WO2012041580A1 - Method for verifying the functionality of a photoelectric smoke detector - Google Patents

Method for verifying the functionality of a photoelectric smoke detector Download PDF

Info

Publication number
WO2012041580A1
WO2012041580A1 PCT/EP2011/063459 EP2011063459W WO2012041580A1 WO 2012041580 A1 WO2012041580 A1 WO 2012041580A1 EP 2011063459 W EP2011063459 W EP 2011063459W WO 2012041580 A1 WO2012041580 A1 WO 2012041580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
smoke detector
measurement signal
time
optical
transmitting element
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/063459
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Hanses
Gerhard Gruener
Wolfgang Werkmeister
Joerg Tuermer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2012041580A1 publication Critical patent/WO2012041580A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/12—Checking intermittently signalling or alarm systems
    • G08B29/14—Checking intermittently signalling or alarm systems checking the detection circuits
    • G08B29/145—Checking intermittently signalling or alarm systems checking the detection circuits of fire detection circuits

Definitions

  • the present invention relates to a method for testing the operability of a photoelectric smoke detector and a smoke detector according to the invention.
  • Photoelectric or optical smoke detectors are known, for example, from EP 0 755 037 A1. They have a transmitting element, such as a light emitting diode or laser diode, which emits a test beam into an optical labyrinth. Furthermore, they have a sensor element, such as a photodiode, which is provided for detecting stray light. If smoke penetrates into the optical labyrinth, a more or less large proportion of the test beam is scattered into the sensor element, so that a photocurrent is detected. If the detected photocurrent exceeds a predetermined threshold, smoke is detected.
  • a transmitting element such as a light emitting diode or laser diode
  • a sensor element such as a photodiode
  • the invention offers a possibility for checking an optical smoke detector when the transmission element is activated, so that the noise of the measurement signal is reduced and the evaluation is facilitated.
  • the check also takes place by measuring the characteristic of the received signal when the transmitting element is activated or switched on, without its current flow having to be controlled analogously.
  • the invention can be realized alone with digital circuit technology.
  • the functionality of the optical smoke detector is disturbed when the measurement signal waveform increases by a predetermined tolerance range more slowly than the reference signal waveform.
  • the absolute value of the measuring signal is advantageously less critical. This is essentially taken into account in the tracking of the underlying described above.
  • the temporal behavior with short time scales is inte- relich, for example in the range of up to 0.05, 0.1 or 0.2 ms.
  • the reference signal (s) are conveniently picked up immediately or shortly after manufacture so as to indicate a state of minimal scattering. The more scattering centers are present, the faster the measured signal increases. A flatter curve outside the tolerance range therefore shows a
  • the tolerance range can be determined empirically, for example. It can also be set to zero.
  • the switching on of the transmitting element is pulsed with a predetermined frequency and pulse duration.
  • the transmitting element is expediently connected by a computing unit, such as e.g. a microcontroller - driven with a (high) predetermined on / off frequency and a variable duty cycle.
  • the frequency is expediently chosen so that it is higher than the cutoff frequency of an input filter usually provided on the receiving side and thus filtered out.
  • frequency and / or pulse duration and / or duty cycle are predefined as a function of the base current or measurement signal.
  • the sensitivity of the receiving circuit for the measurements can be set.
  • the base current will increase over time due to contamination and the like. usually too.
  • the sensitivity can then be reduced by a corresponding duty cycle.
  • the accuracy of the measurements can be increased at low smoke particle concentrations in the initial phase of a fire without entering a saturation range at higher values.
  • a lower base current allows a higher duty cycle and vice versa.
  • the receiving circuit can provide a plurality of sensitivity stages, ie a plurality of amplification ranges, between which - advantageously by a computing unit, such as a microcontroller - depending on the base current or measurement signal can be switched, for example. If an upper or lower Threshold is passed through. As a result, overshoot and understeer of the sensor circuit can be avoided.
  • the accuracy of the measurements at small smoke particle concentrations in the initial phase of a fire can be increased without entering a saturation range at higher values.
  • a smoke detector according to the invention contains a computing unit which, in particular in terms of programming technology, is set up to carry out a method according to the invention. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
  • Figure 1 shows schematically a smoke detector according to the invention in a cross-sectional view.
  • FIG. 2 shows schematically a preferred embodiment of a verification method according to the invention.
