WO2002095705A1 - Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung - Google Patents

Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2002095705A1
WO2002095705A1 PCT/DE2002/001385 DE0201385W WO02095705A1 WO 2002095705 A1 WO2002095705 A1 WO 2002095705A1 DE 0201385 W DE0201385 W DE 0201385W WO 02095705 A1 WO02095705 A1 WO 02095705A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fire
scattered light
detectors
smoke
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2002/001385
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2002095705B1 (de
Inventor
Michael Spohn
Hauke Dittmer
Kurt Lenkeit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minimax GmbH and Co KG
Preussag AG Minimax
Original Assignee
Minimax GmbH and Co KG
Preussag AG Minimax
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minimax GmbH and Co KG, Preussag AG Minimax filed Critical Minimax GmbH and Co KG
Priority to AT02737792T priority Critical patent/ATE292316T1/de
Priority to EP02737792A priority patent/EP1389331B1/de
Priority to DE50202632T priority patent/DE50202632D1/de
Publication of WO2002095705A1 publication Critical patent/WO2002095705A1/de
Publication of WO2002095705B1 publication Critical patent/WO2002095705B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/11—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas
    • G08B17/113—Constructional details

Definitions

  • Self-priming fire alarm systems are to be understood as fire alarm systems that have one or more suction pipes, the suction openings of which take air samples from the area of the system or room to be monitored and feed the fire detection detectors to measure different fire parameters.
  • Self-priming systems are used to advantage if only a low thermal develops during a smoldering fire and smoke particles only very slowly reach the detection area of the fire detectors, which are often located at greater distances.
  • suction openings can be located within certain areas of the system at risk, such as the housing of an electrical control cabinet or an EDP system, so that the air samples are more specific directly from the hazardous area
  • Plant objects can be removed and recorded together.
  • Such known systems are available in numerous variants and mostly use an LED or a laser diode as a scattered light source.
  • the light beams emitted by the light source pass through a measuring section through a sample volume and are scattered on existing smoke particles.
  • the inhomogeneously distributed scattered light is then one or more
  • the intensity of the scattering angle of the scattered light is u. a. depends on the
  • Receiving elements can draw conclusions about the number and in the
  • Laser measuring system operated with the air sample chamber and the gas supply.
  • Deceptive variables can be expected.
  • Representative partial quantities are taken from the ambient air or cooling air of a hazardous area to be monitored via two intake pipe systems and fed to a detector for recognizing a fire parameter.
  • Detector chamber plays an important role.
  • Scattered light principle includes smoke detector, the stray light receiver can be positioned at different scattering angles.
  • the optical scattered light measuring system be additionally equipped with a
  • Equip polarization filters and determine the degree of polarization of the scattered light.
  • a definite type of smoke can then be concluded from the clear correlation between the degree of polarization and the scattering angle.
  • Types of smoke with threshold values are stored in databases, which are then linked to the
  • Results of the scattered light and polarization measurement can be compared.
  • the fire alarm device according to the invention should be able to generate various alarm levels in accordance with the fire development, which permits the use of graduated flexible fire-fighting measures.
  • the aim is to minimize the frequency of false alarms while increasing the
  • Sensitivity of the system can be achieved.
  • Both the optical stray light measuring system and the gas sensors connected to a microcontroller system and / or a fire alarm system.
  • the invention also relates to a method for operating this fire detection device, which is characterized by the formation of a sum signal from the measured variables detected in different scattering angles of the optical scattered light measuring system and the measured variables detected by the additionally arranged gas sensors and / or the gas sensor array.
  • the receiving elements of the scattered light measuring system are arranged in the forward and backward scattering directions and their signal processing is designed in such a way that parameters, such as particle color, size and concentration, are characteristic of the particles in a defined sample volume by the simultaneous detection of the forward and backscatter angle ranges of detected signals can be determined.
  • the simultaneous detection and processing of the light beams scattered at different angles is particularly important with the measuring system receiver-microcontroller system.
  • Scattered light signals from the different scattered light angles allow a precise description of the particle distribution in the sample volume at a certain point in time, since the sample volume is not a static variable, but rather its parameters depend on the
  • fire detectors of various types such as temperature detectors or ionization smoke detectors
  • Fire alarm device arranged and connected to the microcontroller system and / or the fire alarm control center.
  • these detectors and also the gas sensors directly in the intake flow of the intake device their arrangement in a bypass to the intake pipe is also possible.
  • the measurement quantities determined by the latter fire detectors in the sample volume are also included in the signal processing of the fire detection device and are weighted accordingly using evaluation algorithms stored in a database.
  • Scattered light measuring system for the detection of smoke particles from a fire in combination with
  • Distribution can be detected very precisely with the highly sensitive scattered light measuring system.
  • gas sensors not only enable additional early detection
  • the additionally arranged gas sensors are particularly well suited, Reliably detect fire gases arising at the start of a fire, such as CO H2, CH4, as well as longer-chain saturated and unsaturated hydrocarbons and sulfur compounds.
  • a safe alarm is possible earlier than with the previously known self-priming systems.
  • an alarm is only given and in different presettable stages when the signal evaluation of the optical scattered light measuring system reaches or exceeds certain threshold values and at the same time the gas sensor (s) detect fire gases.
  • a broadband gas analysis of the aspirated air samples is possible by using several sensors that detect different types of gas or a sensor array.
  • a further improvement in gas detection is possible by knowing the type of fire or smoldering gas to be expected from the surveillance area.
  • the gas sensors to be provided for use in the fire alarm device can then be selected from a large number of different measuring cells (gas sensors) depending on the gases to be detected and allow the detection of very low gas concentrations in the ppb-
  • the comparison and the weighting of the measured variables determined by the different fire detectors of the fire detection device according to the invention therefore enables early and reliable fire detection.
  • Fire detectors also make it possible to characterize the course of the fire more precisely in terms of time and to carry out a fire course analysis.
  • the fire alarm device according to the invention in a ventilation shaft or the like in which an air flow flows at a certain speed.
