DE3610466C2

DE3610466C2 -

Info

Publication number: DE3610466C2
Application number: DE3610466A
Authority: DE
Inventors: Sadataka Yuchi; Masaki Sagamihara Kanagawa Jp Maruyama
Original assignee: Hochiki Kk Tokio/tokyo Jp
Current assignee: Hochiki Kk Tokio/tokyo Jp
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1993-06-03
Also published as: AT399609B; FI861397A; GB2173932A; GB2173932B; AU587439B2; FI861397A0; JPH079680B2; ATA84686A; JPS6254399A; US4727359A; DE3610466A1; FI85629B; FI85629C; AU5560186A; GB8607931D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Feuersensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 34 05 857 A1).

Es gibt Feueralarmsysteme mit sogenannten Ein/Aus- Feuerdetektoren, deren Kontakte bei Ausbruch eines Feuers geschlossen werden, so daß ein einfaches Signal "Feuer" an eine Zentrale gegeben wird. Ha ben die einzelnen Detektoren eine ausreichend hohe Empfindlichkeit, so treten entsprechend häufig Fehlalarme auf. Man ist bestrebt, bei hoher Empfind lichkeit Fehlalarme weitestgehend auszuschalten. Hierzu wurden bereits unterschiedlichste Feuer alarmanlagen vorgeschlagen. In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschreibt die DE 34 05 857 A1 einen Feuersensor, bei dem die einzelnen Analog-Feuersensoren sämtlich Daten zu der Zentrale übermitteln, wo die Daten ausgewer tet werden. War es früher üblich, sämtliche an fallenden Daten in der Zentrale zu verarbeiten, so soll bei der in der genannten Druckschrift beschriebenen Anlage eine Entlastung das Rechners in der Zentrale dadurch erreicht werden, daß die ankommenden Daten zunächst mit einem relativ nie drigen Schwellenwert verglichen werden, so daß die Daten nur dann für die Weiterverarbeitung be rücksichtigt werden, wenn dieser Schwellenwert überschritten wird. Andernfalls werden die Daten nicht berücksichtigt.

Aus der DE 33 05 516 A1 ist eine Feueralarmanla ge bekannt, bei der ein veränderlicher Schwellen wertschalter zum Eliminieren von Störsignalen verwendet wird. Es werden zyklisch sämtliche an die Zentrale angeschlossenen Sensoren abgefragt, ungeachtet des Umstands, ob in den einzelnen Sensoren eine für den Ausbruch eines Feuers typi sche Zustandsgröße festgestellt wurde oder nicht.

Werden die von sämtlichen Feuerdetektoren an die Zentrale gelieferten Daten innerhalb der Zentrale ausgewertet, so muß die Zentrale für den Fall, daß unterschiedliche Typen von Feuerdetektoren an verschiedenen Stellen verwendet werden, diese Un terschiede berücksichtigten. Dies führt zu einer erheblichen Verkomplizierung der Auswertung der Daten. Werden beispielsweise in einer Fabrikations anlage an unterschiedlichsten Bereichen Feuersen soren angebracht, so können diese Feuersensoren individuell auf die in dem jeweiligen Bereich vorhandenen Umgebungsbedingungen eingestellt wer den. Wird zum Beispiel in einem Teil des Gebäudes eine Küche eingerichtet, so muß die Empfindlichkeit der dort befindlichen Feuersensoren anders ausge legt sein als in Bereichen, wo praktisch keinerlei Dämpfe und Rauch entstehen. Wird die unterschiedli che Ansprechschwelle lediglich dadurch berücksich tigt, daß in der Zentrale bei der Weiterverarbei tung der Daten ein anderer Schwellenwert zugrunde gelegt wird, so stellt dies eine zusätzliche, er hebliche Belastung des Rechners in der Zentrale dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Feuersensor der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem einer seits eine erhebliche Entlastung der Zentrale er folgt, andererseits auch ohne zusätzliche Belastung der Zentrale verschiedene Arten und Empfindlichkei ten von Analog-Feuersensoren in verschiedenen Be reichen vorhanden sein können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Grundgedanke der Erfindung ist es, die Entscheidung bezüglich signifikanter/nicht-signifikanter Daten aus der Zentrale in den einzelnen Feuerdetektor zu verlegen. Hierzu vergleicht der Vergleicherabschnitt die anfallenden Daten mit jeweils einem vorbestimm ten Schwellenwert, um die Daten nur dann an die Zentrale auszugeben, wenn der Schwellenwert über schritten wird. Bleiben die Daten unterhalb des Schwellenwerts, so wird die Zentrale mit keinerlei Daten belastet. Sollen in verschiedenen Bereichen eines von der Anlage zu überwachenden Gebäudes Ana log-Feuersensoren mit unterschiedlichen Empfindlich keiten angebracht werden, so können diese verschie denen Empfindlichkeiten individuell in den einzel nen Sensoren berücksichtigt werden, ohne daß die Zentrale in irgendeiner Weise die unterschieldichen Empfindlichkeiten berücksichtigen muß.

