DE3614277A1 - Abtastfeuerueberwachungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abtastfeuerüberwachungssystem, welches Feuer über eine große Fläche eines großräumigen Bau­ werkes, wie z.B. ein großräumiges Gebäude, ein kuppelförmi­ ges Baseball-Stadion, überwacht durch Verwendung eines ein­ dimensionalen Abtastwärmestrahlungsdetektors zum Feststellen von Wärmestrahlungsenergie einer überwachten Fläche.

Vor kurzem wurden überall in der ganzen Welt großräumige Bau­ werke gebaut. Viele dieser großräumigen Bauwerke werden nicht nur als Plätze für Baseball, Fußball, American Foot­ ball usw. verwendet, sondern für verschiedene Zwecke, wie z.B. Ausstellungen, Treffen oder Konzerte.

Diese großräumigen Bauwerke beinhalten eine Luftkuppel, eine Stahlrahmenkuppel usw. Bei jedem Bauwerkstyp ist eine Feuer­ überwachung innerhalb des Bauwerkes mit einer herkömmlichen Feuerüberwachungstechnik aufgrund des großen Raumes und der Höhe sehr schwierig. Insbesondere bei einer Luftkuppel, in der eine Kuppel eine Membrandeckenstruktur aufweist, sozusa­ gen eine Luftkuppel, die durch die Verwendung einer Diffe­ renz von atmosphärischen Drücken zwischen der Innenseite und der Außenseite des Bauwerkes gebildet ist, ist eine Feuer­ überwachung aufgrund des gewaltigen Raumes sehr schwierig, oder auch eine Installation von Leitungen oder Feuerdetekto­ ren ist sehr schwierig.

Wenn z.B. ein herkömmlicher punktförmiger Wärmesensortyp oder Rauchdetektor angewandt wird, sollten sie in der Decken­ nähe angeordnet sein, aber die Befestigungsposition ist für Wärme oder Rauch, welcher oder welche bei einem Frühbeginn eines Feuers verursacht wird, zu hoch, um den Sensor oder Detektor zu erreichen. Da der Wärmesensor oder Rauchdetektor nur das Vorhandensein eines heißen Luftstromes oder Rauches feststellen kann, ist es nicht möglich, eine Feuerquelle zu lokalisieren, auch wenn eine Anzahl von Sensoren oder Detek­ toren installiert sind.

Andererseits wird eine visuelle Überwachungseinrichtung be­ nutzt, wie z.B. eine TV-Kamera oder Thermovision (Sichtbar­ machen von Wärme), welche einen Teil des Überwachungsberei­ ches in einer zweidimensionalen Form durch Verwendung von optischen Elementen überwachen, um eine Änderung des sichtba­ ren Bildes festzustellen. Jedoch erzeugt dieser Einrichtungs­ typ ein solches Problem, daß die Bewegung von Menschen oder die Bewegung von Licht usw. möglicherweise irrtümliche Feuer­ feststellung bewirken kann. Es wurde ein anderer Typ einer Einrichtung entwickelt, welcher Feuer feststellt nach Erhalt von Infrarotstrahlung oder ultravioletter Strahlung. Dieser Einrichtungstyp ist zur Feuerfeststellung in einem großen Raum jedoch nicht geeignet, da die durch die zur Zeit kommer­ ziell verfügbaren Feststellelemente feststellbare Entfernung nur 20 oder 30 m kurz ist. Dieser Einrichtungstyp hat noch das Problem, daß er Feuer nur in zweidimensionaler Form fest­ stellt, und es nicht möglich ist, eine Feuerquelle zu spezi­ fizieren oder zu lokalisieren.

Daher kann eine genaue Feuerfeststellung mit herkömmlichen Feststelleinrichtungen nicht erwartet werden, wenn diese in einem großräumigen Bauwerk verwendet werden. In der Hoosier- Kuppel, die vor kurzem in Indiana, USA, erbaut wurde, wird ein Feuerfeststellsystem verwendet, welches aus einzelnen Lasertyprauchdetektoren und einzelnen Fototyprauchdetekto­ ren, die über den ganzen Raum angeordnet sind, gebildet ist.

