DE2341087A1

DE2341087A1 - Automatische brandmeldeanlage

Info

Publication number: DE2341087A1
Application number: DE19732341087
Authority: DE
Inventors: Peer Dr Ing Thilo
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-08-14
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1975-02-27
Also published as: NL182757C; SE401574B; SE7410312L; ATA553874A; DE2341087B2; AT344547B; CH575629A5; JPS5715437B2; NL7409941A; JPS5051299A; DE2341087C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Brandmeldeanlage mit mehreren über Leitungsschleifen mit einer Zentrale verbundenen Feuermeldern sowie mit Einrichtungen zur Identifizierung einzelner Melder.

Herkömmliche Brandmeldeanlagen arbeiten mit Feuermeldern, .die ein binäres Ausgangssignal mit den beiden Bedeutungen "nicht angesprochen" und "angesprochen" abgeben. Das Ausgangssignal wird auf möglichst einfache Weise aus der jeweiligen Brandkenngröße abgeleitet, z.B. aus dem Überschreiten einer eingestellten Maximaltemperatur bei einem Wärmemelder oder aus dem Überschreiten einer bestimmten Konzentration schwerer Rauchionen beim Ionisationsbrandmelder. Eine höherwertige Aussage ist bei diesen bekannten Anlagen nicht möglich. Allenfalls können in der Zentrale noch einfache Störungen der Melderleitungen, in der Regel Kurzschluß und Unterbrechung, erkannt werden.

Da eine automatische Brandmeldeanlage jeden Brand möglichst frühzeitig und sicher melden soll, müssen die einzelnen Feuermelder so empfindlich eingestellt werden, daß häufige Fehlalarme aufgrund kurzzeitiger Störungen unvermeidlich sind. Ein gewisser Prozentsatz von Fehlalarmen kann zwar bei kleinen Anlagen hingenommen werden, nicht mehr jedoch bei

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sehr, großen Anlagen, da man die Absolutzahl der Alarmfälle "begrenzen muß, um die Feuerwehr nicht über Gebühr zu belasten. legt man aber aus diesem Grund die Ansprechschwellen der Feuermelder höher, um den Prozentsatz der Fehlalarme zu senken, müssen die Melder dichter gesetzt werden,.damit ein echter Brand sicher erkannt wird. Damit steigt aber neben den Kosten auch wieder die Gefahr von Fehlalarmen.

Um diesem Teufelskreis zu entrinnen, wurde bereits vorgeschlagen, höherwertige Einzelmelder zu verwenden, die eine differenzierte Prüfung verschiedener Meldekriterien durchführen und erst dann ein Alarmsignal geben. Solche Melder sind aber sehr teuer, was sich besonders bei großen Anlagen stark auswirkt.

Ebenfalls aus Kostengründen werden in Brandmeldeanlagen immer mehrere Melder parallel ohne individuelle Kennung über eine Leitung mit der Zentrale verbunden. Die Zentrale kann dann erkennen, ob mindestens ein Melder dieser Leitungsschleife angesprochen hat. Um in solchen Fällen den Ort des gemeldeten Feuers feststellen zu können, wurde in der DOS 2 115 758 bereits vorgeschlagen, daß jeder Feuermelder mit einem Bandfilter einer charakteristischen Resonanzfrequenz ausgerüstet wird. Nach Empfang eines Alarmsignals kann dann die Zentrale Y/echselstromsignale auf die betreffende Leitung geben und aus dem zurückkommenden Signal feststellen, welcher Feuermelder angesprochen hat. Das Problem der Fehlalarme wird aber hierbei nicht gelöst und auch ein schadhafter Feuermelder kann dabei nicht erkannt werden, solange er keinen Alarm auslöst, da nur dann eine Abfrage der Leitungsschleifen durch die Zentrale vorgenommen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatische Brandmeldeanlage zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeidet,