Da die Daten von den einzelnen Feuersensoren nur dann zu der Zentrale übertragen werden, wenn mögli cherweise der Ausbruch eines Feuers zu signalisie ren ist, also wenn der vorbestimmte Schwellenwert in dem jeweiligen Feuersensor überschritten wird, wird die Zentrale im Ruhezustand praktisch über haupt nicht belastet. Auch bei Ausbruch eines Feuers empfängt die Zentrale nur von sehr wenigen Feuersensoren Daten, also von solchen Feuersensoren, die in der Nähe des ausgebrochenen Feuers angeordnet sind.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 2 eine grafische Darstellung zur Veranschau lichung der Daten-Mittelwertbildung,

Fig. 3 eines Skizze, die die Beziehung zwischen dem Schwellenwert eines Analog-Feuersensors und dem Schwellenwert, der zur Bestimmung eines Feuerausbruchs in der Zentrale heran gezogen wird, veranschaulicht,

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die von der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) in der Zentrale durchgeführte Datenverarbeitung zur Be stimmung eines Feuerausbruchs veranschau licht,

Fig. 5 und 6 Skizzen, die die von der CPU in der Zentra le durchgeführte Verarbeitung zum Schutz gegen Falschalarm durchgeführt wird,

Fig. 7 eine grafische Darstellung, die die von der CPU in der Zentrale durchgeführte quadratische Voraussagefunktion deutlich macht,

Fig. 8 eine grafische Darstellung, aus der die von der CPU in der Zentrale berechnete Zeit bis zum Erreichen eines Gefahr-Pegels ersichtlich ist,

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines in der Anordnung nach Fig. 9 verwendeten intelligenten De tektors,

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der in einem Feuer-Voraussageabschnitt nach Fig. 10 durchgeführten Verarbeitung zum Bestimmen eines Feuerausbruchs, und

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines weiteren intelli genten Detektors, der in der Ausführungs form nach Fig. 9 verwendet werden kann.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In einer Zentrale 1 wird von einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) die zum Feststellen eines Feuerausbruchs erforder liche Verarbeitung durchgeführt. Über Signal leitungen 2a-2n sind Analog-Feuersensoren 3 an die Zentrale 1 angeschlossen. Die Analog-Feuersensoren er fassen in Form eines Analogwerts eine aus einem Feuer ausbruch resultierende Zustandsgröße, zum Beispiel eine Temperatur, eine Rauchdichte, eine CO-Gas-Konzentration oder dergleichen, und sie übertragen, zum Beispiel in Form eines elektrischen Stroms, die Erfassungsdaten ansprechend auf die von der Zentrale 1 vorgenommene Abfrage.

Jeder Analog-Feuersensor 3 arbeitet, indem er von der Zentrale 1 eine Versorgungsspannung empfängt. Er besitzt einen Analog-Detektorabschnitt 4 mit Elementen zum Erfassen eines Temperaturwerts, einer Rauchdichte und dergleichen in Form eines Analogwerts. Eine Ab tastschaltung 5 tastet die Analog-Detektorsignale mit einer vorbestimmten Periodendauer ab. Die von der Ab tastschaltung kommenden Abtastdaten werden von einem Analog/Digital-Umsetzer (ADU) 6 in digitale Daten um gesetzt und einer Durchschnitts- oder Mittelwert- Schaltung 7 zugeführt. Wie Fig. 2 zeigt, werden die Durchschnittswerte (MITTEL) von drei nacheinander er haltenen Abtastdaten sequentiell berechnet, und dann werden einfache Mittelwerte aus sechs Datenwerten be rechnet, die durch die dynamische (MOVING) Mittelwert berechnung erhalten wurden, um einen zu der Zentrale zu übertragenden Datenwert zu erhalten.

