DE3612347A1

DE3612347A1 - Sammelverfahren von feuerdaten und feuerdetektor, der dieses verfahren verwendet und feuermeldeanlage, die ebenfalls dieses verfahren verwendet

Info

Publication number: DE3612347A1
Application number: DE19863612347
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Chiba Ishii; Takashi Yokohama Kanagawa Ono; Shigeru Hiratsuka Kanagawa Otani
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1986-04-12
Publication date: 1986-10-16
Anticipated expiration: 2006-04-13
Also published as: GB2175721A; NO861381L; AU592784B2; GB2175721B; CH666759A5; GB8608883D0; JPH0445000B2; ATA96686A; FI85917C; FI85917B; AT400776B; US4749986A; FR2580937A1; NO168616B; NO168616C; AU5575586A; FI861532A; DE3612347C2; JPS61237197A; DE3612347C3

Description

PATENTANWALT Fasanenstr. 7 DIPL.-ING. WERNER LORENZ 7920 Heidenheim

Akte: OK 1519 07.04.1986 - sb Anmelder:

Hochiki Kabushiki Kaisha
10-43, Kamiosaki 2-chome
Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Sammelverfahren von Feuerdaten und Feuerdetektor, der dieses Verfahren verwendet und Feuermeldeanlage, die ebenfalls dieses Verfahren verwendet

Die Erfindung betrifft ein Sammelverfahren von Feuerdaten, welches in analoger Form eine durch ein Feuer verursachte physikalische Veränderung einer Erscheinung sammelt, und welches eine Feuerbestimmung durchführt basierend auf Daten, die durch Verarbeiten der analogen Meldewerte erhalten wurden, und einen Feuerdetektor bzw. Feuermelder, der das Verfahren verwendet und ein Feueralarmsystem bzw. eine Feuermeldeanlage, welche das Verfahren ebenfalls benutzt.

Vor kurzem wurde nach vielen Studien eine sogenannte analoge Feuermeldeanlage entwickelt, bei welcher analoge Melder bzw. Detektoren vorgesehen sind, die jeweils eine angepaßte Meldesektion aufweisen zum Feststellen einer Veränderung in analoger Form von physikalischen Erscheinungen, wie z.B. Rauchdichte, Temperatur usw., die durch ein Feuer verursacht wurden, und eine zentrale Signalstation angepaßt ist, um analoge Meldewerte von den analogen Meldern zu erhalten und eine Feuerermittlung auf der Basis der analogen Meldewerte durchzuführen.

In einer solchen analogen Feuermeldeanlage ist eine Vielzahl von analogen Meldern zum Feststellen einer Veränderung der physikalischen Erscheinungen mit einer Signalleitung verbunden, die von der zentralen Signalstation abgeleitet ist, und die analogen Melder werden sequentiell abgerufen in einer vorbestimmten Abtastperiode gemäß einem Abrufsystem, so daß die zentrale Signalstation die analogen Meldewerte von den respektiven analogen Meldern sammeln kann. Im besonderen geben eine Vielzahl von analogen Meldern sequentiell, mit Zeitverzögerungen, die respektiven analogen Meldewerte an eine einzelne zentrale Signalstation zurück.

Daher erhält die zentrale Signalstation in Art einer Zeitaufteilung die analogen Meldewerte von den respektiven analogen Meldern. Um solche analoge Meldewerte zu sammeln, die von den respektiven analogen Meldern, und zwar so viele wie möglich in einer Zeiteinheit, getrennt zurückgegeben werden, ist die Abtastperiode für jeden der analogen Melder so weit wie möglich gekürzt, und die analogen Meldewerte werden von jedem der analogen Melder gesammelt. Die analogen Meldewerte, die durch ein solches Abtasten bzw. eine Momentwertbildung erhalten werden, werden weiterhin gleitenden Durchschnittsberechnungen unterzogen und/oder einfacher Durchschnittsberechnung, so daß eine Feuerbestimmung auf der Basis von durch gleitenden Durchschnittsberechnungen und/- oder einfache Durchschnittsberechnung verarbeitete Daten durchgeführt werden kann.

Jedoch bringt eine solche Feuermeldeanlage, bei welcher die Abtastperiode so kurz wie möglich angesetzt wird, einige Probleme mit sich, obwohl viele analoge Meldewerte von jedem der analogen Melder innerhalb einer Zeiteinheit erhalten werden können.

