DE3405857C2 - - Google Patents
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- DE3405857C2 DE3405857C2 DE19843405857 DE3405857A DE3405857C2 DE 3405857 C2 DE3405857 C2 DE 3405857C2 DE 19843405857 DE19843405857 DE 19843405857 DE 3405857 A DE3405857 A DE 3405857A DE 3405857 C2 DE3405857 C2 DE 3405857C2
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- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
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- Emergency Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auswertung
von brandspezifischen Daten in einem Feueralarmsystem
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Verfahren
der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-OS 28 18 211
vorbekannt. Der Rechner dient dabei zur Entscheidung,
ob ein Fehlalarm oder ein Brandalarm vorliegt, sowie
ferner zur Lokalisierung des Brandherdes und zur Bereitstellung
von Daten über brennbare Materialien und damit
über die zur Bekämpfung des Brandes notwendige Ausrüstung,
sowie schließlich zur Bestimmung möglicher Fluchtwege.
Hierzu werden die Änderungen der durch ein Feuer hervorgerufenen
Umgebungsbedingungen erfaßt und ausgewertet.
Es ist hierbei jedoch keine Aussage über die voraussichtliche
Entwicklung des Brandes möglich.
Ein Feueralarmsystem muß geeignet sein, auf der Basis
von analogen Daten, wie Temperatur, Dichte des CO-Gases
oder Dichte des Rauches, welche von einem oder mehreren
Feuerdetektoren ermittelt werden, einen Gefahrengrad zu
berechnen und voreinzuschätzen, aufgrund dessen die
Menschen in kurzer Zeit bedroht werden, um so einen
vorbereiteten Alarm zu geben, sobald der vorausgeschätzte
Gefahrengrad oberhalb eines vorher bestimmten Gefahrengrades
liegt.
Weitere bekannte Verfahren zur Auswertung von brandspezifischen
Daten in einem Feueralarmsystem arbeiten
derart, daß eine Signalstation ein analoges Feuererkennungssignal
empfängt, welches von einem oder mehreren Feuerdetektoren
nach der Ermittlung eines Feuers übertragen
wird. Das Feuererkennungssignal wird mit dem vorher eingestellten
Schwellenwertniveau verglichen, um so zu bestimmen,
ob das Signal ein Feuer darstellt, sobald das Signal das
voreingestellte Niveau überschritten hat, so daß ein
Alarmsignal abgegeben werden muß. Diese Systeme schließen
jedoch Fehler ein, welche beispielsweise darin bestehen
können, daß ein irrtümliches Feueralarmsignal aufgrund von
Störungen erzeugt wird, weil diese bekannten Feueralarmsysteme
einen Feueralarm erzeugen, sobald das Erkennungssignal
oberhalb des voreingestellten Wertes liegt.
So ist beispielsweise in der JP-Nr. 57-15437, die der
DE-AS 23 41 087 und der CH-PS 5 75 629 entspricht, vorgeschlagen
worden, diese Nachteile dadurch zu verhindern, daß die
Feueralarmsysteme eine Ausbildung erfahren, welche in den
Fig. 1A und 1B als Stand der Technik dargestellt sind.
Diese Art von Feueralarmsystemen umfaßt Feuerdetektoren
M₁₁-M mn , von denen jeder mit Signaleinrichtungen zur
kontinuierlichen oder periodischen Übertragung von Signalen
ausgerüstet ist, die sowohl die Feuerdetektoren selbst
als auch die momentanen Informationsbedingungen darstellen.
Die Feueralarmsysteme umfassen ferner eine zentrale Signalstation
Z, welche Einrichtungen zur Identifizierung und
Speicherung der periodisch zusammengefaßten bzw. periodisch
zu vergleichenden Signale aufweist, eine Vergleichseinrichtung
zur Feststellung einer zeitlichen Änderung der
Bedingungen der Feuerdetektoren und eine logische Arbeitsschaltung
zum Erhalten eines Informations-Entscheidungs-
Kennzeichens, das von der zeitlichen Änderung der Signale
von einem oder mehreren Feuerdetektoren abgeleitet ist.
Diese Feueralarmsysteme arbeiten gemäß den Darstellungen
K 1 bis K 4 gemäß Fig. 1B. Im Falle K 1 ändert sich der
Feuercharakteristikwert U K abrupt in kurzer Zeit, z. B.
durch Blitzschlag, aber die zeitliche Dauer der Änderung Δ t
ist kürzer als die Beobachtungszeitdauer t₀, so daß
die Informationsbedingungen der Feuerdetektoren als
normal festgestellt werden. Es wird folglich kein Alarm
abgegeben. Im Fall von K 2 ist der Wert der Feuercharakteristik
innerhalb der Beobachtungsdauer gleichförmig mit
einem vorher bestimmten Anstieg
verändert.
Es wird folglich ein Feueralarm abgegeben. Im Falle von K 3
liegt der Wert der Feuercharakteristik U K innerhalb des
Gefahrenbereiches 9 bis 11 über die gesamte Beobachtungsdauer.
Es wird ein Feueralarm abgegeben. Im Falle K 4
liegt - wie auch im Falle von K 3 - der Wert der Feuercharakteristik
kontinuierlich oberhalb des Alarmniveaus
11 über die Beobachtungszeitperiode. Es wird ein Feueralarm
abgegeben. Der normale Betätigungsbereich des
Feueralarmsystemes liegt somit innerhalb der Gefahrenbereiche
von 2 bis 11.
Diese bekannten Feueralarmsysteme haben jedoch nur die
Aufgabe, festzustellen, ob ein Feuer ausgebrochen ist
oder nicht. Sie können nicht unter Berücksichtigung der
Ermittlungsergebnisse einen Gefahrengrad vorausschätzen,
welcher die Menschen in Kürze und an nicht weit entfernten
Stellen gefährden wird. Deshalb können geeignete
Maßnahmen gegen ein Feuer, welche mit dem Fortschreiten
des Feuers einhergehen müssen, nicht immer durchgeführt
werden, z. B. eine Führung zur Flucht.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, bei
einem Verfahren der gattungsgemäßen Art die Zeit bis zur
Alarmabgabe bei weitgehender Sicherheit gegen Fehlalarme
zu verkürzen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1. Erfindungsgemäß werden die
Änderungen in den durch das Auftreten des Feuers hervorgerufenen
physikalischen Bedingungen der Umgebung erkannt,
und es werden diesen Änderungen entsprechende Daten an den
Rechner ausgegeben. Anschließend erfolgt eine Berechnung
und Vorausschätzung dieser Daten im Hinblick auf eine
bestimmte Zeitspanne, nach deren Ablauf die Änderungen
zu für den Menschen gefährlichen Umgebungsbedingungen führen.
Dann wird die vorausberechnete Zeit mit der zur Flucht von
der Brandstelle erforderlichen, vorgegebenen Zeit verglichen.