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insbesondere eine hohe Sicherheit gegen Fehlalarme mit hoher Ansprechempfindlichkeit verbindet und eine frühzeitige Erkennung von Störungen gewährleistet. Dabei sollen die Kosten für den einzelnen Feuermelder, für Installation und Wartung möglichst gering gehalten werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeder Feuermelder eine Signaleinrichtung zur ständigen bzw. periodischen Abgabe eines für den betreffenden Melder charakteristischen und seinem jeweiligen Meldezustand ·".::;T.I.o.g entsprechenden Signals besitzt, und daß in der Zentrale Einrichtungen zur Identifizierung und Speicherung der periodisch abgefragten Meldersignale, Vergleichseinrichtungen zur Feststellung zeitlicher Veränderungen der Melderzustände sowie logische Verknüpfungen zur Gewinnung differenzierter Meldekriterien aus den zeitlichen Änderungen der Signale eines oder mehrerer Feuermelder vorgesehen sind. Bei der erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage dient also nicht mehr eine einzige Ja-Nein-Entscheidung zur Alarmauslösung, sondern die Brandkenngrößen aller Einzelmelder werden ständig . ;■:■'. ■*. der Zentrale angeboten. Damit kann in der Zentrale die zeitliche Änderung der Brandkenngröße eines Melders oder auch mehrerer Melder zum Erkennen eines echten Alarmfalles herangezogen werden. Weiterhin ist es möglich, durch ständige automatische Überwachung der von den Meldern angebotenen Kenngrößen fehlerhafte Melder und Anlagenteile zu lokalisieren, lange bevor ihre Funktion ernsthaft gefährdet ist. Es kann dann eine gezielte Wartung veranlaßt werden, während die turnusgemäße globale Wartung auf ein Mindestmaß reduziert wird.

Die Auswertung der jeweiligen Brandkenngrößen und die· Entscheidung über eine Alarmgabe erfolgt bei der erfindungsgemäßen Anlage in jedem Fall in der Zentrale. Deshalb kann man in der Zentrale auch in einfacher Weise die Alarmkriterien für die gesamte Anlage oder für einzelne Feuer-

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meider gezielt variieren und den individuellen Gegebenheiten anpassen. Dies gilt besonders für Prüfzwecke und für das Vorliegen außergewöhnlicher Umstände, "beispielsweise kurzzeitiges Schweißen in bestimmten Räumen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in der Zentrale und bei den einzelnen Feuermeldern Einrichtungen vorgesehen, um eine Unterscheidung der einzelnen Feuermelder nach einem Prequenz-Multipiex-Verfahren vorzunehmen. Zu diesem Zweck können die einzelnen Feuermelder Schwingkreise besitzen, deren Resonanzfrequenz jeweils jn einem für den betreffenden Feuermelder charakteristischen Frequenzbereich liegt. Innerhalb dieses charakteristischen Frequenzbereiches kann die Resonanzfrequenz des Schwingkreises veränderbar sein, um auf diese V/eise den Meldezustand des Feuermelders zu kennzeichnen.

ZurIdentifizierung und Auswertung der Meldersignale wird zweckmäßigerweise ein Frequenzanalysator verwendet, der beispielsweise der Reihe nach an jede Melderschleife angeschaltet werden kann. Der Frequenzanalysator kann beispielsweise parallel arbeiten. In diesem Fall wird eine große Anzahl von Tonfrequenzempfängern parallel an die Linie angeschaltet, wobei nur diejenigen Empfänger ansprechen, in deren Empfangshereich jeweils eine Melderfrequenz fällt. Für eine sehr feine Auflösung, beispielsweise bei der Anschaltung von lonisationsbrandmeldern, wird dieses eben genannte Parallelauswerteverfahren wegen der sehr vielen nötigen Tonfrequenzempfänger recht aufwendig. In diesem Fall ist es zweckmäßig., einen seriell arbeitenden Frequenzanalysator zu verwenden, dessen Spaltfrequenz zeitlinear verschoben wird« Die Abfragezeit für eine Linie hängt beim seriell arbeitenden Frequenzanalysator von der Zahl der Melder und von der Zahl der unterscheidbaren Stufen der

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Brandkenngröße ab. Beim parallel arbeitenden Frequenzanalysator werden dagegen sämtliche Melder einer Linie gleichzeitig abgefragt.

Anstelle des Frequenzmultiplexverfahrens kann abeir auch in einer anderen Ausführungsf-orm der Erfindung ein Zeitmultiplexverfahren zur Abfrage der einzelnen Melder und ihrer Kenngrößen verwendet werden. Jeder einzelne Melder würde in diesem Fall beispielsweise über eine Codierung einzeln angewählt und er würde dann seinen Melderzustand ebenfalls in einer bestimmten Codierung an die Zentrale geben.

