DE2140297C3

DE2140297C3 - Einrichtung zur Detektion und zur Anzeige von Feuer

Info

Publication number: DE2140297C3
Application number: DE19712140297
Authority: DE
Inventors: Peter Melburn Macclesfield Cheshire Pucill
Original assignee: Cerberus AG
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1970-08-11
Filing date: 1971-08-11
Publication date: 1987-05-07
Also published as: FR2102178A1; DE2140297B2; CH540538A; NL7111060A; FR2102178B1; AU452416B2; AU3217271A; JPS5343791B1; GB1353615A; DE2140297A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Detektion und zur Anzeige von Feier in wenigstens einem zu schützenden Raum nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Normalerweise werden Feuermelder an der Decke eines zu schützenden Raumes angebracht Beispielsweise sind Temperaturdetektoren bekannt, die auf Temperaturänderungen in der Atmosphäre in der Umgebung des Detektors ansprechen. Bis jedoch die Temperatur an der Raumdecke soweit angestiegen ist, daß der Detektor ein Ausgangssignal abgibt, welches einen Feuerausbruch signalisiert, ist die Feuerentwicklung am Boden des Raumes häufig schon soweit fortgeschritten, daß bereits ein beträchtlicher Schaden entstanden ist Um diesem Nachteil zu begegnen ist es üblich geworden, anstelle der Temperaturdetektoren solche Feuermelder zu verwenden, die auf Rauch oder Qualm in der Umgebung des Detektors ansprechen. Mit solchen Detektoren läßt sich nämlich ein Brandherd in vielen Fällen wesentlich früher entdecken, da zu Beginn eines Feuerausbruches häufig zunächst viel Rauch jedoch relativ wenig Wärme entsteht

Für Rauchdetektoren wird entweder das Prinzip der Ionisationskammer angewandt, oder es wird die Veränderung eines Lichtstrahles durch Rauchpartikei, d.h. die Änderung der Bestrahlung einer Fotozelle festgestellt Bei geringen Deckenhöhen eines zu schützenden Raumes sind derartige Detektoren zur Aufspürung und Anzeige eines Feuerherdes ausreichend. Bei großen Deckenhöhen kann es jedoch leicht geschehen, daß der Rauch eines schwelenden Feuerherdes eine Rauchschicht unter Deckenhöhe bildet In diesem Fall spricht der Detektor erst an, wenn die Wärmeentwicklung des Feuers bereits soweit fortgeschritten ist, daß der Rauch infolge thermischer Konvektion bis zur Deckenhöhe ansteigen kann.

Sowohl Rauch- als auch Temperaturdetektoren müssen zudem in ziemlich nahem Abstand voneinander angeordnet werden, um eine befriedigende Abdeckung des zu schützenden Räume j garantieren zu können.

Es ist auch bereits bekannt Feuer durch Strahlungsdetektoren feiteuste11en,~z7B7aus der US-PS 31 ?&Tgr;~8&dgr;3, wobei ein periodisch erregter Strahlungssimulator eine laufende Überprüfung des Strahlungsdetektors ermöglicht. Zur Vermeidung von fehlerhaften Feueralarmsignalen ist es jedoch notwendig, die Strahlungsdetektoren oder die daran angeschlossene Auswerteschaltung so auszubilden, daß ein Feuer von anderen Strahlungsquellen sicher unterschieden werden kann. Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt geworden, Strahlungsdetektoren zu verwenden, die nur auf Strahlung schwankender Intensität ansprechen. Dieses Merkmal ist in der Regel bsi Flammenherden in einem frühen Entwicklungsstadium anzutreffen. Mit derartigen Strahlungsdetektoren J»sen sich jedoch schwelende Brandherde, bei denen überwiegend Rauch, jedoch keine Flammen entwickelt werden, nicht sicher ermitteln.

Wegen disser Nachteile haben solche Strahlungsdetektoren jedoch nur für ganz spezielle Anwendungsfälle s Verbreitung gefunden, obwohl sie den beträchtlichen Vorteil aufweisen, daß sich damit relativ große Bereiche absichern lassen, so daß die Installationskosten im Verhältnis zur beschützten Fläche relativ gering sind. Vorteilhaft ist bei diesen Detektoren außerdem, daß sie

to nicht auf einen Temperaturanstieg und auch nicht auf einen Transport von Rauchpartikeln vom Feuer zum Detektorort angewiesen sind, so daß sie sehr rasch ansprechen und insbesondere für die Detektion eines Feuers mit schnell ansteigender Flammenintensität

is geeignet sind.

Aus deFDE-ÄS 16 16 869 ist eine fotoelektrische Vorrichtung zur Brandüberwachung bekannt, die nicht nur die Strahlung, sondern auch den Rauch eines Brandherdes detektiert. Eine laufende Überprüfung des Detektors wird dart nicht durchgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgab·; zugrunde, eine Einrichtung zur Detektion und zur Anzeige von Feuer zu schaffen, bei der einerseits die Vorteile der erwähnten Strahlungsdetektoren ausgenutzt werden, mit der sich andererseits jedoch auch das Vorhandensein eims Rauch- oder Qualmherdes ermitteln läßt und zwar möglichst unabhängig von der Schichtung des Rauches oder der Deckenhöhe und bei der auch eine laufende Überprüfung der Detektoren möglich ist

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Die erfüidungsgemäße Einrichtung wirkt dabei in den Strahlungsdetektionsphasen, in welchen der Strahlungssimulator ausgeschaltet ist als Flammendetektor und zeigt an, ob im geschützten Raum eine von einer Flamme ausgehende Strahlung vorhanden ist Während der Rauchdetektionsphasen sendet der Simulator in den geschützten Raum Strahlung aus, für die der Detektor besonders empfindlich ist Im Falle des Vorliegen* ,einer Rauchschicht zwischen dem Simulator und dem Detektor wird die vom Detektor empfangene Strahlung geschwächt und dessen Ausgangssignal bleibt in diesen Phasen aus. Dies wird als Anzeichen für das Vorhandensein von Rauch oder Qualm gewertot

Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung kann ein einziger Strahlungsdetektor oberhalb irgendeiner zu erwartenden Rauchschichtung und ein einziger Simulator darunter angeordnet sein. Vorzugsweise werden jedoch mindestens zwei Strahlungsdetektoren eingesetzt. Dadurch läßt sich nicht nur der zu überwachende FlächenberPich vergrößern, sondern es wird dadurch auch der besondere Vorteil erreicht, daßsich mit Hilfe einer logischen Schaltungsanordnung bestimmter Ausbildung mögliche Fehler ausschalten oder anzeigen lassen. Ein Nachteil bekannter Feueralarmanlagen besteht nämlich darin, daß sie mit steigender Empfindlichkeit immer leichter zur Auslösung eines Fehlalarmes neigen. Bei sehr komplexen Sytemen zeigt sich andererseits, daß diese viel leichter unter Komponentenausfällen leiden und daher einer häufigen Oberprüfung bedürfen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungefoim der Erfindung sind Maßnahmen gegen eine fehlerhafte Alarmgabe und gegen einen Komponenten-Ausfall getroffen worden. r?azu sind wenigstens zwei Strahlungsdetektoren vorgesehen, die auf den gleichen Strahlungssimulator ansprechea Die Steuer- und/oder Überwachungseinheit weist dabei eine logische Schal-

tungsanordnung auf, die einen Feueralarmspeicher enthalt, dem die Detektorausgangssignale zugeführt werden, und der ein Feueralarmsignal nur dann abgibt, wenn Ausgangssignale von mehr als einem Detektor in der gleichen Strahlungsdetektionsperiode empfangen werden. Damit läßt sich ein sicherer Schutz gegen die fehlerhafte Anzeige eines Detektors erreichen, welcher das Vorhandensein einer Flamme nur vortäuscht

Vorzugsweise enthalt die Schaltungsanordnung weiteVhin einen Fehlerspeicher, der die Ausgangssignale zihlt und bei einer festgelegten Anzahl von Signalen ein Ausgangssignal an eine Torschaltung abgibt Diese Torschaltung ist so ausgebildet und wird vom Feueralarmsigral so angesteuert, iaü sie nur dann das Ausgangssignal des Fehlerspeichers durchläßt, wenn kein Feueralarmsignal vorliegt Die bevorzugte Anzahl von Detektorausgangssignalen beträgt acht, so daß, wenn ein einziger Detektor acht aufeinanderfolgende Ausgangssignaie abgibt, ohne daß von einen· anderen Detektor gleichzeitig Signale vorliegen, eine Anzeige erfolgt, die darauf hinweist, daß ein Detektor Fehlanzeige liefert.

Die logische Schaltungsanordnung enthält vorzugsweise noch einen Rauchanzeigespeicher, dem die Detektorsignale oder Rauchsignale zugeführt werden, und der ein Rauchalarmsignal nur abgibt, wenn mehrere Rauchsignale vorliegen, d.h. die Detektorausgangssignale von mehr als einem Detektor in der gleichen Rauchdetektionsphase ausbleiben. Die Rauchsignale der Detektoren können Impulse sein, die aus einer Abtasteinheit aus den Detektorausgangssignalen gewonnen werden, vorzugsweise in Bezug auf einen niedrigen Spannungs- oder Strompegel, beispielsweise Nullspannung. Mit dieser Anordnung läßt sich ein wirksamer Schutz gegen Signale gewinnen, die sich als Ergebnisse eines fehlerhaften Detektors oder einer Fehlanzeige eines Detektors ergeben würden.

Die logische Schaltungsanordnung kann weiterhin eine Einrichtung aufweisen, um eine spezielle Anzeige zu liefern, wenn ein Detektor ausfällt oder wenn er eine Fehlanzeige liefert Zu diesem Zweck kann die Anordnung einen weiteren Fehlerspeicher enthalten, dem die Rauchsignale der Detektoren zugeführt werden und welcher diese zählt Nach einer vorgegebenen Anzahl von Rauchsignalen wird ein Ausgangssignal an eine weitere Torschaltung abgegeben, welche ein einen Detektorfehler anzeigendes Signal liefert wenn nicht gleichzeitig ein Rauchalarmsignal vorliegt Diese Schaltung ist also ebenfalls als N AND-Schaltung ausgebildet

Falls in einer erfindungsgemäßen Anlage nur ein Simulator und ein oder mehrere Strahlungsdetektoren, die auf diesen Simulator ansprechen, verwendet werden, so ¹WuTdCn Fehler des Simulators einen Rauchalarm auslösen, da dann während der Rauchdetektionsphasen keine Strahhingssimulation mehr stattfindet und die Detektoren keine Strahlung erhalten. Um auch gegen eine solche Fehlanzeige geschützt zu sein, können vorteilhafterweise wenigstens zwei Strahlungssimulatoren vorgesehen sein, wobei jeder Strahlungsdetektor auf zwei Simulatoren anspricht und die Erregereinheit die Simulatoren abwechselnd nacheinander erregt Dabei wird jeder Simulator während einer zugeordneten Rauchdetektionsphase erregt und die Steuer- und Überwachungsschaltung ist dann so ausgebildet daß es nur dann ein Rauchalarmsignal liefert wenn Rauchsignale während aufeinanderfolgender Rauchdetektionsphasen empfangen werden.

