WO2009115127A1 - Ortsaufgelöste temperaturmessung innerhalb eines räumlichen erfassungsbereiches - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum ortsaufgelösten Messen der Temperatur innerhalb eines räumlich linearen Erfassungsbereiches beschrieben. Die Vorrichtung (100) weist auf einen Messkörper (110) mit einem ersten elektrischen Leiter (112), einem zweiten elektrischen Leiter (114) und einem Isolationsmaterial (116), welches sich zwischen den beiden elektrischen Leitern erstreckt (112, 114). Das Isolationsmaterial (116) weist einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand auf. Die Vorrichtung (100) weist ferner eine Messeinrichtung (130) auf, welche mit dem ersten elektrischen Leiter (112) und mit dem zweiten elektrischen Leiter (114) verbunden ist. Die Messeinrichtung (130) weist eine Sendeeinheit (132) und eine Empfangseinheit (134) auf. Die Sendeeinheit (132) ist eingerichtet zum Beaufschlagen der beiden elektrischen Leiter (112, 114) mit einem zeitabhängigen elektrischen Eingangssignal (450a). Die Empfangseinheit (134) ist eingerichtet zum Erfassen eines zeitabhängigen elektrischen Antwortsignals (450b) des Messkörpers (110) auf das Eingangssignal (450a). Es wird ferner ein Gefahrmeldesystem beschrieben, welches neben einer Zentrale zumindest eine Temperaturmessvorrichtung des oben beschriebenen Typs aufweist.

Description

Beschreibung

Ortsaufgelöste Temperaturmessung innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Gefahrmeldetechnik. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum ortsaufgelösten Messen der Temperatur innerhalb eines räumlich linearen Erfassungsbereiches. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Gefahrmeldesystem zum Detektieren von lokalen Temperaturänderungen innerhalb eines räumlich linearen Erfassungsbereiches, welches insbesondere zum ortsaufgelösten Detektieren von Brandherden geeignet ist.

Im Bereich der Gefahrmeldetechnik ist es häufig erforderlich, die Temperatur innerhalb eines größeren Erfassungsbereiches zu erfassen. Dazu kann im Prinzip eine Vielzahl von innerhalb des gewünschten Erfassungsbereiches räumlich verteilten diskreten Temperaturmessvorrichtungen installiert werden. Dies erfordert jedoch einen hohen Installationsaufwand.

Um die Temperatur innerhalb eines länglichen Erfassungsberei- ches bei einem vertretbaren technischen Aufwand erfassen zu können, wurden deshalb sog. lineare elektronische Wärmemelder entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein typischerweise relativ dickes Kabel, in dem adressierbare, diskrete Sensoren in frei wählbarem Abstand eingebracht sind. Derartige Wärme- meider stellen somit eine technologische Mischung zwischen einer diskreten Brandmeldetechnik mit einer Vielzahl von Einzelsensoren und einer echten linearen Brandmeldetechnik dar. Über die Adressierung kann jeder Sensor abgefragt werden. Wenn ein einzelner Sensor eine gefährliche Temperatur detektiert, kann dieser Zustand spontan mit der entsprechenden Adresse, welche mit der örtlichen Lage des Sensors verknüpft ist, an eine Zentrale übermittelt werden. Derartige lineare elektronische Wärmemelder haben jedoch den Nachteil, dass insbesondere bei großen Distanzen infolge der begrenzten Anzahl an Sensoren der Abstand zwischen den einzelnen Sensoren relativ groß ist. Außerdem kann die vielfache Kontaktie- rung der einzelnen Sensoren neben einem hohen Installationsund Wartungsaufwand auch zu Qualitätsproblemen führen, die beispielsweise durch eine schlechte Verträglichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen geprägt ist.

Aus der US 7,180,037 B2 ist ein Heizkabel bekannt, welches einen leitenden Kern mit einer Schicht aus einem NTC Material und einem spiralförmig gewundenen Heizdraht aufweist. Der leitende Kern befindet sich innerhalb einer isolierenden Ummantelung. Das Heizkabel kann mit einer Steuereinrichtung gekoppelt werden. Eine Phasenverschiebung eines Messsignals relativ zu einem AC-Stromsignal ist für die Temperatur des Heizkabels indikativ. Aufgrund des nichtlinearen Charakters der NTC Schicht kann die Detektion von heißen Stellen entlang der gesamten Länge des Heizkabels verbessert werden.

Für eine Temperaturmessung innerhalb eines länglichen Erfassungsbereiches ist es ferner bekannt, sog. pneumatische Wärmemelder zu verwenden. Bei diesen wird innerhalb eines mit einem geeigneten Gas befüllten länglichen Rohres eine durch eine lokale Temperaturänderung hervorgerufene Druckänderung gemessen. Mit einem Druckfühler kann ein Alarm ausgelöst werden. Pneumatische Wärmemelder haben jedoch den Nachteil, dass sie typischerweise sehr unempfindlich sind, so dass eine kleine, im Vergleich zur Gesamtlänge des Rohres örtlich begrenzte Temperaturänderung häufig nicht erkannt wird.

Ferner ist im Falle einer detektierten Temperaturänderung eine Lokalisierung der Temperaturänderung nicht möglich.

Für eine präzise ortausgelöste Temperaturmessung innerhalb eines länglichen Erfassungsbereiches kann ferner eine optische Glasfaser verwendet werden, bei der das Phänomen der temperaturabhängigen Raman-Rückstreuung ausgewertet wird. Das optische Raman-Rückstreusignal weist gegenüber einem eingespeisten Primärlichtstrahl eine kleine Frequenzverschiebung auf, die selektiv ausgewertet werden kann. Eine Ortsauflösung bezüglich des Ursprungs der Raman-Rückstreuung kann mit der klassischen optischen Radartechnik, der sog. Optical Time Domain Reflectometry (OTDR), erfolgen. Die OTDR innerhalb optischer Glasfaser hat jedoch den Nachteil, dass entsprechende Messsysteme einen hohen Installationsaufwand erfordern, da typischerweise nicht die in Gebäuden üblichen Mittel der Elektroinstallation verwendet werden können. Ferner ist ein hochstabiler Laser zum Erzeugen des Primärlichtstrahls erforderlich und die zur Analyse des optischen Raman- Rückstreusignals erforderliche Sensorik und Auswerteelektronik ist sehr teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche eine ortsaufgelöste Messung der Temperatur innerhalb eines räumlich linearen Erfassungsbereiches auf einfache Weise ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum ortsaufgelösten Messen der Temperatur innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung weist auf (a) einen Messkörper mit einem ersten elektrischen Leiter, einem zweiten elektrischen Leiter und einem Isolationsmaterial, welches sich zwischen den beiden elektrischen Leitern erstreckt, wobei das Isolationsmaterial einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Wider- stand aufweist, und (b) eine Messeinrichtung, welche mit dem ersten elektrischen Leiter und mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist und welche eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit aufweist. Die Sendeeinheit ist eingerichtet zum Beaufschlagen der beiden elektrischen Leiter mit einem zeitabhängigen elektrischen Eingangssignal. Die Empfangseinheit ist eingerichtet zum Erfassen eines zeitabhängigen elektrischen Antwortsignals des Messkörpers auf das Eingangssignal .

