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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Brandmeldesystem und insbesondere
ein Brandmeldesystem zur Bestimmung des Vorliegens eines Feuers
durch die Analyse zweier verschiedener mit Feuern in Zusammenhang
stehender physikalischer Parameter.
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STAND DER
TECHNIK
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Die
frühe Japanische
Patentschrift Nr. 4-270493 offenbart ein Brandmeldesystem, welches
eine Rauchdichte und eine Umgebungstemperatur als verschiedene mit
Feuern in Zusammenhang stehende Parameter überwacht und das Vorliegen
eines Feuers durch Analysieren der beiden überwachten Parameter ermittelt.
Zu diesem Zweck gibt das System eine Ungleichung als eine Schwelle
vor, welche durch eine Funktion eines Produktes aus der Rauchdichte
und der Umgebungstemperatur definiert wird, und stellt das Vorliegen eines
Feuers fest, wenn die Ungleichung erfüllt ist. Wenngleich dieses
Verfahren zur Feuerermittlung für
manche Umgebungen zufriedenstellend ist, wird es für die Ermittlung
von Feuern in einer breiten Vielfalt von Umgebungen, die verschiedene
mögliche
Feuerursachen aufweisen, nach wie vor für unwirksam befunden. Das heißt, daß das im
Stand der Technik bekannte System nicht in der Lage ist, das Vorliegen
eines Feuers zu erkennen, wenn das Feuer in einer Gegebenheit auftritt,
wo einer oder beide der zwei Parameter relativ niedrig sind. Beispielsweise
kann das System das Feuer, das durch ein flammenloses Schwelen,
begleitet von einem geringeren Maß eines anfänglichen Temperaturanstiegs,
verursacht wird, und das Feuer, das durch ein Brennen von Alkohol,
begleitet von einer niedrigen Rauchdichte, verursacht wird, insbesondere
in einer Niedertemperaturumgebung wie im Winter, nicht zuverlässig erkennen.
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Aus
US 5,818,326 ist ein Feuerdetektionssystem
bekannt, welches die Detektion vom Schwellentyp hinsichtlich Rauchverdunkelung,
Temperatur und Temperaturanstiegsrate durchführt und auch eine Frühdetektion
von Feuern durch Berücksichtigung
von Kreuzkorrelationseigenschaften vorsieht.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brandmeldesystem
und ein Verfahren zur Branddetektion bereitzustellen, welche automatisch
an die tatsächliche
Umgebung, in welcher das System angeordnet oder das Verfahren vorgesehen
wird, anpaßbar
sind.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Brandmeldesystem nach Anspruch 1 und durch
ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Die Ansprüche 2 bis
10 betreffen spezifische Ausführungsformen
des Brandmeldesystems nach Anspruch 1.
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Das
Brandmeldesystem gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
einen Rauchdetektor, der eine Rauchdichte (S) in einer Zielumgebung
detektiert, und einen Temperaturdetektor, der eine Temperatur (T)
des Zielraums detektiert, um eine Temperaturdifferenz (ΔT) innerhalb
eines vorbestimmten Zeitintervalls bereitzustellen. In dem System
beinhaltet ist ein Schwellenwertmittel, welches eine Vielzahl von
Hauptkriterien zur Bestimmung des Vorliegens eines Feuers vorhält. Die
Hauptkriterien sind:
- (i) ob die Rauchdichte
(S) eine erste Rauchschwelle (S1) überschreitet [z.B. S ≥ 5%/m];
- (ii) ob die Temperaturdifferenz (ΔT) eine erste Temperaturdifferenzschwelle
(TD1) überschreitet
[z.B. ΔT ≥ 18 C]; und
- (iii) ob eine Kombination aus der Rauchdichte (S) und der Temperaturdifferenz
(ΔT) eine
Ungleichung [z.B. 2S + ΔT ≥ 12] erfüllt, die
auf einer abnehmenden Funktion von ΔT mit einer Zunahme von S basiert.
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Das
System weist eine Steuervorrichtung auf, welche die detektierte
Temperaturdifferenz ΔT
und die detektierte Rauchdichte S in bezug auf die oben genannten
Hauptkriterien überprüft, um ein
Feuerwarnsignal bereitzustellen, welches das mögliche Vorliegen eines Feuers
anzeigt, wenn irgendeines der oben genannten Hauptkriterien erfüllt ist.
Demnach ist es durch Wählen
geeigneter Schwellen für
die Rauchdichte (S) und die Temperaturdifferenz (ΔT) und die
Funktion dieser Parameter möglich,
das Vorliegen eines in einer breiten Vielfalt von Umgebungen auftretenden
Feuers zuverlässig
zu detektieren. Insbesondere ist es durch Verwendung der Temperaturdifferenz
(ΔT) als
ein Kriterium und als eine Variable, die mit der Rauchdichte (S)
kombiniert wird, um die Funktion der Ungleichung zu bilden, ohne
weiteres möglich,
sogar in einem frühen
Stadium des durch verschiedene Quellen verursachten Feuers eine
einheitliche und zuverlässige
Branddetektion vorzusehen.