Die in der Schaltung dazu vorgesehene Prüfeinheit

läßt sich zweckmäßigerweise zu einer baulichen Einheit mit dem erwähnten Rauchanzeigespeicher vereinigen, der vorzugsweise einen ersten Rauchalarmspeicher aufweist, der ein Ausgangssignal liefert wenn mehr als s ein Rauchsignal empfangen wird und der weiterhin einen zweiten Rauchalarmspeicher aufweist der ein Rauchalarmsignal dann abgibt wenn der erste Rauchalarmspeicher mehr als einmal anspricht
Weiterhin ist es vorteilhaft vorzusehen, daß bei einem

&iacgr;&ogr; Simulatorfehler eine Fehleranzeige erfolgt Zu diesem Zweck können zwei weitere Fehlerspeicher vorhanden sein, die durch eine Auswahleinheit abwechselnd während jeweiliger Rauchdetektionsphasen auf Empfang von Rauchsignalen geschaltet werden. Für jeden

is dieser weiteren Fehlerspeicher ist wiederum eine als NAND-Gatter ausgebildete Torschaltung vorgesehen, welche bei Erreichen einer festgelegten Anzahl von Rauchsignalen ein Alarmsignal nur dann durchläßt, wenn nicht gleichzeitig ein Rauchalarmsignal vorliegt.

Bei Anlagen, in denen eine Vielzahl von Detektoren verwendet wird, kann mit Vorteil ein Betrieb in aufeinanderfolgenden Stufen vorgesehen sein, beispielsweise in der Art daß das Alarmsignal einen verschieden großen Ausgangswert aufweist, je nachdem ob nur ein oder wenige Detektoren in einem großen zu überwachenden Raumbereich das Vorhandensein von Rauch innerhalb einer Folge programmierter Antwortmöglichkeiten ,inzeigen, oder ob der größte Teil oder alle der Detektoren Rauchalarm geben. Dementsprechend läßt sich dann ein Naß- oder Trocken-Feuerlöschsystem selektiv betätigen.

Die Erfindung und vorteilhafte Ausbildungen derselben werden im folgenden anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles erläutert Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die Aufsicht Seiten- und Vorderansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüsteten Gebäudes.

Fig.2 ein Zeitfolgediagramm, das die Zeit und Taktfolge beim Betrieb einer erfindungsgemäßen

Einrichtung verdeutlicht

F i g. 3 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Gebäude t in Seitenansicht (a), in Vorderansicht (b) und in Aufsicht (c). In diesem etwa 146 m langen, 76 m breiten Gebäude mit einer Gesamtfläche von etwa 11 150 m³ ist eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Schutz dieser Fläche mit acht Strahlungsdetektoren B, Q D. E, V, W, X und Y vorgesehen. Diese Strahlungsdetektoren sind beispielsweise Infrarot-Flammendetektoren, die unter der Bezeichnung Cerberus SES 5 vertrieben werden Die Eigenschaften dieses Detektors zusammen mit zugehörigen Filtern bewirken ein Ansprechen auf Infrarotstrahlung im Weüenlängenbereicb. von 0,85—1,2 Miss krön. Ein elektrisches Filter begrenzt das entstehende Ausgangssignal so, daß nur eine Anzeige entsteht, wenn Flackersignale mit einer Frequenz zwischen 5 und 35 Hz vorliegen. Eine einstellbare Taktschaltung für jeden Detektor bewirkt, daß dieser Detektor nur auf

Strahlung anspricht die während einer vorgegebenen Zeitperiode von etwa 10 Sekunden oder mehr andauert Die Detektoren werden über einzelne Leitungspaare,

die gruppenweise zu einem Kabel 2 vereinigt sind, mit

Strom versorgt Jeder Detektor wird beispielsweise mit

Gleichstrom von 220 V beaufschlagt Dabei zieht normalerweise jeder Detektor einen Strom von etwa 500 uA. Bei Nachweis einer Flamme oder eines Feuers, steigt der gezogene Strom jedoch auf 8—12 mA an. Hat

ein Detektor einmal durchgeschaltet, so verbleibt er in leitendem Zustand, bis er durch kurzzeitige Unterbrechung der Spannungsversorgung wieder rückgesetzt wird.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Detektoren im Bereich der Dachfirste des Gebäudes, etwa 34—25 m über Grund angeordnet. Im Bereich der Traufen, d. h. am Dachansatz, etwa 12 m über Bodenhöhe, sind vier Strahlungssimulatoren A\, Ai, U\ und Ui angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist damit zu rechnen, daß bei Ausbruch eines Feuers der Rauch rasch in den Dachbereich aufsteigt Selbst wenn sich eine gewisse Rauchschichtung ausbildet, wird diese Rauchschicht fast immer in einer Höhe zwischen den Simulatoren und den Detektoren stehen.

Jeder der vier Strahlungssimulatoren enthält eine Glühlampe, die eine Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich von 0,85 bis 1,2 Mikron mit hinreichender Intensität liefert wenn eine Lichtstärke von ciwä 6Candela vorgesehen ist Die Simulatoren enthalten weiterhin einen Multivibrator, der die Stromversorgung der Lampen mit einer Frequenz von 12 Hz und einem Ein-/Ausverhältnis von etwa 1 :1 taktet Die Simulatoren A\ und Ai liegen im Empfangsbereich der Detektoren B, C, D und E, während die Simulatoren U\ und lh im Empfangsbereich der Detektoren V, W, X und yangeordnet sind.