In weiterer Ausbildung der erfindungsgeinäßen Brandmeldeanlage sind in der Zentrale Speichereinrichtungen für jeden Feuermelder derart vorgesehen, daß jeweils mehrere, zumindest aber zwei aufeinanderfolgende Meldersignale gespeichert werden können. Anstelle der in den Signalen direkt enthaltenen Kenngrößen kann aber auch jeweils deren Änderung gegenüber den* vorhergehende]! Signal gespeichert werden. Diese aufeinanderfolgenden und gespeicherten Meßgrößen der einzelnen Feuermelder sind untereinander und mit den Meßgrößen anderer Feuermelder verknüpft, um auf diese Weise differenzierte Meldekriterien zu gewinnen. Diese logische Verknüpfung kann beispielsweise dergestalt sein, daß ein monotones Ansteigen der Brandkenngröße bei einem Feuermelder um einen bestimmten Betrag zur Alarmauslösung führt, während ein monotones Ansteigen der Brandkenngröpe bei zwei benachbarten Feuermeldern bereits bei einem geringeren Absolutbetrag das Alarmkriterium ergibt. Die spezielle Art der logischen Verknüpfungen zwischen den einzelnen Signalen kann nach Bedarf festgelegt und auch immer wieder geändert werden.

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Schließlich, ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zur Speicherung und Verarbeitung der einzelnen Meldersignale eine Datenverarbeitungsanlage dient. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, die logischen Verknüpfungen ohne- großen Aufwand ständig zu variieren und den Gegebenheiten anzupassen, sondern es ist darüberhinaus auch möglich, beispielsweise täglich eine automatische Prüfung sämtlicher Melder durchzuführen. Bei einer solchen automatischen Prüfung ist es möglich, anormal reagierende Feuermelder und Anlagenteile zu protokollieren und gleichzeitig den Wartungsdiengfc zu rufen, wenn Fehler in der Anlage erkannt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 in einem Blockschaltbild den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage,

Fig. 2 in einem Diagramm die Zuordnung einzelner Feuermelder zu bestimmten Frequenzbereichen mittels eines Frequenzanalysators,

Fig. 3 den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage verwendbaren Frequenzanalysator,

Fig. 4 eine Zusammenstellung verschiedener Meldekriterien, die von der Brandmeldeanlage unterschieden werden,

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung für einen Ionisationsfeuermelder oder für einen Wärmemelder in einer Leitungsschleife,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung für einen Wärmemelder oder einen Druckknopfmelder in einer Leitungsschleife.

Die Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage. Die einzelnen Feuermelder M₁₁, M₁₂ usw. der gesamten Brandmeldeanlage sind auf verschiedene Melderlinien L₁, Lp usw. verteilt und über diese Linien mit

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einer Zentrale Z verbunden. Jede Linie besteht aus einer Doppelleitung, an die alle Melder einer Linie parallel angeschaltet sind. Im vorliegenden Beispiel besitzt die Anlage m Linien und jede Linie besitzt η "Feuermelder, so daß die Melder M₁₁ bis M₁ über die Linie L^ und die Melder M₁ bis M über die Linie L an die Zentrale angeschlossen sind. Jeder Melder kann zumindest zwei, im allgemeinen jedoch mehr unterschiedliche Signale aussenden, um die von ihm gemessene Brandkehrigröße zu kennzeichnen. Darüberhinaus senden alle Melder einer Linie unterschiedliche, für den jeweiligen Melder typische Signale, so daß alle Melder unabhängig voneinander identifiziert werden können. In der Regel werden alle Melder einer Linie über die Doppelleitung auch mit Betriebsspannung versorgt. Als Übertragungsverfahren kann ein Zeitmultiplexverfahren oder ein Tonfr equenz-Multiplexverfahren, wie in den nachfolgenden Beispielen, gewählt werden.