  • FIG. 3 shows in a diagram measuring signals for different base currents with continuous activation of the transmitting element.
  • FIG. 4 shows in a diagram measurement signals for different base currents in the case of pulsed activation of the transmission element.
  • FIG. 1 shows schematically a cross-sectional view of a preferred embodiment of a photoelectric smoke detector 100 according to the invention.
  • the smoke detector 100 has a transmitting element designed here as a light-emitting diode 1 10 for emitting a test beam 120 into an optical labyrinth 130.
  • the smoke detector 100 furthermore has a sensor element embodied here as a photodiode 140 for detecting stray light.
  • the smoke detector 100 furthermore has a circuit arrangement 150, which is shown only schematically here, which has, inter alia, an amplifier 151 for amplifying the measurement signal and a computing unit embodied here as a microcontroller 152 for evaluating the measurement signal, controlling the smoke detector and carrying out a method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of a method according to the invention with reference to a flowchart. The method will be described in relation to a smoke detector 100 according to FIG.
  • the method begins in a step 200 at a time t 0 with the control of the light emitting diode 1 10.
  • the control can be continuous or pulsed, but this does not change the basic process.
  • the light-emitting diode 110 sends the test beam 120 into the optical labyrinth 130, in which more or less scattering centers are present, so that a certain portion of the light is scattered into the photodiode 140.
  • a step 201 the measurement signal is detected until a time ti.
  • the measurement signal waveform is compared with the associated reference signal waveform.
  • the reference signal waveform is from a Referenzating. Calibration measurement won, which has been recorded at the same frequency, pulse width and duty cycle expediently immediately after the production of the smoke detector and thus a state of minimal
  • the reference measurements are expediently stored in a memory unit of the microcontroller 152.
  • Step 203 found that the functionality of the smoke detector 100 is disturbed. Otherwise, it is determined in a step 204 that the functionality of the smoke detector is given.
  • FIG. 3 shows a plot of 300 signal waveforms at different ones
  • Base currents are plotted as voltage values at the input of the microcontroller 152 on the ordinate against the time t on the abscissa.
  • the control of the LED is continuous and is also shown at 301.
  • a graph at a first base current is 302
  • a graph at a second, larger base current is designated at 303.
  • Graph 302 represents a reference waveform
  • Graph 303 is a measurement waveform during a test of the smoke detector.
  • the LED is turned off.
  • the LED is driven continuously.
  • a measurement signal is detected whose height and increase depends on the number of scattering centers in the optical labyrinth.
  • the measurement signal rises faster, as represented by graph 303.
  • measurement waveforms at different base currents are likewise plotted as voltage values at the input of the microcontroller 152 on the ordinate against the time t on the abscissa in a diagram 400.
  • the LED is pulsed here and is also shown at 401.
  • the control is carried out with a frequency which is above a cutoff frequency of an input filter of the microcontroller or amplifier, so that in this way a variation of the drive current can take place in a digital manner, without showing a ripple in the measurement signal.
  • the height of the measurement signal can be influenced, so that it can be optimally adapted to the measurement range of the analog / digital conversion.
  • a graph at a first base current is 402
  • a graph at a second, larger base current is designated at 403.
  • Graph 402 represents a reference waveform
  • graph 403 represents a waveform during a smoke detector test.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for verifying the functionality of a photoelectric smoke detector having a transmission element for emitting a verification beam into an optical labyrinth and a sensor element for detecting the verification beam scattered within the optical labyrinth and for outputting a measurement signal, wherein the method comprises the following steps: actuating the transmission element, detecting a measurement signal output by the sensor over the period between a first point in time (t0) and a second point in time (t1) as a measurement signal progression (303), comparing the measurement signal progression (303) to a reference signal progression (302) and evaluating the functionality of the optical smoke detector on the basis of the comparison.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines photoelektrischen Rauchmelders  Method for testing the functionality of a photoelectric smoke detector
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines photoelektrischen Rauchmelders sowie einen erfindungsgemäß eingerichteten Rauchmelder. The present invention relates to a method for testing the operability of a photoelectric smoke detector and a smoke detector according to the invention.
Stand der Technik State of the art