Wenn einer der Simulatoren seines Bereiches erregt wird, so liefern die in dessen Strahlungsbereich liegenden Detektoren ein Ausgangssignal, falls keine Störung vorliegt oder sich Rauch zwischen dem Simulator und dem Detektor befindet Die Simulatoren werden paarweise erregt, d. h. beispielsweise über die Kabel 3 und 4, jeweils die Paare A_x, U\ bzw. Aj, Lh. Die Kabel 3 und 4 sind voneinander getrennt, so daß für den Fall, daß ein Kabel beschädigt wird, noch immer ein Sinvtiiatcrpsar betriebsbereit bleibt

Die Anlage wird so betrieben, daß die Simulatoren periodisch erregt werden. Das Vorliegen von Rauch läßt sich bei erregten Simulatoren dadurch feststellen, daß bestimmt wird, ob die Detektoren ein Ausgangssignal '!»fern oder nicht Die Phasen, während der die Simulatoren erregt werden, werden daher als »Rauchdetektionsphasen« bezeichnet Während der Intervalle, in denen die Simulatoren nicht erregt werden, läßt sich durch die Strahlungsdetektoren das Vorhandensein von Flammenstrahlung feststellen. Diese Intervalle werden daher als »Strahlungsdetektionsphasen« bezeichnet Die Simulatoren werden kontinuierlich und zyklisch gemäß der in Fig. 2 dargestellten Signalfolge erregt Der Zeitzyklus beginnt mit einer ersten Strahlungsdetektionsphase RE\, die zwei Minuten dauert und während der kein Simulator erregt ist Es folgt eine erste Rauchdetektionsphase SEi von 20 Sekunden Dauer, während der die Simulatoren Ai und Ui erregt werden. Darauf folgt eine zweite Strthlungsdetektionsphase RE₂, die wiederum 2 Minuten dauert, wahrend der ebenfalls kein Simulator erregt ist Und schließlich eine zweite Rauchdetektionsphase SEi von 20 Sekunden Dauer, während der die Simulatoren Az und Ui erregt sind. Damit ist ein einzelner, vollständiger Zyklus beendet, der somit 4 Minuten und 40 Sekunden dauert Dieser Zyklus wird kontinuierlich wiederholt

F i g. 3 zeigt das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung, welches Einzelheiten der Schaltung zur Erregung der Simulatoren und der Steuer- und Überwachungsschaltung zur Analysierung der Detektorausgangssignale erkennen läßt Die Schaltung weist einen Taktgeber 5 auf, der den Zeittakt für eine programmierte Zentraleinheit 6 festlegt Diese ist mit einer Simulatorsteuereinheit 7 verbunden, die entsprechend der in Fig.2 dargestellten Zeitfolge Erregers Spannungen auf die Adern der Leitungen 3 und 4 schaltet, wodurch die betreffenden Simulatoren erregt werden. Die acht einzelnen Leitungspaare des Kabels 2 führen zu jeweiligen Zoneneinheiten ZB, ZQ ZD, ZE ZV, ZW, ZX und ZY, die mit jeweils einem Detektor

to verbunden sind. Diese Zoneneinheiten und die zugehörigen Detektoren werden durch eine Versorgungseinheit 8 gespiesen. Der durch die Detektoren gezogene Strom ist dabei ein Indiz dafür, ob diese Detektoren angesprochen haben oder nicht Die Ströme werden

is während jedes Zeitabschnittes periodisch in der im folgenden beschriebenen Weise abgefragt. Hat ein Detektor angesprochen, so muß er vor der nächsten Periode zurückgesetzt werden. Zu diesem Zweck liefert die Zentraleinheit 5 RScksstzinspuUe an die Versorgungseinheit 8 und zwar jeweils am Ende jeder Periode. Zu diesem Zweck wird die Stromversorgung der Detektoren für etwa Vj Sekunde unterbrochen, was ausreicht, um einen angesprochenen Detektor zurückzustellen.

Zur Analysierung der Ausgangssignale der Detektoren ist eine erste Detektorabtasteinheit 9 mit jeder der Zoneneinheiten verbunden. Sie wird durch die Zentraleinheit 6 so gesteuert, daß die Zoneneinheiten während der Strahlungsdetektionsphasen abgetastet werden.

Jeder Detektor, der während einer Strahlungsdetektionsphase angesprochen hat, zieht einen relativ großen Strom. Die Detektorabtasteinheit 9 enthält einen Impulsgenerator, der auf einen solchen erhöhten Strom anspricht, und ein Ausgangssignal liefert wenn die betreffende Zoneneinheit abgefragt wird. Dabei liefert die Abtasteinheit 9 für jeden der Detektoren, der während einer betreffenden Strahlungsdetektionsphase angesprochen hat, einen Ausgangsimpuls. Die Ausgangsimpulse der Detektorabtasteinheit 9 werden einem Feueralarmspeicher 10 zugeführt Dieser Speicher 10 ist so eingerichtet, daß er nur dann ein Feueralarmsignal an ein Feueralarmrelais 11 abgibt wenn er wenigstens zwei Ausgangsimpulse von der Detektorabtasteinheit 9 erhalten hat Bei Betätigung des Relais 11 wird eine Feueralarmvorrichtung 12 eingeschaltet, die beispielsweise eine Alarmglocke, eine Sirene oder eine visuelle Alarmanzeige oder auch eine Steuereinheit zur Betätigung einer Feuerlöschanlage sein kann. Der Speicher 10 isi durch die Zentraleinheit 6

so nach jeder Strahlungsdetektionsphase zurückgesetzt Die Verteilung der Strahlungsdetektoren, beispielsweise in einem Kaufhaus, wird so gewählt, daß irgendein in einem Gebäude auftretender Flammenherd mindestens durch zwei, gegebenenfalls auch durch mehr Strahhragsdetektoren erfaßbar ist Für die Auslösung eines Ausgangssignals des Speichers 10, und damit auch für die Auslösung eines Feuenlarmsignals sind zwei Ausgangsimpulse der Detektorabtasteinheit 9 erforderlich, so daß damit eine große Sicherheit gegen

go Fehlanzeige durch einen defekten Detektor gegeben ist Außerdem ist der Defekt eines Detektors mittels eines Fehlerspeichers 13 identifizierbar. Die Ausgangsimpulse der Detektorabtasteinheit 9 gelangen nämlich zusätzlich über einen Impulsgenerator 14 auf diesen Fehlerspeicher 13. Eine beliebige Anzahl von Ausgangssignalen während einer bestimmten Phase tost dabei jeweils nur einen einzigen Ausgangsimpuls des Generators 14 aus. Der Fehlerspeicher 13 zählt die Anzahl der