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Die
erste Rauchschwelle (S1) kann als größer als die Rauchdichte (S)
gewählt
werden, die durch die oben genannte Funktion für einen unteren Bereich der
Temperaturdifferenz (ΔT)
unter einer vorbestimmten Untergrenze (TDLOW),
welche niedriger als die erste Temperaturdifferenzschwelle (TD1)
ist, angegeben wird. Gleicherweise kann die erste Temperaturdifferenzschwelle
(TD1) als größer als
die Temperaturdifferenz gewählt
werden, welche durch die oben genannte Funktion für einen
unteren Bereich der Rauchdichte (S) unter einer vorbestimmten Untergrenze
(SLOW), die niedriger als die erste Rauchschwelle
(S1) ist, angegeben wird. Mit der Wahl der Schwellen (S1, TD1) ist
das System in der Lage, erfolgreich das Feuer detektieren, welches durch
eine starke Hitze mit geringerer Rauchdichte gekennzeichnet ist,
z.B. den Feuertyp TF6 (Flüssigkeitsbrand <denaturierter Alkohol>) gemäß den Europäischen Normen
EU 54-9, und das Schwelen, welches durch eine vernachlässigbare
Wärmezunahme
gekennzeichnet, jedoch von einem beträchtlichen Maß an Rauchdichte
begleitet ist, z.B. den Feuertyp TF-2 (schwelende Pyrolyse <Holz>) und TF-3 (zunehmendes
Schwelen <Baumwolle>).
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Vorzugsweise
können
die Hauptkriterien zusätzlich
umfassen, ob die Temperatur eine erste Temperaturschwelle (T1) übersteigt
[z.B. T ≥ 57
C], zur zuverlässigeren
Detektion von Feuern, die durch eine rasche Wärmezunahme gekennzeichnet sind.
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Die
Steuervorrichtung ist konfiguriert, um in regelmäßigen Zeitintervallen zu überprüfen, ob
irgendeines der Hauptkriterien erfüllt ist oder nicht, und um
eine Feuerentscheidungsfunktion aufzuweisen, um eine zuverlässige Detektion
des tatsächlichen
Vorliegens eines Feuers vorzusehen. Das heißt, daß nach Auftreten des Feuerwarnsignals
die Feuerentscheidungsfunktion derart agiert, daß sie eine Entscheidungszeitperiode vorsieht,
und gibt das Feuerentscheidungssignal, welches das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers anzeigt, aus, wenn irgendeines der Hauptkriterien
während
des Entscheidungszeitraums kontinuierlich erfüllt ist.
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Dadurch
kann eine zuverlässige
Entscheidung hinsichtlich eines Feuers frei von jedweden möglichen Fehlern
infolge einer kurzzeitigen Störung
gefällt
werden.
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Die
Steuervorrichtung ist vorzugsweise mit einer Gewichtungsfunktion
zum Variieren der Entscheidungszeitperiode versehen, gemäß welcher
das Feuerwarnsignal unter Zugrundelegung eines der Hauptkriterien
bereitgestellt wird, um der Bestimmung des tatsächlichen Vorliegens eines Feuers
eine Gewichtung zuzuweisen und dadurch unterschiedliche Verhaltensweisen
der Brandentwicklung auf Grund unterschiedlicher Brandursachen widerzuspiegeln,
um eine zuverlässige
Entscheidung hinsichtlich des tatsächlichen Vorliegens eines Feuers
zu erzielen.
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Ferner
ist das System, um das System intelligenter zu machen, damit es
die tatsächliche
Umgebung erlernt und die tatsächliche
Umgebung widerspiegelt, in welcher die Detektoren angebracht sind,
ausgebildet, um verschiedene Betriebsarten aufzuweisen. Diese verschiedenen
Betriebsarten geben vorzugsweise voneinander verschiedene Entscheidungszeitperioden
vor, wobei das Schwellenwertmittel konfiguriert ist, um stringente
Kriterien vorzuhalten, welche analog zu den Hauptkriterien sind,
jedoch niedrige Schwellen (S2, TD2) und eine Ungleichungsfunktion
aufweisen, die jeweils unterschiedlich von denen der Hauptkriterien
sind. Bei dieser bevorzugten Version arbeitet die Steuerungsvorrichtung
so:
- a) daß die
detektierte Temperaturdifferenz ΔT
und die detektierte Rauchdichte S in bezug auf die stringenten Kriterien
geprüft
werden, um einen Feuerindex zur Verfügung zu stellen, der anzeigt,
welches der stringenten Kriterien durch welche Anzahl an derartigen
Ereignissen innerhalb eines zurückliegenden
vorbestimmten Zeitbereichs erfüllt
ist, und
- b) daß eine
der verschiedenen Betriebsarten in Übereinstimmung mit dem Feuerindex
gewählt
wird, um das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers unter Zugrundelegung der Entscheidungszeitperiode,
die der gewählten
Betriebsart zugewiesen wurde, zu bestimmen.