Die Durchschnittswert- oder Mittelwertberechnung, welche die dynamische Mittelwertberechnung und die einfache Mittelwertberechnung umfaßt, hat die Funktion eines Tiefpaß-Digitalfilters zur Eliminierung von Oberschwingungen, die durch Grundfrequenzkomponenten erzeugt werden, welche in den Analog-Detektorsignalen für eine Temperatur oder den Rauch eines Feuers ent halten sind. Durch dieses Tiefpaß-Digitalfilter läßt sich das ursprüngliche Signal getreu reproduzieren. Außerdem kann dieser Mittelwert-Berechnungsabschnitt als Digitalfilter fungieren, in dem er lediglich lau fende Mittelwerte berechnet.

Wenn die Analog-Detektorsignale abgestastet werden, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, daß impuls förmige Rauschsignale als Abtastdaten übernommen werden. Selbst dann, wenn als Abtastdaten impulsförmiges Rauschen übernommen wird, läßt sich durch die Mittel wertbildung eine ausreichende Rauschunterdrückung be wirken.

Ein Digitalvergleicher vergleicht als Vergleicherein richtung die Ausgangsdaten des Mittelwert-Berechnungs abschnitts 7 mit dem Sensor-Schwellenwert, der hier durch eine Bezugsspannungsquelle 9 gebildet ist, und er erzeugt ein Ausgangssignal mit hohem Pegel (H-Pegel), um eine Datenübertragung zu veranlassen, wenn die Mit telwertdaten den Sensor-Schwellenwert übersteigen. Als an dem Vergleicher 8 eingestellter Schwellenwert läßt sich beispielsweise der Maximalwert der Zim mertempertur, zum Beispiel 30° Celsius, verwenden, falls der Ausbruch eines Feuers anhand der Temperatur ermittelt wird. In einem solchen Fall erfolgt die Freigabe der Datenübertragung zu der Zentrale nur dann, wenn die Detektordaten einer Temperatur von mehr als 30° Celsius entsprechen.

Ein Abruf-Diskriminator 10 zählt von der Zentrale 1 kommende Taktimpulse, die zum Beispiel in Form von Spannungsimpulsen übertragen werden, um festzustellen, daß ein Abruf den angeschlossenen Analog-Detektor be trifft, wenn die Anzahl der ankommenden Taktimpulse der diesem Feuersensor zugeordneten Zahl entspricht. Bei einer solchen Erkennung erfolgt durch den Abruf- Diskriminator 10 die Ausgabe eines Datenübertragungs signals (eines Signals mit H-Pegel). Die Ausgangssig nale von dem Abruf-Diskriminator 10 und dem Vergleicher 8 werden einem UND-Glied 11 zugeführt. Das UND-Glied 11 liefert an einen Signalübertragungsteil 12 ein Signal mit H-Pegel, wenn der erfaßte Analog-Pegel höher ist als der vorbestimmte Schwellenwert und der Abruf-Diskriminator 10 seinen Abruf identifiziert hat, so daß daraufhin der Signalübertragungsteil 12 das Daten-Ausgangssignal von der Mittelwertbildungsschal tung 7 als Stromsignal zu der Zentrale 1 sendet, nach dem eine Digital/Analog-Umsetzung stattgefunden hat.

Die Zentrale 1 besitzt eine Abrufsteuerung 13, die CPU 14, welche die Verarbeitung zum Erkennen eines Feuerausbruchs durchführt, einen Analog/Digital-Um setzer (ADU) 15 zum Umsetzen der von dem Sensor 3 kommenden Analogsignale in digitale Signale, und eine Anzeige 16.

Die Abrufsteuerung 13 gibt wiederholt in Form von Spannungsimpulsen Taktimpulse aus, und zwar in einer Anzahl, die der Anzahl der an die Zentrale 1 angeschlos senen Analog-Feuersensoren 3 entspricht. An die Takt impulse schließt sich ein Rücksetzimpuls mit einer langen Impulsdauer an, wodurch die Sensoranfrage er folgt. Der A/D-Wandler 15 empfängt die an einem Widerstand 17 durch den von dem Sensor 3 übertragenen Detektor strom erzeugten Widerstand und setzt die Spannung in ein Digitalsignal, welches an die CPU 14 gegeben wird.

Die CPU 14 sammelt Analogdaten entsprechend den durch die Zählungen der Taktimpulse bestimmten Sensoradressen und führt eine Feuerausbruch-Feststellung durch anhand einer vorausschauenden Berechnung. Diese vorausschauen de Berechnung (Vorhersage) erfolgt anhand einer Funktionsapproximierung die weiter unten noch näher erläutert wird. Auf der Anzeige 16 wird der Ausbruch eines Feuers zusammen mit der Sensoradresse angezeigt.