zugeführten Eingangsimpulse und liefert ein Ausgangssignal, wennjderen Anzahl beispielsweise den Wert 8 überschreitet Der ÄusgangsimpuFsdes FehlerspeicHers 13 wird einer als NAND-Gatter ausgebildeten Torschaltung 15 zugeführt. Der andere Eingang dieser Torschaltung 15 ist an das Feueralarmrelais 11 angeschlossen, so daß die Torschaltung einen Impuls nur in nichtbetätigttm Zustand des Relais 11 weiterleitet. Wenn von den Detektoren ein Feuerherd festgestellt wird und zwei Detektoren angesprochen haben, wird das Relais U betätigt und die Torschaltung 15 ist gesperrt Liefert dagegen ein fehlerhafter Detektor falsche Ausgangssignale, so werden diese gezählt Wenn nach 8 Strahlungsdetektionsperioden das Alarmrelais 11 noch immer nicht erregt ist, weil noch kein zweiter Detektor angesprochen hat, so wird das Ausgangssignal des Fehlerspeichers U von der Torschaltung 15 an ein Detektorfehlerrelais 16 weitergeleitet und eine Detekicrstcrungssnzeige !7 zeigt an_; daß ein Detektor fehlerhaft ist oder falsch reagiert Damit können geeignete Abhilfsmaßnahmen getroffen werden. Der Fehlerspeicher 13 wird alle 24 Stunden durch die Zentraleinheit 6 zurückgesetzt.

In der beschriebenen Weise dient die Einrichtung zur Detektion von Flammenherden. Um zusätzlich auch das Auftreten von Rauch nachzuweisen, ist eine zweite Detektorabtuteinheit 18 vorgesehen, die ebenfalls mit jeder Zoneneinheit verbunden ist Diese Abtasteinheit 18 wird durch die Zentraleinheit 16 so gesteuert, daß die Zoneneinheiten jeweils 18 Sekunden nach dem Beginn jeder Rauchdetektionsphase abgetastet werden. Damit steht ausreichend Zeit für jeden Detektor zur Verfügung, um auf den oder die zugehörigen Strahlungssimulatoren anzusprechen. Unter normalen Umständen, d. h. bei Abwesenheit von Rauch, liefert jede der acht Zoneneinheiten ein Ausgangssignal, da der entsprechende Detektor angesprochen hat Die Abtasteinheit 18 weist nun einen Impulsgenerator auf, der einen Ausgangsimpuls nur dann liefert, wenn eine bestimmte Zoneneinheit einen niedrigeren Ausgangsstrom liefert welcher anzeigt, daß eine Detektoreinheit nicht angesprochen hat. Die Ausgangsimpulse der Abtasteinheit 18 stellen somit »Rauchsignale« dar, welche anzeigen, daß Rauch oder Qualm im Bereich der Sichtlinie zwischen einem Simulator und einem Detektor vorhanden ist Diese Rauchsignale werden einem Rauchanzeigespeicher 19 zugeführt, der einen ersten Rauchalarmspeicher 20 und einen zweiten Riuchalarmspeicher 21 aufweist Der erste Speicher 20 liefert ein Ausgangssignal an den zweiten Speicher 21 nur, wenn zwei oder mehr Rauchsignale während einer bestimmten Rauchdetektionsphase empfangen werden. Werden nun während der folgenden Rauchdetektionsphase eines Zyklus von der Detektorabtasteinheit 18 nochmals Rauchsignale abgegeben, so wird ein weiterer Ausgangsimpuls an den zweiten Speicher 21 geliefert Dieser Speicher 21 ist nun so eingerichtet, daß er nur ein Rauchalarmsignal abgibt, wenn er selbst mehr als ein Eingangssignal innerhalb eines bestimmten Zyklus empfängt Am Ende jedes Zyklus wird dieser Speicher 21 durch die Zentraleinheit 6 zurückgestellt Die vom zweiten Speicher 21 abgegebenen Rauchalarmsignale werden einem Rauchalarmrelais 22 zugeführt das eine geeignete Rauchalarmanzeige 23 betätigt

Es sei betont daß ein Rauchsignal durch die Abtasteinheit 18 abgegeben wird, wenn während einer Rauchdetektionsphase von einem Detektor kein Signal vorliegt Der Grund dafür kann darin liegen, daß Rauch im Strahlungsweg zwischen dem Simulator und dem Detektor Vorhand^ ist Es kann jedoch auch sein, daß entweder der Detektor oder der Simulator fehlerhaft oder schadhaft sind. Um eine Rauchalarmsignalauslösung auszuschließen, wenn nur ein einziger Detektor ein fehlerhaftes Signal liefert, ist der erste Rauchalarmspeicher 20 vorgesehen. Für diesen sind wenigstens zwei Rauchsignale erforderlich. Ist nur ein einziger Detektor fehlerhaft so liegt in jeder Periode n'ir ein Ausgangssi·

to gnal vor. Der erste Speicher 20 wird am Ende jeder Rauchdetektionsphase durch die Zentraleinheit 6 über die Verbindung 24 zurückgesetzt. Liegt nur ein Rauchsignal in jeder Rauchdetektionsphase vor, so liefert der Speicher 20 also keine Ausgangsimpulse.