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Demnach
kann die Entscheidung über
das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers unter Zugrundelegung einer unterschiedlichen
Entscheidungszeitperiode erfolgen, die der gewählten Betriebsart zugewiesen
wird, welche die tatsächliche
Umgebung widerspiegelt.
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Im
Detail weist das System eine Zeittafel auf, welche verschiedene
Möglichkeiten
des Definierens des Zeitentscheidungsbereichs in Übereinstimmung
mit der Umgebung angibt, so daß die
Steuervorrichtung aus der Zeittafel die Möglichkeit des Definierens des
Zeitentscheidungsbereichs wählt,
gemäß welchem
das Feuerwarnsignal unter Zugrundelegung eines der Hauptkriterien
bereitgestellt wird. Mindestens eine der in dem System vorgesehenen
Betriebsarten ist definiert, um die Entscheidungszeitperiode in
einem konkreten Schema zu modifizieren. In diesem Zusammenhang ist
die Steuervorrichtung konfiguriert, um so zu arbeiten:
- 1) daß die
detektierte Temperaturdifferenz ΔT
und die detektierte Rauchdichte S in bezug auf die stringenten Kriterien
geprüft
werden, um einen Feuerindex zur Verfügung zu stellen, der anzeigt,
welches der stringenten Kriterien durch welche. Anzahl an derartigen
Ereignissen innerhalb eines zurückliegenden
vorbestimmten Zeitbereichs erfüllt
ist, und
- 2) daß eine
der verschiedenen Betriebsarten in Übereinstimmung mit dem Feuerindex
gewählt
wird,
- 3) daß die
Möglichkeit
der Entscheidungszeitperiode, die aus der Zeittafel gewählt wird,
entsprechend dem konkreten Schema der gewählten Betriebsart modifiziert
wird, und
- 4) daß das
tatsächliche
Vorliegen eines Feuers unter Zugrundelegung der auf diese Weise
modifizierten Entscheidungszeitperiode bestimmt wird.
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Demnach
kann das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers auf ausgefeiltere Weise erkannt werden, um die
tatsächliche
Umgebung, die durch das System selbst erlernt wird, gut widerzuspiegeln.
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Das
konkrete Schema zum Modifizieren der Entscheidungszeitperiode, wenn
eines der Hauptkriterien (i) und (iii) erfüllt ist, ist beispielsweise
definiert durch
- a) das Abfragen einer Vielzahl
der Rauchdichten (S), die das eine der Hauptkriterien über eine
unmittelbar vorhergehende Zeitperiode erfüllen;
- b) das Beschaffen der Größen der
derart abgefragten Rauchdichten (S) oberhalb eines Rauchdichteniveaus,
das durch das entsprechende der Hauptkriterien (i) und (iii) bestimmt
wird;
- c) das Summieren des Mehrbetrags der Rauchdichten (S); und
- d) das Umwandeln des summierten Betrages in die Entscheidungsperiode.
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Ferner
kann das Schwellenwertmittel ausgebildet sein, um zumindest eine
aus der Gruppe umfassend die erste Rauchschwelle (S1) und die Ungleichungsfunktion
in Abhängigkeit
von der gewählten
Betriebsart zu variieren.
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Die
Ungleichungsfunktion, die in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, kann zur einfachen numerischen Verarbeitung eine lineare Funktion
sein, die durch α·S + ΔT ≥ β ausgedrückt wird,
wobei α und β Konstanten
sind.