Der beschriebenen Temperaturmessvorrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich bei einer Temperaturänderung des Messkörpers aufgrund des temperaturabhängigen elektrischen

Widerstands des Isolationsmaterials die Impedanz des Messkörpers zumindest lokal ändert. Dadurch ändert sich auch insbesondere für ein hochfrequentes Eingangssignal zumindest innerhalb eines bestimmten Bereiches des Messkörpers dessen Impedanz. Diese Impedanzänderung führt wiederum zu einem spezifischen Reflexionsverhalten des Messkörpers. Die entsprechenden Reflexionen werden von der Empfangseinheit der Messeinrichtung erfasst und können von einer der Empfangseinheit nachgeschalteten Auswerteeinrichtung analysiert werden.

Das Isolationsmaterial kann im Prinzip jedes Material sein, welches eine entsprechend starke Temperaturabhängigkeit seiner spezifischen elektrischen Leitfähigkeit aufweist. In einem Ersatzschaltbild stellt das Isolationsmaterial eine im Prinzip unendliche Anzahl von diskreten Einzelwiderständen dar, die zwischen den beiden elektrischen Leitern geschaltet sind. In diesem Zusammenhang ist einfach ersichtlich, dass eine lokale Temperaturänderung an der entsprechenden Stelle des Messkörpers zu einer Impedanzänderung führt, die zu einer zumindest teilweisen Reflektion von hochfrequenten Eingangssignalen führt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Messkörper zusätzlich auf (a) zumindest einen weiteren ersten elektrischen Leiter, (b) zumindest einen weiteren zweiten elektrischen Leiter, und (c) zumindest ein weiteres Isolationsmaterial, welches sich zwischen den beiden weiteren elekt- rischen Leitern erstreckt, wobei das weitere Isolationsmaterial einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.

Der zumindest eine weitere erste elektrische Leiter und der zumindest eine weitere zweite elektrische Leiter können ebenfalls mit der oben beschriebenen Messeinrichtung derart verbunden sein, so dass die Sendeeinheit der Messeinrichtung auch die zumindest beiden weiteren elektrischen Leiter mit einem zeitabhängigen elektrischen Eingangssignal beaufschlagen kann. In entsprechender Weise kann dann auch die Empfangseinheit der der Messeinrichtung ein zeitabhängiges elektrischen Antwortsignals der beiden weiteren elektrischen Leiter auf das Eingangssignal empfangen.

Die Messeinrichtung kann auch eine Schalteinrichtung aufweisen, so dass jeweils individuell ein Paar von elektrischen Leitern mit der Sendeeinheit bzw. der Empfangseinheit gekoppelt ist. Auf diese Weise kann sequentiell mittels mehrerer Leiterpaare jeweils eine Temperaturmessung durchgeführt werden, ohne dass dabei ungewollte Interferenzen zwischen verschiedenen Signalkomponenten eines gleichzeitig in verschiedene Leiterpaare eingespeisten Einganssignal zu besorgen wären .

Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebene Temperaturmessvorrichtung auch mehrere Messeinrichtungen mit jeweils einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit aufweisen kann. In diesem Fall kann eine Temperaturmessung gleichzeitig und ohne gegenseitige Interferenzen zwischen verschiedenen Leiterpaaren durchgeführt werden.

Bei dem Isolationsmaterial und dem weiteren Isolationsmaterial kann es sich um dasselbe Material handeln. Die beschriebe- ne Temperaturmessvorrichtung kann also ein einheitliches

Isolationsmaterial aufweisen. In diesem einheitlichen Isolationsmaterial können die verschiedenen elektrischen Leiter jeweils paarweise in beliebiger räumliche Anordnung aufgenommen sein. Dies bedeutet, dass die verschiedenen Leiterpaare innerhalb des Messkörpers in räumlich beliebiger Weise angeordnet sein können. Die Leiterpaare können beispielsweise in geeigneter Weise in dem Isolationsmaterial eingegossen sein.

Die verschiedenen Leiterpaare können beispielsweise innerhalb einer ebenen oder gekrümmten Fläche angeordnet sein. Eine engmaschige Flächenbelegung kann dabei beispielsweise durch eine mäanderförmige Anordnung der Leiterpaare innerhalb der Ebene oder gekrümmten Fläche realisiert werden. Dadurch kann bei einer hohen Ortsauflösung eine Temperaturmessung nicht nur innerhalb eines linearen Erfassungsbereiches entlang eines einzigen Leiterpaares sondern innerhalb eines flächigen Erfassungsbereiches erreicht werde. So kann beispielsweise die Tragfläche eines Flugzeugs flächig auf lokale Temperaturänderungen überwacht werden.

Die verschiedenen Leiterpaare können auch innerhalb des Messkörpers in einer dreidimensionalen Anordnung verlegt sein. Dadurch können lokale Temperaturänderungen innerhalb eines dreidimensionalen Erfassungsbereiches ortsaufgelöst detektiert werden.

Es wird darauf hingewiesen, dass für eine genaue Ortsauflösung bei der Temperaturmessung die genaue räumliche Lage der verschiedenen Leiterpaare innerhalb des Messkörpers möglichst genau bekannt sein sollte. Insbesondere sollte sich die räumlich Anordnung der Leiterpaare mit der Zeit nicht ändern. Dies gilt auch in Anbetracht von widrigen Umweltbedingungen wie beispielsweise der Anwesenheit von chemisch aggressiven Substanzen, dem Aussetzen von extremen Temperaturen und/oder Temperaturschwankungen oder unter anderen materialbelastenden Umweltbedingungen .

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung zusätzlich einen Abschlusswiderstand auf, welcher an einem der Messeinrichtung gegenüberliegenden Ende der elektrischen Leiter mit den elektrischen Leitern verbunden ist.

Der Abschlusswiderstand weist bevorzugt einen Widerstand auf, welcher dem Wellenwiderstand des Kabels bei normalen Temperaturbedingungen entspricht. Unter dem Begriff Normalbedingungen sind in diesem Zusammenhang die Temperaturen gemeint, die üblicherweise in dem Erfassungsbereich vorhanden sind. Somit stellt unter normalen Temperaturbedingungen der gesamte

Messkörper ein Messsystem mit einer einheitlichen Impedanz dar, so dass keinerlei oder nur sehr schwache Reflektionen eines Hochfrequenzsignals zu erwarten sind. Im Falle einer lokalen Temperaturänderung wird sich dann die Impedanz an der betreffenden Stelle des Messkörpers ändern. Dadurch wird dann die zuvor optimale Impedanzanpassung gestört und es treten erstmalig Reflexionen auf, die dann zuverlässig von der Empfangseinheit erfasst werden können.