Schließlich wird ein Feueralarmsignal dann ausgegeben,
wenn die vorausberechnete Zeit kürzer ist als die
vorgegebene Fluchtzeit, d. h., wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit
des Feuers als zu groß erkannt wird, so daß
die Brandausdehnungsgeschwindigkeit größer als die
vorgegebene Fluchtzeit ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergeben sich aus den Unteransprüchen. Diese
umfassen eine Betriebseinheit zur Berechnung und Vorausbestimmung
einer Zeit, welche zum Erreichen eines Brandniveaus
notwendig ist, das als gefährlich für die Menschen
eingestuft wird, und zwar basierend auf der periodischen
Abfrage der erfaßten Daten. Das Verfahren sieht ferner
eine Vergleichsschaltung zum Vergleich der vorausberechneten
Zeit, welche zum Erreichen des genannten Feuerniveaus
notwendig ist, mit einer Zeit vor, welche für eine
Flucht von der Brandstelle erforderlich ist, und welche
entscheidet, ob der Gefahrengrad das erlaubte Niveau überschreitet,
wenn die vorgegebene Fluchtzeit kürzer ist als
die vorausberechnete Zeit, und welche dann einen Alarm
erzeugt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine geeignete
Führung zur Flucht ermöglicht, welche mit dem Verlauf
der Feuerausbreitung und dem Dringlichkeitsgrad durch
Berechnung und Vorherbestimmung einer vorausberechneten
Zeit fertig wird, welche zur Erreichung eines für die
Menschen gefährlichen Brandniveaus erforderlich ist und
welche auf den Daten von Änderungen in den physikalischen
Vorgängen der Umgebung basiert. Das erfindungsgemäße
Verfahren vergleicht die zur Erreichung des gefährlichen
Brandniveaus erforderliche Zeit mit der vorgegebenen
Fluchtzeit. Ein Feueralarm wird in Relation zur vorgegebenen
und benötigten Fluchtzeit erzeugt. Eine Verzögerung
der Datenverarbeitung wird durch Voreinstellen
eines Niveaus für den Beginn der Berechnung zur Bestimmung
eines Feuers ausgeschaltet. Erfindungsgemäß wird
eine solche Berechnung durch Errechnung eines Gefahrengrades
begonnen, der auf allen Daten von Beginn an nur
dann basiert, wenn die ermittelten Daten so hoch sind
wie das genannte Niveau, wobei im Ergebnis die Berechnung
innerhalb eines Bereiches unterlassen werden kann, in
welchem die Daten derart bestimmt werden, daß kein Feuer
vorliegt, um eine Berechnung nur innerhalb eines
Bereiches anzustellen, in welchem die Daten derart
bestimmt worden sind, daß ein Feuer vorliegt. Schließlich
wird, wenn sowohl ein Feuerniveau als auch ein gefährliches
Niveau ermittelt worden sind, welche als gefährlich für
die Menschen bestimmt werden, auch dann ein Alarm erzeugt,
wenn der Gefahrengrad, der die Menschen an einer Brandstelle
gefährdet und der aus den ermittelten Daten berechnet
worden ist, unterhalb des gefährlichen Niveaus liegt, aber
das Feuerniveau übersteigt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von drei in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A ein Blockschaltbild einer grundsätzlichen Ausbildung
eines konventionellen Feueralarmsystemes,
Fig. 1B ein Diagramm, welches die Bestimmungskriterien
für eine Feuercharakteristik darstellt,
Fig. 2 ein Diagramm der durch Feuerdetektoren vom analogen
Bautyp ermittelten Erkennungsdaten,
Fig. 3 ein Blockschaltbild des ersten Ausführungsbeispieles
der Erfindung,
Fig. 4 einen Programmflußplan des in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsbeispieles,
Fig. 5 ein Blockdiagramm des zweiten Ausführungsbeispieles
der Erfindung,
Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Bestimmungskriterien
für die Information,
Fig. 7 ein Blockschaltbild des dritten Ausführungsbeispieles
der Erfindung,
Fig. 8 einen Programmflußplan des Differenzwert-Berechnungsverfahrens
für das dritte Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 einen Zeitplan mit der Darstellung der Veränderungen
in der Temperatur und der Dichte des Rauches und
CO-Gases und
Fig. 10 einen Zeitplan der Darstellung der Wellenform einer
logischen Bestimmungssektion.
Das Feueralarmsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist
so ausgebildet, daß es Änderungen in den physikalischen
Vorgängen der Umgebung in eine höher- bzw. mehrgradige Näherungsgleichung
umwandelt, die auf der analogen Ermittlung der
Daten von Temperatur sowie der Dichten von Rauch und
CO-Gas basiert, welche durch einen analogen Feuerdetektor
bestimmt worden sind und welche einen Gefahrenwert mittels
einer Näherungsgleichung erhält, um so einen Feueralarm
zu erzeugen, wenn der Gefahrengrad oberhalb eines bestimmten
Niveaus liegt.
Der Begriff "Gefahrengrad" wird in der Bedeutung einer
Zeit gebraucht, welche für die Umgebungsbedingungen erforderlich
ist, um in einen besonderen gefährlichen Zustand für
die Menschen zu kommen. Dies wird am Beispiel der Temperatur
erläutert. Eine gefährliche Temperatur T D ist für die
Umgebungsbedingungen bestimmt, welche gefährlich für die
Menschen sind, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Zeiten
R₁, R₂ und R₃, die zur Erreichung der gefährlichen Temperatur
T D erforderlich sind, sind als Gefahrengrade der
Feuer A, B und C bestimmt. Folglich gilt: Je kleiner der
Wert des Gefahrengrades ist, desto größer wird der Gefahrengrad
für die Menschen.
Ein Schwellenwertniveau R S , welches ein Referenzwert für die
Bestimmung des Gefahrengrades ist, wird als diejenige Zeit
bestimmt, die für eine Flucht von der Brandstelle notwendig
ist, welche bestimmt wird unter Berücksichtigung der unterschiedlichen
Bedingungen der Brandstelle.
Es wird nun das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung näher beschrieben.
Die Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Feueralarmsystemes
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . . 1 n ermitteln das Vorliegen
eines Brandes bzw. Feuers in analoger Form in Abhängigkeit
von durch das Feuer verursachten Veränderungen in den
physikalischen Vorgängen der Umgebung. Jeder Feuerdetektor
1 a, 1 b . . . 1 n umfaßt eine Erkennungseinrichtung 2 zur
Ermittlung einer Temperatur oder der Dichten von Gas oder
Rauch, einen Analog-Digital-Wandler 4 zum Umwandeln des
analogen Wertes, welcher durch die Erkennungseinrichtungen
2 ermittelt worden ist, in einen digitalen Wert und eine
Übertragungsschaltung 3 zur Übertragung der ermittelten Daten.
Eine zentrale Signalstation 10 ist mit einem Mikrocomputer
versehen und mit der Vielzahl der Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . .
1 n, durch Signalleitungen verbunden. Eine Empfangsschaltung
11 ist zum aufeinanderfolgenden Empfang der analog-digital
umgewandelten analogen Erkennungsdaten zu bestimmten Zeitintervallen
von den entsprechenden Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . .
1 n vorgesehen, welche diese Daten gleichzeitig identifiziert.