  • Sampling can then take place e.g. B. through appropriately dimensioned openings in the housing of the fire detection device.
  • Fig. 1 the fire detection device according to the invention with an intake pipe
  • Fig. 2 is a flow chart for signal processing of the scattered light measuring system and additionally arranged detectors
  • Fig. 3 is a block diagram of the individual system components of the fire alarm device
  • FIG. 1 shows the fire alarm device 2 according to the invention, which is connected via the intake pipe 1 to the area of the plant or room which is to be monitored for a possible fire.
  • a plurality of suction pipes with a plurality of suction openings can also be arranged, or the suction pipes can be designed as flexible hoses, the openings of which suck air even from system areas which are difficult to access.
  • the air samples are sucked in continuously by means of a suction fan 3 with an adjustable constant flow rate and the measuring chamber
  • Intake pipe network can be designed for lengths of up to 200 m, for example.
  • a fault message is triggered in the event of impermissible deviations.
  • Light source 4, receiver elements 6, 8 and focusing optics 5, 7 are each separated from the sample volume of the aspirated flue gas by plexiglass shields (not shown).
  • the so-called bypass technique can also be used for areas of application with higher air speeds, such as exhaust air and air conditioning ducts.
  • Air samples are constantly taken from the channel to be monitored via a pipe system and passed through the measuring chamber of the scattered light measuring system, where the gas sensors 9 can also be arranged. In the standard measuring setup shown in Fig. 1, this is highly sensitive
  • Smoke particle measuring system 16 (FIG. 2) arranged at right angles to the air flow and shielded by the plexiglass panes mentioned.
  • It consists of a high-energy sheep-light source, preferably a laser diode 4 with collimation optics to generate scattered light intensities
  • Beam trap that absorbs the laser beam, as well as a collection
  • the detection volume is to be kept as small as possible and is essentially determined by the intersection volume of the focal points of the
  • the receiving elements 6, 8 and the collecting and focusing optics 5, 7 are arranged in such a way that the scattered light beams are detected from the solid angle segments of the forward direction and the backward direction.
  • the forward and backward scattered light then generates in the receiver elements an electrical signal proportional to the received scattered light intensity which is processed and stored in the connected microcontroller system 13 and / or a fire alarm control panel 15.
  • the measured values obtained according to this measuring principle are in relation to
  • Smoke particle concentration but also particle properties such as shape, color and
  • the high-energy light source for example laser diode
  • the high-energy light source is controlled with a pulsed driver circuit, which increases the service life of the light source many times over.
  • the modulated light pulses can only be triggered by the control electronics 13 if a new scattered light measurement is to take place.
  • gases that are produced at an early stage such as CO, H2, CH4, and longer-chain saturated and unsaturated hydrocarbons and
  • HCL fire-specific gases
  • Decomposition of PVC can be reliably detected by using special gas sensors.
  • the intelligent sensor according to the invention allows measurement variables of the gas sensor system
  • the direction and intensity of the light scattered on a particle depend on its shape, color, and size as well as the light wavelength.
  • Light portion 18 a statement that can be used for fire determination.
  • Further scattered light detectors are preferably arranged in the angular range between 5 ° and 45 ° affected by strong changes in the intensity.
  • one or more intensity indicators can be determined from vector sums of the angle-dependent scattered light intensities and one or more particle property indicators from the logarithmic ones
  • Comparative data of permitted determined smoke properties are stored in the smoke aerosol database 21.
  • the property vector obtained from 20 and the comparison data stored in FIG. 21 are then linked 22 to form the smoke identity number.
  • the smoke scattered light intensity of the highly sensitive measuring circuit 23 is then in
  • Method step 27 is evaluated with the measured variables determined by the gas sensor 24.
  • the measurement variables of an optional smoke sensor (ionization smoke elder or optical smoke detector) 25 and / or an optional temperature detector 26 can also be included in the evaluation.
  • the evaluation of the individual measured variables and the mutual dependency takes place with the aid of algorithms and comparative analyzes, which use data from test fires in a database 28.
  • the further method then provides for the comparison of the sum signal obtained from method step 27 with pre-parameterized threshold values and, with corresponding comparison results, leads to activation and display of assigned alarm stages 29.
  • Alarm levels of individual parameters can be provided in comparison with the assigned individual threshold value.
  • a CO alarm can be triggered when a
  • Fig. 3 shows the block diagram of the system components of the invention
  • the two highly sensitive measuring circuits 32 and 33 each process those of
  • the laser diode as the light source is driven in pulse form by a laser driver circuit 34, the pulses being supplied by the microcontroller system 13.
  • the diode laser is advantageously only operated at the time of measurement, which leads to a multiplication of the laser life.
  • the gas sensor system 35 and the optional temperature detector 37 are also via one A / D converter connected to the microcontroller system 13.
  • the sample-and-hold circuit 36 which enables the scattered light measured values to be detected simultaneously by the trigger pulses of the microcontroller system.
  • the microcontroller system 13 performs the analysis algorithms and evaluates gas and stray light measuring circuits, stores data and events, controls event-related displays and peripheral units, carries out communication with connectable peripherals 38 and compensates for environmental aerosol background drift of the sensitive stray light circles.
  • microcontroller system for measurement control, data analysis and storage
  • fire alarm control center building management system, control center PC
  • gas sensor fire gas sensor
  • sensor array e.g. CO sensor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine selbstansaugende Brandmeldeeinrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb mit eine Ansaugeinrichtung (1, 3, 10) zur regelbaren Ansaugung von Umgebungsluft aus einem Überwachungsbereich, welche ein hochempfindliches optisches Streulichtmesssystem (2, 16) mit einer hochenergetischen Lichtquelle (4) und einem oder mehreren Empfangselementen (6, 8) zur Detektion von in einem oder mehreren Streuwinkeln an den im Messbereich befindlichen Rauchpartikeln gestreuten optischen Strahlung aufweist. Die Empfangselemente (6, 8) des Streulichtmesssystems (2, 16) sind mit einem Mikrocontroller-System (13) und/oder einer Brandmeldezentrale (15) zur Datenanalyse und Speicherung verbunden. Erfindungsgemäss sind in der Brandmeldeeinrichtung zusätzlich ein oder mehrere Gassensoren (9) und/oder ein Gassensorarray (9) angeordnet sind, welche mindestens eine Brandgasart detektieren und signaltechnisch ebenfalls mit dem zentralen oder dezentralen Mikrocontroller-System (13) und/oder der Brandmeldezentrale (15) zur Signalauswertung verbunden.

