3n saadun savunhavainnointitiedon vastaanottoprosessia.

Kuvio 5 esittää digitaalisen suodattimen siirron hyötysuhteen, kun asetusluvuksi Ns asetetaan 7 riippuen näytteen-ottojakson Ts käänteisluvusta eli näytteenottotaajuudesta f s.

Kuten kuvio 5 esittää, Nyquistin taajuus fn näytteenottotaajuudelle fs asetetaan seuraavasti: fn = (1/2)fs

Toisaalta, rajataajuus fcs on seuraava: . . fcs = 1/(Ts xNs) Hz Tämä rajataajuus on saatu perustuen siihen, että merkitykseltään vähäisin ylärajataajuus savuntiheystietojen taajuus-komponenttien merkitsevimmillä komponenteilla on 20 mHz tai vähemmän. Siksi digitaalinen suodatin on siten suunniteltu, että liukuvan keskiarvon laskennasta saatavat digitaalisen suodattimen näytteenottotaajuus fs, Nyquistin taa-juus fn ja rajataajuus fcs, ja häiriökomponentit sisältä-. vistä savuntiheystiedoista saatava taajuuskomponenttien • _ maksimitaajuus fm voidaan esittää seuraavin riippuvuuksin: fm - fn < fn - fcs ....

: : - (6) fm > fcs 12 8591 7

Kun ylläolevat riippuvuudet on luotu, häiriökomponentit voidaan eliminoida. Savuntiheystietojen taajuuskomponent-tien merkittävimpien komponenttien taajuudeksi on asetettu olemaan 10,2 mHz. Ja kuten kuviosta 5 voidaan nähdä asetusluvuksi Ns liukuvan keskiarvon laskentaa varten asetetaan 7 ja näytteenottojaksoksi asetetaan 14 sekuntia eli näytteenottotaajuudeksi asettuu 71,43 mHz. Tässä tapauksessa, tieto jonka taajuuskomponentit ovat korkeampia kuin rajataajuus fcs suodatetaan pois savunilmaisimien 2a, 2b, ... 2n havainnoimien savuntiheystietojen taajuus-komponenteista. Samaan aikaan, rajataajuutta matalammat taajuudet sisältävä tieto, jossa taajuuskomponenttien merkitsevimmät, tulipalosta johtuvat taajuudet ovat, automaattisesti alistetaan näytteenottoprosessille.

Tarkemmin, koska tiedetään erilaisten tulipalokokeiden tuloksista, että merkitykseltään vähäisin ylärajataajuus savuntiheystietojen taajuuskomponenttien merkitsevimmillä komponenteilla on 20 mHz ja että merkitsevimpien taajuus-komponenttien merkitykseltään vähäisin ylärajataajuus on matalampi kuin rajataajuus fcs, ainoastaan merkitsevimpien komponenttien taajuuskaista eli savuntiheystietojen taajuuskomponenttien tulipalon mukaan vaihtelevien merkit-. . sevimpien komponenttien sisältämä tieto, automaattisesti ; siirretään näytteenottoon ja häiriökomponentit sisältävä savunhavainnointitieto, jonka taajuus on korkeampi kuin rajataajuus fcs, automaattisesti suodatetaan pois.

|Seuraavaksi selostetaan lämpötilailmaisimilta 3a, 3b, ...

3n saadun lämpötilahavalnnoin ti tiedon vastaanottoprosessi.

.·. : Kuvio 6 esittää lämpötilan havainnointitiedon taajuuskom- ponenttien digitaalisen suodattimen siirron hyötysuhteen, kun asetusluvuksi Nh asetetaan 5 riippuen näytteenottojak-” * son Th käänteisluvusta eli näytteenottotaajuudesta fs.

____: Kuten kuvio 6 esittää, Nyquistin taajuus fn näytteenotto- : taajuudelle f s asetetaan seuraavasti: 13 8591 7 fn = (1/2)fs

Toisaalta, rajataajuus fch on seuraava: fch = 1/(Th x Nh) Hz Tämä rajataajuus on saatu perustuen siihen, että merkitykseltään vähäisin ylärajataajuus lämpötilatietojen taajuus-komponenttien merkitsevimmillä komponenteilla on 60 mHz tai vähemmän. Siksi digitaalinen suodatin on siten suunniteltu, että liukuvan keskiarvon laskennasta saatavat digitaalisen suodattimen näytteenottotaajuus fs, Nyquistin taajuus fn ja rajataajuus fch, ja häiriökoraponentit sisältävistä savuntiheystiedoista saatava taajuuskomponent-tien maksimitaajuus fm voidaan esittää seuraavin riippuvuuksin : fm - fn < fn - fch f fm > fch f