Die von der Empfangsschaltung 11 erhaltenen Erkennungsdaten
werden einer Speicherschaltung 12 zugeführt und dort mit
bestimmten Adressen gespeichert. Eine Näherungsgleichung-
Umwandlungsschaltung 13 ist zur Umwandlung der in der Speicherschaltung
12 gespeicherten Inhalte in eine Näherungsgleichung
vorgesehen. Die Näherungsgleichung-Umwandlungsschaltung 13
ist mit einer Gefahrengrad-Berechnungsschaltung 14 verbunden,
in welcher die gespeicherten Inhalte durch die Gefahrengrad-
Berechnungsschaltung 14 berechnet werden. Der so erhaltene
Wert des Gefahrengrades wird mit einem vorherbestimmten bzw.
vorher eingestellten Alarm-Referenzwert verglichen, um einer
Feuerbestimmungsschaltung 15 zu ermöglichen, ein Feuer zu
bestimmen und einen Ausgangswert zu erzeugen, um so eine
Alarmschaltung 16 zu betätigen, welche aus einer Alarmlampe
und einem Alarmsignalgeber gebildet ist.
Die Fig. 4 zeigt einen Programmflußplan der Näherungsgleichung-
Umwandlungsschaltung 13, der Gefahrengrad-Berechnungsschaltung
14 und der Feuerbestimmungsschaltung 15. Die Wirkungsweise
des Feueralarmsystemes gemäß der vorliegenden Erfindung wird
nun unter Bezugnahme auf den Programmflußplan
näher erläutert.
Die von den Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . . 1 n ermittelten Daten
werden aufeinanderfolgend zu bestimmten Zeitintervallen von
der Empfangsschaltung 11 empfangen, welche diese im Hinblick
auf die Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . . 1 n identifiziert. Nun sind
die m-Erkennungsdaten vom Feuerdetektor 1 a folgende:
(x₁, f(x₁)) (x₂, f(x₂)) . . . (x m , f(x m ))
wobei x₁, x₂ . . . x m jeweils eine Erkennungszeit und f(x₁),
f(x₂) . . . f(x m ) jeweils einen Analogbetrag innerhalb der
Ermittlungszeit repräsentieren. Diese Erkennungsdaten
(x₁, f(x₁)) (x₂, f(x₂)) . . . (x m , f(x m ))
werden in der
Speicherschaltung 12 gespeichert und einem Block g zugeführt.
Blöcke h, i und j zeigen den Vorgang der Umwandlung der
m-Erkennungsdaten in eine quadratische Näherungsgleichung.
Das Verfahren zur Ausrechnung der simultanen Gleichungen,
die in Block j dargestellt sind und die auf den m-Erkennungsdaten
basieren, wird nun unter Anwendung des Verfahrens der
letzten Quadrate erläutert. Wenn nun die Datenfunktionen, die
von den m-Erkennungsdaten
(x₁, f(x₁)) (x₂, f(x₂)) . . . (x m , f(x m ))
erhalten werden, f(x) sind, wird die quadratische Näherungsgleichung
F(x) der Datenfunktion f(x) wie folgt ausgedrückt:
F(x) = ax² + bx + c, (1)
wobei a, b und c Koeffizienten sind.
Um die Näherungsgleichung F(x) der Datenfunktion f(x) zu
erhalten, können die Koeffizienten a, b und c aus der Funktion
F(x) erhalten werden, welche die folgende Formel verkleinern:
∫ (F(x) - f(x))² dx.
Jedoch ist die aktuelle Datenfunktion f(x) keine kontinuierliche
Funktion und wird in der Form von n diskreten Werten
erhalten, und wenn die Funktion Q(a, b, c) von a, b und c ausgedrückt
wird durch
können solche a, b und c, welche die Funktion Q(a, b, c) verkleinern,
erhalten werden. Folglich gilt:
Die Gleichungen (3) werden umgeschrieben zu
Da F(x) = ax² + bx² + c ist, werden die folgenden gleichzeitigen
Gleichungen aus (1) und (4) erhalten:
Im Block h wird jeder Wert von
der linken Seite von (5)
berechnet aus den Erkennungsdaten des Blockes g und in Block
i wird jeder Wert der rechten Seite der Formel (5), d. h.
berechnet aus den Erkennungsdaten von Block g. In Block j
werden die gleichzeitigen Gleichungen (5) mittels des Gauss-
Jordan-Verfahrens von der linken Seite (5) berechnet im
Block h und die rechte Seite von (5) wird im Block i berechnet,
um die Koeffizienten a, b und c der quadratischen Funktion
F(x) = ax² + bx + c zu erhalten, welches die Näherungsgleichung
für die Datenfunktion f(x) ist.
Die Blöcke l, u, v und w zeigen das Verfahren für die Berechnung
des Gefahrengrades R, basierend auf den Werten a, b und c, die
im Block j erhalten werden. Das Verfahren zur Berechnung des
Gefahrengrades R ist folgendes:
Wenn nun die gefährliche Temperatur, welche die Umgebung
gefährlich für die Menschen macht, zu T D bestimmt wird,
weil der Gefahrengrad R eine Zeit ist, die erforderlich ist,
um die gefährliche Temperatur C D zu erreichen, wird der
Gefahrengrad R durch Lösung der folgenden Gleichung erhalten:
F(x) = T D . (6)
Noch genauer, die Gleichung (6) wird durch die Gleichung (1)
ersetzt, und es wird erhalten:
ax² + bx - (T D - c) = 0 (7)
Da der Gefahrengrad R ein Wert ist, der aus der für x gelösten
Gleichung (7) erhalten wird, welche eine Zeit ist,
die erforderlich ist, um die gefährliche Temperatur (T D )
zu erreichen, wird folgendes erhalten:
Folglich kann durch Einsetzen des Wertes der vorbereitend
festgesetzten, gefährlichen Temperatur T D und der Werte der
Koeffizienten a, b und c von der quadratischen Näherungsgleichung
F(x), die durch den Block j erhalten wird, in
die Gleichung (8) der Wert des Gefahrengrades R berechnet
werden.
Die Bestimmung des Gefahrengrades R wird nun näher erläutert.
Nachdem die Werte für die Koeffizienten a, b und c durch die
Rechnungen in den Blöcken h, i, j erhalten worden sind,
wird die folgende Formel
b² + 4a (T D - c) (9)
im Block l berechnet, und der erhaltene Wert wird der Bestimmung
im Block u ausgesetzt, welches folgendes ergibt:
b² + 4a (T D - c) < 0. (10)
Es genügt, die Berechnung nur dann fortzusetzen, wenn der
Wert des Gefahrengrades R eine reelle Zahl in (8) ist, d. h.
wenn der Wert (9) eine positive Zahl wird. Wenn folglich (9)
eine negative Zahl entsprechend den Erkennungsdaten der Kurve
C in Fig. 2 wird, wird der Block g nach der Bestimmung im
Block u wieder aufgenommen, um die Erkennungsdaten der vorherbestimmten
Zeitperiode von den entsprechenden Feuerdetektoren
1 a, 1 b . . . 1 n zu entnehmen.
Obwohl die berechnete Näherungsgleichung, die auf den analogen
Erkennungsdaten des analogen Feuerdetektors basiert, eine
quadratische Funktion ist, kann eine kubische Näherungsgleichung
oder Näherungsgleichung höheren Grades verwendet
werden. Im letzteren Fall wird ein genauerer Gefahrengrad
erhalten.