is Die gegenseitige Verknüpfung der Speicher 21 und 22 in Verbindung mit der Art und Weise der Erregung der Simulatoren bildet eine Sicherung gegen fehlerhaften Rauchalarm wenn einer oder ein miteinander verkoppeltes Paar von Simulatoren fehlerhaft oder schadhaft wird. Es sei angenommen, daß beispielsweise der Simulator Ai schadhaft sei. Während der ersten Rauchdetektionsphase eines Zyklus werden die Simulatoren Ai und U\ erregt und sofern der Simulator A₁ schadhaft ist, werden Rauchsignale durch die Detektoren B, Q D und E empfangen. Damit entsteht die erforderliche Anzahl von Impulsen um den Speicher 20 zur Abgabe eines Ausgangsimpulses an den Speicher 21 zu veranlassen. In der zweiten Rauchdetektionsphase werden jedoch die Simulatoren A₂ und Lh erregt Dies hat zur Folge, daß nun alle Detektoren ansprechen, so daß keine Rauchsigraie abgegeben werden. Damit empfängt der Speicher 21 nur einen Impuls in jedem

Zyklus und gibt daher kein Rauchsignal ab. Bei dieser Ausbildung der Erfindung wird ein

Detektorfehler und ein Simulatorfehler in folgender Weise signalisiert Die Detektorabtasteinheit 18 liefert zusätzlich ihre Rauchsignale an einen Impulsgenerator 25, der einen einzigen Ausgangsimpuls abgibt, wenn während einer Periode einer oder mehrere Detektoren ein Rauchsignal auslösen. Die Impulse des Generators 25 gelangen auf einen weiteren Fehlerspeicher 26, der die zugeführten Impulse zählt und ein Ausfcungssignal an eine weitere Torschaltung 27 liefen, wenn die im Speicher erreichte Zahl den Wert 24 übersteigt Die Torschaltung 27 ist wiederum als NAND-Gatter ausgebildet wobei deren zweiter Eingang vom Rauchalarmrelais 22 angesteuert wird. Obersteigt der Zählerstand im Speicher 26 die Zahl 24 und ist das Rauchalarmrelais 22 nicht erregt, so gelangt ein

so Ausgangsimpuls von der Torschaltung 27 auf ein Detektorfehlerrelais 28 und dieses betätigt eine Detektorfehleranzeige-Einrichtung 29. Wenn nur ein Detektor fehlerhaft ist, so entstehen in aufeinanderfolgenden Rauchdetektionsphasen solange einzelne Impul-

ss se, bis der Zählerstand den Wert 24 übersteigt Da dann das Rauchalarmrelais 22 nicht erregt ist weil kein anderer Detektor ein Rauchsignal geliefert hat, wird ein Detektorfehler durch die Anzeigeeinrichtung 29 signalisiert, so daß Abhilfemaßnahmen getroffen werden können.

Bei einer speziellen Weiterbildung der Erfindung werden die Ausgangsimpulse des Generators 25 außerdem einer Auswahlschaltung 30 zugeführt die einen synchron mit der Erregereinheit 7 betitigten Schalter aufweist, welcher die Ausgangsimpüise des Generators 25 auf einen ersten Fehlerspeicher 31 oder einen zweiten Fehlerspeicher 32 leitet ]e nachdem, ob die empfangenen Impulse aus einer ersten oder zweiten

&Tgr;&igr;
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Rauchdetektionsphase innerhalb eines Zyklus stammen. Die Fehlerspeicher_31und 32 zählen die Anzahl der zügeRiRHeritrngangsimpiiiserWennderZählerstandTS übersteigt, so wird ein Ausgangsimpuls an eine jeweils zugeordnete Torschaltung 33 bzw. 34 geliefen. Diese Torschaltungen 33 und 34 sind wiederum als NAND-Gatter ausgebildet und beide mit dem Rauchalarmrelais 22 in der Weise verbunden, daß sie gesperrt sind, wenn dieses Relais 22 erregt ist Sobald die Torschaltungen 33 oder 34 freigegeben sind, d. h. wenn im zugeordneten Fehlerspeicher 3t oder 32 der Zählerstand den Wert 15 übersteigt und das Rauchalarmrelais 22 nicht erregt ist, so gelangt ein Ausgangsimpuls auf ein jeweils zugeordnetes Simulatorfehlerrelais 35 bzw. 36, welches dann jeweils eine zugeordnete erste oder zweite Simulatorfehleranzeige 37 bzw. 38 einschaltet. Werden während der ersten Phase durchgehend Rauchsignale empfangen, ohne daß das Rauchalarmrelais 22 erregt wird, so wird die Fehleranzeige 37 erregt und zeigt damit einen Fehler in der Simulatorgruppe Ai, U\ an. Wenn dage_t«n während der zweiten Rauchdetektionsphase durchgehend Rauchsignale auftreten, ohne daß ein Rauchalarmsignal abgegeben wird, so wird die Anzeigevorrichtung 38 betätigt und zeigt damit einen Fehler in der Simulatorgruppe A₂, Ui an. Die Fehlerspeicher 26, 31 und 32 werden durch die Zentraleinheit 6 alle 24 Stunden zurückgestellt