Photoelektrische bzw. optische Rauchmelder sind beispielsweise aus der EP 0 755 037 A1 bekannt. Sie verfügen über ein Sendeelement, wie eine Leuchtoder Laserdiode, welches einen Prüfstrahl in ein optisches Labyrinth aussendet. Weiterhin verfügen sie über ein Sensorelement, wie eine Photodiode, welches zum Detektieren von Streulicht vorgesehen ist. Dringt Rauch in das optische Labyrinth ein, wird ein mehr oder weniger großer Anteil des Prüfstrahls in das Sensorelement gestreut, so dass ein Fotostrom detektiert wird. Übersteigt der detek- tierte Fotostrom einen vorgegebenen Schwellwert, wird eine Rauchentwicklung erkannt. Photoelectric or optical smoke detectors are known, for example, from EP 0 755 037 A1. They have a transmitting element, such as a light emitting diode or laser diode, which emits a test beam into an optical labyrinth. Furthermore, they have a sensor element, such as a photodiode, which is provided for detecting stray light. If smoke penetrates into the optical labyrinth, a more or less large proportion of the test beam is scattered into the sensor element, so that a photocurrent is detected. If the detected photocurrent exceeds a predetermined threshold, smoke is detected.
Beim Betrieb eines solchen Rauchmelders sind unter anderem zwei Punkte zu beachten. Zum einen wird immer eine mehr oder weniger kleine Lichtmenge von dem Sensorelement erfasst, so dass ein Basisstrom (oder Ruhestrom) fließt, der, beispielsweise durch Verstaubung des optischen Labyrinths, im Laufe der Zeit zunimmt. Diese Zunahme muss von einer Zunahme durch Rauchentwicklung unterschieden werden, wozu üblicherweise eine Nachführung des Schwellwerts durchgeführt wird. Weiterhin muss die Funktionsfähigkeit des Rauchmelders regelmäßig überprüft werden, wozu in der EP 0 755 037 A1 der Fotostrom bei ein- und ausgeschalteter Leuchtdiode verglichen wird. Je nach Anzahl der Streuzentren im optischen Labyrinth kann der Fotostrom im ein- und ausgeschalteten Zustand jedoch relativ nahe beieinander liegen, so dass eine sichere Auswertung schwierig wird. When operating such a smoke detector, two points must be considered, among other things. On the one hand, a more or less small amount of light is always detected by the sensor element, so that a base current (or quiescent current) flows, which, for example due to dusting of the optical labyrinth, increases over time. This increase must be distinguished from an increase by smoke, which is usually done tracking the threshold. Furthermore, the functionality of the smoke detector must be checked regularly, for which purpose in EP 0 755 037 A1 the photocurrent is compared with the LED switched on and off. Depending on the number of scattering centers in the optical labyrinth, however, the photocurrent in the switched on and off state can be relatively close to one another, so that reliable evaluation becomes difficult.
Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines photoelektrischen Rauchmelders anzugeben, das keiner Messung im ausgeschalteten Zustand bedarf. It is therefore desirable to provide a method of testing the operability of a photoelectric smoke detector that does not require measurement in the off state.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines photoelektrischen Rauchmelders mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. According to the invention, a method for testing the operability of a photoelectric smoke detector with the features of claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der Erfindung Die Erfindung bietet eine Möglichkeit zur Überprüfung eines optischen Rauchmelders bei angesteuertem Sendeelement, so dass das Rauschen des Messsignals vermindert und die Auswertung erleichtert ist. Die Überprüfung erfolgt zudem durch eine Messung der Charakteristik des Empfangssignals bei angesteuertem bzw. eingeschaltetem Sendeelement, ohne dass dessen Stromfluss ana- log gesteuert werden muss. Die Erfindung kann alleine mit digitaler Schaltungstechnik realisiert werden. ADVANTAGES OF THE INVENTION The invention offers a possibility for checking an optical smoke detector when the transmission element is activated, so that the noise of the measurement signal is reduced and the evaluation is facilitated. The check also takes place by measuring the characteristic of the received signal when the transmitting element is activated or switched on, without its current flow having to be controlled analogously. The invention can be realized alone with digital circuit technology.
In bevorzugter Ausgestaltung wird festgestellt, dass die Funktionsfähigkeit des optischen Rauchmelders gestört ist, wenn der Messsignalverlauf um einen vorbestimmten Toleranzbereich langsamer ansteigt als der Referenzsignalverlauf. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhafterweise der absolute Wert des Messignals weniger kritisch. Dieser wird im Wesentlichen bei der oben beschriebene Nachführung des Basiswerts berücksichtigt. Für die erfindungsgemäße Überprüfung ist vielmehr das zeitliche Verhalten bei kurzen Zeitskalen inte- ressant, bspw. im Bereich von bis zu 0,05, 0,1 oder 0,2 ms. Das oder die Referenzsignale werden zweckmäßigerweise unmittelbar oder kurz nach der Herstellung aufgenommen, so dass sie einen Zustand minimaler Streuung kennzeichnen. Je mehr Streuzentren vorhanden sind, desto schneller steigt das Messsig- nal an. Eine flachere Kurve außerhalb des Toleranzbereichs zeigt daher eineIn a preferred embodiment, it is determined that the functionality of the optical smoke detector is disturbed when the measurement signal waveform increases by a predetermined tolerance range more slowly than the reference signal waveform. In the context of the solution according to the invention, the absolute value of the measuring signal is advantageously less critical. This is essentially taken into account in the tracking of the underlying described above. For the check according to the invention, rather, the temporal behavior with short time scales is inte- ressant, for example in the range of up to 0.05, 0.1 or 0.2 ms. The reference signal (s) are conveniently picked up immediately or shortly after manufacture so as to indicate a state of minimal scattering. The more scattering centers are present, the faster the measured signal increases. A flatter curve outside the tolerance range therefore shows a