Die Analog-Digital-Umwandlungsschaltung 4 kann in die zentrale
Signalstation 10 eingegliedert werden, anstatt in den jeweiligen
Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . . 1 n vorgesehen zu werden.
In diesem Falle kann die Schaltungsanordnung der Feuerdetektoren
1 a, 1 b, . . . 1 n vereinfacht werden, und liefert kleinere
Abmessungen. Eine Löschschaltung zum Löschen der analogen
Erkennungsdaten, welche unterhalb eines vorherbestimmten
Niveaus liegen, kann in der Signalstation 10 vorgesehen werden,
um zu ermöglichen, daß die Speicherschaltung 12 kleiner ausgebildet
werden kann.
Die Gefahrengrad-Berechnungsschaltung 14 kann alternativ auch
derart ausgebildet werden, daß diese den Gefahrengrad in der
Form eines Differenzwertes einer Differenz in den Erkennungsdaten
erhält, welches im Detail später noch beschrieben werden
wird. Der hierbei gebrauchte Differenzwert bedeutet einen
Wert, der durch Ersetzen der Differenz in den Erkennungsdaten
durch eine Differenzgleichung erhalten wird.
Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beschrieben.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, daß es
eine Differenz der Erkennungsdaten, wie z. B. eine Temperatur,
die Dichten von CO-Gas oder Rauch enthält, welche mittels
der Detektoren 1 a, 1 b . . . 1 n in der Form eines Differenzwertes
ermittelt werden, daß es ferner den Differenzwert mit einem
ersten Schwellenwertniveau und einem zweiten Schwellenwertniveau
vergleicht, um einen Alarm abzugeben, sobald der
Differenzwert den zweiten Schwellenwert überschreitet, daß
es ferner die Erkennungsdaten unterhalb des ersten Schwellenwertniveaus
löscht, um die Belastung des Prozeßrechnerverfahrens
der zentralen Signalstation zu vermindern, daß
es ferner die Erkennungsdaten des Detektors in eine Näherungsgleichung
umwandelt, wenn der Differenzwert das erste Schwellenwertniveau
übersteigt, aber unterhalb des zweiten Schwellenwertes
bleibt, und daß es schließlich den Gefahrengrad aus der Näherungsgleichung
erhält, um die Feuererkennung durchzuführen.
Die Fig. 5 zeigt eine Blockschaltung eines Feueralarmsystemes
gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . . 1 n können in analoger Form eine
Änderung in den physikalischen Vorgängen der Umgebung erkennen,
welche durch das Auftreten eines Brandes bzw. Feuers
entstehen. Jeder der Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . . 1 n umfaßt eine
Erkennungseinrichtung 2 zum Erkennen einer Temperatur, einer
Dichte des CO-Gases oder des Rauches und eine Übertragungsschaltung
3 zur Übermittlung der mittels der Erkennungseinrichtung
2 erkannten Daten. Eine zentrale Signalstation 20
umfaßt einen Mikrocomputer zur Ausführung von Prozeßrechnerverfahren,
welche auf den von den Feuerdetektoren 1 a, 1 b . . . 1 n
ermittelten Daten basieren. Die Signalstation 20 ist mit einer
Vielzahl von Detektoren 1 a, 1 b . . . 1 n über Signalleitungen verbunden.
Eine Empfängerschaltung 21 empfängt nacheinander zu vorherbestimmten
Zeitintervallen die ermittelten Daten und
identifiziert diese. Eine Analog-Digital-Umwandlungsschaltung
22 wandelt den Analogwert der erkannten Daten, welcher von der
Empfängerschaltung 21 erhalten worden ist, in einen digitalen
Wert um. Die ermittelten Daten werden nach der Analog-Digital-
Umwandlung auf eine Speicherschaltung 23 gegeben und dort in
Empfänger-Adressen gespeichert, welche den entsprechenden
Detektoren 1 a, 1 b . . . 1 n zugeordnet sind. Eine Durchschnittswert-
Berechnungsschaltung 24 entnimmt nacheinander die für
die jeweiligen Detektoren erkannten Daten, welche in Dreiergruppen
in der Speicherschaltung 23 gespeichert sind, und
führt eine Berechnung aus, um einen Durchschnittswert der
entnommenen drei Datenwerte zu erhalten und um so einen irrtümlichen
Alarm zu vermeiden, welcher durch einen ungewöhnlichen
Datenwert erzeugt werden könnte, z. B. hervorgerufen
durch eine Störung. Eine Differenzwert-Berechnungsschaltung
25 für die Berechnung des Betrages der Änderung für jede
vorherbestimmte Zeitdauer übernimmt die Differenz der jeweiligen
Durchschnittswerte als einen Differenzwert. Der
Differenzwert, der den Änderungsbetrag für jede vorherbestimmte
Periode darstellt, wird zu einer Differenzwert-Bestimmungsschaltung
26 weitergeleitet. In der Differenzwert-
Bestimmungsschaltung 26 werden ein zweites Schwellenwertniveau
α und ein erstes Schwellenwertniveau β, welches geringer ist
als das zweite Schwellenwertniveau α, vorläufig eingestellt, und
diese Schwellenwertniveaus werden mit dem Differenzwert verglichen,
der durch die Differenzwert-Berechnungsschaltung 25
berechnet worden ist.
Als ein Ergebnis des Vergleichers durch die Differenzwert-
Bestimmungsschaltung 26 wird, wenn der Differenzwert unterhalb
des ersten Schwellenwertniveaus β liegt, die Feststellung
getroffen, daß kein Feuer/Brand vorliegt, und die erkannten
Daten werden gelöscht, um die Belastung des Prozeßrechners
in der Signalstation 20 zu vermindern. Wenn der Differenzwert
oberhalb des zweiten Schwellenwertniveaus α liegt,
wird eine Alarmschaltung 29, welche eine Alarmsirene und eine
Alarmlampe umfaßt, betrieben, um unverzüglich eine Feueralarmanzeige
zu geben. Wenn der Differenzwert oberhalb des
ersten Schwellenwertniveaus β, aber unterhalb des zweiten
Schwellenwertniveaus α liegt, werden die relevanten Erkennungsdaten,
welche in der Speicherschaltung 23 gespeichert sind,
herausgenommen und in eine Näherungsgleichung-Berechnungsschaltung
27 geführt, um eine Umwandlung in eine Näherungsgleichung
zu bewirken. Eine Gefahrengrad-Erkennungsschaltung
28 berechnet den Gefahrengrad R, welcher auf der umgewandelten
Näherungsgleichung basiert, und vergleicht diesen mit einem
voreingestellten Schwellenwertniveau R s . Wenn der Gefahrengrad R
geringer ist als das Schwellenwertniveau R s , d. h. der Gefahrengrad
ist höher als der voreingestellte Gefahrengrad, welcher durch
das Schwellenwertniveau R s repräsentiert wird, wird die Alarmschaltung
29 betätigt, um einen Feueralarm zu erzeugen.