Im besonderen angegeben, erhält die zentrale Signalstation ebenso als Daten Geräuschkomponenten, die eingemischt werden zu der Zeit des Meldevorganges durch den respektiven analogen Melder und zu dem Zeitpunkt der analogen Meldewerteübermittlung, die auf einen solchen Meldevorgang folgt, zusammen mit Signal komponenten, die diese Änderungen in den physikalischen Erscheinungen wie Rauchdichte, Temperatur, usw. aufgrund von Feuer verkörpern. Die zentrale Signalstation verarbeitet dann die Daten, die die Geräuschkomponenten zusätzlich zu den Signal komponenten enthalten, so daß es eine beträchtliche Zeit dauert, um Feuerbestimmung durchzuführen, oder es besteht auch die Möglichkeit einer Falschmeldung einer Feuerbedingung bzw. Feuervoraussetzung, wenn die Geräuschkomponenten beträchtlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sammel verfahren vorzusehen, das geeignet ist, wirksam Geräuschkomponenten zu beseitigen, die in die respektiven analogen Meldewerte eingemischt sind, wie Rauchbestimmungswerte, Temperaturbestimmungswerte, usw., und welches geeignet ist zum genauen Bestimmen von Feuervoraussetzungen auf der Basis von realen Signal komponenten und einen Feuermelder und eine Feuermeldeanlage, die beide jeweils das Verfahren verwenden.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, enthält ein Sammelverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung

Feststellen einer Veränderung der physikalischen Erscheinungen, die durch ein Feuer verursacht werden, in einer analogen Form,

Abtasten, Abrufen bzw. Bilden von Momentwerten der analogen MeI dewerte,

-X-

Berechnen der gleitenden Durchschnittswerte der Zeitserienabtastwerte zum Filtern,

Festsetzen bzw. Erstellen der Abtastperiode und einer Anzahl von Glättwertdaten bzw. laufenden Daten, die vorgesehen sind für die gleitende bzw. laufende Durchschnittsberechnung, so daß eine Grenzfrequenz bzw. kritische oder Abschaltfrequenz des Filters mit der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der analogen Meldewerte koinzident sein kann.

Ein Feuermelder gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Feststel 1 Sektion zum Feststellen in analoger Form einer Veränderung der physikalischen Erscheinungen, die durch Feuer verursacht werden, und zum Ausgeben der analogen Meldewerte, einen Filter, der eine Abtastsektion zum Abtasten bzw. Momentwertbildung der analogen Meldewerte enthält und eine Rechensektion zum Berechnen der gleitenden Durchschnittswerte des Ausganges der Zeitserienabtastwerte vom Abtastdatenausgang der Abtastsektion, und eine Steuer- bzw. KontrollSektion zum Kontrollieren bzw. Steuern einer Abtastperiode der Abtastsektion, und eine Anzahl von Glättwertdaten, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, so daß eine Grenzfrequenz des Filters koinzident sein kann mit der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der analogen Meldewerte.

Eine Feuermeldean!age gemäß der vorliegenden Erfindung, welche eine Signalstation enthält, mindestens eine Feststellsektion zum Feststellen in analoger Form einer Veränderung der physikalischen Erscheinungen, die durch ein Feuer verursacht werden, und zum Ausgeben der analogen Meldewerte ist mit der Signalstation verbunden, die einen Filter aufweist, welcher eine Abtastsektion zum Abtasten der analogen Meldewerte und eine Rechensektion zum Berechnen der gleitenden Durchschnittswerte der Zeitserienabtastwerte enthält, die von der

-X-

Abtastsektion ausgegeben werden, und eine Steuersektion zum Steuern der Abtastperiode der Abtastsektion und einer Anzahl von Glättwertdaten, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, so daß eine Grenzfrequenz des Filters koinzident sein kann mit der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten, die die analogen Meldewerte verändern.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen effektiven Erhalt von und ein effektives Verarbeiten von Daten entsprechend den Rauchmeldewerten und Temperaturmeldewerten, respektive, und kann die Zuverlässigkeit der Feuermeldeanlage sehr verbessern.

Es zeigt:

Fig. 1: ein Blockdiagramm einer Gesamtkonstruktion der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2: ein Diagramm von Signalwellenformen, die die Antwort des Feuermelders auf ein Abrufen von der zentralen Signalstation darstellen,

Fig. 3: ein Diagramm von Signalwel lenformen, die die Abrufimpulse in einer vergrößerten Skala darstellen und die erhaltene Zeit der Meldewerte angeben in Beziehung auf die respektiven Abruf impul se,

Fig. 4: graphische Darstellungen, die jeweils die Beziehung zwischen der Nummer Ns der Glättwertdaten, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, und der Abtastperiode Ts darstellen, wenn die Grenzfrequenz für die Rauchmeldewerte bei 10,2 mHz angesetzt ist, und eine Beziehung zwischen der Nummer Nh der Glatt-

tr -X-

wertdaten, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, und der Abtastperiode Th, wenn die Grenzfrequenz für die Temperaturmeldewerte bei 50 mHz angesetzt ist, respektive,

Fig. 5: eine graphische Darstellung eines Übertragungskoeffizienten in Beziehung auf Frequenzkomponenten der Rauchmeldewerte,

Fig. 6: eine ähnliche graphische Darstellung eines

Koeffizientensystems in Beziehung auf Frequenzkomponenten der Temperaturmeldewerte, und

Fig. 7: eine graphische Darstellung eine Verteilung der Zeitanzahlen, in welchen die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten zwischen den Frequenzkomponenten erscheint, die sich mit der Zeit der Rauchdichte- und Temperaturmeldewerte im Frühstadium eines Feuers verändern.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Am Anfang werden Experimentergebnisse, auf welchen die vorliegende Erfindung beruht, anhand der Fig. 7 erklärt. \