Jn der Zentrale Z ist zunächst eine Einrichtung zur Datenerfassung DE vorgesehen, mit der die "Feuermelder der gesamten Anlage ständig abgefragt werden. Zu diesem Zweck werden die Linien L₁ bis L der Reihe nach an eine Abfrageeinrichtung, beispielsweise einen Frequenzanalysator, angeschaltet. Im Frequenzanalysator werden alle Frequenzen auf der Linie gemessen und damit die Zustände aller an die Linie ange-* schlosseneh Melder bestimmt. Anschließend werden die Meßwerte in digitale Form umgesetzt. Der Frequenzanalysator kann so aufgebaut sein, daß zur Messung eine große Anzahl von Tonfrequenzempfängern parallel an die Linie angeschaltet werden, von denen dann nur diejenigen ansprechen, in-deren Empfangsbereich eine lAelderfrequenz fällt. Will man jedoch eine sehr feine Auflösung erreichen, so wird dieses Parallel-Auswerteverfahren wegen der sehr vielen nötigen Tonfrequenzempfänger recht aufwendig. In diesem Fall ist es zweckmäßic, einen Serie j 3 arbeitenden Frequenzanalysator zu verwenden, wie er später anhand der Fig.3 beschrieben wird.

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Die in der Datenerfassungseinrichtung DE gewonnenen Daten über alle Melderzustände werden in einem nachfolgenden Datenspeicher DS gespeichert. Jedem Melder ist dabei ein Bereich im Speicher zugeordnet, der z.B. aus einem Byte (8 bit) besteht und im einfachsten Pail mit je -vier bit den letzten und den vorletzten Meßwert der Brandkenngröße für den zugehörigen Feuermelder enthält. Mit den beiden gespeicherten Meßwerten und dem jeweils neu hinzukommenden Meßwert können also in diesem einfachsten !Fall jeweils drei aufeinander folgende Werte miteinander verglichen und zur Gewinnung von Meldekriterien herangezogen v/erden. Der.ipeicherrauin wird besser ausgenützt, wenn nicht der Betrag der vorletzten Brandkenngröße, sondern nur die Änderung gegenüber dem letzten Wert abgespeichert wird. Dabei reicht es, wenn folgende vier Fälle unterschieden werden:

1) Die Brandkenngröße ist unverändert;

2) die Brandkenngröße war größer als der letzte Meßwert;

3) die Brandkenngröße war um eins kleiner als der letzte Meßwert und

4} die Brandkenngröße war um mehr als eins kleiner als der letzte Meßwert.

Mit vier Werten (2 bit) pro Messung kann man dann in einem Byte (8 bit) neben dem Betrag der letzten Messung (4 bit) zwei weitere Meßergebnisse (je 2 bit) speichern und hat somit zur Alarm- bzw. Störungserkennung zusammen mit dem aktuellen Meßwert vier Messungen zur Verfügung. Nach jeder Auswertung, die zweckmäßigerweise nach jeder Melderabtastung erfolgt, wird der Speicherinhalt karigiert, so daß immer die aktuellen Werte der zwei bzw. drei letzten Abtastungen gespeichert sind.

Die Auswertung aller gespeicherten Meßkenngrößen erfolgt mit einer Datenverarbeitungseinrichtung DV, welche durch Vergleichen der zeitlich aufeinanderfolgenden Brandkenngrößen eines oder auch mehrerer Feuermelder und durch logische Verknüpfungen der

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Brandkenngrößen nach verschiedenen Gesichtspunkten verschiedene Meldekriterien gewinnt. Einige wichtige Beispiele für die Gewinnung von Meldekriterien sind später anhand der Fig.4 erläutert.

Die in der Datenverarbeitungs-einrichtung DY gewonnenen Ergebnisse werden in einer in der Meldetechnik gebräuchlichen Weise weitergegeben, beispielsweise eine Alarmmeldung an die Feuerwehr FW und eine Störungsmeldung an den Wartungsdienäb YfA. Zugleich können Sondereinrichtungen SE angeschlossen werden, beispielsweise spezielle Anzeigegeräte, Wegweiser, Schalter für Feuertüren u.dergl.

Die Zentrale Z wird im allgemeinen.eine Datenverarbeitungsanlage enthalten, die zumindest die Datenspeichereinrichtung DS und die Datenverarbeitungseinrichtung DV umfaßt. Eine Bedienungs- und Registriereinrichtung BR ermöglicht es schließlich, den Arbeitsablauf der gesamten Brandmeldeanlage individuell zu beeinflussen und den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen. Hierzu wird im allgemeinen ein Bedienungsblattschreiber verwendet. Für höhere Anforderungen ist das komplette Spektrum kommerzieller Peripheriegeräte, wie Datensichtgeräte und Schnelldrucker, anschließbar.