Das erste Schwellenwertniveau β und das zweite Schwellenwertniveau
α stellen einen Differenzwert dar, von welchem erwartet
wird, daß er ein Alarmniveau bzw. ein Feuerniveau
gemäß Fig. 6 innerhalb einer vorher eingestellten Zeitperiode
erreicht. Der Gefahrengrad R ist eine Zeitspanne, die erforderlich
ist, um das Gefahrenniveau zu erreichen, und das Schwellenwertniveau
R s ist eine Zeitspanne, die notwendig ist, um von
der Brandstelle zu entfliehen.
In Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel wird
ein Differenzwert berechnet, welcher auf den erkannten Daten
basiert, welche zu vorher bestimmten Perioden abgefragt worden
sind, und ein Feueralarm wird nach einem Vergleich mit dem
zweiten Schwellenwertniveau α gegeben, das vorher eingestellt
worden ist, so daß ein Feuerbrand, welcher eine lineare und
abrupte Änderung in den physikalischen Vorgängen zeigt,
bereits in seinem frühesten Zustand erkannt werden kann.
Ferner werden entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Erkennungsdaten, deren Differenzwert unterhalb
des ersten Schwellenwertniveaus β liegt, gelöscht, und die
Erkennungsdaten, deren Differenzwert oberhalb des ersten
Schwellenwertniveaus β liegt, aber unterhalb des zweiten Schwellenwertniveaus
α, werden in die Näherungsgleichung umgewandelt,
basierend auf den Erkennungsdaten von den Erkennungseinrichtungen,
um den Gefahrengrad aus der Näherungsgleichung zu erhalten
und um einen Alarm in Relation mit dem Schwellenwertniveau
zu geben, das vorläufig eingestellt worden ist. Folglich
wird die Belastung des Prozeßrechners bzw. dessen Arbeitsoperation
durch die Signalstation 20 vermindert und die
notwendigen Erkennungsdaten können schneller verarbeitet
werden, und die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit des
Feueralarmsystems können durch genaue Bestimmung eines
Feuers erhöht werden.
Wenn weiterhin entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Erkennungsdaten das zweite Schwellenwertniveau
α übersteigen, d. h. das Feuerniveau, wird ein Feueralarm
unverzüglich ausgelöst, und zwar ohne Rücksicht auf die nachfolgende
Bestimmung und Berechnung. Folglich ist es sogar
dann, wenn der Gefahrengrad nicht hoch genug ist, um einen
Alarm zu erzeugen, möglich, über einen gefährlichen Zustand
zu informieren. Folglich kann das Feueralarmsystem die Sicherheit
gegen einen Brandfall erheblich verbessern.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel können für die Berechnung des
Differenzwertes der betreffenden Durchschnittswerte, welche
auf der Grundlage der Gruppen von mehreren Erkennungsdaten,
d. h. drei Erkennungsdaten, aus der vorher bestimmten Zeitperiode
berechnet worden sind, Erkennungsdaten teilweise
mit Erkennungsdaten der vorausgehenden oder nachfolgenden
Gruppen überlappt werden, um so einer Berechnung für die
Feuererkennung unterworfen zu werden. Folglich kann die
Berechnung der Differenzwerte aus einer reduzierten Anzahl
von Erkennungsdaten durchgeführt und eine Feuerbestimmung
viel schneller ausgeführt werden.
Zusätzlich zum Alarmniveau kann ein anderes voreingestelltes
Niveau vorgesehen sein, um so vorläufig die Berechnung einzuleiten,
sobald die Erkennungsdaten unterhalb des Alarmniveaus
liegen, aber das voreingestellte Niveau übersteigen. Wenn in
diesem Fall die Erkennungsdaten das voreingestellte
Niveau übersteigen, wird sofort die Berechnung der Näherungsgleichung
ausgelöst, um eine Verzögerung in der Datenverarbeitungszeit
zu eliminieren. Das Berechnungs-Startniveau
entspricht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einem
Alarmniveau oder einem voreingestellten Niveau, wenn dieses
vorgesehen ist.
Obgleich das Schwellenwertniveau R s , d. h. die Zeit, die für
eine Flucht notwendig ist, in geeigneter Weise voreingestellt
werden kann, und zwar unter Berücksichtigung verschiedener
Umstände der Stelle, an welcher der Feuerdetektor installiert
ist, kann eine für die Vorbereitung der Flucht notwendige
Zeit R p zusätzlich zum Schwellenwertniveau R s voreingestellt
werden. Mit dieser Anordnung kann dann, wenn der Gefahrengrad
R derart bestimmt worden ist, daß dieser innerhalb der
Vorbereitungszeit R p nach der Vorausschätzung und Berechnung
derselben liegt, ein Achtungssignal erzeugt werden.
Es wird nun das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
Das dritte Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, daß die
Erkennungsdaten von mehreren physikalischen Vorgängen, welche
einer Änderung durch das Auftreten eines Feuerbrandes unterworfen
sind, vorher geschätzt, berechnet und bestimmt werden.
Als Ergebnis dessen wird nur dann, wenn der Gefahrengrad
im Hinblick auf zwei oder mehr physikalische Vorgänge größer
ist als das Schwellenwertniveau, die Erfassung eines Feuers
ausgeführt. In diesem Ausführungsbeispiel wird diejenige
Zeit, die erforderlich ist, um ein Gefahrenniveau zu erreichen,
aus den Erkennungsdaten berechnet, und wenn die
berechnete Zeit innerhalb einer vorher eingestellten Zeit
liegt, die für eine Flucht notwendig ist, wird ein Gefahrensignal
übermittelt, und wenn die berechnete Zeit unterhalb
der voreingestellten Zeit liegt, wird ein Ungewißheitssignal
übermittelt. Eine logische Bestimmung wird auf der Grundlage
des Gefahrensignales und Unsicherheitssignales derart ausgeführt,
daß dann, wenn das Gefahrensignal erhalten wird, ein
Feuersignal ausgegeben wird, und dann, wenn das Unsicherheitssignal
erhalten wird, nachdem das Gefahrensignal schon
erhalten worden ist, ein Feuersignal übermittelt, und sogar
dann, wenn das Gefahrensignal verschwindet, wird das Feuersignal
fortgesetzt, welches für eine bestimmte Zeitperiode
ausgegeben wird.
Die Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild des Feueralarmsystemes
gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, und Fig. 8 zeigt einen Programmflußplan, welcher
die Betätigung des dritten Ausführungsbeispieles darstellt.
Es wird nun das dritte Ausführungsbeispiel im Detail unter
Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben. Ein Temperaturfühler
31 erkennt in analoger Form die Umgebungstemperatur,
welche unter Wirkung eines Feuers ansteigt. Ein Gasfühler 32
erkennt die Dichte von CO-Gas, das durch ein Feuer erzeugt
wird. Ein Rauchfühler 33 erkennt die Dichte von Rauch, welcher
durch ein Feuer erzeugt wird: Ein Temperaturerkennungssignal
T, ein Gasdichtesignal G und ein Rauchdichtesignal S werden
in der Form von analogen Erkennungssignalen vom Temperaturfühler
31 bzw. vom Gasfühler 32 bzw. vom Rauchfühler 33 abgegeben.