Kun ylläolevat riippuvuudet on luotu, häiriökomponentit voidaan eliminoida. Lämpötilatietojen taajuuskomponenttien merkitsevimpien komponenttien taajuus on asetettu olemaan 50 mHz. Ja kuten kuviosta 6 voidaan nähdä asetusluvuksi Nh liukuvan keskiarvon laskentaa varten asetetaan 5 ja näytteenottojaksoksi asetetaan 4 sekuntia eli näytteenottotaajuudeksi asettuu 250 mHz. Tässä tapauksessa, tieto . . jonka taajuuskomponentit ovat korkeampia kuin rajataajuus * / fch suodatetaan pois lämpötilailmaisimien 3a, 3b, ... 3n havainnoimien lämpötilatietojen taajuuskomponenteista.

: Samaan aikaan, rajataajuutta fch matalammat taajuudet : ‘ sisältävä tieto, jossa taajuuskomponenttien merkitsevim- : * : mät, tulipalosta johtuvat taajuudet ovat, automaattisesti : : : alistetaan näytteenottoprosessille. Tarkemmin, koska tie detään erilaisten tulipalokokeiden tuloksista, että mer-: kitykseltään vähäisin ylärajataajuus lämpötilatietojen taajuuskomponenttien merkitsevimmillä komponenteilla on 60 mHz pienempi kuten edellä selostettiin ja että merkit-' sevimpien taajuuskomponenttien merkitykseltään vähäisin ylärajataajuus on matalampi kuin rajataajuus fch, ainoastaan merkitsevimpien komponenttien taajuuskaista eli lämpötila- • * » « t » «· 14 8591 7 tietojen taajuuskomponenttien tulipalon mukaan vaihtele-vien merkitsevimpien komponenttien sisältämä tieto, automaattisesti siirretään näytteenottoon ja häiriökomponen-tit sisältävä lämpötilanhavainnointitieto, jonka taajuus on korkeampi kuin rajataajuus fch, automaattisesti suodatetaan pois.

Vaikka ylläolevassa suoritusmuodossa, eri näytteenotto-jakso asetettiin savuntiheyden ja lämpötilan havainnointiin ja käsittelyyn, on mahdollista käyttää samaa asetus-lukua ja muuttaa ainoastaan näytteenottojaksoa (esim. kuviossa 4, asetusluvuksi asetetaan viisi ja näytteenotto-jaksoksi asettuu noin 20 sekuntia). Tässä tapauksessa, savun havainnointitieto voidaan alistaa näytteenottopro-sessille näytteenottojaksolla Ts ja liukuva keskiarvo voidaan laskea aina Ns näytetiedon jälkeen. Vastaavasti lämpötilanhavainnointitieto voidaan alistaa näytteenotto-prosessille näytteenottojaksolla Th sekuntia ja liukuva keskiarvo voidaan laskea, aina yhtä monen, Nh näytetiedon jälkeen.

Selostetussa suorituksessa, näytteenottojaksot, Ts tai Th ja asetusluvut, Ns tai Nh liukuvien keskiarvojen laskemi- • ; seksi ovat kiinteästi määrätyt, kuitenkin muuttuvaa mää- rittelyä voidaan käyttää.

; Palonilmaisimet eli savunilmaisimet 2a, 2b, ... 2n ja lämpötilanilmaisimet 3a, 3b, ... 3n sisältävät A/D-muun-timen siten, että vastauksena signaalikeskuksen 1 kutsuun palautetaan A/D-muunnettu havainnointitieto.

Lisäksi digitaalinen suodatin ja ohjausosa pystyvät huo-lehtimaan jokaisesti savunilmaisimesta ja lämpötilanilmai-• . simesta suodattamalla niiden analogisen tiedon. Tässä tapauksessa tieto syötetään vastauksena kutsuun signaali-'-··* keskukselta. Vaikka yksinkertaista liukuvan keskiarvon *:·· laskennan tyyppistä digitaalista suodatinta on käytetty • » » is 8591 7 edellä selostetussa koostumuksessa/ suodatin voi olla toisen tyyppinen.

Palohälytysjärjestelmä joka liittyy kyseiseen keksintöön edellä selostetulla tavalla, sisältää savunilmaisimet 2a, 2b, ... 2n ja lämpötilanilmaisimet 3a, 3b, ... 3n, mutta kyseisen keksinnön palohälytysjärjestelmä ei rajoitu tähän koostumukseen ja riittää kun siinä on vain toiset, savunilmaisimet tai lämpötilanilmaisimet.