Die Verarbeitung zum Feststellen eines Feuerausbruchs auf der Grundlage der Sensordaten durch die CPU in der Zentrale 1 soll im folgenden näher beschrieben werden.

Der Inhalt der Verarbeitungsvorgänge zum Bestimmen eines Feuerausbruchs läßt sich in zwei Klassen unter teilen:

a) eine "Schutzverarbeitung" zur Vermeidung eines Fehlalarms,
b) vorausschauende Berechnung zum Feststellen eines Feuerausbruchs mit Funktionsapproximierung.

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem zum Fest stellen eines Feuerausbruchs gemäß a) und b) verwen deten Schwellenwerten sowie dem Schwellenwert für den Analog-Feuersensor 3 für die Steuerung der Sig nalübertragung. Für die Feststellung eines Feueraus bruchs ist ein Pegel für den Rechenbeginn vorgesehen, bei dessen Erreichen die vorausschauende Berechnung mit der Funktionsapproximierung begonnen wird. Außer dem ist ein Gefahr-Pegel vorgesehen. Anhand dieser Pegel wird mit dem Ergebnis der vorausschauenden Be rechnung ermittelt, wieviel Zeit übrigbleibt, bevor ein ein Feuer kennzeichnendes Signal erreicht ist. Demgegenüber ist der Schwellenwert für die Analog- Feuersensoren so eingestellt, daß ständiges Rauschen unterhalb des Pegels für den Rechenbeginn eliminiert wird.

Wenn daher die Detektor-Pegel für die Analog-Feuer sensoren, die in der Zeichnung durch weiße Punkte dargestellt sind, unterhalb des Schwellenwerts liegen, erfolgt selbst dann keine Signalübertragung, wenn eine Abfrage von der Zentrale 1 erfolgt. Nur wenn die Ana logsignale den Schwellenwert übersteigen, was in Fig. 3 durch schwarze Punkte dargestellt ist, werden diese Analogsignale zu der Zentrale 1 übertragen. Auf diese Weise wird die Überlastung der CPU 14 in der Zentrale 1 verringert um die durch die weißen Punkte darge stellten Daten.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm eines Beispiels der Ver arbeitung für die Feststellung eines Feuerausbruchs. Die Verarbeitung wird von der CPU 1 in der Zentrale 1 durchgeführt. Bei dieser Verarbeitung erfolgt die vorausschauende Berechnung durch die Funktionsappro ximierung.

Im Block 20 wird zunächst durch Abfrage geprüft, ob Antwortdaten vorhanden sind.

Sind Antwortdaten vorhanden, so wird im Entscheidungs block 21 abgefragt, ob die letzten Daten, die nach der Mittelwertberechnung und als Daten oberhalb des Sensor-Schwellenwerts übertragen wurden, größer sind als der in Fig. 3 dargestellte Pegel für den Rechen beginn.

Die CPU 14 in der Zentrale 1 hat die Funktion, sequentiell 20 Sensordaten LD1-LD2O für die Be rechnung durch die Funktionsapproximation zu spei chern.

Wenn die empfangenen letzten Sensordaten LD20 den Pegel für den Rechenbeginn übersteigen, erfolgt in Block 22 eine Berechnung zum Schutz gegen Fehlalarm (d. h. zum Schutz gegen eine Alarmauslösung, obschon kein Feuer ausgebrochen ist).

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für Datenwerte, aus denen Steigungen y1-y3 berechnet werden können. In diesem Fall ist die Steigung y1 negativ, während die Steigun gen y2 und y3 positiv sind. Bei den positiven Stei gungen y2 und y3 wird geprüft, ob sie größer sind als ein vorbestimmter Steigungswert yk oder nicht, und es wird die Anzahl n derjenigen Steigungswerte ge zählt, die größer sind als der Steigungswert yk. Wenn die Anzahl n von den Wert yk übersteigenden Steigungs werten 2 oder mehr ist, wie in Fig. 6 dargstellt, so bedeutet dies, daß die Möglichkeit eines Feuers gege ben ist, und anschließend wird im Schritt 23 die vo rausschauende Berechnung durch die Funktionsapproximie rung eingeleitet.