Der Abschlusswiderstand kann auch eine Kombination aus mehreren passiven Bauelementen wie beispielsweise einem Ohm' scher Widerstand, einem Kondensator und/oder einer Diode sein. So kann beispielsweise bei einem Abschlusswiderstand, welcher in Serie geschaltet einen Ohm' sehen Widerstand und einen Konden- sator aufweist, durch ein Beaufschlagen des entsprechenden

Leiterpaares mit einer Gleichspannung der Ohm' sehe Widerstand des Isolationsmaterials gemessen werden, ohne dass dabei der Ohm' sehe Widerstand des Abschlusswiderstandes zu berücksichtigen wäre. Dadurch kann der Ohm' sehe Widerstand des Isolati- onsmaterials besonders genau gemessen werden.

Der Abschlusswiderstand kann auch einen Serienschaltung aus (a) einem Ohm' sehen Widerstand und (b) einer Parallelschaltung aus einem Kondensator und einer Diode aufweisen. Dadurch kann eine polaritätsabhängige Widerstandmessung des Isolationsmaterials durchgeführt werden. Wählt man eine Polarität der Eingangsspannung, bei der die Diode in Durchlassrichtung geschalten ist, dann wird der Kondensator abgesehen von dem an der Diode auftretenden Spannungsabfall überbrückt. Wählt man eine Polarität der Eingangsspannung, bei der die Diode in Sperrrichtung geschalten ist, dann kann bei einer Gleichspan- nungs- bzw. Gleichstrommessung der Einfluss des Abschlusswiderstandes auf die Widerstandsmessung des Isolationsmaterials auf einfache und effektive Weise eliminiert werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Isolationsmaterial ein Material, dessen spezifischer elektrischer Widerstand mit steigender Temperatur sinkt.

Das Isolationsmaterial kann dabei ein Kunststoffmaterial sein, welches ein sog. NTC (Negative Temperature Coefficient) Verhalten zeigt. Derzeit erscheint insbesondere ein Dünnfilmverbundmaterial mit Kohlenstoff-Nanopartikel-Polymide (carbon nanoparticle-polyimide composite thin films (BTDA-ODA) ) , welches bei einem Temperaturanstieg eine besonders deutliche Reduzierung des spezifischen elektrischen Widerstands zeigt, ein geeignetes Material für das Isolationsmaterial zu sein. Dieses Material ist beispielsweise in der Publikation "MURUGARAJ P., MAINWARING D., MORA-HUERTAS N.: "Thermistor behaviour in a semiconducting polymer-nanoparticle composite film"; Journal of physics 2006, vol. 39, no . 10, pp . 2072- 2078" beschrieben.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Messeinrichtung zusätzlich eine Widerstandsmesseinheit auf, welche zum Messen des Gleichstromwiderstands zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter und/oder zwischen dem weiteren ersten elektrischen Leiter und dem weiteren zweiten elektrischen Leiter eingerichtet ist.

Durch eine Messung des Gleichstromwiderstandes kann auf einfache Weise eine Temperaturänderung erkannt werden, die den gesamten Messkörper oder die lediglich einen Teilab- schnitt bzw. einen Teilbereich des Messkörpers betrifft. In dem zweiten Fall wird lediglich innerhalb des betreffenden Teilabschnittes bzw. Teilbereichs der spezifische elektrische Widerstand des Isolationsmaterials geändert. Diese Wider- Standsänderung trägt jedoch aufgrund der oben beschriebenen Parallelschaltung von vielen Einzelisolationswiderständen zwischen den beiden elektrischen Leitern auch zu einer Änderung des Gesamtwiderstands zwischen den beiden elektrischen Leitern bei.

Auch wenn durch diese einfache Messung des Gleichstromwiderstandes der Ort einer lokalen Widerstandsänderung nicht ermittelt werden kann, so kann die Messung des Gleichstromwiderstandes für eine Art Voralarmierung verwendet werden, bevor mit aufwendigeren Methoden der genaue Ort der lokalen Temperaturänderung innerhalb des Messkörpers ermittelt wird.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass ein Messkörper mit dem oben beschriebenen Isolationsmaterial BTDA-ODA bei Normalbedingungen, d.h. bei typischen Raumtemperaturen, zum einen eine geringe Dämpfung und zum anderen eine relativ hohe Impedanz aufweist. Wird dann an einer bestimmten Stelle das Kabel erwärmt, dann sinkt dort der spezifische Widerstand des Isolationsmaterials. Am Ende des betreffenden Leiterpaares kann dann durch die beschriebene Widerstandsmesseinheit eine Abnahme des Gesamtwiderstandes festgestellt und ggf. ein für die gesamte Temperaturmessvorrichtung kollektiver Voralarm ausgelöst werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das elektrische Eingangssignal ein elektrischer Impuls.

Der elektrische Impuls kann beispielsweise ein zeitlicher Rechteckimpuls sein, welcher an einer Stoßstelle der Impe- danz, d. h. an der Stelle einer lokalen Impedanzänderung von einem hochohmigen Isolierungsabschnitt zu einem niederohmigen Isolierungsabschnitt oder umgekehrt zumindest teilweise reflektiert wird. Durch eine Laufzeitmessung zwischen dem als Eingangssignal ausgesendeten Impuls und einem als Antwortsignal von der Empfangseinheit erfassten reflektierten Impuls kann der örtliche Abstand von der Messeinrichtung zu der Stelle des Messkörpers bestimmt werden, welche Stelle eine lokale Temperaturerhöhung aufweist.

Die Position des Abschnitts des betreffenden Leiterpaares mit einem geänderten spezifischen elektrischen Widerstand des Isolationsmaterials kann somit durch das Reflexionsverhalten von elektrischen Laufwellen ermittelt werden. Dabei kann auf die Grundsätze der bekannten leitungsgebundenen Radar-Technik zurückgegriffen werden, welche auch als Zeitbereichsreflekto- metrie (Time Domain Reflectometry, TDR) bezeichnet wird.

Der Reflexionsfaktor r eines in das Kabel eingespeisten Impulses lässt sich gemäß der Leitungstheorie aus der folgenden Gleichung (1) berechnen:

r = (R - Zw) / (R + Zw) (1)

Dabei ist R der elektrische Widerstand des Isolationsmaterials an der Störstelle und Zw ist der Wellenwiderstand des ungestörten Messkörpers gemessen an dem jeweiligen Leiter- paar.

Verringert sich nun bei einem Isolationsmaterial mit einem NTC-Verhalten der Widerstand R an der Störstelle infolge einer erhöhten Temperatur, dann wird ein Spannungsimpuls mit einem negativen Vorzeichen in Richtung der Messeinrichtung zurückwandern. In Falle der Verwendung eines Isolationsmaterials mit einem PTC (Positive Temperature Coefficient) Verhalten wird sich bei einer lokalen Temperaturerhöhung ein zurück gestreuter Impuls mit einem positiven Vorzeichen ergeben. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das elektrische Eingangssignal eine Mehrzahl von periodischen und insbesondere von sinusförmigen Einzelsignalen auf, die zueinander eine unterschiedliche Frequenz aufweisen.