Claims (11)

1. Tulipaloon liittyvän tiedon keräysmenetelmä, jossa havainnoidaan tulipalon aiheuttamia muutoksia fysikaalisissa ilmiöissä, otetaan näytteitä analogisesta havainnointitie-dosta ja lasketaan liukuvia keskiarvoja aikajaksottaisista näytetiedoista, tunnettu siitä, että suodatetaan havainnointitieto, jonka rajataajuus voi olla sama kuin analogisen havainnointitiedon taajuuskomponenttien pääkomponenttien maksimitaajuus, toteutetaan näytteenottotaajuus ja asetusluku liikkuvan keskiarvon laskemiseksi siten, että rajataajuus, jonka määrää näytteenottojen lukumäärä aikayksikössä suodattimes-sa, on pienempi kuin sanottu maksimitaajuus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keräysmenetelmä, tunnettu siitä, että fysikaalinen ilmiö on lämpötila ja maksimi-taajuudeksi on määritetty 60 mHz.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keräysmenetelmä, tunnettu siitä, että fysikaalinen ilmiö on savun tiheys ja maksi-mitaajuudeksi on määritetty 20 mHz.

4. Palonilmaisin, johon kuuluu havainnoiva osa (2a...2n, 3a...3n) tulipalon aiheuttamien muutosten havainnoimiseksi . . fysikaalisissa ilmiöissä analogisessa muodossa ja analogisen havainnointitiedon tuottamiseksi, ja suodatin (4), joka sisältää näytteenotto-osan (5) näytteiden ottamiseksi analogisesta havainnointitiedosta ja laskentaelimen (8) liukuvien keskiarvojen laskemiseksi aikajaksottaisista näytetiedoista saatuina näytteenotto-osasta, tunnettu siitä, että suodattimen (4) rajataajuus (fcs; fch) voi olla sama kuin analogisen havainnointitiedon taajuuskomponenttien pääkomponenttien maksimitaajuus (fm) ja että siihen kuuluu ohjausosa (11), ·.. joka aikaansaa näytteenotto jakson ja asetusarvon liukuvan keskiarvon laskentaa varten niin, että rajataajuus, jonka määrää näytteiden lukumäärä aikayksikössä suodattimessa, "" on pienempi kuin sanottu maksimitaajuus. i7 85 91 7

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen palonilmaisin, tunnettu siitä, että fysikaalinen ilmiö on lämpötila ja maksimitaa- juudeksi on määritelty 60 mHz.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen palonilmaisin, tunnettu siitä, että fysikaalinen ilmiö on savun tiheys ja maksimi-taajuudeksi on määritetty 20 mHz.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen palonilmaisin, tunnettu siitä, että ohjausosassa (11) näytteenottojakso ja asetusluku ovat muuttuvasti määritellyt.

8. Palohälytysjärjestelmä, jossa on signaalikeskus (1), johon on liitetty ainakin yksi havainnoiva (2a...2n; 3a...3n) osa tulipalon aiheuttamien muutosten havainnoimiseksi fysikaalisissa ilmiöissä analogisessa muodossa ja analogisen havainnointitiedon tuottamiseksi ja jossa signaa-likeskuksessa (1) on suodatin (4), joka sisältää näytteenotto-osan (5) näytteiden ottamiseksi analogisesta havainnoin-titiedosta ja laskentaosan (8) liukuvien keskiarvojen laskemiseksi näytteenotto-osasta saaduista aikajaksottaisista näytetiedoista, tunnettu siitä, että suodattimen (4) raja-taajuus (fcs; fch) voi olla sama kuin analogisen havainnointitiedon taajuuskomponenttien pääkomponenttien maksimitaajuus (fm) ja että siihen kuuluu ohjausosa (11), joka aikaansaa näytteenottojakson ja asetusarvon liukuvan keskiarvon laskentaa varten niin, että rajataajuus, jonka määrää näytteiden lukumäärä aikayksikössä suodattimessa, on pienempi kuin sanottu maksimitaajuus.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että fysikaalinen ilmiö on lämpötila ja maksimitaajuudeksi on määritetty 60 mHz.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että fysikaalinen ilmiö on savun tiheys ja maksimitaajuudeksi on määritetty 20 mHz. ie 8 5 91 7

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen palohälytys-järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausosassa (11) näytteenotto j akso ja asetusluku ovat muuttuvasti määritellyt.