^! Fig. 7 bezieht sich auf Rauchdichtewerte und Temperaturwerte

bei einem Frühstadium eines Feuers und zeigt die Anzahl des Erscheinens der Maximumfrequenz der Hauptkomponente, die zwischen den Frequenzkomponenten der respektiven Daten erscheint. Genauer gesagt, gibt die Ordinate die Anzahl der Zeiten und die Abszisse eine Frequenz (mHz) an. Der Rauch ist durch eine weiße Säule angezeigt und die Temperatur durch eine schattierte (gestrichelte) Säule in Intervallen von 5 mHz.

Verschiedene Feuerexperimente wurden durchgeführt und die analogen Meldewerte von Rauch und Temperatur in einem Frühstadium eines Feuers wurden analysiert. Die Analyseergebnisse offenbaren, daß im Falle von Rauch die Maximumfrequenz der Frequenzkomponenten, welche Geräuschkomponenten enthalten, 35 mHz ist, und die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten, von denen Geräuschkomponenten ausgeschaltet bzw. eleminiert wurden, 10 mHz ist, wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist. Im Falle von Temperatur ist die Maximumfrequenz der Frequenzkomponenten, die die Geräuschkomponenten enthalten, 180 mHz, und die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten, von denen Geräuschkomponenten elemeniert worden sind, ist 40 mHz, wie in Fig. 7 dargestellt. Es könnte sich jedoch die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten ensprechend einer Größe des Raumes verändern, in dem die Experimente durchgeführt werden, weshalb sie größer sein sollte als in Fig. 7 dargestellt, wenn andere Umstände in Betracht gezogen werden. Daher wird die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten bei 20 mHz veranschlagt im Falle von Rauch und bei 60 mHz im Falle von Temperatur.

Bei der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung - wie nachfolgend beschrieben - ist die Grenzfrequenz eines Filters durch eine Abtastperiode und eine Anzahl von Abtastwerten bestimmt, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, so daß die Grenzfrequenz koinzident sein kann mit der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten zwischen den Frequenzkomponenten der analogen Werte von der Feuerbestimmungssektion.

In Fig. 1 ist eine Gesamtformation einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dargestellt.

1 ist eine zentrale Signalstation, von welcher eine Energiezufuhr/Signalleitung L abgeleitet ist bzw. abzeigt. Eine Vielzahl von Rauchmeldern 2a, 2b,...2n, die je eine Rauchfeststen Sektion zum analogen Feststellen einer Veränderung der Rauchdichte, die durch Feuer verursacht ist, und eine Vielzahl von Temperature! dem 3a, 3b, ...3n, die je eine Temperaturfeststel1 Sektion zum Feststellen in analoger Form einer Veränderung der Temperatur aufgrund eines Feuers aufweisen, sind mit der Energiezufuhr/Signal 1 eitung L verbunden.

Die Vielzahl der Rauchmelder 2a, 2b,...2n und die Vielzahl der Temperaturmelder 3a, 3b,...3n sind zugeteilt mit ihren jeweiligen eigenen Adressennummern, und sie geben sequentiell analoge Meldewerte an die zentrale Signalstation zurück als Antwort auf die FoIgeabrufung bzw. Folgesteuerung von der zentralen Signalstation. Genauer gesagt, enthält jeder der Rauchmelder 2a, 2b,...2n einen Windowkomparator zum Feststellen einer Impulsspannung einer Spannung V2 und einen Impulszähler zum Zählen der Impulsausgaben des Windowkomparators. Jeder Rauchmelder zählt die Abrufimpulse von der zentralen Signalstation 1, und wenn die Anzahl der gezählten Impulse koinzident wird mit der respektiven Adressennummer, gibt er die Rauchmeldewerte in Stromart der zentralen Signalstation 1 während einer Leerzeit zurück, d.h., dem Intervall zwischen den Abrufimpulsen. Ähnlich enthält jeder der Vielzahl der Temperaturmelder 3a, 3b,...3n einen Windowkomparator zum Feststellen einer Impulsspannung einer Spannung V3 und einen Impulszähler zum Zählen der Impulsausgaben des Windowkomparators, um die abgerufenen Impulse der Pulsspannung V3 von der zentralen Signalstation zu zählen. Wenn die Zählnummer der Impulse mit den respektiven Adressennummern koinzident wird, gibt jeder der Temperaturmelder die Temperaturmeldewerte in Stromart während einer Leerzeit des Intervalles zwischen den Abrufimpulsen zurück. In diesem Zusammenhang wird vermerkt, daß die Antwort eines jeden Rauchmelders

2a, 2b,...2n höher angesetzt ist als die Grenzfrequenz fcs der Rauchdichtewerte, wie im einzelnen später näher beschrieben wird, und die Antwort eines jeden Temperaturmelders 3a, 3b,...3n ist höher angesetzt als die Grenzfrequenz fch der Temperaturwerte.