Die verschiedenen periodischen Einzelsignale können dabei sequentiell in den Messkörper eingespeist und jeweils die Phasenverschiebung der Einzelantwortsignale gemessen werden, die an einer Stoßstelle der Impedanz zurück reflektiert werden. Aus den für verschiedene Frequenzen bestimmten Phasenverschiebungen des jeweiligen Einzelantwortsignals in Bezug zu dem jeweiligen in den Messkörper eingespeisten Einzelsignal kann gemäß den Grundprinzipien der bekannten Frequenzbereichsreflektometrie (Frequency Domain Reflecto- metry, FDR) ebenfalls die Distanz von der Messeinrichtung zu der Stelle des Messkörpers bestimmt werden, welche eine lokale Temperaturerhöhung aufweist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Messkörper ein Kabel. Die Verwendung eines Kabels, welches ein oder mehrere Leiterpaare aufweisen kann, hat den Vorteil, dass durch eine einfache Verlegung des Kabels entlang eines linearen Überwachungsbereiches innerhalb dieses Überwachungsbereiches eine ortsaufgelöste Temperaturmessung durchgeführt werden kann.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Kabel ein Koaxialkabel. Dies bedeutet, dass sich das Isolationsmaterial zwischen einem Innenleiter und dem zu dem Innenleiter zylindersymmetrisch angeordneten Außenleiter befindet. Dabei können durch die geometrische Ausformung und insbesondere durch das Verhältnis der Radien des Innenleiters und des Außenleiters auf vorteilhafte Weise die Eigenschaften der Wellenleitung des Kabels optimiert werden. Die Ausbildung des Kabels in Form eines Koaxialkabels kann jedoch dazu führen, dass eine Wärmeeinwirkung auf das temperatursensitive Isolationsmaterial durch den Außenleiter etwas verzögert wird. Dadurch weist die gesamte lineare Temperaturmessvorrichtung eine etwas höhere thermische Trägheit auf.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kabel zwei nebeneinander verlaufende Streifenleiter auf.

Die beiden Streifenleiter können dabei entlang der gesamten Kabellänge im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Auch eine verdrillte Anordnung zwischen den beiden Streifenleitern ist möglich. Entscheidend ist lediglich, dass sich zwischen den beiden Streifenleitern das hinsichtlich seiner spezifischen Leitfähigkeit temperaturabhängige Isolationsmaterial befindet.

Die Streifenleitung kann so in einem zu überwachenden Bereich montiert bzw. angeordnet werden, dass die von einer Wärmequelle erzeugte Wärmestrahlung direkt auf das temperatursensitive Isolationsmaterial einwirkt. Dadurch kann eine besonders schnelle Response der linearen Temperaturmessvorrichtung erreicht werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kabel zusätzlich eine Außenschicht auf.

Die Außenschicht kann eine mechanische Schutzschicht sein, die das ggf. empfindliche Kabel vor mechanischen Beschädigungen schützt. Die Außenschicht kann jedoch ebenso eine zusätzliche Isolationsschicht sein, welche eine zuverlässige elektrische Isolierung des Kabels gegenüber anderen elektrischen Leitern gewährleistet.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Außenschicht ein Material auf, welches zumindest eine vorbestimmte Wärmeabsorption gegenüber Wärmestrahlung auf- weist. Die Außenschicht kann beispielsweise eine schwarze Farbe aufweisen, welche im Falle einer von einer Wärmequelle verursachten Wärmestrahlung eine zügige und signifikante Temperaturerhöhung des hinsichtlich seiner elektrischen Leitfähig- keit temperaturabhängigen Isolationsmaterials aufweist.

Dadurch lassen sich lokale Temperaturänderungen in dem überwachten Erfassungsbereich nicht nur zügig sondern auch mit einer hohen Messgenauigkeit erfassen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Gefahrmeldesystem zum Detektieren von lokalen Temperaturänderungen innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches beschrieben. Das Gefahrmeldesystem eignet sich insbesondere zum ortsaufgelösten Detektieren von Brandherden. Das Gefahrmeldesystem weist auf (a) eine Zentrale und (b) zumindest eine Vorrichtung des oben beschriebenen Typs zum ortsaufgelösten Messen der Temperatur innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches. Die Vorrichtung ist mit der Zentrale über eine Kommunikationsverbindung gekoppelt.

Dem beschriebenen Gefahrmeldesystem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine oder mehrere Temperaturmessvorrichtungen des oben beschriebenen Typs, welche jeweils die Fähigkeit besitzen, Temperaturänderungen ortsaufgelöst zu erfassen, mit einer Zentrale verbunden werden können. Selbstverständlich kann die Zentrale auch noch mit weiteren Peripherieeinheiten verbunden sein, welche eingerichtet sein können, andere Arten von Gefahren wie beispielsweise die Entstehung von Rauch, das Vorhandensein von giftigen Gasen oder Einbruchsversuche zu erkennen. Die Zentrale kann dann verschiedene Meldeergebnisse der verschiedenen Peripherieeinheiten in geeigneter Weise gemeinsam auswerten und geeignete Maßnahmen zur Gefahrenabwehr einleiten.

Die verschiedenen Peripherieeinheiten können mittels einer drahtgebundenen und/oder mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung mit der Zentrale gekoppelt sein. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum ortsaufgelösten Messen der Temperatur innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches angegeben. Das Verfahren weist auf (a) ein Beaufschlagen eines Messkörpers mit einem zeitabhängigen elektrischen Eingangssignal unter Verwendung einer Sendeeinheit einer Messeinrichtung, und (b) ein Erfassen eines zeitabhängigen elektrischen Antwortsignals des Messkörpers auf das Eingangssignal unter Verwendung einer Empfangs- einheit der Messeinrichtung. Der Messkörper weist einen ersten elektrischen Leiter, einen zweiten elektrischen Leiter und ein Isolationsmaterial auf, welches sich zwischen den beiden elektrischen Leitern erstreckt und welches einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist. Die Messeinrichtung ist mit dem ersten elektrischen Leiter und mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden.

Auch dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich bei einer Temperaturänderung des Isolationsma- terials aufgrund dessen bewusst temperaturabhängigen elektrischen Widerstands die Impedanz des Messkörpers ändert. Dadurch ändert sich insbesondere für ein hochfrequentes Eingangssignal zumindest innerhalb eines bestimmten Bereichs des Messkörpers die Impedanz des Kabels. Diese Impedanzänderung führt wiederum zu einem spezifischen Reflexionsverhalten des Messkörpers insbesondere für ein hochfrequentes und/oder für ein sich zeitlich sehr schnell änderndes Eingangssignal. Die entsprechenden Reflexionen werden von der Empfangseinheit der Messeinrichtung erfasst und können von einer der Empfangsein- heit nachgeschalteten Auswerteeinrichtung analysiert werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen. Figur 1 zeigt ein Ersatzschaltbild einer linearen TemperaturmessVorrichtung.