Störung des Rauchmelders an. Der Toleranzbereich kann bspw. empirisch bestimmt werden. Er kann auch auf Null gesetzt werden. Fault of the smoke detector. The tolerance range can be determined empirically, for example. It can also be set to zero.
Bevorzugterweise erfolgt das Einschalten des Sendeelements gepulst mit einer vorgegebenen Frequenz und Pulsdauer. In dieser Ausprägung der Erfindung wird das Sendeelement - zweckmäßigerweise durch eine Recheneinheit, wie z.B. einen Mikrocontroller - mit einer (hohen) vorgegebenen Ein/Aus-Frequenz und einem variablen Tastgrad angesteuert. Die Frequenz wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, dass sie höher als die Grenzfrequenz eines üblicherweise empfangsseitig vorgesehenen Eingangsfilters ist und damit ausgefiltert wird. Im Ergebnis wird dadurch das Messsignal bei gepulstem Betrieb (Tastgrad < 1) gegenüber einem Messsignal bei ungepulstem Betrieb (Tastgrad = 1) im Wesentlichen linear gemäß dem Tastgrad abgeflacht. Falls das Messsignal bei einem oder mehreren Tastgraden einen flacheren als den zugehörigen Referenzverlauf zeigt, weist dies auf ein Problem im optischen Pfad oder der Verstärkerschaltung hin. Preferably, the switching on of the transmitting element is pulsed with a predetermined frequency and pulse duration. In this embodiment of the invention, the transmitting element is expediently connected by a computing unit, such as e.g. a microcontroller - driven with a (high) predetermined on / off frequency and a variable duty cycle. The frequency is expediently chosen so that it is higher than the cutoff frequency of an input filter usually provided on the receiving side and thus filtered out. As a result, the measuring signal in pulsed operation (duty cycle <1) is flattened substantially linearly in accordance with the duty cycle compared to a measurement signal in the case of unpulsed operation (duty cycle = 1). If the measurement signal at one or more duty cycles shows a flatter than the associated reference curve, this indicates a problem in the optical path or amplifier circuit.
Zweckmäßigerweise werden Frequenz und/oder Pulsdauer und/oder Tastgrad in Abhängigkeit vom Basisstrom oder Messsignal vorgegeben. Damit kann die Empfindlichkeit der Empfangsschaltung für die Messungen eingestellt werden.Expediently, frequency and / or pulse duration and / or duty cycle are predefined as a function of the base current or measurement signal. Thus, the sensitivity of the receiving circuit for the measurements can be set.
Wie erläutert, nimmt der Basisstrom im Laufe der Zeit aufgrund von Verschmutzung u.ä. normalerweise zu. Um ein Übersteuern der Sensorschaltung zu vermeiden, kann dann die Empfindlichkeit durch einen entsprechenden Tastgrad verringert werden. Umgekehrt kann bspw. die Genauigkeit der Messungen bei kleinen Rauchpartikelkonzentrationen in der Anfangsphase eines Feuers erhöht werden, ohne bei höheren Werten in einen Sättigungsbereich zu gelangen. Allgemein erlaubt ein geringerer Basisstrom einen höheren Tastgrad und umgekehrt. In einer weiteren Variante kann die Empfangsschaltung mehrere Empfindlichkeitsstufen, d.h. mehrere Verstärkungsbereiche, zur Verfügung stellen, zwischen denen - zweckmäßigerweise durch eine Recheneinheit, wie z.B. einen Mikro- controller - in Abhängigkeit vom Basisstrom oder Messsignal umgeschaltet werden kann, bspw. wenn ein oberer oder unterer Schwellwert durchlaufen wird. Dadurch kann ein Über- und Untersteuern der Sensorschaltung vermieden werden. Weiterhin kann bspw. die Genauigkeit der Messungen bei kleinen Rauchpartikelkonzentrationen in der Anfangsphase eines Feuers erhöht werden, ohne bei höheren Werten in einen Sättigungsbereich zu gelangen. As explained, the base current will increase over time due to contamination and the like. usually too. In order to avoid overdriving the sensor circuit, the sensitivity can then be reduced by a corresponding duty cycle. Conversely, for example, the accuracy of the measurements can be increased at low smoke particle concentrations in the initial phase of a fire without entering a saturation range at higher values. Generally, a lower base current allows a higher duty cycle and vice versa. In a further variant, the receiving circuit can provide a plurality of sensitivity stages, ie a plurality of amplification ranges, between which - advantageously by a computing unit, such as a microcontroller - depending on the base current or measurement signal can be switched, for example. If an upper or lower Threshold is passed through. As a result, overshoot and understeer of the sensor circuit can be avoided. Furthermore, for example, the accuracy of the measurements at small smoke particle concentrations in the initial phase of a fire can be increased without entering a saturation range at higher values.