Wenn andererseits gemäß Fig. 5 die Anzahl n der Steigungen, welche den Wert yk übersteigen, kleiner ist als 2 so bedeutet dies, daß die Änderung der Daten auf beispielsweise den Rauch einer Zigarette oder der gleichen zurückzuführen ist, so daß keine vorausschau ende Berechnung durch die Funktionsapproximierung durchgeführt wird.

Die durch den Block 22, in welchem eine Berechnung zum Vermeiden eines Fehlalarms durchgeführt wird, hindurchlaufenden Daten werden im Block 23 der voraus schauenden Berechnung zugrundegelegt.

Bei dieser vorausschauenden Berechnung wird eine zeitliche Änderung einer zum Beispiel auf den Aus bruch eines Feuers zurückzuführenden Temperatur- oder Rauchdichte durch folgende Funktion approximiert:
y = ax² + bx + c
und man ermittelt die Werte der Koeffizienten a, b und c der quadratischen Funktion gemäß Fig. 7, wel che gegeben sind durch die 20 Datenwerte LD1-LD20, die aus der Mittelwertberechnung resultieren. Die Koeffizienten a, b und c erhält man durch Berechnen einer aus Determinanten bestehenden Simultangleichung nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate nach Gauss- Jordan.

Wenn die Koeffizienten a, b und c erhalten werden, besteht die Möglichkeit, gemäß Fig. 8 die Stelle zu künftiger Datenänderungen zu ermitteln.

Deshalb wird im nachfolgenden Block 24 auf der Grund lage der in Fig. 8 dargestellten quadratischen Funktion eine Zeit tr berechnet, bei der der Gefahr-Pegel er reicht ist. Außerdem wird die noch verbleibende Zeit Tpu von der laufenden Zeit n bis zum Erreichen des Gefahr-Pegels berechnet.

Je kürzer die bis zum Erreichen des Gefahr-Pegels ver bleibende Zeit ist, desto größer ist die Wahrschein lichkeit, daß ein Feuer ausgebrochen ist. Deshalb wird in einem Entscheidungsblock 25 die berechnete Zeit verglichen mit einem Schwellenwert von beispiels weise 800 Sekunden, und wenn die berechnete Zeit kürzer ist als 800 Sekunden, so wird dies als Feuer ausbruch interpretiert, und es wird in dem Block 26 ein Feueralarm ausgelöst.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird die vorausschauende Berechnung durch die CPU 14 in der Zentrale nicht für sämtliche Sensordaten benötigt. Bei Signaländerungen innerhalb des Pegelbereichs, in welchem eine vorausschauende Berechnung nicht not wendig ist, wird die Signalübertragung zu der Zentrale 1 durch den Analog-Feuersensor 3 verhindert, und nur dann, wenn die Signaländerung den Pegel erreicht, der offenbar eine Bestimmung durch die vorausschauende Berechnung notwendig macht, wird die Signalübertra gung gestartet. Hierdurch wird die Anzahl von Analog- Feuersensoren 3 die in die von der CPU 14 in der Zen tralge 1 durchgeführte Berechnung zum Feststellen eines Feuerausbruchs einbezogen werden, spürbar re duziert. Dadurch wiederum verringert sich die Belastung der CPU 14 in der Zentrale 1 beträchtlich, so daß die CPU 14 auf Grund der eingesparten Verarbeitungskapa zität in der Lage ist, eine insgesamt relativ große Anzahl von Sensoren 3, die an die Zentrale 1 ange schlossen sind, zu bedienen.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Abtastschaltung 5, der ADU 6 und die Mittelwert- Berechnungsschaltung 7 des Analog-Feuersensors 3 weggelassen werden können. In diesem Fall werden die Analog-Daten, die von den Analog-Feuersensorabschnitt erfaßt werden, direkt von dem Analog-Feuersensor ausgegeben, wobei der Inhalt der Verarbeitungen in der CPU 14 der Zentrale 1 folgendermaßen gegeben ist:

a) Beseitigung von Oberwellenstörungen durch Mittelwertberechnung,
b) Schutzverarbeitung zur Vermeidung von Fehl alarmen,
c) vorausschauende Berechnung zur Feststellung eines Feuerausbruchs durch Funktionsapproxi mierung.

Die vorausschauende Berechnung durch die CPU 14 in der Zentrale 1 durch Funktionsapproximierung kann an stelle der oben angegebenen quadratischen Funktions aproximierung durch eine lineare Funktion y = ax + b durchgeführt werden, oder durch eine Kombination aus einer linearen und einer quadratischen Funktion.