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Diese
und weitere Aufgaben und vorteilhafte Merkmale der vorliegenden
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Brandmeldesystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Schaubild, das Hauptkriterien darstellt, die im oben genannten
System zur Bestimmung eines Feueralarms verwendet werden;
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3 ist
ein Schaubild, das stringente Kriterien darstellt, die im oben genannten
System zum Wählen eines
aus der Gruppe umfassend einen Standardmodus, einen Heizmodus, einen
Kochmodus, einen Zigarettenrauch- oder Dampfmodus und einen Sauberraummodus
vor der Bestimmung des Feueralarms verwendet werden;
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4 ist
ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den oben genannten
Betriebsarten darstellt;
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5 ist
ein Schaubild, welches eine Weise zum Entscheiden des tatsächlichen
Vorliegens von Feuer in dem Zigarettenrauch- oder Dampfmodus darstellt,
wenn sich das Feuerwarnsignal aus einem Zustand ergibt, in dem eine
detektierte Rauchdichte eine Rauchdichteschwelle, eines der oben
genannten Hauptkriterien, übersteigt;
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6 ist
ein Schaubild, welches eine Weise zum Entscheiden des tatsächlichen
Vorliegens von Feuer darstellt, wenn sich das Feuerwarnsignal aus
einem Zustand ergibt, in dem eine Ungleichung als ein anderes der
oben genannten Hauptkriterien erfüllt ist;
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7 ist
ein Flußdiagramm,
welches eine Feuerentscheidungsabfolge des oben genannten Systems darstellt;
und
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8 ist
ein Flußdiagramm,
welches eine Lernabfolge des oben genannten Systems darstellt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Ein
Brandmeldesystem gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
wird mit Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich besprochen. Wie aus 1 hervorgeht,
bedient sich das System eines zusammengesetzten Detektors, der sich
zusammensetzt aus einem Rauchdetektor 10 zum Detektieren
einer Rauchdichte (S) einer Zielumgebung und einem Temperatursensor 20 zum
Detektieren einer Temperatur der Umgebung, um jede Sekunde eine
Temperaturdifferenz (ΔT)
zwischen der aktuellen Zeit und beispielsweise 168 Sekunden davor
zu liefern. Der Rauchdetektor 10 ist von einem bekannten
Lichtstreuungstyp, der die Rauchdichte (S) als Lichtdämpfungsfaktor
je Einheitslänge
(%/m) zur Verfügung
stellt. Die detektierte Rauchdichte (S) und die Temperaturdifferenz
(ΔT) werden
gemeinsam mit der aktuellen Temperatur (T) einer Steuervorrichtung 40 zugeführt, wo
sie für
eine Entscheidung über
das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers in bezug auf Hauptkriterien sowie auf verschiedene
Entscheidungszeitperioden, die entsprechend spezifischer Bedingungen
von verschiedenen möglichen
Umgebungen vorgegeben sind, analysiert werden. Wenn das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers bestätigt
wird, gibt die Steuervorrichtung 40 ein Feueralarmsignal,
welches das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers anzeigt, über
eine Schnittstelle 60 zu einer Sendeeinheit 70 aus,
welche ihrerseits das Feueralarmsignal zu einer externen Überwachungsstation 80 überträgt, wo es
zum Zweck des Löschens
des Feuers verarbeitet wird. Wie später besprochen wird, werden
die Hauptkriterien in einer Schwellentabelle 51 gemeinsam
mit stringenten Kriterien gespeichert, während die Entscheidungszeitperioden
in einer Zeittafel 52 vorgegeben werden. Diese Tabellen
werden mittels eines Speichers 50 realisiert, der dem Mikroprozessor
zugeordnet ist, welcher die Steuervorrichtung 40, die Schnittstelle 60 sowie
die Sendeeinheit 70 bildet. In diesem Sinne sind alle Einheiten
mit Ausnahme der Detektoren durch einen Ein-Chip-Mikrocomputer realisiert.
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Entscheidung über das
Vorliegen eines Feuers
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Kurz
dargestellt ist das System ausgebildet, um das Feueralarmsignal,
welches das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers anzeigt, nur dann auszugeben, wenn eine Feuerwarnbedingung
in bezug auf die Hauptkriterien gefunden wird und die Feuerwarnbedingung
während
der Entscheidungszeitperiode andauert. Wie in 2 dargestellt
ist, sind die Hauptkriterien
- (i) ob die Rauchdichte
(S) eine erste Rauchschwelle (S1) [z.B. S ≥ 5%/m] überschreitet;
- (ii) ob die Temperaturdifferenz (ΔT) eine erste Temperaturdifferenzschwelle
(TD1) überschreitet
[z.B. ΔT ≥ 18°C];
- (iii) ob eine Kombination aus der Rauchdichte (S) und der Temperaturdifferenz
(ΔT) eine
Ungleichung [z.B. 2S + ΔT ≥ 12] erfüllt, die
auf einer abnehmenden Funktion von ΔT mit einer Zunahme von S basiert;
und
- (iv) ob die aktuelle Temperatur eine erste Temperaturschwelle
(T1) [z.B. T ≥ 57°C] übersteigt.
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Die
abnehmende Funktion wird mitunter als erste Kombinationsschwelle
bezeichnet.