Ein erfindungsgemäßer Rauchmelder enthält eine Recheneinheit, die, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. A smoke detector according to the invention contains a computing unit which, in particular in terms of programming technology, is set up to carry out a method according to the invention. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination specified, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Rauchmelder in einer Querschnittsansicht. Figure 1 shows schematically a smoke detector according to the invention in a cross-sectional view.
Figur 2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausfhrungsform eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens. Figur 3 zeigt in einem Diagramm Messsignale für unterschiedliche Basisströme bei kontinuierlicher Ansteuerung des Sendelements. FIG. 2 shows schematically a preferred embodiment of a verification method according to the invention. FIG. 3 shows in a diagram measuring signals for different base currents with continuous activation of the transmitting element.
Figur 4 zeigt in einem Diagramm Messsignale für unterschiedliche Basisströme bei gepulster Ansteuerung des Sendelements. FIG. 4 shows in a diagram measurement signals for different base currents in the case of pulsed activation of the transmission element.
Ausführungsform(en) der Erfindung Embodiment (s) of the invention
In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen photoelektrischen Rauchmelders 100 schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Der Rauchmelder 100 weist ein hier als Leuchtdiode 1 10 ausgebildetes Sendeelement zum Aussenden eines Prüfstrahls 120 in ein optisches Labyrinth 130 auf. Der Rauchmelder 100 weist weiterhin ein hier als Photodiode 140 ausgebildetes Sensorelement zum Erfassen von Streulicht auf. Der Rauchmelder 100 verfügt weiterhin über eine hier nur grob schematisch dargestellte Schaltungsanordnung 150, welche unter anderem einen Verstärker 151 zur Verstärkung des Messsignals und eine hier als Mikrocontroller 152 ausgebildete Recheneinheit zur Auswertung des Messsignals, zur Steuerung des Rauchmelders sowie zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist. FIG. 1 shows schematically a cross-sectional view of a preferred embodiment of a photoelectric smoke detector 100 according to the invention. The smoke detector 100 has a transmitting element designed here as a light-emitting diode 1 10 for emitting a test beam 120 into an optical labyrinth 130. The smoke detector 100 furthermore has a sensor element embodied here as a photodiode 140 for detecting stray light. The smoke detector 100 furthermore has a circuit arrangement 150, which is shown only schematically here, which has, inter alia, an amplifier 151 for amplifying the measurement signal and a computing unit embodied here as a microcontroller 152 for evaluating the measurement signal, controlling the smoke detector and carrying out a method according to the invention.
In Figur 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms dargestellt. Das Verfahren wird in Bezug auf einen Rauchmelder 100 gemäß Figur 1 beschrieben. FIG. 2 shows a preferred embodiment of a method according to the invention with reference to a flowchart. The method will be described in relation to a smoke detector 100 according to FIG.
Das Verfahren beginnt in einem Schritt 200 zu einem Zeitpunkt t0 mit der Ansteuerung der Leuchtdiode 1 10. Die Ansteuerung kann kontinuierlich oder gepulst erfolgen, was jedoch am prinzipiellen Ablauf nichts ändert. Die Leuchtdiode 1 10 sendet den Prüfstrahl 120 in das optische Labyrinth 130, in dem mehr oder weniger Streuzentren vorhanden sind, so dass ein gewisser Anteil des Lichts in die Photodiode 140 gestreut wird. Es findet ein Einschwingvorgang der Photodiode 140, der Verstärkerschaltung 151 sowie der Analog/Digital-Wandlerschaltung innerhalb des Mikrocontrollers 152 statt, wobei das verstärkte Messsignal von dem Mikrocontroller erfasst wird. Beispielhafte Messsignale für eine kontinuierliche Ansteuerung sind in Figur 3 und für eine gepulste Ansteuerung in Figur 4 dargestellt. The method begins in a step 200 at a time t 0 with the control of the light emitting diode 1 10. The control can be continuous or pulsed, but this does not change the basic process. The light-emitting diode 110 sends the test beam 120 into the optical labyrinth 130, in which more or less scattering centers are present, so that a certain portion of the light is scattered into the photodiode 140. There is a transient process of the photodiode 140, the amplifier circuit 151 and the analog / digital converter circuit within the microcontroller 152, wherein the amplified measurement signal is detected by the microcontroller. Exemplary measuring signals for a continuous Control are shown in Figure 3 and for a pulsed drive in Figure 4.
In einem Schritt 201 wird das Messsignal bis zu einem Zeitpunkt ti erfasst. In a step 201, the measurement signal is detected until a time ti.
In einem Schritt 202 wird der Messsignalverlauf mit dem zugehörigen Referenzsignalverlauf verglichen. Der Referenzsignalverlauf wird aus einer Referenzbzw. Kalibierungsmessung gewonnen, die bei gleicher Frequenz, Pulsbreite und Tastverhältnis zweckmäßigerweise unmittelbar nach der Herstellung des Rauchmelders aufgenommen worden ist und somit einen Zustand minimalerIn a step 202, the measurement signal waveform is compared with the associated reference signal waveform. The reference signal waveform is from a Referenzbzw. Calibration measurement won, which has been recorded at the same frequency, pulse width and duty cycle expediently immediately after the production of the smoke detector and thus a state of minimal