Von der Zentrale der Brandmeldeanlage aus kann turnusgemäß oder in Einzelfällen eine Funktionskontrolle durchgeführt werden, ohne daß dabei die Anlage abgeschaltet werden muß. So können beispielsweise alle Ionisationsbrandmelder nacheinander mit einer Prüfgasmenge beaufschlagt werden, die kleiner als die zur Alarmgabe benötigte ist. Alle Melder, die eine zu kleine oder eine zu große Reaktion zeigen, werden protokolliert. Die Reihenfolge der Prüfung muß nicht nach der Linienführung, sondern kann so festgelegt werden, wie es für die Wartung am zweckmäßigsten ist. Natürlich-können bei der Ilel der prüfung wie bisher auch einzelne Anlagenteile

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völlig abgeschaltet werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, in den gerade zu prüfenden Anlageteilen eine verringerte Empfindlichkeit einzustellen, z.B. dadurch, daß immer zwei benachbarte Melder die gleiche Änderungstendenz der Brandkenngröße zeigen müssen, was durch die Prüfung mit einem einzigen Prüfgerät nicht nachgebildet werden kann.

Weiterhin kann in den Meldern durch gezieltes Ändern der Betriebsspannung eine scheinbare Änderung der Brandkenngröße verursacht werden. Diese Prüfung kann auch ohne manuelle Anforderung automatisch, z.B. täglich, durchgeführt werden. Auch hier werden anormal reagierende Melder und Anlagenteile protokolliert. Zusätzlich wird im Falle der automatischen Prüfung der Wartungsdienst gerufen, wenn Fehler in der Anlage erkannt werden.

Im folgenden soll noch näher auf die Funktion einzelner spezieller Anlagenteile eingegangen werden. So zeigt die Fig.2 in einem Diagramm die prinzipielle Arbeitsweise eines Frequenzanalysators, der in der Datenerfassungseinrichtung DE (Fig.1) verwendet wird. Die Spaltfrequenz des Frequenzanalysator wird zeitlinear verschoben, so daß jedem Zeitpunkt t innerhalb eines Prüfablaufes eine bestimmte Frequenz f entspricht. Da jedem Feuermelder M.., M_1? bis M₁ ein bestimmter Frequenzbereich zugeteilt ist, kann innerhalb dieses charakteristischen Frequenzbereiches jeweils eine ganz bestimmte Frequenz einem ganz bestimmten Melderzustand zugeordnet werden. Mit einem Zeitzähler ZZ, der mit Zeittakten weitergeschaltet wird, kann für jede Frequenz f ein digitaler Wert festgelegt werden. So wird z.B. nach jeweils zehn Zeitabschnitten der Anfang eines Frequenzbereiches erreicht, in welchem sich die Melderfrequenz abhängig von der Brandkenngröße um das Äquivalent von z.B. 5 Zeitabschnitten ändern kann. Auf diese V/eise erhält man jedes Mal, wenn der serielle

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Frequenzanalysator anspricht, durch Abfragen der Zählerstellung des Zeitabschnittszählers ZZ den jeweiligen Melderzustand (letzte Dezimalstelle) und die Meidernummer (vordere Dezimalstellen). Nach dem kompletten Abfragen einer Linie wird der Frequenzanalysator auf die nächste Linie geschaltet und wertet .deren Melder in gleicher Weise aus. Der Zeitabschnittzähler zählt dabei weiter, so daß jeder Melder seine eindeutige Hummer hat, also etwa die Melder der Linie 1 die Nummern 1 bis 20, die Melder der Linie 2 die Nummern 21 bis 40 und die Melder der Linie 50 die Nummern 981 bis 1ooo. Die auf die Meldernummer folgende Dezimalstelle ist in jedem Fall ein und dasselbe Maß für die jeweilige Brandkenngröße. Bezieht man dies auf die Fig.2, so kann beispielsweise der Frequenzanalysator bei der Frequenz f ansprechen. Der Zeitabschnittzähler ZZ zeigt dann die Zahl 122 und dies bedeutet, daß der Melder mit der Nummer 12 abgefragt wurde und den Zustand 2 zeigt.

Die Zahl der unterscheidbaren Stufen der Brandkenngröße hängt von der gewünschten Genauigkeit ab. Während im genannten Beispiel fünf Stufen angeführt sind, wird vielfach eine feinere Unterteilung, beispielsweise in 16 Stufen ~ 4 bit, in Frage kommen.