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Wenn
ein beliebiges der Hauptkriterien erfüllt ist, liefert die Steuervorrichtung 40 das
Feuerwarnsignal und geht unmittelbar nach dem Eintreten der Feuerwarnbedingung
zu einer Überprüfungsphase
des Untersuchens, ob die Feuerwarnbedingung während der Entscheidungszeitperiode
andauert oder nicht, weiter. Wenn die Feuerwarnbedingung während der
Entscheidungszeitperiode andauert, gibt die Steuervorrichtung 40 das Feueralarmsignal
aus. Die Entscheidungszeitperiode ist eingestellt, um je nach dem
Hauptkriterium, welches erfüllt
ist, und auch je nach einer bestimmten Betriebsart, welche durch
das System aus verschiedenen vorbestimmten Betriebsarten ausgewählt wird,
um die tatsächliche
Umgebung gut widerzuspiegeln, in der die Detektoren installiert
sind, unterschiedlich zu sein.
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Erlernen und
Identifizieren der Betriebsart
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Um
das System mit der tatsächlichen
Umgebung kompatibel zu machen, wird das System programmiert zu erlernen,
welche der Betriebsarten der tatsächlichen Umgebung zu Gunsten
einer zuverlässigen
Feuererkennung entspricht. Zu diesem Zweck stellt die Schwellentabelle 51 die
stringenten Kriterien zur Verfügung,
welche, wie aus 3 hervorgeht, analog zu den
Hauptkriterien sind, und aufweisen,
- (i) ob
die Rauchdichte (S) eine zweite Rauchschwelle (S2) [z.B. S ≥ 2,5%/m] überschreitet;
- (ii) ob die Temperaturdifferenz (ΔT) eine zweite Temperaturdifferenzschwelle
(TD2) überschreitet
[z.B. ΔT ≥ 12°C]; und
- (iii) ob eine Kombination aus der Rauchdichte (S) und der Temperaturdifferenz
(ΔT) eine
Ungleichung [z.B. 2S + ΔT ≥ 10] erfüllt, die
auf einer abnehmenden Funktion von ΔT mit einer Zunahme von S basiert.
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Die
abnehmende Funktion wird mitunter als zweite Kombinationsschwelle
bezeichnet.
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Wie
aus 4 hervorgeht, umfassen die durch das System bereitgestellten
Betriebsarten einen Standardmodus, einen Sauberraummodus, einen
Heizmodus, einen Kochmodus und einen Zigarettenrauch- oder Dampfmodus.
Genauer gesagt weist eine oder mehrere der Betriebsarten ihre eigene
Weise auf, die Entscheidungszeitperiode zu definieren, wodurch es
möglich
wird, den Zeitbereich von einer Betriebsart zur anderen zu variieren.
Zudem sind die Betriebsarten mit Ausnahme des Standardmodus und
des Zigarettenrauch- oder Dampfmodus eingestellt, um eines oder
mehrere der Hauptkriterien zu modifizieren, wie aus nachstehender Tabelle
1 hervorgeht.
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Die
Steuervorrichtung 40 ist zuständig für das Wählen einer der Betriebsarten
aufbauend darauf, wie oft und welche der stringenten Kriterien innerhalb
des letzten Einmonatszeitraums erfüllt wurden. Wenn die zweite
Temperaturdifferenzschwelle (TD2) mehr als zwei Mal während derselben
Periode überschritten
wird, wird der Heizmodus für
die Feuerermittlung gewählt.
Wenn die zweite Kombinationsschwelle (2S + ΔT ≥ 10) mehr als 2 Mal innerhalb
derselben Periode überschritten
wird, wird der Kochmodus gewählt.
Wenn die zweite Rauchschwelle (S2) mehr als zwei Mal innerhalb derselben
Periode überschritten
wird, wird der Zigarettenrauch- oder
Dampfmodus gewählt.
Wenn keines der Hauptkriterien zumindest einmal innerhalb derselben
Periode erfüllt
wird, wird der Sauberraummodus gewählt. Andernfalls wird der Standardmodus
gewählt.
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Nach
dem Erlernen der tatsächlichen
Umgebung, um die geeignete Betriebsart zu wählen, geht das System zur Feuererkennung
in bezug auf die Hauptkriterien, die durch die gewählte Betriebsart
modifiziert oder unmodifiziert sind, und in bezug auf die Entscheidungszeitperiode,
die gemäß des zugrundegelegten Hauptkriteriums
und auch für
die gewählte
Betriebsart spezifisch bestimmt wird, über.
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Bestimmung der Entscheidungszeitperiode
und des Vorliegens eines Feuers
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- 1) Wenn die erste Temperaturdifferenzschwelle
(TD1) überschritten
wird (ΔT ≥ 18°C) oder die
erste Temperaturschwelle (T1) überschritten
wird (T ≥ 57°C), um das
Feuerwarnsignal zu liefern, wird die Entscheidungszeitperiode auf
neun (9) Sekunden festgelegt. Die Bedingung ΔT ≥ 18°C ist für den Feuertyp TF6 (Flüssigkeitsfeuer <denaturierter Alkohol>), welcher in den Europäischen Normen
EU 54-9 verankert und durch die Feuersignatur, die in 2 beispielhaft
dargestellt ist, typisch. Wenn die Feuerwarnbedingung mehr als 9
Sekunden lang unmittelbar nach dem Eintreffen des Feuerwarnsignals
andauert, reagiert die Steuervorrichtung 40, indem sie
das Feueralarmsignal ausgibt, welches das tatsächliche Vorliegen eines Feuers
anzeigt.