Streuung kennzeichnet. Die Referenzmessungen sind zweckmäßigerweise in einer Speichereinheit des Mikrocontrollers 152 abgespeichert. Scatter characterizes. The reference measurements are expediently stored in a memory unit of the microcontroller 152.
Wird festgestellt, dass der Messsignalverlauf flacher als der zugehörige Refe- renzsignalverlauf ist und außerhalb eines Toleranzbereiches liegt, wird in einemIf it is determined that the measurement signal profile is flatter than the associated reference signal waveform and is outside of a tolerance range, is in a
Schritt 203 festgestellt, dass die Funktionsfähigkeit des Rauchmelders 100 gestört ist. Andernfalls wird in einem Schritt 204 festgestellt, dass die Funktionsfähigkeit des Rauchmelders gegeben ist. In Figur 3 sind in einem Diagramm 300 Messsignalverläufe bei unterschiedlichenStep 203 found that the functionality of the smoke detector 100 is disturbed. Otherwise, it is determined in a step 204 that the functionality of the smoke detector is given. FIG. 3 shows a plot of 300 signal waveforms at different ones
Basisströmen als Spannungswerte am Eingang des Microcontrollers 152 auf der Ordinate gegen die Zeit t auf der Abzisse aufgetragen. Die Ansteuerung der Leuchtdiode erfolgt kontinuierlich und ist bei 301 ebenfalls abgebildet. Ein Graph bei einem ersten Basisstrom ist mit 302, ein Graph bei einem zweiten, größeren Basisstrom ist mit 303 bezeichnet. Graph 302 stellt einen Referenzsignalverlauf,Base currents are plotted as voltage values at the input of the microcontroller 152 on the ordinate against the time t on the abscissa. The control of the LED is continuous and is also shown at 301. A graph at a first base current is 302, a graph at a second, larger base current is designated at 303. Graph 302 represents a reference waveform,
Graph 303 einen Messsignalverlauf während einer Prüfung des Rauchmelders dar. Graph 303 is a measurement waveform during a test of the smoke detector.
Zunächst ist die Leuchtdiode ausgeschaltet. Zu einem Zeitpunkt t0 wird die Leuchtdiode kontinuierlich angesteuert. In der Folge wird ein Messsignal erfasst, dessen Höhe und Anstieg von der Anzahl der Streuzentren im optischen Labyrinth abhängt. Zu einem frühen Zeitpunkt, beispielsweise kurz nach der Herstellung des Rauchmelders, befinden sich nur wenige Streuzentren im optischen Labyrinth, so dass der Graph 302 nur langsam ansteigt. Sind zu einem späteren Zeitpunkt mehr Streuzentren im optischen Labyrinth vorhanden, steigt das Messsignal schneller an, wie durch den Graph 303 dargestellt. First, the LED is turned off. At a time t 0 , the LED is driven continuously. As a result, a measurement signal is detected whose height and increase depends on the number of scattering centers in the optical labyrinth. At an early stage, for example shortly after the smoke detector is made, there are only a few scattering centers in the optical labyrinth so that the graph 302 rises only slowly. Are for a later As there are more scattering centers in the optical labyrinth, the measurement signal rises faster, as represented by graph 303.
Da der Messsignalverlauf 303 schneller als der Referenzsignalverlauf 302 ansteigt, wird die Funktionsfähigkeit des Rauchmelders bestätigt. Since the measurement waveform 303 increases faster than the reference waveform 302, the operability of the smoke alarm is confirmed.
In Figur 4 sind in einem Diagramm 400 ebenfalls Messsignalverläufe bei unterschiedlichen Basisströmen als Spannungswerte am Eingang des Microcontrollers 152 auf der Ordinate gegen die Zeit t auf der Abzisse aufgetragen. Die Ansteue- rung der Leuchtdiode erfolgt hier gepulst und ist bei 401 ebenfalls abgebildet. Die Ansteuerung erfolgt mit einer Frequenz, die über einer Grenzfrequenz eines Eingangsfilters des Microcontrollers oder Verstärkers liegt, so dass auf diese Weise eine Variation des Ansteuerstroms auf digitale Weise stattfinden kann, ohne dass sich eine Welligkeit im Messsignal zeigt. Durch entsprechende Vorgabe des Tastgrads kann die Höhe des Messsignals beeinflusst werden, so dass sie optimal auf den Messbereich der Analog/Digital-Wandlung eingepasst werden kann. In FIG. 4, measurement waveforms at different base currents are likewise plotted as voltage values at the input of the microcontroller 152 on the ordinate against the time t on the abscissa in a diagram 400. The LED is pulsed here and is also shown at 401. The control is carried out with a frequency which is above a cutoff frequency of an input filter of the microcontroller or amplifier, so that in this way a variation of the drive current can take place in a digital manner, without showing a ripple in the measurement signal. By appropriate specification of the duty cycle, the height of the measurement signal can be influenced, so that it can be optimally adapted to the measurement range of the analog / digital conversion.
Ein Graph bei einem ersten Basisstrom ist mit 402, ein Graph bei einem zweiten, größeren Basisstrom ist mit 403 bezeichnet. Graph 402 stellt einen Referenzsignalverlauf, Graph 403 einen Messsignalverlauf während einer Prüfung des Rauchmelders dar. A graph at a first base current is 402, a graph at a second, larger base current is designated at 403. Graph 402 represents a reference waveform, graph 403 represents a waveform during a smoke detector test.
Da der Messsignalverlauf 403 schneller als der Referenzsignalverlauf 402 ansteigt, wird die Funktionsfähigkeit des Rauchmelders bestätigt. Since the measurement signal waveform 403 increases faster than the reference signal waveform 402, the functionality of the smoke detector is confirmed.