Die Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Frequenzanalysator, wie er zur Ausführung des anhand von Fig.2 erläuterten Abfrageverfahrens verwendet werden kann. Der in Fig. 2 erwähnte Zeitabschnittzähler ZZ ist hier unterteilt in eine Zählerkette mit einem Zähler für den Melderzustand Zj_iZ, einen Zähler für die Meidernummer Z_MN und einen Zähler für die Melderlinie Z_ML* Ein Taktgenerator T steuert diese Zählerkette Z|ß2 - Ζ»™* - Z^j-r so, daß sich Z_M„ am schnellsten und Zj^k am langsamsten ändert. Z_M1 wählt über die Koppelmatrix M eine Melderlinie, beispielsweise L-] , an und schaltet diese auf einen Eincang des Empfangsmodulators MOD. Der Digital-Analog-Umsetzer DAU liefert eine Spannung, die der Stellung der Zähler Zp₂ und Z,,^ proportional ist und steuert mit dieser

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Spannung den spannungsgesteuerten Oszillator SO so, daß seine Frequenz OP mit der Stellung der Zähler Z„_z und Ζ,,γτ ansteigt. Die Frequenz OF wird ebenfalls zum Empfangsmodulator MOD geführt und dort mit den von der Melderlinie kommenden Frequenzen MF gemischt. Mit den übrigen Mischprodukten des Modulators MOD wird auch die Differenzfrequenz OF-MF dem Bandfilter BF zugeführt. Entspricht diese Differenzfrequenz einer vorgegebenen Zwischenfrequenz ZF, so gelangt sie durch das Bandfilter BF, wird im Verstärker VE verstärkt und im Demodulator DM demoduliert. Es entsteht also immer dann ein Signal im Demodulator DM, wenn die Oszillätorfrequenz OF gleich der Summe der Melderfrequenz MF und der fest vorgegebenen Zwischenfrequenz ZF ist.

Da durch die Melderfrequenz MF die Meldernummer und der Melderzustand eindeutig bestimmt sind, kann der Zustand und die Nummer des betreffenden Melders durch die Stellung der Zähler Z„„ und Ζ_ΜΝ dargestellt werden. Die Melderlinie ML wird, wie bereits erwähnt, durch die Stellung dee Zählers Ζ_Μτ dargestellt. Liefert nun der Demodulator DM ein Signal, so wird die Stellung aller Zähler Z in die Speicher S_MZ, S^ und S_ML übernommen. Gleichzeitig wird mit dem Signal von DM ein Anforderungsspeicher A gesetzt. Eine Datenverarbeitungsanlage DVA, die ständig die Stellung des Speichers A abfragt, erkennt jetzt,daß in den Speichern ^SMZ' ^SMN ^VülaL ^SML ^ein S^ul-fcig^er Melderzustand gespeichert ist und ihr übergeben werden soll. Daraufhin übernimmt die Datenverarbeitungsanlage DVA die in S_M„, S,,,, und S_M-r gespeicherten Informationen und stellt anschließend den Anforderungsspeieher A wieder in seine Ruhestellung. In der Datenverarbeitungsanlage DVA kann nunmehr der gemessene Melderzustand mit den dort gespeicherten vorhergehenden Melderzuständen zusammen zur Gewinnung eines neuen Meldekriteriums ausgewertet werden. Die Zähler Z„n. und

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eventuell auch der Zähler Ζ_Μτ, werden inzwischen durch den Taktgenerator T weitergeschaltet, so daß der gesamte Meßvorgang für den nächsten Feuermelder wiederholt werden kann.

Die Fig. 4 zeigt anhand eines-Diagramms vier verschiedene Verläufe von Melderkenngrößen, aus denen sich entsprechende Meldungen ableiten lassen. Es sind hierbei Möglichkeiten dargestellt, wie beispielsweise eine logische Verknüpfung der zeitlich hintereinander gemessenen Melderzustände vorgenommen werden kann, um sinnvolle Meldekriterien zu gewinnen. Die logische Verknüpfung dieser Melderzustände kann natürlich auch in Form eines Programms für eine Datenverarbeitungsanlage erstellt werden. In der Fig.4 ist der Verlauf der Melderkenngröße U^. über der Zeit t aufgezeichnet, Die Meiderkenngröße, die vom einzelnen Feuermelder in Form einer Frequenz abgegeben wird, wird im Frequenzanalysator in einen digitalen Wert umgewandelt, so daß beispielsweise 16 verschiedene Stufen zur Kennzeichnung zur Verfügung stehen.