Die Innenstruktur der zentralen Signalstation wird nun beschrieben.

Die zentrale Signalstation 1 enthält einen Digitalfilter 4, einen Steuerabschnitt 11 zum Steuern des Digita!filters 4, eine Feuerbestimmungssektion 9 zum Feststellen eines Feuers auf der Basis der verarbeiteten Daten von dem Digitalfilter 4, und eine Alarmsektion 10 zum Geben eines Feueralarms als Antwort auf eine Anweisung von der Feuerbestimmungssektion 9. Der Digitalfilter 4 enthält eine Sammel- bzw. Abtastsektion 5, eine A/D-Umwandlungssektion 6, eine Speichersektion 7 und eine Rechensektion 8.

Die Abtastsektion 5 übermittelt jede Ts-Sekunden-Periode als Antwort auf eine Anweisung von der Steuersektion 11, Abrufimpulse der Spannung V2 zu den Rauchmeldern 2a, 2b,...2n und übermittelt jede Th-Sekunden-Periode als Antwort auf eine Anweisung von der Steuersektion 11 Abrufimpulse einer Spannung V3 zu den Temperaturdetektoren 3a, 3b,... 3n, um die Rauchmel dewerte jede Ts-Sekunden-Periode und die Temperaturmeldewerte jede Th-Sekunden-Periode abzutasten.

Die A/D-Umwandlungssektion 6 führt eine A/D-Umwandlung der Abtast- bzw. Momentbildungswerte von der Abtastsektion 5 durch, und die Speichersektion 7 speichert sequentiell als Antwort auf Anweisungen von der Steuersektion 11 die A/D-umgewandelten Abtastwerte zu den Adressen der respektiven Melder. Die Rechensektion 8 ist Eingang für die gespeicherten Daten von der Speichersektion 7 und berechnet als Antwort auf Anweisungen von der Steuersektion 11 einen gleitenden

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bzw. laufenden Durchschnitt jeder Ns-Rauchdichtewerte in Zeitsequenzen und einen gleitenden bzw. laufenden Durchschnitt jeder Nh-Temperaturwerte in Zeitfolgen.

Die Datenübermittlungszeiten der Rauchmelder und der Temperaturmelder als Antwort auf den Abruf von der Abtastsektion 5 werden nun anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Wie in Fig. 2 dargestellt, übermittelt die Abtastsektion 5 Abrufimpulse als Antwort auf die Anweisung von der Steuersektion 11 und übermittelt jede Ts-Sekunden-Periode (z.B. 14 Sekunden) den Rauchmeldern die Abrufimpulse IS, 2S, 3S ..., die eine Impulsspannung aufweisen, in welcher die Spannung V2 (z.B. 35 Volt) eine Spannung Vl (z.B. 28 Volt) überlagert. Die Abtastsektion 5 tastet die analogen Daten eines jeden Rauchmelders 2a, 2b....2n sequentiell ab und erhält die Abtastwerte als Rauchdichtewerte IS, 2S, 3S... jede Ts-Sekunden-Periode. Auf ähnliche Weise übermittelt die Abtastsektion 5 jede Th-Periode (z.B. 4 Sekunden) Abrufimpulse IH, 2H, 3H..., die eine Impulsspannung aufweisen, in welcher die Spannung V3 (z.B. 40 Volt) eine Spannung Vl überlagert, den Temperaturdetektoren. Die Abtastsektion 5 prüft bzw. tastet dann die analogen Daten eines jeden Temperaturmelders 3a, 3b,...3n sequentiell ab und erhält die Abtastwerte als Temperaturwerte IH, 2H, 3H... jede Th-Sekunden-Periode. Die Grundspannung für den Abrufimpuls, d.h., die Spannung Vl (z.B. 28 Volt), wird angewandt als eine Energiequellenspannung für die respektiven Feuermelder.

Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Skala den Abrufimpuls IS für den Rauchmelder und den Abrufimpuls IH für den Temperaturmelder wie in Fig. 2 dargestellt. Fig. 3 zeigt ebenso die erhaltenen Zeitfolgen der Rauchdichtewerte IS und der Temperaturwerte, die zu den jeweiligen Abrufimpulse IS und/bzw. IH, gehören. Wie in Fig. 3 dargestellt werden die Abrufimpulse IS für die Rauchmelder 2a, 2b, ...2n, so viele wie die An-

/IS

-χ.

zahl der angeordneten Rauchmelder (z.B. 100), jede T3-Periode übermittelt (z.B. jede 10 Minuten). Im besonderen werden die Abrufimpulse durch eine Abrufzeit Tl für die Rauchdetektoren 2a, 2b,

Tl = T3 χ 100

= 10 (ms) χ 100

= 1000 (ms)

= 1 (s)

(1)

übertragen und die Rauchdichtefeststellwerte werden erhalten während Leerzeiten, Impulsintervallen der Abrufimpulse, von den jeweiligen entsprechenden Rauchmeldern. Auf ähnliche Weise werden die Abrufimpulse IH für die Temperaturmelder 3a, 3b,...3n, so viele wie die Anzahl der angeordneten Temperaturmelder (z.B. 100) jede T4-Periode übermittelt (z.B. jede 10 Minuten). Im besonderen werden die Abrufimpulse während einer Abrufzeit T2 für die Temperaturmelder 3a, 3b,...3n wie angegeben durch:

T2 = T4 χ 100 = 10 (ms) χ 100 = 1000 (ms) = 1 (s)

(2)

übermittelt und die Temperaturfeststen werte werden innerhalb von Leerzeiten, Impulsintervallen der Abrufimpulse, von den entsprechenden respektiven Rauchmeldern erhalten.