Eine Differenzwert-Berechnungs- und -Erkennungssektion 34
fragt zu vorher bestimmten Zeitintervallen die analogen
Erkennungssignale vom Temperaturfühler 31 bzw. Gasfühler 32
bzw. Rauchfühler 33 ab und führt die Berechnung der Differenzwerte
aus. Somit werden zu jeder Zeit eine Anzahl von
z. B. m abgefragten Daten erhalten, so daß eine zum Erreichen
des Schwellenwertniveaus, welche für die Menschen gefährlich
ist, erforderliche Zeit berechnet werden kann. Die Sektion
34 führt die Bestimmung der Gefahr durch, d. h. Unsicherheit
oder Sicherheit.
Die Erfassung eines Feuers durch die auf den Erkennungsdaten
basierende Einschätzung und Berechnung, welche in
der Differenz-Berechnungs- und -Erkennungs-Sektion 34
ausgeführt wird, wird auf der Basis der in dem Flußplan in
Fig. 8 gezeigten Berechnungsweise durchgeführt, wobei die
Temperaturdaten T exemplarisch dargestellt sind.
Zunächst wird im Block a der Durchschnittswert Ta berechnet
aufgrund einer jeden Abfrage von m-Temperaturdaten gemäß
der folgenden Formel:
Nach der Berechnung im Block a wird ein Differenzwert
(Ta - (Ta-1)) im Block b auf der Grundlage des Durchschnittswertes
Ta-1 berechnet, welcher in dem vorausgehenden Zyklus
vorher erhalten worden ist. Danach wird im Block c die Neigung
α der Temperaturänderung berechnet durch eine Division
des Differenzwertes (Ta - (Ta-1)) durch die Abfragezeit t₀
(Festwert). Dann wird im Block d eine Zeit t bestimmt, welche
erforderlich ist, um ein vorher eingestelltes Schwellenwertniveau
T D für eine gefährliche Temperatur zu erreichen, welche
als ein Feuer gemäß der folgenden Formel bestimmt wird:
T D = α t + Ta
t = (T D - Ta) /α
t = (T D - Ta) /α
Nachfolgend werden im Bestimmungsblock e ein erstes Schwellenwertniveau,
d. h. die Zeit t₁, und die Zeit t, berechnet im
Block d, miteinander verglichen, und sobald die Zeit t unterhalb
des ersten Schwellenwertniveaus, d. h. Zeit t₁, liegt,
wird die Bestimmung durchgeführt, daß ein Feuer vorliegt, und
ein Gefahrensignal wird im Block f ausgegeben.
In diesem Zusammenhang muß festgestellt werden, daß das
erste Schwellenwertniveau, die Zeit t₁, eine Zeit ist für
die Bestimmung der Gefahr oder Unsicherheit, und diese
entspricht der Zeit R s zur Flucht oder der Vorbereitungszeit
R p im vorausgegangenen Ausführungsbeispiel. Die Zeit t
entspricht der Zeit R, welche notwendig ist, um das gefährliche
Niveau im zweiten Ausführungsbeispiel zu erreichen.
Jedoch kann das Schwellenwertniveau T D der gefährlichen Temperatur
verschieden sein vom gefährlichen Niveau, und dieses
kann ein Feuerniveau sein. Im letzten Fall kann die erste
Schwellenwertzeit t₁ geändert werden.
Andererseits, wenn die Zeit t größer ist als die erste Schwellenwertzeit
t₁ im Bestimmungsblock e, wird die Zeit t, welche
zur Erreichung der gefährlichen Temperatur T D notwendig ist,
mit einer zweiten Schwellenwertzeit t₂ verglichen werden, um
im Block g zu bestimmen, ob die Zeit t sicher ist und frei
von einem Feuer oder unsicher oder zweifelhaft ist. Wenn die
Zeit t unterhalb der zweiten Schwellenwertzeit t₂ liegt, wird
ein Unsicherheitssignal im Block h abgegeben. Wenn das Unsicherheitssignal
am Ausgang von Block i ansteht, wird die
Rechenoperation bis zu einer Funktions-Näherungs-Berechnung
fortgesetzt. Wenn die Zeit t₁ oberhalb der zweiten Schwellenwertzeit
t₃ im Bestimmungsblock g ist, wird ein Temperaturanstieg
festgestellt, der auf andere Gründe zurückgeführt
wird, als auf ein Feuer, und die Temperatur wird im Block
i als sicher bestimmt.
Nach Vervollständigung einer Reihe von Bestimmungsverfahren,
welche auf den Differenzwerten basieren, wird der voreingestellte
Durchschnittswert Ta-1 durch den Durchschnittswert
Ta ersetzt, welcher nun im Block j erhalten wird, und das
Verfahren wird zurückgesetzt zum Block a.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 7 ist eine Funktions-
Näherungs-Berechnungs- und -Bestimmungs-Sektion 35 hinter der
Differenzwert-Berechnungs- und Bestimmungs-Sektion 34 vorgesehen,
so daß die Funktions-Näherungs-Berechnungs- und Bestimmungs-
Sektion 35 die Berechnung und Bestimmung eines
Feuers durchführen kann, und zwar auf der Grundlage der Erkennungsdaten
der entsprechenden Detektor-Sensoren in solcher
Art wie im ersten Ausführungsbeispiel nur, wenn die Differenzwert-
Berechnungs- und -Bestimmungs-Sektion 34 ein Unsicherheitssignal
abgibt.
Ein Gefahrensignal als Ausgangssignal nach dem Berechnungsverfahren
durch die Differenzwert-Berechnungs- und
-Bestimmungs-Sektion 34 und die Näherungsfunktions-Berechnungs-
und -Bestimmungs-Sektion 35 wird in eine logische Bestimmungsschaltung
36 eingegeben. Die logische Bestimmungsschaltung
36 führt eine logische Bestimmung in der Art aus, daß dann,
wenn auf wenigstens zwei verschiedenen Erkennungsdaten
basierende Gefahrensignale erzeugt werden, ein Feueralarmsignal
als Ausgangssignal abgegeben wird.
Wenn noch genauer ein auf Temperaturdaten basierendes Gefahrensignal,
ein auf der Gasdichte basierendes Gefahrensignal
und ein auf der Rauchdichte basierendes Gefahrensignal,
die Ausgangssignale der Differenzwert-Berechnungs- und
-Bestimmungs-Sektion 34 sind, als d₁ bzw. d₂ bzw. d₃ bezeichnet
werden, und ein auf der Temperatur basierendes Gefahrensignal,
ein auf der Gasdichte basierendes Gefahrensignal und ein auf
der Rauchdichte basierendes Gefahrensignal, welche am Ausgang
der Näherungsfunktions-Berechnungs- und -Bestimmungs-Sektion
35 anliegen, als d₁₀ bzw. d₂₀ bzw. d₃₀ bezeichnet werden,
werden logische Summen der Gefahrensignale d₁ und d₁₀, welche
auf den gleichen Erkennungsdaten beruhen, der Gefahrensignale
d₂ und d₂₀, welche auf den gleichen Erkennungsdaten beruhen,
und der Gefahrensignale d₃ und d₃₀, welche auf den gleichen
Erkennungsdaten beruhen, durch ODER-Gatter (OR-Steueranschlüsse)
37 bzw. 38 bzw. 39 ausgegeben. Im Ergebnis wird ein Temperaturgefahrensignal
Et vom ODER-Gatter 37, ein Gasgefahrensignal
Eg vom ODER-Gatter 38 und ein Rauchgefahrensignal Es vom ODER-Gatter
39 abgegeben. Die Ausgangswerte der OR-Gates 37 bis 39
sind Eingangswerte der UND-Gatter 40, 41 und 42. Das UND-Gatter
40 gibt ein H-Niveau-Signal aus, d. h. ein Signal Etg, wenn
das Temperaturgefahrensignal Et und das Gasgefahrensignal Eg
erhalten werden. Das UND-Gatter 41 gibt ein H-Niveau-Signal ab,
d. h. ein Signal Egs, wenn das Gasgefahrensignal Eg und das Rauchgefahrensignal
Es erhalten werden. Das UND-Gatter 42 erzeugt ein
H-Niveau-Signal, d. h. ein Signal Ets, sobald das Rauchgefahrensignal
Es und das Temperaturgefahrensignal Et erhalten werden.