Die weitere Feststellung eines Feuerausbruchs in der Zentrale 1 muß nicht immer auf der Funktionsaproximie rung basieren. Die Bestimmung eines Feuerausbruchs kann auch direkt aus den Analogdaten erfolgen, wenn die Daten einen Wert besitzen, der kennzeichnend für den Ausbruch eines Feuers ist. Was die Datenübertragung von dem Analog-Feuersensor zu der Zentrale angeht, so muß nicht ein Abfragesystem eingesetzt werden, sondern es kann auch ein anderes System verwendet werden.

Fig. 9 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Die zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß in Kombination mit den Analog-Detektoren Detektoren vom Ein-Aus-Typ eingesetzt werden.

Zunächst soll der Aufbau des Systems beschrieben wer den. Von einer Zentrale 51 führen ein paar Stromver sorgungs-/Signal-Leitungen, gebildet durch eine Signal leitung 52a, 52b und eine gemeinsame Leitung, zu je weils einer Übertragungszone, zum Beispiel zu jeweils einer Etage.

Zwischen die Signalleitung 52a und die gemeinsame Leitung 53 sind mehrere Ein-Aus-Feuerdetektoren 54 für jede Überwachungszone parallelgeschaltet. An das Ende der Signalleitung ist ein Abschlußwiderstand 56 geschaltet. Parallel zu den Ein-Aus-Feuerdetektoren 54 sind an wichtigen Stellen, d. h. an für Fehlalarme besonders empfindlichen Stellen, zum Beispiel in einem Computerraum oder in einer Küche, die sich innerhalb der Überwachungszone der Signalleitung 52a befinden, ein oder mehrere intelligente Feuerdetektoren 55 zwischen die Signalleitung 52a und die gemeinsame Leitung 53 geschaltet. Eine ähnliche Verbindung des Ein-Aus-Feuerdetektors 54 und eines intelligenten Feuerdetektors 55 ist auch bei der Signalleitung 52b gegeben.

Der Ein-Aus-Feuerdetektor 54 schließt seine Schalt kontakte zum Verbinden der Signalleitung 52a oder 52b mit der gemeinsamen Leitung 53 unter Schaffung einer niedrigen Impedanz, wenn ein Detektorsignal, welches einer durch ein Feuer hervorgerufenen Ände rung einer physikalischen Größe entspricht, zum Bei spiel einer Temperaturänderung oder einer Rauchdichte- Änderung, den festgelegten Schwellenwert übersteigt. Die Zentrale 51 stellt auf das Einschalten eines Ein- Aus-Feuerdetektors 54 hin eine Zunahme des zwischen der Signalleitung 52a/52b und der gemeinsamen Leitung 53 fließenden Stroms fest und erzeugt einen Feuer alarm.

Wie weiter unter noch näher erläutert wird, enthält der intelligente Feuerdetektor 55 einen Analog-Feuer sensorabschnitt zum Erfassen einer durch ein Feuer verursachten Änderung einer Zustandsgröße wie bei spielsweise einer Temperatur oder einer Rauchdichte.

Das Detektorsignal des Analog-Feuersensorabschnitts wird durch vorausschauende Berechnung der CPU in der Zentrale verarbeitet, um festzustellen, ob ein Feuer ausgebrochen ist oder nicht. Wird der Ausbruch eines Feuers festgestellt, werden die Signalleitung 52a/52b und die gemeinsame Leitung 53 zur Bildung einer niedrigen Impedanz durch das Schalten eines Schaltkreises kurzgeschlossen, ähnlich wie es bei dem Ein-Aus-Feuerdetektor 54 der Fall ist. Dann wird zu der Zentrale 51 ein "Feuer"-Signal übertragen.

Im folgenden (Fig. 10) wird die Ausbildung des intelligenten Feuerdetektors 55 beschrieben. Ein Analog-Feuer sensor 67 erfaßt in Form eines Analogwertes eine auf einen Feuerausbruch zurückzuführende Änderung einer Zustandsgröße zum Beispiel einer Temperatur, einer Rauchdichte, einer CO-Gas-Konzentration oder derglei chen. Eine Abtastschaltung 57 tastet in vorbestimmten Zeitabständen die von dem Sensorabschnitt 57 kommen den Analog-Detektorsignale ab. Ein ADU 58 setzt die abgestasteten Daten in digitale Daten um und gibt die umgesetzten Signale zu einem Mittelwert-Berechnungs abschnitt 59.