Die Funktion des Digital filters 4, d.h. die Beziehung zwischen den Abtastperioden Ts, Th der Abtastsektion 5 und die Anzahl der Glättwertdaten Ns, Nh wird nun beschrieben. Die Glättwertdatenzahl Ns ist Zeitserienwert bezüglich der Rauchdichtewerte, die in der Speichersektion 7 gespeichert sind und vorgesehen sind für die gleitende Durchschnittsberechnung durch die Rechensektion 8, wohingegen die Glättwertda-

tenzahl Nh der Zei tsen'enwert bezüglich den Temperaturwerten zwischen den in der Speichersektion 7 gespeicherten Daten ist.

In Fig. 4 ist die Kurve A eine graphische Darstellung der Abtastperiode Ts in Bezug auf die Glättwertdatenanzahl Ns, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind. In dieser graphischen Darstellung ist der Wert von 1/(Ts χ Ns) angesetzt bei einem Wert (z.B. 0.Ό102 Hz), welcher niedriger ist als die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Rauchfeststellung, d.h., bei einer Grenzfrequenz von 10,2 mHz. Die Kurve B der Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Abtastperiode Th in Verbindung mit der Glättwertdatenanzahl , die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen ist. In der graphischen Darstellung ist der Wert von 1/(Th χ Nh) angesetzt bei einem Wert (z.B. 0,05 Hz, d.h., einer Grenzfrequenz von 50 mHz), der niedriger ist als die Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Temperaturfeststel-1 ung.

Wie aus der graphischen Darstellung A ersichtlich, ist für die Rauchdichtewerte, wie in Fig. 4 dargestellt, wenn der Wert von 1/(Ts χ Ns) bei 0,0102 Hz angesetzt ist, die Beziehung zwischen der Abtastperiode Ts der Abtastsektion 5 und der Glättwertdatenzahl Ns der Rechensektion 8 wie folgt. Wenn die Glättwertzahl Ns bei 7 angesetzt ist, ist die Abtastperiode Ts bei 14 Sekunden angesetzt, und wenn die Glättwertzahl Ns bei 5 angesetzt ist, dann ist die Abtastperiode Ts bei 19,6 Sekunden angesetzt. Der Wert von 1/(Ts χ Ns) ist nicht beschränkt auf 10,2 mHz und die Abtastperiode Ts in Beziehung auf die Glättwertzahl Ns wird geeignet ausgewählt, so daß der Wert von 1/(Ts χ Ns) niedriger sein kann als 20 mHz, angenommen bei wirklichem Feuer.

Auf ähnliche Weise, wie ersichtlich aus der graphischen Darstellung B ist für die Temperaturwerte wie in Fig. 4 dargestellt, wenn der Wert von 1/(Th χ Nh) bei 50 mHz angesetzt ist, die Beziehung zwischen der Abtastperiode Th der Abtastsektion 5 und die Glättwertzahl Nh der Rechensektion 8 wie folgt. Wenn die Glättwertzahl bei 5 liegt, ist die Abtastperiode Th bei 4 Sekunden ausgewählt, und wenn die Glättwertzahl Nh bei 3 liegt, dann ist die Abtastperiode Th bei 6,7 Sekunden ausgewählt. Der Wert von 1/(Th χ Nh) ist nicht auf 50 mHz beschränkt, und die Abtastperiode Th im Verhältnis zu der Glättwertzahl Nh kann geeignet ausgewählt werden, so daß der Wert von 1/(Th χ Nh) niedriger als 60 mHz sein kann.

Nun wird der Arbeitsvorgang beschrieben, wenn der Wert von 1/(Ts χ Ns) bei 10,2 mHz für Rauch und der Wert von 1/(Th χ Nh) bei 50 mHz für die Temperatur angesetzt ist.

In diesem Falle, wenn die Glättwertzahl Ns für die Rauchfeststellwerte von den Rauchdetektoren 2a, 2b,...2n bei 7 ausgewählt ist, wie die graphische Abbildung in Fig. 4 zeigt, ist die Abtastperiode Ts 14 Sekunden. Bei den Temperaturfeststellwerten von den Temperaturmeldern 3a, 3b,...3n, wenn die Glättwertzahl Nh bei 5 angesetzt ist, wie aus der graphischen Darstellung in Fig. 4 ersichtlich, ist die Abtastperiode Th 4 Sekunden. Genauer gesagt, tastet die Abtastsektion 5 als Antwort auf die Anweisungen von der Steuersektion 11 die Rauchmeldewerte von den Rauchmeldern und die Temperaturmeldewerte von den Temperaturmeldern, jeweils alle Abtastperioden ab, und gibt die abgetasteten Werte an die A/D-Umwandlungssektion 6 ab.