Die Ausgangswerte der UND-Gatter 40 bis 42 werden alle in die
Eingänge eines ODER-Gatters 43 eingegeben und bilden Ausgangswerte
als H-Niveau-Signal des ODER-Gatters 43, um so ein Feuersignal
durch ein ODER-Gatter 44 zu erzeugen.
Zusätzlich zur logischen Bestimmungsschaltung 36, welche
ein Feuer bestimmt und ein auf wenigstens zwei Gefahrensignalen
basierendes Feuersignal ausgibt, ist eine logische Bestimmungssektion
55 vorgesehen, um den Ausgangswert eines Feuersignals
weiterzuleiten, wenn ein Unsicherheitssignal erhalten worden
ist, nachdem das auf dem Gefahrensignal basierende Feuersignal
ausgegeben worden ist, oder nachdem weder ein Gefahrensignal
noch ein Unsicherheitssignal vorübergehend erhalten worden
sind.
Die logische Bestimmungssektion 55 umfaßt ein ODER-Gatter 45, an
welchem als Eingangswerte die Unsicherheitssignale u₁, u₂ und
u₃ anliegen, die den entsprechenden Erkennungsdaten der
Differenzwert-Berechnungs- und -Bestimmungs-Sektion 34 entsprechen,
und ein ODER-Gatter 46, an welchem die Unsicherheitssignale
u₁₀, u₂₀ und u₃₀ der Näherungsfunktion-Berechnungs- und
-Bestimmungs-Sektion 35 als Eingangssignale anliegen. Die
Ausgangssignale der ODER-Gatter 45 und 46 werden direkt zu einem
der Eingänge der ODER-Gatter 49 bzw. 50 zugeführt und weiterhin zu den
jeweils anderen Eingängen dieser ODER-Gatter 49, 50 über Verzögerungsschaltungen
47 bzw. 48. Die Ausgänge der ODER-Gatter
49 und 50 sind mit einem der Eingänge der UND-Gatter 51
bzw. 52 verbunden. Die anderen Eingänge der UND-Gatter 51 und
52 sind derart verbunden, daß diese ein Ausgangssignal des
ODER-Gatters 44 über eine Verzögerungsschaltung 54 erhalten.
Die Ausgänge der UND-Gatter 51 und 52 sind an die Eingänge
des ODER-Gatters 53 angeschlossen, und ein Ausgang des ODER-Gatters
53 ist an einen der Eingänge des ODER-Gatters 44 angeschlossen,
dessen anderer Eingang derart verbunden ist, das dieser die
Ausgangswerte der logischen Bestimmungsschaltung 36 erhält.
Die Verzögerungsschaltungen 47, 48 und 54 haben jeweils die
Funktion, die Eingangssignale durch einen Berechnungszyklus
mittels der Differenzwert-Berechnungs- und -Bestimmungs-
Sektion 34 und der Funktions-Berechnungs- und -Bestimmungs-
Sektion 35 zu verzögern.
In diesem Zusammenhang muß bemerkt werden, daß die logische
Bestimmungsschaltung 36 auch ein Feuersignal in Abhängigkeit
einer Kombination von zwei oder mehr verschiedenen Arten von
Gefahrensignalen von der Differenzwert-Berechnungs- und
-Bestimmungs-Sektion 34 und der Näherungsfunktions-Berechnungs-
und -Bestimmungssektion 35 ausgeben kann.
Das Verfahren der logischen Bestimmungssektion 55 im Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 7 wird nun beschrieben.
Im Diagramm gemäß Fig. 9, wobei nun angenommen wird, daß
die Dichte des Rauches oder CO-Gases mit der Zeit erhöht
ist, was auf einen Schwelbrand zurückzuführen ist, und daß
der Schwelbrand sich zu einer Zeit t n zu einem Feuer entwickelt
hat, wird die Dichte des Rauches oder CO-Gases
vorübergehend vermindert, was auf die Erzeugung eines
Heißluftstromes oder die vollständige Verbrennung zurückzuführen
ist, welche bei Beginn des Feuers bewirkt wird.
Andererseits wird die Temperatur im Zustand des Schwelbrandes
im wesentlichen konstant gehalten, bevor ein
Feuer ausbricht, wie es mit der gestrichelten Linie
dargestellt ist, aber die Temperatur steigt nach dem
Ausbruch des Feuers zur Zeit t n sehr schnell an.
Was die Änderung in den Dichten des Rauches und des
CO-Gases und der Temperatur betrifft, wie es in Fig. 9
dargestellt ist, gibt die logische Bestimmungsschaltung
36 ein Feuersignal mittels des ODER-Gatters 44 durch die
beiden Gefahrensignale d₂ und d₃ aus, wenn die Gefahrensignale
d₂ und d₃ ausgegeben werden als Ergebnis der
Berechnung und Vorausschätzung durch Differenzwerte oder
Näherungsfunktionen, basierend auf der Erhöhung in der
Rauchdichte, wie es z. B. durch den Zeitplan in Fig. 10
dargestellt ist. Solche Gefahrensignale d₂ und d₃ werden
in jedem Zyklus der Berechnung und Vorausschätzung
übermittelt, welche einem Zeitmesser entspricht.
Danach werden die Dichten von Rauch und C-Gas wieder
verringert, was auf den Ausbruch des Feuers zur Zeit
t n zurückzuführen ist, und die Unsicherheitssignale u₂
und u₃ werden statt dessen übermittelt. In Beantwortung
der Unsicherheitssignale u₂ und u₃ erzeugt das ODER-Gatter
45 der logischen Bestimmungssektion 55 ein H-Niveau-
Ausgangssignal, welches zu einem Eingang des UND-Gatters
51 zugeführt wird. Zu dieser Zeit wird ein verzögertes
Ausgangssignal, das auf den Gefahrensignalen der vorangegangenen
Periode beruht, zum UND-Gatter 51 von der Verzögerungsschaltung
54 geliefert, und das UND-Gatter 51
ist in seinem Befähigungszustand. Folglich wird ein Feuersignal,
das auf den Unsicherheitssignalen u₂ und u₃ beruht,
mittels des UND-Gatters 51 und der ODER-Gatter 53 und 44 übermittelt.