Der Mittelwert-Berechnungsabschnitt 59 führt eine dynamische Mittelwertbildung und die Berechnung des einfachen Mittelwerts anhand der Abtastdaten in ähn licher Weise durch, wie es die Mittelwert-Berechnungs schaltung 7 beim ersten Ausführungsbeispiel tut. Der Ablauf der Verarbeitung ähnelt dem nach Fig. 2.

Fig. 10 zeigt einen Feuer-Vorhersageabschnitt 60, der die Vorhersageberechnung einleitet auf der Grundlage eines von einem Vergleicher 61 ausgegebenen Signals mit H-Pegel, wenn ein vorbestimmter Rechenbeginn- Pegel (siehe Fig. 3 für die erste Ausführungsform), der durch eine Bezugsspannungsquelle 62 des Ver gleichers 61, dem ein Ausganssignal der Mittelwert berechnungsschaltung 59 zugeführt wird, eingestellt ist, überschritten wird. Außerdem empfängt der Feuer-Vorhersageabschnitt 60 stets Eingangsdaten von dem Mittelwert-Berechnungsabschnitt 59 und speichert die vorbestimmte Anzahl von beispielsweise 20 Datenwerten (wie beim ersten Ausführungsbeispiel), die nach Maßgabe der nachfolgenden Daten erneuert wer den. Wie oben beschrieben wurde, wird die Berechnung begonnen, wenn der Vergleicher ein Signal mit H-Pe gel abgibt. Die von dem Feuer-Vorhersageabschnitt 60 kommenden Vorhersagedaten werden einem Vergleicher 63 zugeführt. In dem Vergleicher 63 ist mit einer Be zugsspannungsquelle 64 ein Schwellenwert eingestellt, der festlegt, wann die Vorhersagedaten als Ausbruch eines Feuers interpretiert werden. Wenn die Vorher sagedaten den von der Bezugsspannungsquelle 64 fest gelegten Schwellenwert übersteigen, gibt der Ver gleicher 63 in Form eines Signals mit H-Pegel ein "Feuer"-Signal aus.

Eine Schaltvorrichtung 65 hat die Aufgabe, einer Schnittstelle zum Anschließen des intelligenten Feuerdetektors 55 an die Signalleitung des herkömm lichen Feueralarmsystems. Die Schaltvorrichtung 25 betätigt in ihr vorhandene gesteuerte Silizium- Gleichrichter oder ähnliche Bauelement, wenn von dem Feuer-Vorhersageabschnitt 60 ein "Feuer"-Signal kommt, um das Paar von Versorgungs/Signalleitungen, die zu der Zentrale 51 führen, kurz zuschließen. Ein Spannungsstabilisator 66 empfängt von der Zentrale 51 eine Versorgungsspannung und legt eine vorbestimmte Spannung an den Analog-Feuer- Sensorabschnitt 67, den Feuer-Vorhersageabschnitt 60, usw.

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm eines Beispiels der Verarbeitung beim Feststellen eines Feuerausbruchs, wie sie von dem Feuer-Vorhersageabschnitt 60 in den intelligenten Feuerdetektor durchgeführt wird. Im Rahmen dieses Ablaufdiagramms entspricht die voraus schauende Berechnung mit Funktionsapproximierung dem ersten Ausführungsbeispiel. Obschon der Ablauf im wesentlichen der gleiche ist wie bei der ersten Aus führungsform, soll er im folgenden näher erläutert werden.

Zunächst werden im Block 71 die von dem Analog-Feuer sensorabschnitt 67 kommenden Detektorsignale mit einer vorbestimmten Periode abgetastet. Nach dem Abtasten erfolgt die Mittelwertberechnung im anschließenden Block 72.

Im nächstfolgenden Entscheidungsblock 73 wird geprüft, ob die durch die Mittelwertberechnung erhaltenen Da ten den vorbestimmten Rechenbeginn-Pegel überschreiten oder nicht. Überschreiten die Daten den Rechenbeginn- Pegel, so wird im Block 74 die vorausschauende Be rechnung mit Funktionsapproximierung durchgeführt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Beispiel die vorausschauende Berechnung mit quadratischer Funktions approximierung gewählt. Selbstverständlich kann die vorausschauende Berechnung auch alternativ eine lineare Funktionsapproximierung verwenden.

Eine durch ein Feuer hervorgerufene zeitliche Änderung der Temperatur oder der Rauchdichte wird folgender maßen approximiert:
y = ax² + bx + c.