Zur Auswertung wird beispielsweise festgelegt, daß der normale Arbeitsbereich des Feuermelders zwischen den Stufen 2 und 9 liegt. Unterhalb der Stufe 2 und.oberhalb der Stufe 9 wird ein Störungsbereich angenommen, oberhalb der Stufe 11 ein Alarmbereich. Neben diesen absoluten Aussagen über den Meldezustand wird aber noch der zeitliche Verlauf der Melderkenngröße gewertet. V/ie bereits beschrieben, werden jeweils die letzten zwei oder mehr Messungen gespeichert, so daß man beispielsweise den Zeitraum der letzten drei Messungen als eine Zeit t₀ annehmen kann, innerhalb der die Entwicklung der Brandkenngröpe beurteilt werden muß. So gilt in der Flg.4 der Fall K1 noch als Ruhezustand, obwohl kurzzeitig, beispielsweise durch einen Blitzschlag, eine sehr starke Änderung der Brandkenngröße zu verzeichnen ist. Die Dauer A. t dieser

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Änderung ist kleiner als der BeobachtungsZeitraum t : es wird also kein Alarm ausgelöst.

Ändert sich jedoch 'die Brandkenngröße während des Beobachtungszeitraums monoton mit einer bestimmten Steigung s, ist also &UK _N s, so wird ein Differenzieralarm ausgelöst. Die

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Methoae kann hierbei noch verfeinert werden; so wird ein Differenzieralarm beispielsweise ausgelöst, wenn entweder die Brandkenngröße eines Feuermelders im Beobachtungszeitraum um drei Stufen anwächst oder wenn die Brandkenngröße bei zwei benachbarten Feuermeldern im gleichen Zeitraum nur um zwei Stufen anwächst.

Anhand des Falles K3 in der Fig. 4 ist zu sehen, daß eine Störungsmeldung abgeleitet wird, wenn die Brandkenngröße während aller Messungen im BeobachtungsZeitraum innerhalb des Störungsbereiches liegt, also zwischen den Werten und 11. In gleicher Weise wird eine Alarmmeldung abgegeben, wenn die Brandkenngröße während des Beobachtungszeitraums ständig oberhalb des Alarmwertes· 11 gemessen wurde (Fall K4).

Die Fig. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung für die Anschaltung eines Ionisationsfeuermelders an eine Melderlinie a,b X^B-j) ■ der erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage. Die Schaltung enthält im wesentlichen einen Oszillator, der aus der Spule Lsi , dem Kondensator C1, dem Transistor T2 und einer Rückkopplungsspule Ls2 besteht. Der Ionisationsfeuermelder ist mit seiner Meßkammer MK und der Vergleichskammer VK so angeschaltet, daß jede Änderung der Meßkammerspannung über einen Feldeffekttransistor T1 und eine Kapazitätsdiode D1 zu einer Änderung der Oszillatorfrequenz führt. Somit ist die abgegebene Tonfrequenz ein direktes Maß für den Zustand des Ionisationsfeuermelders.

Setzt man in der Schaltung gemäß Fig. 5 anstelle der Ionisationskammer MK und VK und des Feldeffekttransistors T1 an

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den Klemmen 1 und 2 einen Heißleiter HL ein, so erhält man einen stetigen Y/ärmemelder, der die jeweilige Temperatur analog über die abgegebene Frequenz meldet.

Eine einfache Schaltungsanordnung für einen Feuermelder mit nur zwei 1.1 el de zuständen ist in der Fig. 6 dargestellt. Auch dieser Melder wird parallel an die Doppelleitung a,b angeschaltet und von dort mit Betriebsspannung versorgt. In die gleiche leitung speist er eine Tonfrequenzspannung ein, deren Frequenz durch einen aus den Kondensatoren C2 und C3,der Spule Ls3, dem Transistor T3 und der Rückkopplungsspule Ls4 gebildet wird. Im Ruhezustand bestimmen Ls3, G2 und C3 die Frequenz. Im Alarmfall dagegen öffnet der Alarmkontakt k, 03 wird abgeschaltet und die ausgesendete Frequenz ändert sich. .