Description

Selbstansaugende Brandmeldeeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine selbstansaugende Brandmeldeeinrichtung zur Überwachung von technischen Anlagen, Gebäuden und Lagerbereichen auf Entstehung von Bränden gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Unter selbstansaugenden Brandmeldeeinrichtungen sollen Brandmeldesysteme verstanden werden, welche über ein oder mehrere Ansaugrohre verfügen deren Ansaugöffnungen Luftproben aus den zu überwachenden Anlagen- oder Raumbereich entnehmen und den Branderkennungsdetektoren zur Messung verschiedener Brandkenngrößen zuführen.
Als Ansaugmittel zur Erzeugung eines kontinuierlichen Luftstroms aus dem Überwachungsbereich werden oft Lüfter oder Ventilatoren eingesetzt, verschiedentlich kommen aber auch Kolben- oder Membranpumpen zum Einsatz.
Selbstansaugende Systeme kommen dann vorteilhaft zum Einsatz, wenn sich bei einem Schwelbrand nur geringe Thermik entwickelt und Rauchpartikel nur sehr langsam den Detektionsbereich der oft in größerer Entfernung angebrachten Branddetektoren erreichen.
Das ist besonders in größeren Räumen und Lagerbereichen der Fall. In klimatisierten und zwangsbelüfteten Räumen wo z.T. wechselnde Luftströmungen und starke Verdünnungseffekte auftraten, lassen sich selbstansaugende Systeme höherer Empfindlichkeit sehr vorteilhaft für die Frühdetektion einsetzen.
Bei herkömmlichen Systemen, ohne Selbstansaugung, würde eine Alarmmeldung zu einem recht späten Zeitpunkt ausgelöst und die anschließenden Brandbekämpfungsmaßπahmen verzögert, was in Folge zu erheblich höheren Sach- und Personenschäden führen kann, als das bei einer frühzeitigeren Alarmauslösung der Fall wäre.
Bei klimatisierten und zwangsbelüfteten Anlagen wo sich durch sich ändernde Luftströmungsverhältnisse die thermische Konvektion in der Entstehungsphase eines Brandes kaum entwickeln kann, ist mit Systemen ohne Ansaugung eine Früherkennung kaum zu realisieren.
Ein weiterer Vorteil von selbstansaugenden Systemen besteht darin, dass sich die Ansaugöffnungen innerhalb bestimmter gefährdeter Anlagenbereiche, wie dem Gehäuse eines elektrischen Schaltschrankes oder einer EDV-Anlage befinden können, so das die Luftproben unmittelbar aus dem Gefährdungsbereich spezieller
Anlagenobjekte entnommen werden und zusammen erfaßt werden können.
Entstehungsbrände in Anlagenbereichen lassen sich dadurch frühzeitig detektieren und geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen.
In Abhängigkeit von Wertkonzentration, Brandrisiko und Gesamt-
Brandschutzkonzept kommen bei besonderer wirtschaftlicher Bedeutung einer
Brandfrüherkennung, für selbstansaugende Systeme in der Regel nur hochsensible Detektoren zum
Einsatz.
Optische Streulichtmeßsysteme als hochsensible Detektoren, haben sich dabei als gut geeignet erwiesen, Rauchpartikel Produkte der thermischen Zersetzung,
Ruß- oder Schwebeteilchen) auch in geringsten Mengen nachweisen zu können.
Solche bekannten Systeme sind in zahlreichen Varianten verfügbar und verwenden meist eine LED oder eine Laserdiode als Streulichtquelle. Die von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen durchlaufen dabei eine Meßstrecke durch ein Probenvolumen und werden an vorhandenen Rauchpartikeln gestreut. Das inhomogen verteilte Streulicht wird dann von einem oder mehreren
Empfangselementen (photoelektrische Detektoren) in eine meßbare elektrische
Signale umgewandelt.
Dabei ist Intensität des Streuwinkels des gestreuten Lichts u. a. abhängig von der
Lichtwellenlänge.Größe und Form, sowie den optischen Eigenschaften der im
Probenvolumen vorhandenen Rauchpartikel.
Aus der Analyse der Signalen der in verschiedenen Streuwinkeln angeordneten
Empfangselementen lassen sich Rückschlüsse auf die Anzahl und der im
Luftprobenvolumen vorhandenen Partikel ziehen.
Neuere Entwicklungen zur Detektion auch kleinster Mengen von Rauchaerosolen in einem angesaugten Probevolumen setzen zunehmend auf hochempfindliche und genauere lasergestützte Meßsysteme.
Hochenergetische Laserstrahiung hat den Vorteil beim Auftreffen auf
Rauchpartikel höhere und damit besser detektierbare Streulichtintensitäten zu liefern.
Durch die spektrale Schmalbandigkeit des Lasers ist die Eindeutigkeit resultierender
Meßwerte in Bezug auf die zugrundeliegende Streulichttheorie gegeben.
Dabei wird ein oft erheblicher konstruktive Aufwand zur optimalen Kopplung des
Laser-Meßsystems mit der Luftprobenkammer und der Gaszuführung betrieben.
Nachteilig bei hochempfindlichen Systemen ist die Gefahr von Fehlalarmen durch das unerwartete Auftreten nichtrelevante Brandkenngrößen
(z. B. Zigarettenrauch) oder die Einwirkung von Stör- oder Täuschungsgrößen wie Feinststaub oder
Wasserdampf auf die Detektoren.
Grundsätzlich ist es für die Detektorsysteme oft schwierig bestimmte Störgrößen oder zur Branderkennung nichtrelevante Partikel im Meßvolumen von zu detektierenden Rauchpartikeln zu unterscheiden.
Daher werden in der Brandschutztechnik zahlreiche Anstrengungen unternommen, Brandkenngrößen von Stör- oder Täuschungsgrößen zu unterscheiden, um Fehlalarme möglichst auszuschließen.
Optische Streulichtmeßsysteme können ohne zusätzliche Maßnahmen besonders dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo nur in geringem Umfang mit Stör- oder
Täuschungsgrößen zu rechnen ist.
Das sind insbesondere klimatisierte- und Reinraumbereiche, EDV-Anlagen,
Produktionseinrichtungen der Halbleiter- und Biotechnologie sowie
Telefon- und Kommunikationseinrichtungen.
Aus dem Gesagten wird deutlich, dass die Forderung nach immer empfindlicheren
Detektorsystemen zur Früherkennung von Bränden im Widerspruch zu den dann wachsenden Einfluß von Stör- und Täuschungsgrößen steht.
In der DE19605637 C1 wird ein Verfahren zur Luftstromüberwachung und eine
Vorrichtung zum Erkennen von Bränden nach dem Prinzip der
Luftprobenansaugung beschrieben.
Über zwei Ansaugrohrsysteme werden repräsentative Teilmengen aus der Raumiuft oder Kühlluft eines zu überwachenden gefährdeten Bereichs entnommen und einem Detektor zum Erkennen einer Brandkenngröße zugeführt.
Als wichtige Voraussetzung zur Früherkennung von Bränden wird die Erkennung von unerwünschten Störungen im Ansaugsystem, beispielsweise durch Verstopfungen der Ansaugöffnungen oder Brüche im Ansaugrohrsystem gewertet.
Dabei spielt die kontinuierliche Zuführung eines definierten Luftvolumens zur
Melderkammer eine wichtige Rolle.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Verwendung von jeweils einem Luftsfromsensor für jede der beiden Ansaugleitungen vorgeschlagen, deren Ausgangssignale abgeglichen und zur Überwachung des Luftstroms verwendet werden. Als weitere Maßnahme zur sicheren Detektion einer Brandkenngröße wird die mögliche Anordnung eines zweiten Detektors in einer zweiten Melderkammer des Brandmelders vorgeschlagen.
Nähere Angaben zu deren Art oder Verwendung werden jedoch nicht gemacht.
Die meisten der bisher bekannt gewordenen Entwicklungen zu selbstansaugendenBrandmeldeeinrichtungen haben es sich zu Ziel gesetzt, eine sichere Früherkennung von Bränden schon in der Entstehungsphase zu erreichen.
Dazu wurden zahlreiche Verbesserungen in den Ansaugsystemen oder in der Empfindlichkeit (Ansprechschwelle) der verwendeten (optischen)
Detektoren vorgeschlagen.