Genauer gesagt, weist diese Hoosier-Kuppel eine rechtwinkli­ ge Form auf, und sie verwendet zum Überwachen einer längeren Seite Laserdetektoren und Fotodetektoren zum Überwachen ei­ ner kürzeren Seite. Auf diese Weise kreuzen sich Überwa­ chungsleitungen in Art einer Matrix in einem geräumigen Über­ wachungsbereich, um nicht nur ein Feuer, sondern auch die Position einer Feuerquelle festzustellen.

Dieses System hat jedoch das Problem, daß es Laserdetektoren benötigt, die eine lange Reichweite besitzen. Z.B. werden Laserdetektoren mit einer effektiven Maximalreichweite von 183 m zum Überwachen der längeren Seite der Hoosier-Kuppel verwendet. Gemäß diesem System basiert die Feststellung der Feuerquellenposition weiterhin auf einer solchen Annahme, daß Rauch gerade über der Feuerquelle aufsteigt. Es sollte jedoch der Einfluß eines Luftstromes innerhalb der Kuppel über einem Rauchstrom in Betracht gezogen werden. Zusätzlich wird eine beträchtliche Anzahl von Detektoren benötigt, um den in Art einer Matrix zu überwachenden Gesamtraum abzu­ decken. Dies macht das Gesamtsystem kompliziert.

Dieses System bringt weiterhin ein technisches Problem mit sich, da Geisterbilder aufgrund des Matrixüberwachungssyste­ mes erzeugt werden. Z.B., vorausgesetzt, daß zwei Feuerquellen zur selben Zeit vorhanden sind, gibt es vier Überwachungsleitungen, zwei in der Länge und zwei in der Quere, um die Feuerquellen und die Detektoren zu verbinden, und es sind vier Schnitt­ punkte gebildet. Bei einer Matrixüberwachung ist festgelegt, daß Feuerquellen bei Schnittpunkten der Überwachungsleitun­ gen lokalisiert werden, wenn die Detektoren in zwei Richtun­ gen Feuerquellen feststellen. Deshalb ist in dem o.a. Fall entschieden, daß eine Feuerquelle bei jedem Schnittpunkt vor­ handen ist. Jedoch sind tatsächliche Feuerquellen nur bei zwei Schnittpunkten vorhanden. Die verbleibenden zwei Schnittpunkte sind bloße Kreuzungspunkte von Überwachungslei­ tungen und Feuerquellen sind dort nicht vorhanden. Die letz­ teren zwei Schnittpunkte erzeugen "Geisterbilder", die mögli­ cherweise irrtümlich als Feuerquellen angesehen werden. Da­ her weist das System noch ein technisch zu lösendes Problem auf.

Weiterhin ist die Feststellung bei einer Matrixüberwachung behindert, wenn Überwachungslinien, z.B. durch Bewegung von Menschen unterbrochen sind. Daher sollten die Positionen von Tribünen, Ballauffangnetzen usw. sorgfältig ausgewählt wer­ den, um die gewünschte Feststellung nicht zu stören.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abtast­ feuerüberwachungssystem vorzusehen, welches ermöglicht, die Probleme der herkömmlichen Techniken zu lösen.

Das Abtastfeuerüberwachungssystem der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Feuerquellenfeststelleinrich­ tung, welche einen Detektorkopf mit einem kleinen Blickfeld enthält und der so angepaßt ist, um Wärmestrahlungsenergie einer Überwachungsfläche festzustellen, eine vertikale Ab­ tastantriebseinrichtung, um den Detektorkopf innerhalb eines Feststellbereiches von kleiner Breite in der Überwachungs­ fläche abtasten zu lassen, und eine horizontale Abtastan­ triebseinrichtung zum Befestigen des Detektorkopfes und der vertikalen Abtastantriebseinrichtung darauf, und welche in einer horizontalen Richtung drehbar ist, und durch ein Re­ chenwerk zum Durchführen einer benötigten Signalverarbeitung und Entscheidung auf der Basis eines Feststellsignales von dem Detektorkopf, wobei dieser Detektorkopf in vertikale und horizontale Richtungen angetrieben ist, um die gesamte Über­ wachungsfläche abzutasten.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausge­ staltung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine erläuternde Ansicht, die die Feuerüber­ wachung in einem sehr großen Raum darstellt, wo­ bei die Ausgestaltung gemäß Fig. 1 angewandt ist,