Figur 2 zeigt in einer Querschnittsdarstellung ein Streifenkabel mit einem Isolationsmaterial, welches ein Kunststoffmaterial mit einem NTC-Verhalten ist.

Figur 3 zeigt in einer Querschnittsdarstellung ein Koaxialka- bei mit einem Isolationsmaterial, welches ein Kunststoffmaterial mit einem NTC-Verhalten ist.

Figur 4a zeigt einen Eingangspuls, welcher sich innerhalb eines Kabels entlang einer Laufstrecke s in positiver Rich- tung fortpflanzt.

Figur 4b zeigt einen Ausgangspuls, welcher aus einer zumindest teilweisen Reflexion des Eingangspulses resultiert und welcher sich innerhalb des Kabels entlang der Laufstrecke s in negativer Richtung fortpflanzt.

Figur 5 zeigt ein Gefahrmeldesystem, welches eine Zentrale und insgesamt vier lineare Temperaturmessvorrichtungen aufweist, die mit der Zentrale über jeweils eine Signalleitung verbunden sind.

Figur 6 zeigt einen Abschlusswiderstand, welcher eine Serienschaltung aus einem Ohm' sehen Widerstand und einem Kondensator aufweist.

Figur 7a zeigt einen Abschlusswiderstand, welcher eine Serienschaltung aus einem Ohm' sehen Widerstand und einer Parallelschaltung aus einem Kondensator und einer Diode aufweist.

Figur 7b zeigt eine unter Gleichspannungsbedingungen durchgeführte Widerstandsmessung des temperaturabhängigen Isolati- onsmaterials unter Verwendung des in Figur 7a dargestellten Abschlusswiderstandes bei einer ersten Polarität.

Figur 7c zeigt eine unter Gleichspannungsbedingungen durchgeführte Widerstandsmessung des temperaturabhängigen Isolationsmaterials unter Verwendung des in Figur 7a dargestellten Abschlusswiderstandes bei einer zweiten Polarität.

An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden Komponenten lediglich in ihrer ersten Ziffer unterscheiden .

Figur 1 zeigt eine lineare Temperaturmessvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Temperaturmessvorrichtung 100 weist ein elektrisches Kabel 110 auf, welches als Temperatursensor dient und innerhalb eines linearen Erfassungsbereiches angeordnet werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass der lineare Erfassungsbereich nicht unbedingt geradlinig verlaufen muss. Der lineare Erfassungsbereich kann auch gekrümmt sein und beispielsweise um Ecken und/oder Kanten verlaufen.

Das Kabel 110 weist einen ersten elektrischen Leiter 112 und einen zweiten elektrischen Leiter 114 auf. Zwischen den beiden Leitern 112 und 114 befindet sich ein Isolationsmaterial 116, welches einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Isolationsmaterial 116 ein Kunststoff, welcher ein Negative Temperature Coefficient (NTC) -Verhalten aufweist. Dies bedeutet, dass der spezifische elektrische Widerstand des Isolati- onsmaterials 116 bei einem Anstieg der Temperatur sinkt. In Figur 1 ist der spezifische elektrische Widerstand des Isolationsmaterials 116 in Form eines Ersatzschaltbildes durch eine Vielzahl von diskreten elektrischen Widerständen 116a dargestellt. In der Realität ist der effektive Wider- stand zwischen den beiden Leitern 112 und 114 kontinuierlich über die Gesamtlänge des Kabels 110 verteilt.

Die beschriebene lineare Temperaturmessvorrichtung 100 basiert auf dem physikalischen Effekt, dass der Wellenwider- stand bzw. die Impedanz des Kabels 110 nicht nur von der räumlichen Anordnung der beiden Leiter 112 und 114 sondern auch von dem spezifischen Widerstand des Isolationsmaterials 116 abhängt. Weist ein Teilabschnitt des Kabels 110 im Vergleich zu dem restlichen Kabel 110 eine geänderte Temperatur auf, so ist der Wellenwiderstand innerhalb dieses Teilabschnitts unterschiedlich zu dem Wellenwiderstand des restlichen Kabels 110. Dies bedeutet, dass innerhalb des Kabels 110 die Impedanz eine Änderung aufweist. Diese Impedanzänderung führt dann dazu, dass ein hochfrequentes Signal, welches sich ansonsten weitgehend störungsfrei in dem Kabel 110 ausbreitet, an der Stelle der Impedanzänderung zumindest teilweise reflektiert wird.

Um das Reflexionsverhalten des Kabels 110 zu messen, weist die lineare Temperaturmessvorrichtung 100 ferner eine Messeinrichtung 130 auf, welche an der Eingangsseite des Kabels 110 über einen Anschluss 130a mit dem ersten elektrischen Leiter 112 und über einen Anschluss 130b mit dem zweiten elektrischen Leiter 114 verbunden ist. Außerdem ist ein Abschlusswiderstand 120 vorgesehen, welcher an einem der

Eingansseite des Kabels 110 gegenüberliegenden Ende mit dem Kabel 110 verbunden ist. Dazu sind zwei Anschlüsse 120a und 120b vorgesehen, die den Abschlusswiderstand 120 mit dem ersten elektrischen Leiter 112 bzw. mit dem zweiten elektri- sehen Leiter 114 verbinden. Der Abschlusswiderstand 120 ist derart dimensioniert, dass unter normalen Temperaturbedingungen am Ende des Kabels 110 keine Reflexionen verursacht werden. Unter normalen Temperaturbedingungen stellt das gesamte Kabel 110 somit eine linea- re Messleitung mit einer einheitlichen Impedanz dar, bei der keine oder nur sehr schwache Reflektionen eines Hochfrequenzsignals zu erwarten sind. Im Falle einer lokalen Temperaturänderung wird sich dann die Impedanz an der betreffenden Stelle des Kabels 110 ändern. Dadurch wird dann die zuvor optimale Impedanzanpassung gestört und es treten erstmalig

Reflexionen auf, die dann zuverlässig von der Messeinrichtung 130 erfasst werden können.

Zum Einspeisen eines Eingangssignals in das Kabel 110 weist die Messeinrichtung 130 eine Sendeeinheit 132 auf. Zum Erfassen von reflektierten Ausgangssignalen weist die Messeinrichtung 130 eine Empfangseinheit 134 auf. Die Sendeeinheit 132 und die Empfangseinheit 134 können dabei getrennte elektronische Schaltungen sein. Alternativ können diese Einheiten 132 und 134 auch mittels einer einzigen Schaltungsanordnung realisiert sein.

