DE2140297C3 - Einrichtung zur Detektion und zur Anzeige von Feuer - Google Patents
Einrichtung zur Detektion und zur Anzeige von FeuerInfo
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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.
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
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
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
die gruppenweise zu einem Kabel 2 vereinigt sind, 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 Ax, 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
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;
ti
&iacgr;-&idigr;
ti
&iacgr;-&idigr;
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 daget«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.
Claims (9)
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
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