Claims

Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines photoelektrischen Rauchmelders (100) mit einem Sendeelement zum Aussenden eines Prüfstrahls (120) in ein optisches Labyrinth (130) und einem Sensorelement (140) zum Erfassen des innerhalb des optischen Labyrinths gestreuten Prüfstrahls und zum Ausgeben eines Messsignals, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: A method of testing the operability of a photoelectric smoke detector (100) having a transmitting element for emitting a test beam (120) into an optical labyrinth (130) and a sensor element (140) for detecting the test beam scattered within the optical labyrinth and outputting a measurement signal the method comprises the following steps:
Ansteuern (200) des Sendeelements (1 10),  Driving (200) of the transmitting element (1 10),
Erfassen (201) eines von dem Sensor (140) ausgegebenen Messsignals über die Zeit zwischen einem ersten Zeitpunkt (t0) und einem zweiten Zeitpunkt (ti) als Messsignalverlauf (303; 403), Detecting (201) a measurement signal output by the sensor (140) over time between a first time (t 0 ) and a second time (ti) as measurement signal profile (303; 403),
Vergleichen (202) des Messsignalverlaufs (303; 403) mit einem Referenzsignalverlauf (302; 402), und  Comparing (202) the measurement signal profile (303; 403) with a reference signal profile (302; 402), and
Bewerten (203, 204) der Funktionsfähigkeit des optischen Rauchmelders (100) anhand des Vergleichs.  Evaluate (203, 204) the operability of the optical smoke detector (100) by comparison.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Ansteuern (200) des Sendeelements (1 10) ein gepulstes Ansteuern des Sendeelements mit vorgegebener Frequenz und Pulsdauer und/oder Tastgrad umfasst. The method of claim 1, wherein the driving (200) of the transmitting element (1 10) comprises a pulsed driving of the transmitting element with a predetermined frequency and pulse duration and / or duty cycle.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Frequenz und/oder Pulsdauer und/oder Tastgrad in Abhängigkeit von einem Basisstrom oder von dem Messsignal vorgegeben werden. Method according to claim 2, wherein frequency and / or pulse duration and / or duty cycle are predefined as a function of a base current or of the measurement signal.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit dem Schritt: Method according to one of the preceding claims, with the step:
Feststellen (203), dass die Funktionsfähigkeit des optischen Rauchmelders gestört ist, wenn der Messsignalverlauf (303; 403) um einen vorbestimmten Toleranzbereich langsamer ansteigt als der Referenzsignalverlauf (302; 402). Determining (203) that the functionality of the optical smoke detector is disturbed when the measurement signal profile (303; 403) rises more slowly than the reference signal profile (302; 402) by a predetermined tolerance range.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Zeitpunkt (to) der Einschaltzeitpunkt des Sendeelements (110) ist. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first time (to) is the switch-on of the transmitting element (110).
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Zeitpunkt (ti) mindestens 0,05 ms, 0,1 ms oder 0,2 ms nach dem ersten Zeitpunkt liegt. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the second time (ti) is at least 0.05 ms, 0.1 ms or 0.2 ms after the first time.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Messempfindlichkeit des Rauchmelders (100) in Abhängigkeit von einem Basisstrom oder von dem Messsignal vorgegeben wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein a measuring sensitivity of the smoke detector (100) is predetermined in dependence on a base current or of the measuring signal.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Referenzsignalverlauf (302; 402) einmalig bei einem Kalibrierungsvorgang nach der Herstellung des Rauchmelders (100) aufgenommen wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the reference waveform (302; 402) is recorded once in a calibration process after the manufacture of the smoke detector (100).
9. Verfahren nach Anspruch 8 und 2, wobei eine Anzahl von Referenzsignalverläufen (302; 402) für eine Anzahl von Frequenz- und Pulsdauerpaaren aufgenommen wird. The method of claims 8 and 2, wherein a number of reference waveforms (302; 402) are taken for a number of frequency and pulse duration pairs.
10. Rauchmelder (100) mit einer Recheneinheit (152), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen. 10. smoke detector (100) with a computing unit (152) which is adapted to perform a method according to one of claims 1 to 7.
PCT/EP2011/063459 2010-09-30 2011-08-04 Method for verifying the functionality of a photoelectric smoke detector WO2012041580A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010041693.2 2010-09-30
DE102010041693.2A DE102010041693B4 (en) 2010-09-30 2010-09-30 Method for checking the functionality of a photoelectric smoke alarm and smoke alarm for carrying out the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012041580A1 true WO2012041580A1 (en) 2012-04-05

Family

ID=44509307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/063459 WO2012041580A1 (en) 2010-09-30 2011-08-04 Method for verifying the functionality of a photoelectric smoke detector

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010041693B4 (en)
WO (1) WO2012041580A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015162529A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-29 Tyco Fire & Security Gmbh Device and apparatus for self-testing smoke detector baffle system
EP3073458A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-28 Siemens Schweiz AG Fire alarm with a light scattering assembly in the region of a smoke entry opening for contamination monitoring
CN107782532A (en) * 2017-09-04 2018-03-09 浙江大学 A kind of test platform for being used to measure light source smog penetrability
CN108520622A (en) * 2018-04-24 2018-09-11 黎耀呀 A kind of security against fire detection method and device
US10825334B2 (en) 2016-07-19 2020-11-03 Autronica Fire & Security As Smoke detector operational integrity verification system and method
CN113256950A (en) * 2020-01-28 2021-08-13 霍尼韦尔国际公司 Self-testing fire sensing apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013204963A1 (en) 2013-03-20 2014-10-09 Robert Bosch Gmbh Fire detector and a method for detecting a fire
DE102020206453A1 (en) 2020-05-25 2021-11-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for contamination detection of a fire alarm, fire alarm, computer program and machine-readable storage medium
DE102020206454A1 (en) 2020-05-25 2021-11-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for fire detection with a fire alarm, fire alarm, computer program and machine-readable storage medium

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2175392A (en) * 1985-04-26 1986-11-26 Hochiki Co Output correction system for analogue sensor
JPH08202969A (en) * 1995-01-31 1996-08-09 Hochiki Corp Method for detecting deterioration of scattered light type smoke detector
EP0755037A1 (en) 1995-07-20 1997-01-22 HOCHIKI Kabushiki Kaisha Photoelectric smoke detector and disaster monitoring system using the photoelectric smoke detector
US5691699A (en) * 1996-02-08 1997-11-25 Detection Systems, Inc. Security detector with optical data transmitter
US5705988A (en) * 1996-07-08 1998-01-06 Detection Systems, Inc. Photoelectric smoke detector with count based A/D and D/A converter
US20050057366A1 (en) * 1999-12-08 2005-03-17 Kadwell Brian J. Compact particle sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2175392A (en) * 1985-04-26 1986-11-26 Hochiki Co Output correction system for analogue sensor
JPH08202969A (en) * 1995-01-31 1996-08-09 Hochiki Corp Method for detecting deterioration of scattered light type smoke detector
EP0755037A1 (en) 1995-07-20 1997-01-22 HOCHIKI Kabushiki Kaisha Photoelectric smoke detector and disaster monitoring system using the photoelectric smoke detector
US5691699A (en) * 1996-02-08 1997-11-25 Detection Systems, Inc. Security detector with optical data transmitter
US5705988A (en) * 1996-07-08 1998-01-06 Detection Systems, Inc. Photoelectric smoke detector with count based A/D and D/A converter
US20050057366A1 (en) * 1999-12-08 2005-03-17 Kadwell Brian J. Compact particle sensor