Die Speichersektion 7 speichert die Abtastwerte, die A/D-umgewandelt wurden durch die A/D-Umwandlungssektion 6 bei den zugeteilten Adressen der respektiven Feuermelder. Die Rechensektion 8 ist Eingang für die gespeicherten Daten von der Speichersektion 7 und führt eine Berechnungsverarbeitung als

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Antwort auf eine Anweisung von der Steuersektion 11 durch. Genauer gesagt, berechnet die Rechensektion 8 sequentiell gleitende Durchschnitte, immer wenn sieben Rauchdichtewerte kontinuierlich für die respektiven Adressen der Rauchmelder erhalten wurden und berechnet sequentiell gleitende Durchschnitte, immer wenn fünf Temperaturwerte für die respektiven Adressen der Temperaturmelder erhalten wurden. Die berechneten Daten werden an die Feuerbestimmungssektion 9 abgegeben. Die Feuerbestimmungssektion 9 bestimmt ein Feuer auf der Basis der verarbeiteten Daten von der Rechensektio.) 8 und treibt die Alarmsektion 10 zur Abgabe eines Feueralarms an.

Die Arbeitsweise des Digitalfilters 4 wird nun beschrieben.

Die empfangende Datenverarbeitung der Rauchmeldewerte von den Rauchmeldern wird zuerst beschrieben.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines Übertragungskoeffizientens des Digitalfilters, wenn die Glättwertzahl Ns bei 7 angesetzt ist, in Bezug auf eine umgekehrte Anzahl der Abtastperiode Ts, d.h. Abtastfrequenz fs.

Wie in der Fig. 5 dargestellt, ist eine Nyquistfrequenz fn für die Abtastfrequenz fs angesetzt als:

fn = (1 / 2)fs.

Andererseits ist die Grenzfrequenz fcs dargestellt als:
fcs = 1 / (Ts χ Ns)Hz.

Diese Grenzfrequenz fcs ist vorgesehen, basierend darauf, daß die Mindestobergrenzfrequenz, wo die Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte sind, 20 mHz oder weniger sind. Deshalb ist der Digitalfilter so angeor-

dnet, daß die Abtastfrequenz fs, die Nyquistfrequenz fn, die Grenzfrequenz fcs des Digitalfilters durch die gleitende Durchschnittsberechnung und die Maximumfrequenz fm der Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte, welche Geräuschkomponenten enthalten, die folgenden Beziehungen erstellen können :

fm - fn = fn - fcs

fm > fcs

(6)

Wenn die o.a. Beziehungen der Formel errichtet sind, können die Geräuschkomponenten ausgeschaltet werden. Die Frequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte ist bei 10,2 mHz angesetzt. Und, wie aus der graphischen Darstellung von Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Glättwertzahl Ns, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen ist, bei 7 angesetzt und die Abtastperiode Ts ist bei 14 Sekunden angesetzt, d.h., die Abtastfrequenz fs ist bei 71,43 mHz angesetzt. In diesem Falle werden die Werte, die Frequenzkomponenten haben, die höher sind als die Grenzfrequenz fsc des Digitalfilters, und welche Geräuschkomponenten sind, von den Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte abgeschnitten, die durch die Rauchmelder 2a, 2b,. ..2n festgestellt wurden. Gleichzeitig werden die Daten, die niedriger als die Grenzfrequenz fcs sind, wo die Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte gemäß einem Feuer liegen, automatisch einem Abtastverfahren unterzogen. Insbesondere, da aus den Ergebnissen der verschiedenen Feuerexperimente bekannt ist, daß die Mindestobergrenze, wo die Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Rauchdichtewerte in einem Bereich von 20 mHz liegen und die Mindestobergrenze der Frequenz der Hauptkomponenten innerhalb der Grenzfrequenz fsc ist, wird nur das Frequenzband der Hauptkomponenten, d.h., der Werte der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten, die sich mit der Zeit aufgrund eines Feuers verän-

dem, automatisch zum Abtasten verarbeitet, und die Rauchmeldewerte, die mit den Geräuschkomponenten vermischt sind und eine höhere Frequenz als die Grenzfrequenz fcs haben, sind automatisch abgeschnitten.

Nun wird die erhaltende Verarbeitung der Temperaturmeldewerte von den Temperaturmeldern 3a, 3b, ...3n beschrieben.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung eines Übertragungskoeffizienten des Digita!filters für die Frequenzkomponenten der Temperaturmeldewerte, wenn die Glättwertzahl Nh bei 5 angesetzt ist in Bezug auf eine Umkehrzahl der Abtastperiode Th, d.h., Abtastfrequenz fs.