- 2) Wenn die erste Rauchdichteschwelle (S1) überschritten wird (S ≥ S1), um das
Feuerwarnsignal zu liefern, wird die Entscheidungszeitperiode unterschiedlich
bestimmt, je nachdem, ob der Zigarettenrauch- oder Dampfmodus gewählt wird
oder nicht. Die Feuerwarnbedingung ist für den Feuertyp TF2 (Schwelpyrolyse <Holz>), TF3 (Glühschwelen <Baumwolle>) und TF4 (offener
Kunststoff <Polyurethan>) typisch, gekennzeichnet
durch die Feuersignaturen, welche beispielhaft in 2 dargestellt
sind. Es wird in diesem Zusammenhang festgehalten, daß der Feuertyp
TF4 ein Feuer umfaßt,
welches nicht von einem kritischen Anstieg der Rauchdichte begleitet
wird. Ein derartiges Feuer kann jedoch durch die Verwendung der
ersten Kombinationsschwelle erfolgreich erkannt werden.
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Falls
der Zigarettenrauch- oder Dampfmodus nicht gewählt wurde, berechnet die Steuervorrichtung 40 einen
Durchschnitt (Davg) der Rauchdichten, die innerhalb der unmittelbar
vorangehenden 60 Sekunden detektiert wurden, und holt Werte, die
dem berechneten Durchschnitt aus der Zeittafel 52 entsprechen,
wie in Tabelle 2 unten dargestellt ist. Wenn die Feuerwarnbedingung
nach dem ersten Eintreffen über
den derart geholten Zeitbereich einer derartigen Bedingung andauert,
gibt die Steuervorrichtung 40 das Feueralarmsignal aus.
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Falls
diese Betriebsart gewählt
wurde, berechnet die Steuervorrichtung 40, zusätzlich zum
Ermitteln des gleichen Durchschnitts (Davg) der Rauchdichten, einen
Mehrbetrag der Rauchdichte über
der ersten Rauchdichteschwelle (S1) für jede von neun (9) aufeinanderfolgenden
Rauchdichten, für
welche, nachdem die erste Rauchdichteschwelle (S1) das erste Mal überschritten
wurde, erfaßt
wurde, daß sie
die Schwelle (S1) überschreiten.
Dann ermittelt die Steuervorrichtung 40 einen Gesamtwert
(%/m) der Mehrbeträge
dividiert durch Zwei (2) und wandelt die Gesamtwerte (%/m) entsprechend
einer Umrechnungsrate von einer Einheitsrauchdichte (%/m), die einer
Sekunde entspricht, in Sekunden um. Der auf diese Weise umgewandelte
Wert wird zu jenen, die aus der obenstehenden Zeittafel entsprechend
der durchschnittlichen Rauchdichte (Davg) geholt wurden, hinzuaddiert,
um die Entscheidungszeitperiode zu ergeben. Der derart bestimmte
Zeitbereich ist eingestellt, um ab dem neunten (9.) Auftreten der
Feuerwarnbedingung zu beginnen, wie aus 5 hervorgeht.
Wenn die Bedingung S ≥ S1 über die
Entscheidungszeitperiode andauert, gibt die Steuervorrichtung 40 das
Feueralarmsignal unmittelbar nach Ablauf der Entscheidungszeitperiode
aus.
- 3) Wenn die erste Kombinationsschwelle überschritten
wird (2S + ΔT ≥ 12 im Standardmodus/Zigarettenrauch-
oder Dampfmodus oder Heizmodus; 2S + ΔT ≥ 10 im Sauberraummodus, 2S + ΔT ≥ 14 im Kochmodus),
wird die Entscheidungszeitperiode unterschiedlich bestimmt, je nachdem,
ob der Kochmodus gewählt
wurde. Diese Feuerwarnbedingung ist für den Feuertyp TF1 (offene
Zellulose) und TF5 (Flüssigkeitsfeuer <n-Heptan>), gekennzeichnet durch
die Feuersignatur, die in 2 beispielhaft
dargestellt ist, typisch.