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9679468B2 (en) 2014-04-21 2017-06-13 Tyco Fire & Security Gmbh Device and apparatus for self-testing smoke detector baffle system
WO2015162529A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-29 Tyco Fire & Security Gmbh Device and apparatus for self-testing smoke detector baffle system
AU2015249510B2 (en) * 2014-04-21 2019-08-29 Tyco Fire & Security Gmbh Device and apparatus for self-testing smoke detector baffle system
CN107646129B (en) * 2015-03-23 2019-12-24 西门子瑞士有限公司 Fire alarm with a light-scattering element for monitoring pollution in the area of smoke inlets
CN107646129A (en) * 2015-03-23 2018-01-30 西门子瑞士有限公司 Fire-alarm, there is the scattering optical assembly that pollution is monitored in fume inlet region
WO2016150613A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Siemens Schweiz Ag Fire detector with a scattered light arrangement in the region of a smoke inlet opening for monitoring pollution
EP3073458A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-28 Siemens Schweiz AG Fire alarm with a light scattering assembly in the region of a smoke entry opening for contamination monitoring
US10573167B2 (en) 2015-03-23 2020-02-25 Siemens Schweiz Ag Fire detector with a scattered light arrangement
US10825334B2 (en) 2016-07-19 2020-11-03 Autronica Fire & Security As Smoke detector operational integrity verification system and method
CN107782532A (en) * 2017-09-04 2018-03-09 浙江大学 A kind of test platform for being used to measure light source smog penetrability
CN107782532B (en) * 2017-09-04 2019-05-07 浙江大学 It is a kind of for measuring the test platform of light source smog penetrability
CN108520622A (en) * 2018-04-24 2018-09-11 黎耀呀 A kind of security against fire detection method and device
CN113256950A (en) * 2020-01-28 2021-08-13 霍尼韦尔国际公司 Self-testing fire sensing apparatus
US11580848B2 (en) 2020-01-28 2023-02-14 Honeywell International Inc. Self-testing fire sensing device
CN113256950B (en) * 2020-01-28 2023-02-17 霍尼韦尔国际公司 Self-testing fire sensing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010041693B4 (en) 2021-08-19
DE102010041693A1 (en) 2012-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012041580A1 (en) Method for verifying the functionality of a photoelectric smoke detector
EP2603907B1 (en) Evaluating scattered-light signals in an optical hazard detector and outputting a dust/steam warning or a fire alarm
EP3381020B1 (en) Method for determining thresholds of a state monitoring unit for a fire detection and/or extinguishing control center, state monitoring unit, and system comprising same
DE102012005936A1 (en) Solenoid valve with a condition monitoring unit and method for condition monitoring of a solenoid valve
DE102013201459B4 (en) Method for measuring the concentration of a gas component in a sample gas
EP3457369B1 (en) Circuit arrangement for a smoke sensor
EP2905901B1 (en) Circuit assembly and method for detecting a capacity and/or a change in capacity of a capacitive component
EP1903652A2 (en) Method and control to determine the maximum current absorbed by an electric motor
DE102013213458A1 (en) Method for measuring the concentration of a gas component in a sample gas
DE102011078694B4 (en) Method for operating a piezoceramic sensor and circuit for carrying out the method
DE102020206454A1 (en) Method for fire detection with a fire alarm, fire alarm, computer program and machine-readable storage medium
DE102013100045A1 (en) Method and device for determining a process variable
CH686914A5 (en) Fire detection system for early detection of fires.
DE10065833C2 (en) Parameterizable sensor and method for parameterizing a sensor
EP2581890B1 (en) Method for decreasing the possibility of a fire alarm producing a false alarm
EP2209675B1 (en) Method for operating a rain sensor, particularly for motor vehicles
EP2402793B1 (en) Method for pulsed operation of a light barrier and light barrier
EP2211205B1 (en) Method for detecting objects in a surveillance area and optical sensor for carrying out the method
DE102006054164B3 (en) Analog sensor signal processing method for use in gas sensor arrangement, involves generating direct current voltage by variable resistance between input of operational amplifier and reference point with reference voltage
DE4005169A1 (en) MOvement detector using IR sensor - converts sensor signals into digitally processed signals handled by microprocessor
DE10348950A1 (en) Method for determining the volume of small moving spherical objects
DE102014201584A1 (en) Semiconductor switch and method for determining a current through a semiconductor switch
DE10338108B4 (en) Device for detecting individual moving objects of very small dimensions
DE102017208458A1 (en) A method of detecting an occurrence of an open line in a sensor
EP3797408B1 (en) Device, method, and control module for monitoring a two-wire line

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11748329

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11748329

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1