Ersetzt man den Alarmkontakt k, der Teil eines Druckknopfmelders sein kann, an den Klemmen 4 und 5 durch einen Kaltleiter KL, so erhält man einen Wärmemelder. Bei niedrigen Temperaturen wird die Senderfrequenz durch den Schwingkreis aus Ls3» C2 und C3 bestimmt. Überschreitet die Umgebungstemperatur die Curie-Temperatur des Kaltleiters, so wird dieser hochohmig, G3 wird abgeschaltet und damit die aus- * gesendete Frequenz geändert. Derartige Feuermelder mit nur zwei Zuständen kommen jedoch für eine erfindungsgemäße Brandmeldeanlage nur bedingt in Betracht, da im allgemeinen eine feinere Auswertung durch eine stärkere Abstufung der Brandkenngrößen erwünscht'und möglich ist.

14 Patentansprüche
6 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Automatische Brandmeldeanlage mit mehreren über Leitungsschleifen mit einer Zentrale verbundenen Feuermeldern sowie mit Einrichtungen zur Identifizierung einzelner Feuermelder, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Feuermelder (M₁₁, M₁₂...) eine Signaleinrichtung zur regelmäßigen Abgabe eines für den betreffenden Melder charakteristischen und seinem jeweiligen Meldezustand entsprechenden Signals besitzt, und daß in der Zentrale (Z) Einrichtungen zur Identifizierung (DE) und Speicherung (DS) der periodisch abgefragten Meldersignale, Vergleichseinrichtungen (DV) zur Feststellung zeitlicher Veränderungen der Melderzustände sowie logische Verknüpfungen (DV) zur Gewinnung differenzierter Meldekriterien aus den zeitlichen Änderungen der Signale eines oder mehrerer Feuermelder (M₁₁...) vorgesehen sind.
2. Brandmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale (Z) und bei den einzelnen Feuermeldern (M₁₁, M₁P*··) Einrichtungen zur Unterscheidung der Feuermelder nach einem Frequenzmultiplexverfahren vorgesehen sind (Fig.3).
3. Brandmeldeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Feuermelder (M₁₁, M₁₂*··) Schwingkreise (Lsi, Ls2, C1, D1, T2) besitzen, deren Resonanzfrequenz jeweils in einem für den betreffenden Feuermelder charakteristischen Frequenzbereich liegt.
4. Brandmeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises (Lsi, Ls2, C1 , D1, T2) in einem Feuermelder (Fig.5) innerhalb des charakteristischen Frequenzbereiches dieses Melders entsprechend seinem Meldezustand veränderbar ist.

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5. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Identifizierung und Auswertung der Meldersignale ein Frequenzanalysator verwendet ist.
6. Brandmeldeanlage nach Anspruch 5_t dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzanalysator eine Anzahl von parallel anschaltbaren Tonfrequenzempfängern besitzt.
7. Brandmeldeanlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzanalysator mit einer zeitlinear verschiebbaren Spaltfrequenz der Reihe nach die charakteristischen Frequenzbereiche der Feuermelder durchläuft.
8. Brandmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale und· bei den einzelnen Feuermeldern Einrichtungen zur Übertragung der Melderzustände im Zeitmultiplexverfahren vorgesehen sind.
9. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale Speichereinrichtungen zur Speicherung von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Meldersignalen für jeden einzelnen Feuermelder vorgesehen sind.
10. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der absoluten Meldersignale jeweils deren Änderung gegenüber dem vorhergehenden Signal gespeichert wird.
11. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale eine logische Verknüpfung der gespeicherten Signale eines

. Feuermelders derart vorgenommen ist, daß eine Störungsmeldung bzw. ein Alarm weitergegeben wird, wenn eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Signale oberhalb einer Störungs- bzw. Alarmgrenze liegt.

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12. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Verknüpfung der gespeicherten Signale eines Feuermelders derart vorgenommen ist, daß eine monotone Veränderung des Meldezustandes dieses Feuermelders um einen vorgegebenen Betrag innerhalb einer bestimmten Zeitspanne als Alarmkriterium dient.
13. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Verknüpfung der gespeicherten Signale mehrerer Feuermelder derart vorgenommen ist, daß eine gleichzeitige monotone Änderung des Meldezustandes mehrerer Feuermelder um einen bestimmten Betrag in einer vorgegebenen Zeit als Alarmkriterium dient.
14. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung und zur logischen Verknüpfung der Meldersignale eine Datenverarbeitungsanlage dient.

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