Wie in der Fig. 6 dargestellt, ist eine Nyquistfrequenz fn für die Abtastfrequenz fs angesetzt wie:

fn = (1 / 2)fs.

Andererseits ist die Grenzfrequenz fcs dargestellt als:
fch = 1 / (Th χ Nh)Hz.

Diese Grenzfrequenz fcs ist vorgesehen, darauf basierend, daß die Mindestobergrenzfrequenz, wo die Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Temperaturwerte liegen, 16 mHz oder weniger ist. Deshalb ist der Digitalfilter so angeordnet, daß die Abtastfrequenz fs, die Nyquistfrequenz fn, die Grenzfrequenz fcs des Digitalfilters durch die gleitende Durchschnittsberechnung und die Maximumfrequenz fm der Frequenzkomponenten, die sich mit der Zeit verändern aufgrund der Temperaturwerte, die Geräuschkomponenten enthalten, die folgenden Beziehungen errichten können:

fm - fn = fn - fch fm > fch

(10)

Wenn die o.a. Beziehungen der Formeln erstellt sind, können die Geräuschkomponenten ausgeschaltet werden. Die Frequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Temperaturwerte ist bei 50 mHz angesetzt. Und, wie aus der graphischen Darstellung von Fig. 6 ersichtlich ist, ist die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehene Glättwertzahl Nh bei 5 angesetzt und die Abtastperiode Th ist bei 4 Sekunden angesetzt, d.h., die Abtastfrequenz fs ist bei 250 mHz angesetzt. In diesem Falle werden die Daten, die höhere Frequenzkomponenten als die Grenzfrequenz fsc des Digital filters aufweisen, die Geräuschkomponenten sind, von den Frequenzkomponenten der Temperaturwerte abgeschnitten, die durch die Temperaturmelder 3a, 3b,...3n ermittelt wurden. Gleichzeitig werden die Daten, die niedriger als die Grenzfrequenz fcs sind, wo die Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Temperaturwerte liegen, automatisch dem Abtastverfahren unterzogen. Genauer gesagt, da es aus den Ergebnissen der verschiedenen Feuerexperimente bekannt ist, daß die Mindestobergrenze, wo die Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der Temperaturwerte innerhalb eines Bereiches von 60 mHz liegen, wie oben beschrieben, und die Mindestobergrenze der Frequenz der Hauptkomponenten innerhalb der Grenzfrequenz fsc liegt, wird nur das Frequenzband der Hauptkomponenten, d.h., die Daten der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten, die sich mit der Zeit ändern aufgrund eines Feuers, automatisch zum Abtasten verarbeitet, und die Temperaturwerte, die mit den Geräuschkomponenten vermischt sind, welche eine höhere Frequenz als die Grenzfrequenz fcs aufweisen, werden automatisch abgeschnitten.

ZSL

Obwohl in dem o.a. Ausführungsbeispiel eine verschiedene Abtastperiode und eine verschiedene Glättwertzahl zum Feststellen und zum Verarbeiten der Rauchdichte und der Temperatur errichtet sind, ist es jedoch möglich, die selbe Glättwertzahl zu errichten und nur die Abtastperiode zu differieren (z.B. wird in Fig. 4 der Glättwert bei fünf und die Sammelzeitdauer bei ca. 20 Sekunden angesetzt). In diesem Fall können die Rauchmeldewerte der Abtastverarbeitung unterzogen werden mit der Abtastperiode von Ts Sekunden, und der gleitende Durchschnitt kann für jede Ns-Abtastwerte berechnet werden. Auf ähnliche Weise können die Temperaturmeldedaten der Abtastverarbeitung mit einer Vielzahl von Abtastperioden von Th Sekunden unterzogen werden, die untereinander unterschiedlich sind, und der gleitende Durchschnitt kann für Nh Abtastwerte berechnet werden, die untereinander gleich sind.

In der beschriebenen Ausgestaltung sind die Abtastperioden Ts oder Th und die Glättwertzahlen Ns oder Nh zum Berechnen der gleitenden Durchschnitte festgelegt, jedoch kann auch eine variable Festlegung angewendet werden.

Die Feuermelder, d.h. die Rauchmelder 2a, 2b, enthalten eine A/D Umwandlungssektion, um, als Antwort auf das Abrufen von der Zentral signal station 1, die Festste!1 werte zurückzugeben, die A/D umgewandelt wurden.

Weiterhin sind der Digitalfilter und die Steuersektion in der Lage, jeweils den Rauchmelder und Temperaturmelder zum Filtern ihrer analogen Daten vorzusehen. In diesem Falle werden die Daten ausgegeben als Antwort auf das Abrufen von der zentralen Signalstation.

Obwohl der Digitalfilter in dem vorangegangen Ausführungsbeispiel von Art eines einfachen gleitenden Durchschnittstypes ist, kann der Filter von unterschiedlicher Art sein.