Um eine Verbesserung der Empfindlichkeit von Detektorsystemen zu erreichen, und den Einfluß von Stör- oder Täuschungsgrößen trotzdem gering zu halten wurden verschiedene Vorschläge gemacht.
So ist aus der DE4231088 A1 Feueralarmsystem bekannt, weiches einen nach dem
Streulichtprinziep arbeitenden Rauchdetektor umfaßt, dessen Streulichtempfänger in unterschiedlichen Streuwinkeln positioniert sein können.
Um ein genaueres Bild der im Probevolumen befindlichen Partikel zu erhalten, wird vorgeschlagen, das optischen Streulichtmeßsystem zusätzlich mit einem
Polarisationsfilter auszustatten und den Polarisationsgrad des gestreuten Lichts zu bestimmen.
Aus der eindeutigen Korrelation zwischen Polarisationsgrad und Streuwinkel läßt sich dann auf einen bestimmten Rauchtyp schließen.
Durch experimentelle Versuche mit Testbränden wurden unterschiedliche Muster von
Rauchtypen mit Schwellwerten in Datenbanken gespeichert, die dann mit den
Ergebnissen der Streulicht- und Polarisationsmessung verglichen werden.
Aus dem Vergleich beider Rauchmuster sollen sich dann Hinweise auf den Feuertyp ergeben.
Auch bei dieser bekannten Brandmeideeinrichtung sind keine Angaben zur sicheren Unterscheidung zwischen immer vorhandenen Stör- und Täuschungsgrößen und den als Brandkenngröße in Erscheinung tretenden Rauchpartikel zu finden.
Aus den bekannten Nachteilen des Standes der Technik leitet sich daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ab, eine Brandmeldeeinrichtung zu schaffen, welche Enstehungsbrände frühzeitig detektiert und trotzdem in der Lage ist, die als Stör- oder Täuschungsgrößen auftretenden, und für die Brandenstehung und den Brandverlauf nicht relevanten
Brandkenngrößen sicher zu unterscheiden.
Weiterhin soll die erfindungsgemäße Brandmeldeeinrichtung in der Lage sein, entsprechend der Brandentwicklung verschiedene Alarmstufen zu generieren, welche die Anwendung abgestufter flexibler Brandbekämpfungsmaßnahmen erlaubt.
Dabei soll eine Minimierung der Fehlalarmhäufigkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der
Sensibilität des Systems erzielt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen ein hochempfindliches optisches
Streulichtmeßsystem durch zusätzliche Anordnung von einem oder mehreren
Gassensoren oder einem Gassensorarray zu ergänzen, und die Meßgrößen der einzelnen Detektoren zu einer logischen
Alarmstufengenerierung zu verknüpfen.
Dabei sind sowohl das optische Streulichtmeßsystem, wie auch die Gassensoren signaltechnisch mit einem Mikrocontroller-System und/oder einer Brandmeldezentrale verbunden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb dieser Brandmeldeeinrichtung welches durch die Bildung eines Summensignals aus den in verschiedenen Streuwinkeln des optischen Streulichtmeßsystems angeordneten Empfangselementen detektierten Meßgrößen und den von den zusätzlich angeordneten Gassensoren und/oder dem Gassensorarray detektierten Meßgrößen gekennzeichnet ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die Empfangselemente des Streulichtmeßsystems in Vorwärts- und Rückwärtsstreurichtung angeordnet und deren Signalverarbeitung derart ausgebildet, dass für die in einem definierten Probenvolumen befindlichen Partikeln charakteristischen Parameter, wie Partikelfarbe, Größe und Konzentration durch die gleichzeitige Erfassung der in Vorwärts- und Rückwärtsstreuwinkelbereichen detektierten Signalen bestimmbar sind.
Die gleichzeitige Erfassung und Verarbeitung der unter den verschiedenen Winkeln gestreuten Lichtstrahlen ist durch das Meßsystem Empfänger-Mikrocontroller-System besonders wichtig.
Nur durch die gleichzeitige Erfassung und Verarbeitung der empfangenen
Streulichtsignale aus den unterschiedlichen Streulichtwinkeln ist eine genaue Beschreibung der Partikelverteilung im Probenvolumen zu einem bestimmten Zeitpunkt möglich, da es sich bei dem Probenvolumen um keine statische Größe handelt , sondern sich dessen Parameter in Abhängigkeit von der
Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugeinrichtung ständig verändern.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung können auch Branddetektoren verschiedener Bauart, wie Temperaturmelder oder lonisationsrauchmelder in der erfindungsgemäßen selbstansaugenden Brandmeldeeinrichtung angeordnet und mit dem Mikrocontroller-System und/oder der Brandmeldezentrale signaltechnisch verbunden werden. Dabei ist neben der bevorzugten Anordnung dieser Detektoren sowie auch der Gassensoren direkt im Ansaugstrom der Ansaugeinrichtung auch deren Anordnung in einem Bypass zum Ansaugrohr möglich.
Erfindungsgemäß werden auch die von den letztgenannten Branddetektoren im Probenvolumen ermittelten Meßgrößen in die Signaiverarbeitung der Brandmeldeeinrichtung einbezσgen und anhand der in einer Datenbank gespeicherten Werte durch Bewertungsalgorithmen entsprechend gewichtet.
Die erfindungsgemäße Anordnung eines hochempfindlichen optischen
Streulichtmeßsystems zur Detektion von Rauchpartikeln eines Brandes in Kombination mit
Gassensoren und/oder eines Gassensorarrays in einer Brandmeldeeinrichtung zur
Detektion von Brandgasen oder/und brandlastspezifischen Gasen weist gegenüber dem bekannten Stand der Technik zahlreiche Vorteile auf.
In einer fortgeschrittenen Brandphase bei zunehmender Temperatur erhöhte
Emissionen von Produkten der vollständigen Verbrennung, wie CO2 und H2O, sowie
Rußpartikel und Rauchaerosole auf Die Rauchpartikel unterschiedlicher Größe und
Verteilung lassen sich mit dem hochempfindlichen Streulichtmeßsystem sehr genau nachweisen.
Demgegenüber ermöglicht die Gassensorik nicht nur die zusätzliche frühzeitige
Detektion einer Brandentstehungskenngröße sondern auch die Überprüfung und Wichtung der Meßergebnisse des
Streulichtsystems durch die Meßgrößen der Gassensoren oder des
Gassensorarrays.
Die zusätzlich angeordneten Gassensoren sind, wie allgemein bekannt, besonders gut geeignet die schon, zu Beginn eines Brandes entstehenden Brandgase, wie z.B. CO H2, CH4sowie längerkettige gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen zuverlässig zu detektieren. Durch die Verknüpfung und logische Verarbeitung der jeweiligen Brandkenngrößen ist eine sichere Alarmierung früher als bei den bisher bekannten selbstansaugenden Systemen möglich. Eine Alarmierung erfolgt jedoch nur dann und in verschiedenen voreinstellbaren Stufen, wenn die Signalauswertung des optischen Streulichtmeßsystems bestimmte Schwellwerte erreicht oder übersteigt und gleichzeitig auch der oder die Gassensoren Brandgase detektieren.
Durch Verwendung mehrerer unterschiedliche Gasarten detektierende Sensoren oder eines Sensorarrays ist eine breitbandige Gasanalyse der angesaugten Luftproben möglich.
Eine weitere Verbesserung der Gasdetektion ist durch die Kenntnis der Art der aus dem Überwachungsbereich zu erwartenden Brand- oder Schwelgase möglich.
So sind die häufigste Ursache für Entstehungsbrände in Kabelschächten oder anderen Hohl- und Zwischenräumen von Geräten und Anlagen, die darin verlaufenden elektrischen Kabel, Anschlüsse und Verbindungen.
Die meist engbegrenzten Überhitzungen können zu Schwelbränden führen, bei denen materialspezifische, gasförmige Produkte (Pyrolysegase) wie HCL in unterschiedlichen Konzentrationen freigesetzt werden.