Wenn die Differenzwert-Berechnungs- und -Bestimmungs-
Sektion 34 danach Sicherheit feststellt, welche auf der
Verminderung der Rauch- und CO Gas-Dichten beruht, und
kein Gefahrensignal und kein Unsicherheitssignal erzeugt
werden, seitdem das Ausgangssignal des ODER-Gatters 45,
basierend auf dem vorausgegangenen Unsicherheitssignal,
dem ODER-Gatter 49 zugeführt wird, nachdem es durch einen
Zyklus mittels der Verzögerungsschaltung 47 verzögert
worden ist, und wenn zu dieser Zeit ein verzögerter
Ausgangswert von der Verzögerungsschaltung 54 vom Ausgangswert
des vorangegangenen Feuersignals, basierend
auf dem Unsicherheitssignal, erzeugt wird, kommt das
UND-Gatter 51 in seinen leitfähigen Zustand und ein H-
Niveau-Ausgangswert, basierend auf dem Unsicherheitssignal
und verzögert durch die Verzögerungsschaltung 47
wird als Feuersignal über das ODER-Gatter 49, das UND-Gatter
51, das ODER-Gatter 53 und das ODER-Gatter 44 übermittelt.
Wenn danach eine bestimmte Zeitspanne seit dem Ausbruch
des Feuers vergangen ist, beginnen die Dichten von Rauch
und CO-Gas wieder anzusteigen. Deshalb werden wieder
Unsicherheitssignale u₂ und u₃ übermittelt, und diese
werden zu den Gefahrensignalen d₂ und d₃ umgeschaltet,
so daß ein Feuersignal als Ausgangswert des ODER-Gatters 44
fortgesetzt wird, unabhängig vom vorübergehenden Zustand,
welcher als sicher bestimmt worden ist.
Obwohl die logische Bestimmung auf der Grundlage des
Gefahrensignales ausgeführt worden ist, welches durch die
Kombination der Differenzwert-Methode und der Näherungsfunktions-
Methode des dritten Ausführungsbeispieles erhalten
worden ist, kann die Bestimmung eines Feuers derart
ausgeführt werden, daß ein Feuer dann festgestellt wird,
wenn wenigstens zwei Gefahrensignale von verschiedenen
Arten von Erkennungsdaten erhalten worden sind, gewonnen
durch die Feuerbestimmung gemäß der Differenzwertmethode
oder der Näherungsfunktions-Methode.
Wie es oben beschrieben worden ist, wird entsprechend der
vorliegenden Erfindung eine Zeit, die erforderlich ist,
um ein für die Menschen gefährliches Niveau zu erreichen,
berechnet und vorausgeschätzt auf der Basis der Daten
einer Änderung in den physikalischen Vorgängen der Umgebung,
und diese Zeit wird mit einer Zeit verglichen, die für
eine Flucht notwendig ist, um so einen Feueralarm zu geben,
der auf die Fluchtzeit bezogen ist. Folglich kann eine
geeignete Anleitung bzw. Führung für die Flucht durchgeführt
werden.
Claims (7)
1. Verfahren zur Auswertung von brandspezifischen Daten
in einem Feueralarmsystem, das aus mehreren, die brandspezifischen
Daten erfassenden Feuerdetektoren (1 a bis 1 n)
besteht, welche die erfaßten Daten zu einer Zentrale
(10) übermitteln, in der diese in einem Rechner zur Abgabe
von Feueralarmsignalen ausgewertet werden, indem der
Rechner die seriellen Daten der Feuerdetektoren vergleicht
und gegebenenfalls weitere Daten anfordert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feuerdetektoren (1 a bis 1 n) periodisch abgefragt
werden,
daß mit Hilfe der erfaßten Daten und ihrer zeitlichen Änderung eine zur Erreichung eines für Personen gefährlichen Brandniveaus erforderliche Zeit (R₁, R₂, R₃) vorausberechnet wird,
daß die vorausberechnete Zeit (R₁, R₂, R₃) mit einer zur Flucht von der Brandstelle erforderlichen, vorgegebenen Zeit (R S ) verglichen wird und
daß ein Feueralarm ausgegeben wird, sobald die vorausberechnete Zeit (R₁, R₂, R₃) kürzer ist als die vorgegebene Fluchtzeit (R S ).
daß mit Hilfe der erfaßten Daten und ihrer zeitlichen Änderung eine zur Erreichung eines für Personen gefährlichen Brandniveaus erforderliche Zeit (R₁, R₂, R₃) vorausberechnet wird,
daß die vorausberechnete Zeit (R₁, R₂, R₃) mit einer zur Flucht von der Brandstelle erforderlichen, vorgegebenen Zeit (R S ) verglichen wird und
daß ein Feueralarm ausgegeben wird, sobald die vorausberechnete Zeit (R₁, R₂, R₃) kürzer ist als die vorgegebene Fluchtzeit (R S ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Berechnungsschaltung (14) die ermittelten Daten
in eine Näherungsgleichung umwandelt und die Berechnung
und Vorausschätzung durch eine funktionale Näherungsmethode
ausführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Berechnungsschaltung (14) die Berechnung und Vorausschätzung
auf der Basis eines Differenzwertes ausführt,
der aus einer Differenz zwischen den soeben abgefragten
Daten und den vorher abgefragten Daten erhalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Berechnungsschaltung (14), welche einen durch eine
erste Berechnung ermittelten Differenzwert mittels der
Differenzwertmethode mit einem ersten und einem zweiten
Schwellenwertniveau vergleicht, ein Löschsignal zum Löschen
der ermittelten Daten abgibt, sobald der erhaltene Differenzwert
kleiner ist als das erste Schwellenwertniveau, ein
Feueralarmsignal abgibt, sobald der Differenzwert oberhalb
des zweiten Schwellenwertniveaus liegt, und eine zweite
Berechnung mittels der funktionalen Näherungsmethode ausführt,
sobald der Differenzwert größer ist als das erste
Schwellenwertniveau, aber kleiner ist als das zweite Schwellenwertniveau.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß es ferner eine logische Bestimmungsschaltung
(36) zur Berechnung und Auswertung bzw. zur
Bestimmung der ermittelten Daten mehrerer Arten von
physikalischen Vorgänge umfaßt, welche durch einen Brand
geändert werden, um so ein Feueralarmsignal abzugeben,
sobald die zur Erreichung des gefährlichen Niveaus
im Hinblick auf zwei oder mehr physikalische Vorgänge
erforderliche Zeit kürzer ist als die vorgegebene Fluchtzeit.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Berechnungsschaltung (14) vorgesehen
ist, um die periodisch abgefragten, ermittelten
Daten mit einem berechneten Anfangsniveau zu vergleichen,
um so die Berechnung und Auswertung nur dann zu beginnen,
wenn die genannten Ermittlungsdaten das genannte vorausberechnete
Anfangsniveau überschreiten.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die logische Bestimmungsschaltung
(36) ein Feuerniveau, das als ein Feuer beurteilt worden
ist, zusätzlich zum Gefahrenniveau, welches als gefährlich
für die Menschen beurteilt worden ist, feststellt und ein
Feueralarmsignal ausgibt, unabhängig von der Berechnung
und Vorauswertung, sobald die ermittelten Daten das
genannte Feuerniveau überschreiten.
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