Die Feuermeldeanlage, die die vorliegende Erfindung verkörpert, wie oben beschrieben, weist jeweils die Rauchmelder 2a, 2b,...2n und die Temperaturmelder 3a, 3b,...3n auf, aber die Feuermeldeanlage der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, und es ist ausreichend, entweder einen Rauchmelder oder einen der Temperaturmelder aufzuweisen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Sammelverfahren für Feuerdaten, das enthält:

Feststellen einer Änderung der physikalischen Erscheinungen, die durch ein Feuer verursacht wird, in einer analogen Form,

Abtasten der analogen Melde- bzw. Festste!!werte,

Berechnen von gleitenden Durchschnittswerten der Zeitserien - Abtastwerte zum Filtern,

Festsetzen der Abtastperiode und einer Anzahl von Glättwertdaten, die für die gleitenden Durchschnittswertberechnungen vorgesehen sind, so daß eine Grenzfrequenz des Filters mit der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der analogen Meldewerte koinzident sein kann.
2) Sammelverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalische Erscheinung Temperatur ist und die Maximumfrequenz bei 60 mHz festgesetzt ist.
3) Samniel verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

die physikalische Erscheinung Rauchdichte ist und die Maximumfrequenz bei 20 mHz festgesetzt ist.
4) Sammelverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Maximumfrequenz entsprechend der Relation

(D fm -fn ^^fn -f_c

(2) f_m> fc

festgesetzt ist, wobei f_mdie Maximumfrequenz der Meldewerte, f_n die Nyquistfrequenz und f_cdie Grenzfrequenz des Filters in Bezug auf die Meldewerte ist.
5) Feuermelder, der enthält:

eine Feststel1 Sektion zum Feststellen, in analoger Form, einer Änderung in den physikalischen Erscheinungen aufgrund eines Feuers und Ausgeben der analogen Festste!!werte;

einen Filter, der eine Abtastsektion zum Abtasten der analogen Feststel1 werte und eine Rechensektion zum Berechnen der gleitenden Durchschnittswerte des Ausgangs der Zeitserien Abtastwerte von der Abtastsektion beinhaltet;

und eine Steuersektion zum Steuern einer Abtastperiode der Abtastsektion und einer Anzahl von Glättwertdaten, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, so daß eine Grenzfrequenz des Filters mit der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der analogen Meldewerte koinzident sein kann.
6) Feuermelder nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß

die physikalische Erscheinung Temperatur ist und die Maximum-

frequenz bei 60 mHz festgesetzt ist.
7) Feuermelder nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß

die physikalische Erscheinung Rauchdichte ist und die Maximumfrequenz bei 20 mHz festgesetzt ist.
8) Feuermelder nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Maximumfrequenz entsprechend der Beziehung

(1) f_m -f_n * f_n -f_c

(2) f_m> f_c

festgesetzt ist, wobei f_mdie Maximumfrequenz der Meldedaten, fndie Nyquistfrequenz und f_cdie Grenzfrequenz des Filters in Bezug auf die Meldewerte ist.
9) Feuermelder nach einem der Ansprüche 5-8,
dadurch gekennzeichnet, daß

in der Steuersektion die Abtastperiode und die Anzahl der Glättwertdaten variabel festgesetzt sind.
10) Feuermeldean!age, die enthält:

eine Signalstation, die wenigstens mit einer Feststellsektion verbunden ist zum Feststellen, in analoger Form, einer Änderung in den physikalischen Erscheinungen, die durch ein Feuer verursacht wird, und zum Ausgeben der analogen Feststellwerte;

die Signalstation weist einen Filter auf, der eine Abtastsektion zum Abtasten der analogen Meldewerte und eine Rechensektion zum Berechnen der gleitenden Durchschnittswerte des Ausgangs der Zeitserien - Abtastwerte von der Abtastsektion beinhaltet, und

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eine Steuersektion zum Steuern einer Abtastperiode der Abtastsektion und einer Anzahl von Glättwertdaten, die für die gleitende Durchschnittsberechnung vorgesehen sind, so daß eine Grenzfrequenz des Filters mit der Maximumfrequenz der Hauptkomponenten der Frequenzkomponenten der analogen Meldewerte koinzident sein kann.
11) Feuermeldeanlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß

die physikalischen Erscheinungen Temperaturen sind und die Maximumfrequenz bei 60 mHz festgesetzt ist.
12) Feuermeldeanlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß

die physikalischen Erscheinungen Rauchdichten sind und die Maximumfrequenz bei 20 mHz festgesetzt ist.
13) Feuermeldeanlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Maximumfrequenz entsprechend der Relation

(1) fm -fn ^ fn - fc

(2) f_m > fc

festgesetzt ist, wobei f_m die Maximumfrequenz der Meldedaten, fndie Nyquistfrequenz und f_cdie Grenzfrequenz des Filters in Bezug auf die Feststen werte ist.
14) Feuermelder nach einem der Ansprüche 10-13,
dadurch gekennzeichnet, daß

in der Steuersektion die Abtastperiode und die Anzahl der Glättwertdaten variabel festsetzbar sind.