Die zur Verwendung in der Brandmeldeeinrichtung vorzusehenden Gassensoren können dann in Abhängigkeit von den nachzuweisenden Gasen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Meßzellen (Gassensoren) ausgewählt werden und erlauben den meßtechnischen Nachweis schon von sehr geringen Gaskonzentrationen im ppb-
Bereich.
Wie auch bei der Rauchpartikeldetektion durch das optische Streulichtmeßsystem, werden in der Gassensorik entsprechende Brandmuster ermittelt (Testbrände) und elektronisch gespeichert. Die derart erhaltenen Datenbanken werden beispielsweise in den Speicherbereich des Mikrocontroler-Systems implementiert und stehen den aktuell ermittelten
Meßgrößen als Vergleichsdaten zur Verfügung.
Der Vergleich und die Wichtung der von den verschiedenen Brandmeldern der erfindungsgemäßen Brandmeldeeinrichtung ermittelten Meßgrößen erlaubt daher eine frühzeitige und sichere Branderkennung.
Fehlalarme durch Stör- oder Täuschungsgrößen können weitestgehend ausgeschlossen werden.
Werden die Daten der Branderkennungseinrichtung oder mehrerer solcher
Einrichtungen durch eine zentrale Monitoreinheit, vorzugsweise eine
Brandmeldezentrale verarbeitet, ist es durch zyklische Abfragen der einzelnen
Branddetektoren auch möglich den Brandverlauf zeitlich genauer zu charakterisieren und eine Brandverlaufsanaiyse zu erstellen.
Diese kann dann sehr nützlich zur Einleitung von Gegenmaßnahmen verwendet werden und zur Bestimmung entsprechend des Gefährdungsgrades abgestuften
Vorwarnzeiten dienen.
Es liegt auch in dem Bereich der Erfindung die beschriebene Brandmeldeeinrichtung ohne Selbstansaugung zu betreiben.
So ist es durchaus möglich die erfindungsgemäße Brandmeldeeinrichtung in einen Lüftungsschacht oder Ähnlichen anzuordnen in welchem ein Luftstrom mit einer bestimmten Geschwindigkeit fließt.
Die Probennahme kann dann z. B. durch entsprechend dimensionierte Öffnungen im Gehäuse der Brandmeldeeinrichtung erfolgen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen nun Anhand von Zeichnungen und eines
Ausführungsbeispiels erläutert werden.
Es zeigen :
Fig. 1 die erfindungsgemäße Brandmeldeeinrichtung mit einem Ansaugrohr, Fig. 2 einen Flußplan zur Signalverarbeitung des Streulichtmeßsystems und der zusätzlich angeordneten Detektoren, Fig. 3 ein Blockschaltbild der einzelnen Systemkomponenten der Brandmeldeeinrichtung
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Brandmeldeeinrichtung 2, welche über das Ansaugrohr 1 mit dem Anlagen- oder Raumbereich, der auf eine mögliche Brandentstehung überwacht werden soll, verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform können auch mehrere Ansaugrohre mit mehreren Ansaugöffnungen angeordnet sein, oder die Ansaugrohre können als flexible Schläuche, deren Öffnungen Luft auch aus schwer zugänglichen Anlagenbereichen ansaugen, ausgebildet sein.
Die Luftproben werden kontinuierlich mittels Ansauglüfter 3 mit einer einsteilbaren konstanten Strömungsgeschwindigkeit angesaugt und der Meßkammer
(Probenvolumen) der Brandmeldeeinrichtung 2 zugeführt.
Unter Berücksichtigung zulässiger maximaler ransportzeiten, kann das
Ansaugrohrnetz beispielsweise auf Längen von bis zu 200 m ausgelegt sein.
Mit dem Luftstromsensor 10 wird die Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten
Luft gemessen und mit dem eingestelltem Sollwert verglichen.
Bei unzulässigen Abweichungen wird eine Störungsmeldung ausgelöst.
Lichtquelle 4, Empfängerelemente 6,8 und die Fokussieroptiken 5,7 werden dabei jeweils durch Plexiglasabschirmungen (nicht eingezeichnet) vom Probenvolumen des angesaugten Rauchgases getrennt.
Für Einsatzbereiche mit höheren Luftgeschwiπdigkeiten, wie bei Abluft- und Klimakanälen, kann auch die sogenannte Bypass-Technik verwendet werden. Dabei werden über ein Rohrsystem ständig Luftproben aus dem zu überwachenden Kanal entnommen und durch die Meßkammer des Streulichtmeßsystems geleitet wo auch die Gassensoren 9 angeordnet sein können. In dem in Fig. 1 dargestelltem Standard-Meßaufbau ist das hochempfindliche
Rauchpartikel Meßsystem 16 (Fig. 2) im rechten Winkel zum Luftstrom angeordnet und durch die genannten Plexiglasscheiben abgeschirmt.
Es besteht aus einer hochenergetischen schmafbandigen Lichtquelle, vorzugsweise einer Laserdiode 4 mit Kollimationsoptik zur Erzeugung von Streu lichtintensitäten an
Rauchpartikeln im Kolli ationsbrennpunkt, dazu einer gegenüberliegenden
Strahlenfalle, die den Laserstrahl absorbiert, sowie jeweils einer Sammel- und
Fokussieroptik 5,7,welche das gestreute Licht des zugeordneten
Raumwinkelsegments auf die jeweiligen Empfangselemente 6,8 (optische
Detektoren) abbilden.
Das Detektionsvolumen ist für die genaue Analyse so klein wie möglich zu halten und wird im wesentlichen bestimmt durch das Schnittvolumen der Brennpunkte der
Linsensysteme mit dem Durchmesser des Laserstrahls in dessen Kollimations-
Brennpunkt.
Dabei sind die Empfangseiemente 6,8 und die Sammel- und Fokussieroptiken 5,7 derart angeordnet, dass die gestreuten Lichtstrahlen aus den Raumwinkelsegmenten von Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung detektiert werden.
Das vorwärts- und rückwärtsgestreute Licht erzeugt dann in den Empfängerelementen ein der empfangenen Streulichtintensität proportionales elektrisches Signal welches in dem angeschlossenem Mikrocontroller-System 13 und/oder einer Brandmeldezentrale 15 verarbeitet und gespeichert wird.
Die nach diesem Meßprinzip gewonnenen Meßwerte stehen im Verhältnis zur
Rauchpartikelkonzentration, aber auch zu Partikeleigenschaften wie Form Farbe und
Größe.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Branderkennungssystems wird die hochenergetische Lichtquelle (z. B. Laserdiode) mit einer gepulsten Treiberschaltung angesteuert, was die Lebensdauer der Lichtquelle um ein Vielfaches erhöht. Die modulierten Lichtimpulse sind nur dann von der Steuerelektronik 13 auszulösen, wenn eine erneute Streuiichtmessung erfolgen soll.
Erfindungsgemäß werden ein- oder mehrere Gassensoren 9 oder ein aus mehreren
Gassensoren bestehendes Gassensorarray im Ansaugstrom oder einem Bypass angeordnet und über Signalleitungen mit dem Mikrocontroller-System 13 und/oder der Brandmeidezentrale 15 verbunden.
Dabei können verschiedene Gasmelder oder ein Gassensorarray zum Einsatz kommen und unterschiedliche, eine frühe Brandentstehungsphase kennzeichnende
Brandgase detektieren.
Das sind insbesondere die frühzeitig entstehenden Gase, wie CO, H2, CH4, sowie längerkettige gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe und
Schwefelverbindungen, aber auch brandlastspezifische Gase (z.B. HCL), wie sie bei der thermischen
Zersetzung von PVC entstehen, lassen sich durch die Verwendung spezieller Gassensoren sicher detektieren.
Die logische Verarbeitung und Verknüpfung der Streulichtsignale mit den
Meßgrößen der Gassensorik erlaubt die erfindungsgemäße intelligente
Branderkennung.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich zur Signalverarbeitung der Streulicht- und der anderen Detektor Signale und in Abhängigkeit der verwendeten Analysekriterien ein- oder mehrere Mikroprozessoren als dezentrale Recheneinheiten zu verwenden.
In Fig. 2 sind die einzelnen Verfahrensschritte zur Signalverarbeitung der Branderkennungseinrichtung dargestellt.
Gemäß der auf das Streulichtmeßsystem anzuwendenden Mie-Streulicht-Theorie hängen Richtung und Intensität des an einem Partikel gestreuten Lichtes von dessen Form, Farbe, und Größe sowie der Lichtwellenlänge ab.