Die Messeinrichtung 130 weist ferner eine der Empfangseinheit 134 und ggf. auch de Sendeeinheit 132 nachgeschaltete Auswer- teeinheit auf, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht dargestellt ist. Mittels der Auswerteeinheit können die von der Empfangseinheit 134 erfassten Reflexionssignale hinsichtlich ihrer zeitlichen Verzögerung und/oder hinsichtlich ihrer Phasenverschiebung zu dem entsprechenden Eingangs- signal analysiert werden. Dadurch kann der Abstand zwischen der Messeinrichtung 130 und der Stelle des Kabels 110 ermittelt werden, welche Stelle im Vergleich zu dem restlichen Kabel eine lokal veränderte Impedanz aufweist.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist die Messeinrichtung 130 zusätzlich eine Widerstandsmesseinheit 136 auf. Die Wider- standsmesseinheit 136 ist zum Messen des Gleichstromwiderstands des Kabels 110 eingerichtet.

Durch eine Messung des Gleichstromwiderstandes kann auf einfache Weise eine Temperaturänderung erkannt werden, die zumindest einen Teilabschnitt des Kabels betrifft. Auch wenn lediglich innerhalb eines vergleichsweise kurzen Teilabschnittes der spezifische elektrische Widerstand des Isolationsmaterials geändert wird, so wird sich infolge der im Ersatzschaltbild ersichtlichen Parallelschaltung von vielen

Einzelisolationswiderständen zwischen den beiden elektrischen Leitern 112, 114 auch der ohmschen Gesamtwiderstands zwischen den beiden elektrischen Leitern 112 und 114 ändert.

Die Verwendung eines einfachen Ohm' sehen Abschlusswiderstandes hat den Vorteil, dass der Zustand des Kabels 110 auf effektive Weise überwacht werden kann. Wird nämlich mittels der oben beschriebenen Widerstandsmesseinheit 136 ein Widerstand gemessen, welcher deutlich höher ist als der Abschluss- widerstand 120, dann deutet dies auf einen Unterbruch des

Kabels 110 hin. Wird mittels der Widerstandsmesseinheit 136 ein Widerstand gemessen, welcher viel kleiner ist als der Abschlusswiderstand 120 und im Falle eines NTC Kabels ebenso kleiner ist als der zu erwartende Kabelwiderstand 116 bei einer spezifizierten Maximaltemperatur, dann deutet dies auf einen Kurzschluss innerhalb des Kabels 110 hin.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Lokalisierung des Kabeldefektes ebenfalls mit den oben beschriebenen Hochfrequenz- verfahren der Zeitbereichsreflektometrie (Time Domain Reflec- tometry, TDR) oder der Frequenzbereichsreflektometrie (Fre- quency Domain Reflectometry, FDR) erfolgen kann.

Infolge der in Figur 1 dargestellten Parallelschaltung der Vielzahl an Teilwiderständen 116a dominiert am Kabelende an den Anschlüssen 130a und 130b jedoch stets der kleinste der Teilwiderstände 116a. Der maximal messbare Widerstand an den Anschlüssen 130a und 130b ist gleich dem Abschlusswiderstand 120. Bei dieser Betrachtung wird der Widerstand der Leiter 112 und 114 vernachlässigt. Dadurch wird die Dynamik der Widerstandsmessung beschränkt.

Um die Dynamik der statischen Widerstandsmessung zu erhöhen, kann der Abschlusswiderstand 120 auch durch eine Serienschaltung eines Ohm' sehen Widerstandes und eines Kondensators mit einer relativ großen Kapazität ersetzt werden. Bei einer Wechselspannung mit einer ausreichend hohen Frequenz wird dann nur der Ohm' sehe Widerstand gesehen und es ist keine Veränderung der Impulsantwort zu erwarten. Unter Gleichspannungsbedingungen wird der Abschlusswiderstand an den Anschlüssen 130a und 130b überhaupt nicht gesehen und der Bereich des messbaren Widerstandes wird dementsprechend erhöht .

Auch wenn durch diese einfache Messung des Gleichstromwiderstandes der Ort einer lokalen Widerstandsänderung nicht ermittelt werden kann, so kann die Messung des Gleichstromwiderstandes für eine Art Voralarmierung verwendet werden, bevor mit den oben und nachfolgend insbesondere anhand der Figuren 4a und 4b beschriebenen Messmethoden der genaue Ort der lokalen Temperaturänderung ermittelt wird.

Figur 2 zeigt in einer Querschnittsdarstellung ein Streifenkabel 210, welches als Messleitung 110 für die in Figur 1 dargestellte lineare Temperaturmessvorrichtung 100 verwendet werden kann. Das Streifenkabel 210 weist einen ersten elektrischen Leiter 212 und einen zweiten elektrischen Leiter 214 auf, welche in einem Isolationsmaterial 216 eingebettet sind.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Isolationsmaterial 216 ein Kunststoffmaterial mit einem NTC-

Verhalten. Es können jedoch auch andere Materialien bei- spielsweise mit einem Positive Temperatur Coefficient (PTC) Verhalten verwendet werden.

Das Isolationsmaterial 216 ist von einer dünnen Außenschicht 218 umgeben. Die Außenschicht 218 kann das Isolationsmaterial 216 vor mechanischen Einflüssen schützen. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Außenschicht 218 eine schwarze Farbe oder zumindest eine dunkle Farbe auf, so dass auf das Kabel einfallende Wärmestrahlung 240 gut absor- biert wird und damit zu einer signifikanten Temperaturerhöhung des Isolationsmaterials 216 in dem betreffenden Kabelabschnitt führt. Die Absorption der Wärmestrahlung 240 kann zusätzlich dadurch verbessert werden, dass die Außenschicht eine gewisse Rauhigkeit aufweist, so dass Reflexionen der Wärmestrahlung 240 an glatten Oberflächen weitgehend verhindert werden.

Figur 3 zeigt in einer Querschnittsdarstellung ein Koaxialka- bei 310, welches ebenfalls als Messleitung 110 für die in Figur 1 dargestellte lineare Temperaturmessvorrichtung 100 verwendet werden kann. Das Koaxialkabel 310 weist einen ersten elektrischen Leiter 312 auf, welcher den Innenleiter des Koaxialkabels 310 darstellt. Ein zweiter elektrischer Leiter 314 stellt den Außenleiter des Koaxialkabels 310 dar. Zwischen dem Innenleiter 312 und dem Außenleiter 314 befindet sich ein Isolationsmaterial 316, welches ebenfalls ein Kunst- stoffmaterial mit einem NTC-Verhalten ist.

Eine Außenschicht 318 umgibt den Außenleiter 314. Auch die Außenschicht 318 weist eine schwarze Farbe oder zumindest eine dunkle Farbe auf, so dass auf das Koaxialkabel 310 einfallende Wärmestrahlung gut absorbiert wird und zu einer möglichst deutlichen Temperaturerhöhung des Isolationsmateri- als 316 führt. Nachfolgend wird anhand der Figuren 4a und 4b die Messung des Ortes einer lokalen Temperaturerhöhung mittels eines in das Kabel eingespeisten elektrischen Eingangspulses und des entsprechenden an einer temperaturinduzierten Impedanzände- rung teilweise zurück reflektierten Ausgangspulses erläutert. Dabei wird bei der Berechnung des Ortes der lokalen Temperaturerhöhung die Zeitdifferenz zwischen dem Einspeisen des Eingangspulses und dem Empfang des an einer lokalen Impedanzänderung reflektierten Ausgangspulses gemessen. Da die Aus- breitungsgeschwindigkeit von elektrischen Signalen in dem

Kabel bekannt ist, kann aus der gemessenen Zeitdifferenz der räumliche Abstand zwischen der lokalen Temperaturänderung und der Messeinrichtung bestimmt werden. Dabei kann auf die Grundsätze der bekannten leitungsgebundenen Radar-Technik zurückgegriffen werden, welche auch als Zeitbereichsreflekto- metrie (Time Domain Reflectometry, TDR) bezeichnet wird.