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Falls
der Kochmodus nicht gewählt
wurde, berechnet die Steuervorrichtung 40 einen Mehrbetrag
der Rauchdichte über
einer variierenden Rauchdichteschwelle (VS), welche mit der aktuellen
Temperaturdifferenz (ΔT)
entlang der Linie der ersten Kombinationsschwelle (z.B. 2S + ΔT = 12) für jedes
der neun aufeinanderfolgenden Ereignisse, für die erfaßt wird, daß sie die erste Kombinationsschwelle überschreiten,
nachdem die erste Kombinationsschwelle zum ersten Mal überschritten
wurde, variieren. Dann ermittelt die Steuervorrichtung 40 einen
Gesamtwert (%/m) der Mehrbeträge
dividiert durch Zwei (2) und wandelt die Gesamtwerte (%/m) entsprechend
einer Umrechnungsrate von einer Einheitsrauchdichte (%/m), die einer
Sekunde entspricht, in entsprechende Sekunden um. Auf diese Weise
umgewandelte Werte (Sekunden) geben die Entscheidungszeitperiode
an, welche eingestellt ist, um ab dem neunten (9.) Auftreten der
Feuerwarnbedingung zu beginnen, wie aus 6 hervorgeht.
Wenn die Feuerwarnbedingung über
die auf diese Weise bestimmte Entscheidungszeitperiode andauert,
gibt die Steuervorrichtung 40 das Feueralarmsignal unmittelbar
nach Ablauf der Entscheidungszeitperiode aus.
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Falls
der Kochmodus gewählt
wurde, berechnet die Steuervorrichtung 40 einen Mehrbetrag
der Rauchdichte über
der variierenden Rauchdichteschwelle (VS) für jedes der neun aufeinanderfolgenden
Ereignisse, für
die erfaßt
wurde, daß sie
die erste Kombinationsschwelle überschreiten,
nachdem die erste Kombinationsschwelle zum ersten Mal überschritten
wurde. Dann ermittelt die Steuervorrichtung 40 einen Gesamtwert
(%/m) der Mehrbeträge
und wandelt die Gesamtwerte (%/m) entsprechend einer Umrechnungsrate
von einer Einheitsrauchdichte (%/m), die einer Sekunde entspricht,
in entsprechende Sekunden um. Auf diese Weise umgewandelte Werte
(Sekunden) geben die Entscheidungszeitperiode an, welche eingestellt
ist, um auf dieselbe Weise wie bei dem oben beschriebenen Fall ab
dem neunten (9.) Auftreten der Feuerwarnbedingung zu beginnen. Wenn
die Feuerwarnbedingung über
die auf diese Weise bestimmte Entscheidungszeitperiode andauert,
gibt die Steuervorrichtung 40 das Feueralarmsignal unmittelbar
nach Ablauf der Entscheidungszeitperiode aus. Auf diese Weise kann
eine einheitliche und zuverlässige
Feuerbestimmung in Übereinstimmung mit
der tatsächlichen
Umgebung und den verschiedenen Feuereigenschaften oder Feuerursachen
erfolgen.
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Bei
der vorangehenden Beschreibung werden die einzelnen Werte und Konstanten
für verschiedene Schwellen
für einen
beispielhaften Zweck angegeben und können entsprechend einer konkreten
Anforderung oder Verordnung modifiziert werden.
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Die
oben genannte Feuerentscheidung und die Wahl der Betriebsart werden
ständig
durch die Steuervorrichtung 40 entsprechend einem im Speicher
gespeicherten Programm ausgeführt. 7 stellt
ein Flußdiagramm
einer Feuerentscheidungsabfolge dar, die durch das Programm zur
Entscheidung über
das tatsächliche
Vorliegen eines Feuers ständig
wiederholt wird. Der erste Schritt (Schritt 1) in der Abfolge ist
es zu überprüfen, ob
die detektierten Parameter irgendeines der Hauptkriterien erfüllen oder
nicht. Falls sie dies tun, wird ein Zähler um 1 inkrementiert, um
Feuerzählwerte
(Fapc) der Feuerwarnbedingung (Fapc = Fapc + 1) zu summieren, während der
Zähler
um 1 dekrementiert wird (Fapc = Ffapc – 1), falls sie dies nicht
tun. Wenn der Feuerzählwert
Acht überschreitet
(Fapc > 8), wird er
fixiert (Fapc = 8), und es erfolgt eine Kontrolle, um zu überprüfen, ob
gerade ein Feuerentscheidungsprozeß im Gange ist oder nicht.
Wenn der Feuerentscheidungsprozeß nicht gestartet wurde, d.h.
das neunte (9.) Auftreten der Feuerbedingung zuerst bei Schritt
2 erkannt wird, reagiert die Steuervorrichtung, indem sie die Entscheidungszeitperiode
(Tmax) aus dem Speicher holt, um zum Beurteilen des Vorliegens eines
Feuers in bezug auf die geholte Entscheidungszeitperiode (Tmax)
bereit zu sein und gleichzeitig einen Feuerentscheidungsprozeßmerker
auf Ein zu setzen, der anzeigt, daß die Abfolge in den Feuerentscheidungsprozeß eintritt.