Sind Lichtwellenlänge, optische Leistung und die Streuwinkel durch entsprechende Anordnung der Empfangselemente bekannt und werden die gemessenen Streulichtintensität logisch verknüpft, lassen sich Rückschlüsse auf die Eigenschaften und Verteilung (Konzentration) der
Rauchpartikel im Probenvolumen ziehen.
Noch genauere Aussagen erhält man durch die Streulicht-Intensitätsmessung von mehr als zwei Streuwinkeln 17, 18, 19.
Erfindungsgemäß bringt die zeitgleiche Messung und Auswertung des in
Vorwätsrichtung gestreuten Lichtanteils 17 mit dem in Rückwätsrichtung gestreuten
Lichtanteils 18 eine zur Brandbestimmung gut verwertbare Aussage.
In der angegebenen Ausführung haben sich als praktische brauchbare Werte für die
Streuwinkelsegmente für den jeweiligen Meßkanal in Vorwärtsrichtung etwa 20 ° +/-
4° und in Rückwärtsrichtung 160° +/- 4° erwiesen.
Weitere Streulichtdetektoren (Empfangselemente) werden vorzugsweise in den von starken lntesitätsänderungen betroffenen Winkelbereich zwischen 5° und 45° angeordnet.
Danach läßt sich eine oder mehrere Intensitätskennzahlen aus Vektorsummen der winkelabhängigen Streulichtintensitäten ermitteln und eine oder mehrere Partikeleigenschaftskennzahlen aus den logarithmierten
Verhältnissen der winkelabhängigen Streulichtintensitätenbestimmen.
Nach der Erfassung der Werte einzelner Streulichtintensitäten aus den verschiedenen Raumwinkeln 17, 18, 19, werden diese im nächsten Verfahrensschritt
20 zu einem Eigenschaftsvektor normiert (Klassifizierung z. B. nach Größe, Farbe und Brechungsindex). In der Rauchaerosol-Datenbank 21 sind Vergleichsdaten zulässiger ermittelter Raucheigenschaften abgespeichert.
Der aus 20 erhaltene Eigenschaftsvektor und die in 21 abgelegten Vergleichsdaten werden dann zur Rauch-Identitätskennzahl verknüpft 22.
Die Rauch-Streulichtintensität des hochempfindlichen Meßkreises 23 wird dann im
Verfahrensschritt 27 mit den vom Gassensor 24 ermittelten Meßgrößen bewertet. Zusätzlich können auch die Meßgrößen eines optionalen Rauchsensors (lonisationsrauch elder oder optischer Rauchmelder) 25 und/oder eines optionalen Temperaturmelders 26 in die Bewertung einbezogen werden. Die Bewertung der einzelnen Meßgrößen und der gegenseitigen Abhängigkeit erfolgt mit Hilfe von Algorithmen und Vergleichsanalysen, die auf Daten von Testbränden in einer Datenbank 28 zurückgreifen.
Das weitere Verfahren sieht dann den Vergleich des aus Verfahrensschritt 27 erhaltenen Summensignals mit vorparametrierten Schwellenwerten vor und führt bei entsprechenden Vergleichsergebnissen zur Ansteuerung und Anzeige zugeordneter Alarmstufen 29.
Zusätzlich kann auch die optionale Einzelanzeige oder Einzelansteuerung 30 von
Alarmstufen individueller Kenngrößen im Vergleich mit dem zugeordneten individuellen Schwellenwert vorgesehen werden.
Beispielsweise kann CO-Alarm ausgelöst werden bei Überschreitung einer
Höchstkonzentration unbeachtlich weiterer Meßgrößen.
Auch für das Streu lichtmeßsystem 16 kann eine optionale Einzelanzeige oder
Einzelansteuerung von Alarmstufen vorgesehen werden.
Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild der Systemkomponenten der erfindungsgemäßen
Branderkennungseinrichtung.
Die beiden hochempfindlichen Meßkreise 32 und 33 verarbeiten jeweils die von den
Empfangselementen 6,8 gelieferten Streusignale.
Die Laserdiode als Lichtquelle wird von einer Lasertreiberschaltung 34 Impulsförmig angesteuert, wobei die Impulse durch das Mikrocontroller-System 13 geliefert werden.
Vorteilhafterweise wird der Diodenlaser nur zum Meßzeitpunkt betrieben, was zu einer Vervielfachung der Laserlebensdauer führt.
Die Gassensorik 35 und der optionale Temperaturmeider 37 sind ebenfalls über einen A/D-Wandler mit dem Mikrocontroller-System 13, verbunden. Von besonderer Bedeutung sind die Abtast-Halte Schaltung 36, welche durch die Triggerimpulse des Mikrocontroler-Systems die zeitgleiche Erfassung der Streulicht- Meßwerte ermöglicht.
Dadurch lassen sich erfindungsgemäß genauere Angaben über die Konzentration und Eigenschaften der im Probenvolumen enthaltenen Rauchaerosole erzielen, insbesondere statistische Aussagen zum Auftrittsverhalten von bestimmten Partikeleigenschaftskennzahlen lassen eine gute Selektion für die Weiterverarbeitung möglich werden.
Das Mikrocontroller-System 13 führt die Analysealgorithmen durch und bewertet Gas- und Streulichtmeßkreise , speichert Daten und Ereignisse, steuert ereignisbedingt Anzeigen und periphere Einheiten, führt die Kommunikation mit anschließbarer Peripherie 38 sowie die Kompensation umweltbedingter Aerosolhintergrunddrift der empfindlichen Streulichtkreise durch.
Bezugszeichenliste
1 Ansaugeinrichtung mit Ansaugrohr
2 Brandmeldeeinrichtüng
3 Ansauglüfter
4 Hochenergetische schmalbandige Lichtquelle (z. B. Laserdiode)
5 Sammel- und Fokussieroptik für den ersten Streulichtmeßkreis
6 Empfangselement (Detektor) für den ersten Streuwinkel
7 Sammel- und Fokussieroptik für den zweiten Streulichtmeßkreis
8 Empfangselement (Detektor) für den zweiten Streuwinkel
9 Gassensor oder Sensorarray
10 Luftstromsensor
11 Temperaturmelder oder Wärmesensor
12 lonisationsrauchmelder oder optischer Rauchmelder
13 Mikrocontroller-System (zur Meßsteuerung, Datenanalyse und Speicherung)
14 Anzeige- und Steuermodule (Relais, LCD, LEDs)
15 Brandmeldezentrale (Gebäudeleittechnik, Leitstellen-PC)
Bezugszeichenerklärung zum Flußbild Signalverarbeitung der der Branderkennungseinrichtung
16 Hochempfindliches Rauchpartikel-Streulicht-Meßsystem 7 Streulichtintensität aus Streuwinkel α1
18 Streulichtintensität aus Streuwinkel α2
19 Streulichtintensität aus Streuwinkel an
20 Normierung der Werte zum Eigenschaftsvektor
21 Rauchpartikel-Datenbank (Vergleichsdaten zulässiger ermittelter Raucheigenschaften) 2 Verarbeitung des Eigenschaftsvektors durch 21 und zeitliches Auftrittsverhalten zu Rauchintensitätskennzahl 23 Rauch-Streulichtintensität des hochempfindlichen Meßkreises 16
24 Gassensor (Brandgassensor) oder Sensorarray (z. B. CO-Sensor)
25 Optionaler Rauchdetektor (lonisationsrauchdetektor, optischer Rauchdetektor)
26 Optionaler Temperaturmelder (Temperatursensor)
27 Bewertung der Intensitäten von Streulicht- und Gassensoren zum Summensignal mittels 29 und zeitlicher Korrelation, optional gehen auch die Meßgrößen des Temperaturmelders (26) und des Rauchdetektors (25) ein.
28 Bewertungsalgorithmen aus Datenbank ermittelter Testbrände
29 Vergleich des Summensignals mit vorparametrierten Schwellwerten, Ansteuerung und Anzeige zugeordneter Alarmstufen
30 Optionale Einzelanzeige bzw. Ansteuerung von Alarmstufen individueller Kenngrößen aus dem Vergleich mit dem individuellem Schwellwert
31 Optionale Einzelanzeige bzw. Ansteuerung von Alarmstufen des hochempfindlichen Streulichtmeßsystems zur Frühwarnung
Bezugszeichenerklärung zum Blockschaltbild Fig. 3 Systemkomponenten
32 Hochempfindlicher Meßkreis Vorwärtsstreuwinkelbereich
33 Hochempfindlicher Meßkreis Rückwärtsstreuwinkelbereich
34 Lasertreiberschaltung, durch μP-Puls nur zur Meßzeit betrieben
35 Meßkreis der Gassensorik 6 Abtast-Halte Schaltungen 7 Optionaler Temperatur- und/oder Rauchsensor-Meßkreis 8 Periphere Konfigurations und Steuereinheiten
(Konfigurations- und Monitoring-PC, Brandmelde- und Löschsteuerzentralen)