Wie aus Figur 4a ersichtlich pflanzt sich ein elektrischer Eingangspuls 450a innerhalb eines Kabels entlang einer Laufstrecke s in positiver Laufrichtung 451a fort. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind bei dem als zeitlichen Rechteckimpuls ausgebildeten Eingangspuls 450a der Strom i und die Spannung u in Phase.

An einer lokalen Impedanzänderung an eine Stelle sθ wird der Eingangspuls 450a zumindest teilweise reflektiert. Der Re- flektionsfaktor ergibt sich dabei aus der o. g. Gleichung (1). Dadurch entsteht ein in Figur 4b dargestellter Ausgangspuls 450b, welcher sich innerhalb des Kabels entlang der Laufstrecke s in negativer Laufrichtung 451b fortpflanzt. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Strompegel i und der Spannungspegel u in Antiphase. Dies bedeutet, dass der Strom i und die Spannung u ein zueinander unterschiedliches Vorzeichen haben.

An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass zur örtlichen Lokalisierung einer lokalen Temperaturänderung bzw. Impedanz- änderung anstelle der TDR auch auf die an sich bekannten Grundsätze der Frequenzbereichsreflektometrie (Frequency Domain Reflectometry, FDR) zurückgegriffen werden kann. Dabei werden an dem Eingang des Kabels verschiedene periodische Einzelsignale sequentiell eingespeist und jeweils die Phasenverschiebung der Einzelantwortsignale gemessen, die an der Stelle sθ einer lokalen Impedanzänderung zurück reflektiert werden. Aus den für verschiedene Frequenzen bestimmten Phasenverschiebungen des jeweiligen Einzelantwortsignals in Bezug zu dem jeweiligen in das Kabel eingespeisten Einzelsignal kann ebenso der Ort sθ der lokalen Temperaturänderung bestimmt werden.

Figur 5 zeigt ein Gefahrmeldesystem 560, welches eine Zentrale 565 und insgesamt vier lineare Temperaturmessvorrichtungen 500 aufweist, die mit der Zentrale über jeweils eine Signalleitung 565a verbunden sind.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind mit der Zentrale lediglich lineare Temperaturmessvorrichtungen 500 verbunden, mit denen jeweils Temperaturänderungen ortsaufgelöst erfasst werden können. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Zentrale 565 selbstverständlich auch noch mit weiteren andersartigen Peripherieeinheiten bzw. Gefahrmeldeeinheiten verbunden sein kann. Diese andersartigen Gefahrmeldeeinheiten können beispielsweise Rauchmelder, Gasmelder und/oder Intrusionsmelder sein. Die Zentrale 565 kann dann verschiedene Meldeergebnisse der verschiedenen Peripherieein- heiten in geeigneter Weise gemeinsam auswerten und geeignete Maßnahmen zur Gefahrenabwehr einleiten.

Figur 6 zeigt einen Abschlusswiderstand 620, welcher eine Serienschaltung aus einem Ohm' sehen Widerstand 625 und einem Kondensator 626 aufweist. Der Abschlusswiderstand 620 ist an Anschlüssen 620a und 620b mit einem in Figur 6 nicht dargestellten Kabel verbunden. Gemäß dem hier dargestellten Aus- führungsbeispiel ist dieses Kabel mit dem Kabel 110 aus Figur 1 identisch.

Die beschriebene Serienschaltung des Ohm' sehen Widerstandes 625 mit dem Kondensator 626 hat den Vorteil, dass die Dynamik einer Widerstandmessung signifikant erhöht werden kann. Unter Wechselspannungsbedingungen wird bei einer ausreichend großen Kapazität des Kondensators 626 nur der Ohm' sehe Widerstand 625 erfasst. Eine Veränderung der Impulsantwort ist nicht zu erwarten. Unter Gleichspannungsbedingungen wird von der in Figur 1 dargestellten Widerstandmesseinheit 136 der Abschlusswiderstand nicht gesehen und der Bereich des messbaren Widerstandes wird entsprechend erhöht.

Figur 7a zeigt einen Abschlusswiderstand 720, welcher eine

Serienschaltung aus einem Ohm' sehen Widerstand 725 und einer Parallelschaltung aus einem Kondensator 726 und einer Diode 727 aufweist. Der Abschlusswiderstand 720 ist an Anschlüssen 720a und 720b mit einem in Figur 7 nicht dargestellten Kabel verbunden. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Kabel mit dem Kabel 110 aus Figur 1 identisch.

Die Verwendung der in Figur 7a dargestellten Serienschaltung hat den Vorteil, dass die statische Widerstandmessung an den Anschlüssen 720a und 720b mit zwei unterschiedlichen Polaritäten durchgeführt kann. Durch eine geeignete Wahl der Polarität kann somit bestimmt werden, ob man den Abschlusswiderstand 720 sehen will oder nicht. Dadurch können die oben beschriebenen Vorteile einer statischen Widerstandsmessung unter Gleichspannungsbedingungen mit den Vorteilen einer

Widerstandsmessung unter Wechselspannungsbedingungen vereinigt werden.

Figur 7b zeigt eine unter Gleichspannungsbedingungen durchge- führte Widerstandsmessung des temperaturabhängigen Isolationsmaterials des Kabels 710 unter Verwendung eines Abschlusswiderstandes 720, welcher eine Serienschaltung aus einem Ohm' sehen Widerstand 725 und einer Parallelschaltung eines Kondensators 726 mit einer Diode 727 aufwest. Figur 7b zeigt die Gleichspannungs-Widerstandsmessung bei einer ersten Polarität einer Spannungsquelle 735, bei der von einer Strom- messeinrichtung 736a und einer Spannungsmesseinrichtung 736b der Abschlusswiderstand statisch gesehen bzw. erfasst wird. Dies wird durch die Diode 727 erreicht, die bei der ersten Polarität der Spannungsquelle 735 in Durchlassrichtung geschalten ist. Unter Wechselspannungsbedingungen wird die Diode 727 durch den Kondensator 726 kurz geschlossen und es wird als Abschlusswiderstand nur der Ohm' sehe Widerstand 725 gesehen bzw. erfasst.