Wie im obigen Ausführungsbeispiel werden die Ko effizienten a, b und c berechnet. Dann wird gemäß Fig. 7 die Stelle von zukünftigen Datenänderungen bestimmt.

Anschließend erfolgt im Block 75 eine Berechnung der Zeitspanne Tpu, innerhalb der der Gefahr-Pegel er reicht wird.

Anschließend wird im Entscheidungsblock 76 geprüft, ob die Zeit Tpu kürzer ist als eine vorbestimmte Gefahrenzeit Td von beispielsweise 800 Sekunden, oder nicht. Je kürzer die zum Erreichen des Gefahr-Pegels verbleibende Zeit Tpu ist, desto größer ist die Ge fahr eines Feuerausbruchs. Deshalb wird bei einer Zeit Tpu von weniger als 800 Sekunden bestimmt, daß ein Feuer ausgebochen ist. Dann erfolgt im Block 77 das Betätigen der Schaltvorrichtung 9 zum Übertragen eines "Feuer"-Signals zu der Zentrale 51.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden kombiniert ein Analog-Detektor und ein Ein-Aus-Detektor mit einem intelligenten Analog-Detektor verwendet. Al ternativ kann ein Analog-Feuersensor 3 wie im ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden. Selbstverständ lich ist die Zentrale in der Lage, aus dem Analog- Feuersensor einen Wert des elektrischen Stroms zu bestimmen.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Aus führungsform des im Rahmen der Erfindung verwendba ren intelligenten Feuerdetektors. Bei der Ausführungs form nach Fig. 10 gibt der intelligente Feuerdetektor lediglich ein "Feuer"-Signal aus, und zwar in Form eines Ein-Aus-Signals. Bei dieser Ausführungsform kann ein Kennungs-Signal übertragen werden, welches eine Adresse des intelligenten Feuerdetektors 80 darstellt.

Der Analog-Feuersensorabschnitt 67, der Feuer- Vorhersageabschnitt 60, die Schaltvorrichtung 65 und der Spannungsstabilisator 66 entsprechen im wesent lichen der Ausführungsform nach Fig. 10, jedoch ist hier zusätzlich zu der Schaltvorrichtung 65 in Reihe geschaltet ein Kennungssignal-Übertragungsabschnitt 81 vorgesehen. Das von dem Feuervorhersageabschnitt 60 ausgegebene Feuer-Feststellungsignal betätigt nicht nur die Schaltvorrichtung 65, sondern auch gleichzei tig den Kennungssignal-Übertragungsabschnitt 81. Die ser Kennungssignal-Übertragungsabschnitt 81 überträgt ein besonderes Kennungssignal mit einer als Code signal vorab zugeordneten Frequenz oder ein Adreß signal an die Zentrale. Die Zentrale empfängt das über die Schaltvorrichtung 65 übertragene Feuer signal und empfängt gleichzeitig das Kennungssignal, um die Zone anzuzeigen, in der das Feuer ausgebrochen ist.

Claims

1. Feuersensor zum Erfassen einer physikalischen Zu standsgröße, z. B. einer Temperatur, einer Rauchdichte oder dergleichen, und zum Übermitteln von der Zustands größe entsprechenden Daten über Signalleitungen an eine Zentrale, die den Ausbruch eines Feuers feststellt, mit einem Analog-Feuersensor (4, 67) zum Erfassen der physikalischen Zustandsgröße in Form eines Analogwertes; gekennzeichnet durch einen Vergleicher abschnitt (8; 63, 64), der von dem Analogwert abgeleitete Daten mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht, um sie an die Zentrale auszugeben, wenn der Schwellenwert überschritten wird, einen A/D-Wandler (5, 6; 57, 58) zum Abtasten und Digitalisieren der von dem Analog-Feuersensor (4; 67) ausgegebenen Analogsignale mit einer vorbestimmten Periode und einem Mittelwert- Berechnungsabschnitt (7; 59) zum Durchführen einer Mittel wertberechnung mit den in einer vorbestimmten Zeitspanne jeweils anfallenden Daten, wobei der Vergleicherabschnitt die gemittelten Daten oder daraus abgeleitete Daten mit dem Schwellenwert vergleicht.

2. Feuersensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abrufdiskrimi nator (10), der von der Zentrale kommende Abrufe erkennt und die Daten in Abhängigkeit des Abrufs an einen Signalübertragungsteil (12) gibt, der an die Signal leitungen (2n) angeschlossen ist.