Wenn die Feuerwarnbedingung über
9 Mal andauert, folgt auf Schritt 2 über Schritt 3 der Schritt 4,
in welchem überprüft wird,
ob das Feueralarmsignal ausgegeben wurde. Wenn dies nicht der Fall
ist, wird der Zeitzählwert
(T) um 1 (T = T + 1) inkrementiert und daraufhin mit dem geholten
Zeitentscheidungsbereich (Tmax) verglichen, um zu überprüfen, ob
T > Tmax bei Schritt
5. Wenn T > Tmax erfüllt ist,
nachdem die oben genannten Abfolgen wiederholt wurden, d.h. die
Feuerwarnbedingung über
die geholte Entscheidungszeitperiode (Tmax) andauert, wird bei Schritt
6 überprüft, ob ein
Neustart-Merker gesetzt wurde, und bei Schritt 7, ob das Feueralarmsignal
ausgegeben wurde. Wenn keine der beiden Bedingungen bei Schritt
6 und 7 erfüllt
ist, wird das Feueralarmsignal ausgegeben.
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Wenn
auf die Feuerwarnbedingung keine derartige Bedingung für ein derartiges
Zeitintervall folgt, daß der
Feuerzählwert
auf Null dekrementiert wird (Fapc = 0), wird bei Schritt 8 überprüft, ob der
Feuerentscheidungsprozeß gestartet
wurde. Wenn dieser als gestartet erkannt wird, wird ein Neustart-Merker
auf Ein gesetzt, um die Notwendigkeit des Rücksetzens des Feuerzählwerts
(Fapc) auf Null und des Zeitzählwerts
(T) auf Null anzuzeigen, um das System für das Neustarten der Feuerentscheidungsabfolge
bereit zu machen. Nachdem der Neustart-Merker auf Ein gesetzt wird und wenn
die durch die Entscheidungszeitperiode (Tmax) vorgegebene Zeit abgelaufen
ist, folgt auf Schritt 6 das Neustarten des Abfolge durch Rücksetzen
des Feuerzählwerts
und des Zeitzählwerts
auf Null und Löschen
des Neustart-Merkers
und des Feuerentscheidungs-Merkers, wodurch das System veranlaßt wird,
auf ein weiteres erstes Eintreten der Feuerwarnbedingung zu reagieren.
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8 veranschaulicht
eine Lernabfolge, welche parallel zu der oben genannten Feuerentscheidungsabfolge
wiederholt wird, um eine der verschiedenen Betriebsarten zu wählen, wie
oben besprochen wurde. Die Lernabfolge wird in einem relativ langen
Zeitabstand relativ zu der Feuerentscheidungsabfolge, beispielsweise alle
13 Minuten, durchgeführt.
Zum einfachen Verstehen der dem System verliehenen Lernfähigkeit
dient die dargestellte Lernabfolge dazu zu prüfen, ob der Zigarettenrauch-
oder Dampfmodus zu wählen
ist oder nicht. Zunächst
wird die aktuelle Rauchdichte (S) mit der zweiten Rauchschwelle
S2 der stringenten Kriterien verglichen, welche 1/2 von S1 der Hauptkriterien
ist. Wenn S > S2 ist,
dann wird überprüft, ob seit
dem letzten Eintreten von S > S2,
d.h. der Feuerwarnbedingung, die in bezug auf die stringenten Kriterien
erfaßt
wird, 36 Stunden oder mehr verstrichen sind. Wenn dies der Fall
ist, wird der Zeitstempel des aktuellen Ereignisses in einer Lerntabelle 53 des
Speichers 50 aufgezeichnet und zugleich ein Lernzählwert um
Eins (1) inkrementiert. Daraufhin wird überprüft, ob es irgendeine Aufzeichnung
eines derartigen Ereignisses, d.h. der Feuerwarnbedingung, die in
bezug auf die stringenten Kriterien erfaßt wird, vorliegt, die mehr
als einen Monat zurückliegt. Wenn
dies der Fall ist, wird die Aufzeichnung des Ereignisses, das vor
mehr als einem Monat stattfand, gelöscht und der Lernzählwert um
Eins (1) dekrementiert. Schließlich
wird überprüft, ob der
Lernzählwert
Drei (3) überschreitet,
d.h. ob die Feuerwarnbedingung in bezug auf die stringenten Kriterien
innerhalb des letzten Ein-Monats-Zeitraums 3 Mal oder öfter erfaßt wurde.
Wenn innerhalb dieses Zeitraums 3 oder mehr Ereignisse gefunden
werden, wird der Zigarettenrauch- oder Dampfmodus durch das System
gewählt.
Andernfalls wird dieser Modus deaktiviert. Auf die gleiche Weise
wird die Überprüfung der
anderen Betriebsarten (des Heizmodus, des Kochmodus und des Sauberraummodus)
parallel oder in Serie mit der oben genannten Abfolge durchgeführt.