Claims

Patentansprüche
ή. Selbstansaugende Brandmeldeeinrichtüng zur Überwachung von brand- und/oder explosionsgefährdeten Anlagen und Gebäuden, umfassend eine Ansaugeinrichtung (1 , 3, 10) zur regelbaren Aπsaugung von Umgebungsluft aus dem Überwachungsbereich, ein hochempfindliches optisches Streulichtmeßsystem (2,16) mit einer hochenergetischen Lichtquelle (4) und einem oder mehreren Empfangselementen (6,8) zur Detektion von in einem oder mehreren Streuwinkeln an den im Meßbereich befindlichen Rauchpartikeln gestreuten optischen Strahlung, wobei die Empfangselemente (6,8) des Streulichtmeßsystems (2) mit einem Mikrocontroller-System (13) und/oder einer Brandmeldezentrale (15) zur Datenanalyse und Speicherung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein oder mehrere Gassensoren (9) und/oder ein Gassensorarray (9) angeordnet sind, welche mindestens eine Brandgasart detektieren und signaltechnisch ebenfalls mit dem zentralen oder dezentralen Mikrocontroller-System (13) und/oder der Brandmeldezentrale (15) zur Signalauswertung verbunden sind.
2. Brandmeldeeinrichtüng nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Gassensoren (9) im Luftstrom des Ansaugrohrs (1 ) oder in einem
Bypass angeordnet sind und als elektrochemischer Gassensor, Halbleitergassensor, lonenmobilitätsspektrometer oder Wärmetönungssensor zur Detektion von
Brandgasen wie CO, H2, CH4, sowie längerkettigen gesättigten und ungesättigten
Kohlenwasserstoff und Schwefelverbindungen oder brandlastspezifischen Gasen wie
HCL ausgebildet sind, wobei sie unterschiedliche Meßbereiche für verschiedene und/oder gleiche Gasarten aufweisen.
3. Brandmeldeeinrichtüng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Streulichtmeßsystem (2) mindestes zwei Empfangselemente (6,8) aufweist, die zum Meßvolumen des Probenstroms aus dem Ansaugrohr (1) derart angeordnet sind, dass die an den Rauchpartikeln gestreute optische Strahlung in einem Vorwärtsstreuwinkelbereich und einem Rückwärtsstreuwinkelbereich gleichzeitig detektierbar ist und die parallel erhaltenen Meßwerte im Mikrocontroller- System (13) oder einer Brandmeldezentrale (15) zu einer die Aerosole im Meßvolumen charakterisierenden Meßgröße verarbeitbar sind.
4. Brandmeldeeinrichtüng nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass weitere, nach unterschiedlichen Meßprinzipien arbeitende Branddetektoren (11 , 12) angeordnet sind, wie beispielsweise lonisationsrauchmelder (12) oder optische Rauchmelder (vorzugsweise andere Wellenlängen, Empfindlichkeitsbereiche oder Meßprinzipien als das empfindliche Streulichtsystem) (12) und/oder Temperaturmelder (11), welche ebenfalls signaltechnisch mit dem Mikrocontroller- System (13) und/oder der Brandmeldezentrale (15) zur Auswertung der im Probevolumen ermittelten Meßsignale verbunden sind.
5. Verfahren zum Betrieb einer Brandmeldeeinrichtüng nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die einzelnen an den Streulichtempfängern (17, 18, 19) des Streulichtmeßsystem (16) generierten Streulichtsignale an das Mikrocontroller- System (13) übertragen werden und eine gleichzeitige gemeinsame Verarbeitung der von einem oder mehreren zusätzlichen Gassensoren (9) oder einem Sensorarray gelieferten und ebenfalls an den Mikrocontroller (13) übertragenen Meßwerte zu einem Summensignal (27) stattfindet, und anschließend ein Vergleich des derart erzeugten Summensignals mit vorparametrierten abgespeicherten Schwellwerten (29) erfolgt und wobei die Ergebnisse des Vergleichs die Entscheidungsgrundlage zur Auslösung von Alarmsignalen oder/und von Alarmstufen bilden.
6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass auch die von den zusätzlich angeordneten Brandmeldern (11 ,12), wie dem lonisationsrauchmelder (12) und/oder dem Temperaturmelder (11 ) generierten
Meßgrößen in die Bewertung des Summensignals(27) einbezogen werden
7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass für die Bewertung der von den verschiedenen zusätzlich angeordneten
Brandmeldern (,24,25,26) gelieferten Meßgrößen durch Vergleich von in einer Datenbanken (28) gespeicherten Bewertungsoperatoren erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der anzusteuernden Alarmstufen von der oder den Meßgrößen der einzelnen Brandmeider (11 ,12,24,25,26), dem Summensignal des Streulichtmeßsystems (13) und dem Gesamtsummensignal (27) erfolgt und in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten des Überwachungsbereichs oder dem spezifischen Einsatzzweck einstellbar ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Meßgrößen der einzelnen Detektoren zu einer Brandverlaufsanaiyse verknüpft und deren Ergebnisse, z.B. an (15,38), angezeigt werden.
PCT/DE2002/001385 2001-05-23 2002-04-15 Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung Ceased WO2002095705A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT02737792T ATE292316T1 (de) 2001-05-23 2002-04-15 Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung
EP02737792A EP1389331B1 (de) 2001-05-23 2002-04-15 Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung
DE50202632T DE50202632D1 (de) 2001-05-23 2002-04-15 Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10124280.8 2001-05-23
DE10124280A DE10124280A1 (de) 2001-05-23 2001-05-23 Selbstansaugende Brandmeldeeinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2002095705A1 true WO2002095705A1 (de) 2002-11-28
WO2002095705B1 WO2002095705B1 (de) 2003-03-20

Family

ID=7685294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2002/001385 Ceased WO2002095705A1 (de) 2001-05-23 2002-04-15 Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1389331B1 (de)
CN (1) CN1462418A (de)
AT (1) ATE292316T1 (de)
DE (2) DE10124280A1 (de)
ES (1) ES2239232T3 (de)
WO (1) WO2002095705A1 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069571A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Vision Products Pty Ltd Improved detector
WO2008109932A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-18 Xtralis Technologies Ltd Method and system for particle detection
WO2010100549A3 (de) * 2009-03-05 2010-11-11 Markus Dantler Partikel-analyseverfahren und -geräte für verunreinigte fluide
WO2014181082A1 (en) * 2013-05-04 2014-11-13 Protec Fire Detection Plc Improvements in and relating to aspirating smoke detectors
EP2839448B1 (de) 2012-09-07 2015-07-22 Amrona AG Vorrichtung und verfahren zum detektieren von streulichtsignalen
EP3350592A4 (de) * 2015-09-17 2019-05-22 Fike Corporation System und verfahren zur detektion des schwelens in verfahren mit kontinuierlichem luftstrom
CN110624198A (zh) * 2019-10-18 2019-12-31 国网河南省电力公司濮阳供电公司 城市开闭所消防灭火系统
CN113804517A (zh) * 2021-09-28 2021-12-17 浙江富春江环保科技研究有限公司 一种基于边界报警的二噁英在线检测系统
CN115938062A (zh) * 2022-11-18 2023-04-07 江苏荣夏安全科技有限公司 一种电气设备自动灭火系统及方法
US11783688B2 (en) 2018-03-13 2023-10-10 Carrier Corporation Aspirating detector system