Bei der vorstehend beschriebenen Einrichtung wird bei einem Simulatorfehler nicht nur eine zugeordnete SMuTa1toffenTe>är7zerge"37r38"näch entsprechender Zeit betätigt, sondern es erfolgt zusätzlich eine Signalabgabe durch die Detektorfehleranzeige 29. Wird daher nur die Detektorfehleranzeige 29 ausgelöst, so läßt sich daraus auf einen Fehler eines Detektors schließen. Wenn dagegen zusätzlich noch eine der Simulatorfehlf rtnzeigen 37 oder 38 anspricht, so läßt dies auf einen Fehler eines Simulators schließen. Durch zusätzliche Verwendung der in F i g. 3 gestrichelt eingezeichneten Einheiten läßt sich die Anzeige jedoch eindeutig gestalten. So können beispielsweise an den Eingängen der Simulatorfehlerrelais 35 bzw. 36 zusätzliche Torschaltungen 40 und 41 vorgesehen sein, die wiederum als NAND-Gatter ausgebildet sind. Ebenso können solche Torschaltungen 42 und 43 in Reihe zu der bereits vorhandenen Torschaltung 27 für die Detektorstörungsanzeige geschaltet werden. Die Torschaltungen 40 und 41 sind mit dem Detektorfehlerrelais 28 verbunden und blockieren die Eingänge der Simulatorfehlerrelais 35 und 36, wenn das Relais 28 betätigt ist Die Torschaltungen 42 und 43 sind mit den Simulatorfehlerrelais 35 bzw. 36 verbunden, so daß sie den Eingang der Torschaltung 27 blockieren, wenn das Relais 35 bzw. 36 erregt ist Wird daher das Simulatorfehlerrelais 35 oder 36 vor dem Detektotf ehlerrelais 28 erregt, so erfolgt nur die Anzeige eines Simulatorfehlers. Wenn dagegen das Relais 28 vor dem Relais 35 und 36 erregt wird, so erfolgt nur eine Detektorfehleranzeige.

Die verschiedenen Anzeigen lassen sich, wie in der Zeichnung dargestellt, zu Gruppen zusammenfassen. Ein Ausgangssignal der Feueralarmvorrichtung 12 oder der Rauchalaraianzeige 23 läßt auf ein Feuer schließen, so daß diese Anzeigen sich zu einer Gruppe »Feueralarm« vereinigen lassen. Ein Signal der Anzeigen 37 oder 38 läßt auf einen Simulatorfehler schließen. Da es sich dabei um einen kritischen Fehler handelt, lassen sich diese Anzeigeeinrichtungen zu einer Gruppe »kritische Fehler« zusammenfassen. Fehler oder falsches Betriebsverhalten eines einzelnen Detektors, das durch die Anzeige 17 oder 29 angezeigt wird, isi dagegen nicht so kritisch, da die .übrigen Detektoren immer noch in der Lage sind, den geschützten Bereich ausreichend zu überwachen. Die Anzeigen dieser Einrichtungen lassen sich daher zur allgemeinen Gruppe »unkritische Fehler« zusammenfasse.'.!.

Die Erfindung ist nicht auf die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können einzelne Elemente der in Fig.3 dargestellten

&iacgr;&ogr; Schaltung eingespart werden. Anstelle der spezifischen Anzeigen durch die verschiedenen Einrichtungen 12,17, 23, 37, 38, 29 lassen sich durch drei einfache Anzeigeeinrichtungen »Feueralarm«, »kritischer Fehler« und »unkritischer Fehler« ersetzen. Aus Gründen der Vereinfachung können noch eine oder mehrere der folgenden Einheiten, die eine spezifische Anzeige eines ganz bestimmten Fehlers liefern, eingespart werden, so etwa die Einheiten 13,15,16,17 oder 30,31,33,35,37 oder 30,32,34,36,38 oder etwa die Einheiten 26,27,28 und 29.

Auch kann der Feueralarmspeicher 10 weggelassen werden, der erst bei Ansprechen zweier Detektoren durchschaltet In gleicher Weise kann auch der Rauchanzeigespeicher 19 eingespart werden.

Anstatt auf Infrarotstrahlung können die Detektoren auch auf ultraviolette Strahlung oder auf sichtbares Licht ansprechen. Die Simulatoren weisen dann eine entsprechende spektrale Verteilung der Strahlung auf. Anstelle von Glühlampen können dabei auch Entladungsröhren verwendet werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die dargestellte Einrichtung zur Feuerdetektkm sowohl zur Detektion von Flammenherden als auch von Rauch oder Qualm unter Verwendung von Strahlungs-

detektoren geeignet ist Es wird betont, daß die Detektion und Anzeige von Rauch oder Qualm auch möglich ist, wenn der Rauch oder der Qualm nur in Schichten vorliegt Dabei wird die Entwicklung von Rauch nicht nur punktweise festgestellt, vielmehr wird

ein ganzer Flächenbereich umfaßt, wobei äer Rauch in mehreren Höhen oder Schichten vorliegen kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung weist besondere Sicherungen gegen eine Fehlanzeige und fehlerhafte Betriebsweise auf und erlaubt die Feststellung des Ausfalles von Detektoren oder Simulatoren. Schließlich ist es damit auch möglich, durch Verwendung einer logischen Schaltung verschiedene Anzeigen zu signalisieren und eine spezifische Analyse der Detektorausgangssignale durchzuführen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Detektion und zur Anzeige von Feuer in wenigstens einem zu schützenden ILaum mit wenigstens einem Strahlungsdetektor, der in dem zu schützenden Raum angeordnet ist, mit wenigstens einem Strahlungssimulator, der in periodisch aufeinanderfolgenden Zeitintervallen durch eine Erregereinheit erregt wird und zur automatisehen Überprüfung der Einrichtung dient und mit emerSteuer- und/oder Überwachungsschaltung, die mit dem Detektor oder den Detektoren verbunden ist, welche ein Feueralarmsignal als Anzeige für das Vorhandensein eines Flammenherdes liefert, wenn der Detektor oder die Detektoren in zwischen den periodisch aufeinanderfolgenden Zeitinten/allen liegenden Strahlungsdetektionsphasen anspricht bzw. ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß der bz*. die Strahlungssimulatoren Ul, Al, Ul, Ul) in einer vom Strahlungsdetektor {B,C,D,E> V, W, X, Y) verschiedenen Höhe im Raum so angeordnet sind, daß eine im Raum vorhandene Rauchquelie die simulierte Strahlung abschwächt und daß die Überwachungsschaltung (5,6,8-413) ein Rauchalarmsignal als Anzeige des Vorhandenseins der Rauchquelle liefert, wenn der Detektor oder die Detektoren während der als Rauchdetektionsphasen bezeichneten Erregungszeit (SEI, 2 ...) der Strahlungssimulatoren (A I, A1, Ul, Ul) nicht auf deren Strahlung ansprechen. . _

2. Einrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, datt wenigstens zwei auf den gleichen Strahlungssimulator (Au Ai) ansprechende Strahlungsdetektoren (B, Q D, E^vorgtäehen sind, und die Steuer- und/oder Überwachungsschaltung wenigstens eine logische Schaltungsanordnung mit einem Feueralarmspeicher (10) aufweist, der die Detektorausgangssignale empfängt und ein Feueralarmsignal nur abgibt, wenn Ausgangssignale von mehr als einem Detektor während der gleichen Strahlungsdetektionsphase empfangen werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltungsanordnung weiterhin einen Fehlerspeicher(13) aufweist, der die von den Detektorausgangssignalen während der Strahlungsdetektionsphasen abgeleiteten Impulse aufnimmt und zählt und bei einer vorbestimmten Anzahl von gezählten Impulsen ein Ausgangssignal

an eine Torschaltung (NAND-Gatter 15) abgibt, welche andererseits durch das Feueralarmsignal angesteuert wird und ein Detektorfehlersignal liefert,

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei auf den gleichen Strahlungssimulator (A,, A₂) ansprechende Strahlungsdetektoren (B, C, D, E) vorgesehen sind und die Steuer- und/oder Überwachungsschaltung eine logische Schaltung mit einem Rauchanzeigespeicher (19) aufweist, der die Detektorausgangssignale aufnimmt und ein Rauchalarmsignal nur abgibt, wenn die Ausgangssignale von mehr als einem Detektor während der gleichen Rauchdetektionsphase ausbleiben.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltungsanordnung einen weiteren Fehlerspeicher (26) enthält, der aus den Detektorausgangssignalen gewonnene Rauch-■sieniile aufnimmt und zählt und bei der vorbestimmten Anzahl gezählter Signale ein Ausgangssignal an eine weitere Torschaltung (NAND-Gatter 27) abgibt, welche andererseits vom Rauchanzeigespeicher (19) angesteuert wird, und welche ein Detektorfehlersignal liefert, wenn ein Ausgangssignal vom weiteren Fehlerspeicher (26) geliefert wird und gleichzeitig kein Ausgangssignal des Rauchanzeigespeichers (19) vorliegt

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Strahhingssimulatoren (Au Ai) vorgesehen sind, und jeder Strahlungsdetektor (B, C D, E) aiii zwei Simulatoren anspricht, daß die Simulatoren (Au A₂) aufeinanderfolgend abwechselnd durch die Erregereinheit (7) erregt werden, daß jeder Simulator während einer zugeordneten Rauchdetektionsphase erregt wird und daß die Steuer- und/oder Überwachungsschaltung ein Rauchalarmsignal nur abgibt, wenn Rauchsignale während aufeinanderfolgender Rauchdetektionsphasen empfangen werden und einen Rauchanzeigespeicher (19) enthält, der einen ersten Rauchalarmspeicher (20) aufweist, welcher ein Ausgangssignal liefert, wenn mehr als ein Rauchsignal empfangen wird, und einen zweiten Rauchalarmspeicher (21) der ein Rauchalarmsignal abgibt, wenn der erste Rauchalarmspeicher (20) mehr als einmal anspricht

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung wenigstens zwei weitere Fehlerspeicher (31, 32) aufweist, daß eine Auswahlschaltung (30) vorgesehen ist, die die weiteren Fehlerspeicher (31, 32) abwechselnd in aufeinanderfolgenden Rauchdetektionsphasen bei Ausbleiben einer vorbestimmten Anzahl von Detektorsignalen zur Abgabe von Rauchsignalen veranlaßt, wobei jedem weiteren Fehlerspeicher (31, 32) eine weitere Torschaltung (NAND-Gatter 33, 34) nachgeschaltet sind, welche Torschaltungen andererseits von den Ausgangssigmüen des Rauchanzeigespeichers (19) so angesteuert werden, daß jeweils ein Simulatorfehlersignal geliefert wird, wenn ein Ausgangssignal vom zugehörigen Fehlerspeicher geliefert wird und gleichzeitig kein Ausgangssignal des Rauchanzeigespeichers (19) vorliegt

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Strahlungssimulatoren (Au At) vorgesehen sind, daß jeder Strahlungsdetektor (B, Q D, E) auf zwei Simulatoren anspricht, daß die Simulatoren (Au A₂) aufeinanderfolgend durch die Erregereinheit (7) erregt werden, daß jeder Simulator während einer zugeordneten Rauchdetektionsphase erregt ist, und daß die Steuer- und/oder Überwachungsschaltung ein Rauchalarmsignal nur liefert, wenn Rauchsignale während aufeinanderfolgender Rauchdetektionsphasen eintreffen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Strahlungsdetektoren (B, C, D, E, V, W, X, Y) vorgesehen ist, daß die Steuer= und/oder Überwachungsschaltung eine erste Detektorabtasteinheit (9), eine zweite Detektorabtasteinheit (18), eine zu deren Steuerung und Überwachung dienende Zentraleinheit (6) und einen zur Steuerung der Zentraleneinheit (6) bestimmten Taktgeber (5) aufweist, daß die erste Detektorabtasteinheit (9) zur Abtastung der Strahlungsdetektoren während der

Strahlungsdetektionsphasen gesteuert wird und ein Ausgangsimpuls liefert, wenn ein abgetasteter Detektor einen Flammenherd meldet, und daß die zweite Detektorabtasteinheit (18) zur Abtastung der Strahlungsdetektoren während der Rauchdetektionsphasen gesteuert wird und einen Ausgangsimpuls liefert, wenn der abgetastete Detektor kein Signal abgibt und damit einen Rauchherd meldet