Figur 7c zeigt die in Figur 7b dargestellte Widerstandsmes- sung des temperaturabhängigen Isolationsmaterials des Kabels 710 bei einer zweiten Polarität der Spannungsquelle 735, bei der unter Gleichspannungsbedingungen der Ohm' sehe Widerstand 725 nicht gesehen bzw. nicht erfasst wird. Die Widerstandsmessung unter Gleichspannungsbedingungen zeigt bei Vernach- lässigung des Widerstandes der beiden elektrischen Leiter des Kabels 710 den reinen Widerstand des Isolationsmaterials des Kabels 710.

Die mit dieser Anmeldung beschriebene lineare Temperaturmess- Vorrichtung weist folgende Vorteile auf:

• Die beschriebene lineare Temperaturmessvorrichtung lässt sich mit den normalen Werkzeugen der Elektroinstallation installieren. Es werden keine Spezialwerkzeuge benötigt.

• Im Vergleich zu bekannten linearen Temperaturmessvorrich- tungen mit optischen Fasern, bei denen die optische Fasern einen vorgegebenen Biegeradius nicht unterschreiten dürfen, kann das elektrische Kabel deutlich stärker gekrümmt werden. Damit kann die lineare Temperaturmessvorrichtung auch problemlos um eine Ecke herum verlegt werden. • Ein Funktionstest nach einer erfolgten Installation kann mit einfachsten Mitteln wie beispielsweise einem einfachen Digital Volt Meter erfolgen. Dabei können ggf. vorhandene Unterbrüche und/oder Kurzschluss auf einfache Weise festgestellt werden.

• Auch ohne ein TDR oder FDR Auswertegerät lässt sich ein Kollektivalarm durch eine einfache Widerstandsmessung ab- leiten. Dabei können jedoch typischerweise keine Ortsinformationen bezüglich der auf das Kabel einwirkenden Wärmeentwicklung erhalten werden.

• Eine auf der TDR oder FDR Technik basierende Signalauswertung ist unempfindlich gegenüber der Drift eines internen Taktgebers der Messeinrichtung. Die Auswerteelektronik ist somit langzeitstabil und unempfindlich auf Temperaturschwankungen .

Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvari- anten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum ortsaufgelösten Messen der Temperatur innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches, die Vorrich- tung (100) aufweisend

• einen Messkörper (110, 210, 310) mit einem ersten elektrischen Leiter (112, 212, 312), einem zweiten elektrischen Leiter (114, 214, 314) und einem Isolationsmaterial (116, 216, 316), welches sich zwi- sehen den beiden elektrischen Leitern erstreckt (112, 212, 312, 114, 214, 314), wobei das Isolationsmaterial (116, 216, 316) einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, und

• eine Messeinrichtung (130), welche mit dem ersten elektrischen Leiter (112, 212, 312) und mit dem zweiten elektrischen Leiter (114, 214, 314) verbunden ist und welche eine Sendeeinheit (132) und eine Empfangseinheit (134) aufweist, - wobei die Sendeeinheit (132) eingerichtet ist zum Beaufschlagen der beiden elektrischen Leiter (112, 212, 312, 114, 214, 314) mit einem zeitabhängigen elektrischen Eingangssignal (450a) und - wobei die Empfangseinheit (134) eingerichtet ist zum Er- fassen eines zeitabhängigen elektrischen Antwortsignals

(450b) des Messkörpers (110, 210, 310) auf das Eingangssignal (450a) .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Messkörper zusätzlich aufweist

- zumindest einen weiteren ersten elektrischen Leiter,

- zumindest einen weiteren zweiten elektrischen Leiter, und

- zumindest ein weiteres Isolationsmaterial, welches sich zwischen den beiden weiteren elektrischen Leitern erstreckt, wobei das weitere Isolationsmaterial einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, zusätzlich aufweisend einen Abschlusswiderstand (120), welcher an einem der Messeinrichtung (130) gegenüberliegenden Ende der elektrischen Leiter (112, 114) mit den elektrischen Leitern (112, 114) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Isolationsmaterial (116, 216, 316) ein Material ist, dessen spezifischer elektrischer Widerstand mit steigender Temperatur sinkt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Messeinrichtung (130) zusätzlich eine Widerstandsmessein- heit (136) aufweist, welche zum Messen des Gleichstromwiderstands zwischen dem ersten elektrischen Leiter (112, 212, 312) und dem zweiten elektrischen Leiter (114, 214, 314) und/oder zwischen dem weiteren ersten elektrischen Leiter und dem weiteren zweiten elektrischen Leiter eingerichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elektrische Eingangssignal ein elektrischer Impuls (450a) ist .

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elektrische Eingangssignal eine Mehrzahl von periodischen und insbesondere von sinusförmigen Einzelsignalen aufweist, die zueinander eine unterschiedliche Frequenz aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Messkörper ein Kabel (110, 210, 310) ist. V: Die Verwendung eines Kabels, welches ein oder mehrere Leiterpaare aufweisen kann, hat den Vorteil, dass durch eine einfache Verlegung des Kabels entlang eines linearen Überwa- chungsbereiches innerhalb dieses Überwachungsbereiches eine ortsaufgelöste Temperaturmessung durchgeführt werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Kabel ein Koaxialkabel (310) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Kabel zwei nebeneinander verlaufende Streifenleiter (212, 214) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Kabel (110, 210, 310) zusätzlich eine Außenschicht (218, 318) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Außenschicht (218, 318) ein Material aufweist, welches zumindest eine vorbestimmte Wärmeabsorption gegenüber Wärme- Strahlung aufweist.

13. Gefahrmeldesystem zum Detektieren von lokalen Temperaturänderungen innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches, insbesondere zum ortsaufgelösten Detektieren von Brandherden, das Gefahrmeldesystem (560) aufweisend

• eine Zentrale (565) und

• zumindest eine Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welche mit der Zentrale (565) über eine Kommunikationsverbindung (565a) gekoppelt ist.

14. Verfahren zum ortsaufgelösten Messen der Temperatur innerhalb eines räumlichen Erfassungsbereiches, das Verfahren aufweisend

• Beaufschlagen eines Messkörpers (110, 210, 310) mit einem zeitabhängigen elektrischen Eingangssignal (450a) unter

Verwendung einer Sendeeinheit (132) einer Messeinrichtung (130), und

• Erfassen eines zeitabhängigen elektrischen Antwortsignals

(450b) des Messkörpers (110, 210, 310) auf das Eingangssig- nal (450a) unter Verwendung einer Empfangseinheit (134) der Messeinrichtung (130), - wobei der Messkörper (110, 210, 310) einen ersten elektrischen Leiter (112, 212, 312), einen zweiten elektrischen Leiter (114, 214, 314) und ein Isolationsmaterial (116, 216, 316) aufweist, welches sich zwischen den beiden elektrischen Leitern (112, 212, 312, 114, 214, 314) erstreckt und welches einen temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, und

- wobei die Messeinrichtung (130) mit dem ersten elektrischen Leiter (112, 212, 312) und mit dem zweiten elektrischen Leiter (114, 214, 314) verbunden ist.