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10300848B4 (de) * 2003-01-10 2005-02-17 Hekatron Vertriebs Gmbh Brandschalter für Lüftungsanlagen
DE10344188B3 (de) * 2003-09-22 2005-05-25 Minimax Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Brand-, Rauch- und Funktionsüberwachung von Rotorblättern in Windenergieanlagen und Windenergieanlage
DE10347030A1 (de) * 2003-10-09 2005-05-04 Ind Elektronik Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Betrieb haustechnischer Anlagen unter Einbeziehung von Sicherheits- und Überwachungsfunktionen
DE102006011565B4 (de) * 2006-03-10 2008-01-31 Eads Deutschland Gmbh Gassensorsystem
DE102010039230B3 (de) 2010-08-11 2012-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Auswerten von Streulichtsignalen bei einem optischen Gefahrenmelder sowie Ausgeben einer Staub-/Dampf-Warnung oder eines Brandalarms
DE102012020127B4 (de) 2012-10-15 2016-06-09 Telesystems Thorwarth Gmbh Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für mehrere brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse
CN103956023A (zh) * 2014-05-22 2014-07-30 深圳市康凯斯信息技术有限公司 基于蓝牙的家庭安防系统
US9990842B2 (en) 2014-06-03 2018-06-05 Carrier Corporation Learning alarms for nuisance and false alarm reduction
WO2018089654A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 Carrier Corporation High sensitivity fiber optic based detection
EP3584774B1 (de) * 2018-06-19 2025-03-05 Wagner Group GmbH Streulichtdetektor und ansaugbranderkennungssystem mit einem streulichtdetektor
CN109030295A (zh) * 2018-08-30 2018-12-18 安徽乐锦记食品有限公司 一种面包加工异常报警装置用烟雾抽取检测装置
CN109283108A (zh) * 2018-08-30 2019-01-29 安徽乐锦记食品有限公司 一种面包加工异常报警装置
DE102019117703A1 (de) * 2019-07-01 2021-01-07 Kristina Döring Vorrichtung und Verfahren zur Detektion eines Brandes in einer Lager- und/oder Förderanlage
US11506586B2 (en) * 2020-08-17 2022-11-22 Carrier Corporation Photoelectric smoke sensor tube
DE102020127219A1 (de) 2020-10-15 2022-04-21 Fagus-Grecon Greten Gmbh Und Co Kg Vorrichtung und Verfahren zur messtechnischen Erfassung feuerartiger Erscheinungen, sowie System zur Beseitigung eines durch eine feuerartige Erscheinung erzeugten Gefahrenzustands
CN114419830A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 江苏南工科技集团有限公司 一种基于权值算法技术的热解粒子火灾探测早期预警方法
CN121577584B (zh) * 2026-01-26 2026-04-14 清华大学合肥公共安全研究院 烟雾甲烷复合探测器及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5280272A (en) * 1991-09-20 1994-01-18 Hochiki Kabushiki Kaisha Fire alarm system which distinguishes between different types of smoke
US5726633A (en) * 1995-09-29 1998-03-10 Pittway Corporation Apparatus and method for discrimination of fire types
EP1006500A2 (de) * 1998-12-04 2000-06-07 Pittway Corporation Rauchmelder mit Absaugeinheit und Durchflussmesser
US6235243B1 (en) * 1991-08-14 2001-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Gas sensor array for detecting individual gas constituents in a gas mixture

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235243B1 (en) * 1991-08-14 2001-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Gas sensor array for detecting individual gas constituents in a gas mixture
US5280272A (en) * 1991-09-20 1994-01-18 Hochiki Kabushiki Kaisha Fire alarm system which distinguishes between different types of smoke
US5726633A (en) * 1995-09-29 1998-03-10 Pittway Corporation Apparatus and method for discrimination of fire types
EP1006500A2 (de) * 1998-12-04 2000-06-07 Pittway Corporation Rauchmelder mit Absaugeinheit und Durchflussmesser

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069571A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Vision Products Pty Ltd Improved detector
WO2008109932A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-18 Xtralis Technologies Ltd Method and system for particle detection
WO2010100549A3 (de) * 2009-03-05 2010-11-11 Markus Dantler Partikel-analyseverfahren und -geräte für verunreinigte fluide
US8813540B2 (en) 2009-03-05 2014-08-26 MaxDeTec AG Analysis methods and devices for fluids
EP2839448B1 (de) 2012-09-07 2015-07-22 Amrona AG Vorrichtung und verfahren zum detektieren von streulichtsignalen
US9576458B2 (en) 2013-05-04 2017-02-21 Protec Fire Detection Plc Aspirating smoke detectors
WO2014181082A1 (en) * 2013-05-04 2014-11-13 Protec Fire Detection Plc Improvements in and relating to aspirating smoke detectors
EP3350592A4 (de) * 2015-09-17 2019-05-22 Fike Corporation System und verfahren zur detektion des schwelens in verfahren mit kontinuierlichem luftstrom
US11783688B2 (en) 2018-03-13 2023-10-10 Carrier Corporation Aspirating detector system
CN110624198A (zh) * 2019-10-18 2019-12-31 国网河南省电力公司濮阳供电公司 城市开闭所消防灭火系统
CN113804517A (zh) * 2021-09-28 2021-12-17 浙江富春江环保科技研究有限公司 一种基于边界报警的二噁英在线检测系统
CN113804517B (zh) * 2021-09-28 2022-05-03 浙江富春江环保科技研究有限公司 一种基于边界报警的二噁英在线检测系统
CN115938062A (zh) * 2022-11-18 2023-04-07 江苏荣夏安全科技有限公司 一种电气设备自动灭火系统及方法
CN115938062B (zh) * 2022-11-18 2024-01-23 江苏荣夏安全科技有限公司 一种电气设备自动灭火系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE50202632D1 (de) 2005-05-04
WO2002095705B1 (de) 2003-03-20
CN1462418A (zh) 2003-12-17
EP1389331B1 (de) 2005-03-30
EP1389331A1 (de) 2004-02-18
DE10124280A1 (de) 2002-12-12
ATE292316T1 (de) 2005-04-15
ES2239232T3 (es) 2005-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1389331B1 (de) Selbstansaugende brandmeldeeinrichtung
EP2839448B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum detektieren von streulichtsignalen
DE69434352T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Rauchmeldesystem
DE19781742B4 (de) Nachweis von Schmutzstoffen in der Luft
EP1709428B1 (de) Verfahren zur auswertung eines streulichtsignals und streulichtdetektor zur durchführung des verfahrens
EP2603907B1 (de) Auswerten von streulichtsignalen bei einem optischen gefahrenmelder sowie ausgeben einer staub- / dampf-warnung oder eines brandalarms
DE69821671T2 (de) Brandmeldeanlagen
DE19781749B4 (de) System zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Filters
DE69605559T2 (de) Glasbruchdetektor
DE102011119431A1 (de) Streustrahlungsbrandmelder und Verfahren zur automatischen Erkennung einer Brandsituation
WO1999045515A1 (de) Brandmelder
EP0338218A1 (de) Verfahren zur Brandfrüherkennung
DE60203752T2 (de) Brandmelder
DE69806404T2 (de) Partikeldetektion mit hoher empfindlichkeit
EP3465647A1 (de) Verfahren und gefahrenmelder zur erkennung von rauch
DE102012201703A1 (de) Automatischer Brandmelder zur Detektion von Bränden
DE112020002849T5 (de) Optischer Partikelsensor
EP3096130B1 (de) Vorrichtung zur identifikation von aerosolen
DE20121682U1 (de) Selbstansaugende Brandmeldeeinrichtung
EP0421100B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Gefahrenzuständen in einem Raum
CH686914A5 (de) Brandmeldesystem zur Frueherkennung von Braenden.
DE102013208533B4 (de) Brandmelder mit einem Selbstüberwachungsmodul
EP1300816A1 (de) Verfahren und System zur Erkennung von Bränden in Räumen
EP2053574B1 (de) Rauchmelder mit Teilchenunterdrückung
DE102018216909B4 (de) Optische Brandsensorvorrichtung und entsprechendes Branderfassungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002737792

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 02801569X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
B Later publication of amended claims
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002737792

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2002737792

Country of ref document: EP