Fig. 3 eine erläuternde Ansicht, die ein Rechenwerk der Fig. 1 in Form eines Blockdiagrammes und Abtastwinkel in einer vertikalen Richtung darstellt,

Fig. 4 eine erläuternde Ansicht, die Abtastwinkel in einer horizontalen Richtung zeigt,

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zur Feuerquellenfeststellung gemäß der Ausge­ staltung nach Fig. 5 darstellt,

Fig. 7(A) und 7(B) sind Fließdiagramme bzw. Ablaufpläne, die das Verfahren zum Feuerquellenfeststellen gemäß der Ausgestaltung nach Fig. 5 zeigen,

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 ein Fließdiagramm, welches ein Verfahren zum Feuerquellenfeststellen gemäß der Ausge­ staltung nach Fig. 8 darstellt,

Fig. 10 eine erläuternde Ansicht, die die Feuerquellen­ feststellung im Falle einer Feuerquelle dar­ stellt,

Fig. 11 eine erläuternde Ansicht, die die Feuerquellen­ feststellung im Falle von zwei Feuerquellen dar­ stellt,

Fig. 12 ein Blockdiagramm einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung und

Fig. 13 ein Blockdiagramm einer CCD-Fotoelement- Anordnung, die für einen Detektorkopf in der Ausgestaltung nach Fig. 12 verwendet wird.

Ein Abtastfeuerüberwachungssystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 und einem Rechenwerk 12.

Die Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 weist einen Detektor­ kopf 13, einen Motor 14, welcher als eine vertikale Abtastan­ triebseinrichtung wirkt, und einen Drehtisch 15 auf, der als horizontale Abtastantriebseinrichtung wirkt. Der Detektorkopf 13 und der Motor 14 sind auf dem Drehtisch 15 angeordnet.

Der Detektorkopf 13 besteht aus einem Detektorelement 16 und einem optischen System 22, welches einen drehbaren Spiegel 17, eine Objektivlinse 18, einen Reflektor 19, einen Schlitz 20 und eine Kondensor- bzw. Sammellinse 21 enthält.

Das Detektorelement 16 kann großzügig ausgewählt sein aus den kommerziell verfügbaren Wärmestrahlungsthermometern. Die­ se Thermometer enthalten ein thermoelektrisches Breitband­ strahlungsthermometer (wie ein pyroelektrisches Element), ein fotoelektrisches Schmalbandstrahlungsthermometer (wie eine fotoelektrische Röhre, einen elektronischen Fotovervielfacher, PbS, PbSe, InSb, oder HgCdTe). Von diesen ist für die Feuerfeststellung in einem großflächigen Bauwerk PbSe am bevorzugtesten, wenn die Charakteristiken von Wellenlängen oder Störungsfaktoren gegen die Überwachung in Betrachtung gezogen werden. Dieses PbSe wird vorzugsweise thermoelektronisch gekühlt auf 0 bis -20 Grad Celsius. In diesem Falle ist die Antwortzeit geeignet und das S/N-Verhältnis ist verbessert.

Das optische System 22 ist nicht auf die dargestellte Kombi­ nation beschränkt; vielmehr kann es jede bekannte Einrich­ tung oder System sein, welches eine entsprechende optische Erfassung bewirken kann. Diesbezüglich wird angemerkt, daß die Objektivlinse 18 und die Kondensor- bzw. Sammellinse 21 einfach Linsensysteme darstellen. Sie können eine einstückige Linse oder Schichtenlinsen sein.

Der Schlitz 20 des optischen Systemes 22 bezeichnet genau ein Momentansichtsfeld 2 a und wirkt als Stopper für die Kon­ densorlinse 21. Das Momentansichtsfeld 2 a ist z.B. ca. 1 Grad klein in horizontaler Richtung und ca. 0,5 Grad in ver­ tikaler Richtung. Daher ist der Feststellbereich 2 in läng­ licher streifenähnlicher Form. Mit den Winkeln des Momentan­ sichtsfeldes 2 a, wie oben angegeben, kann eine Breite von ca. 3,5 m und eine Höhe von ca. 1,5 m abgedeckt werden bei einer Position in 200 m Entfernung, so daß die Überwachung mit einem solchen Ansichtsfeld, wie dargestellt in Fig. 2, über oberen Tribünen durchgeführt werden kann.

Der drehbare Spiegel 17 ist an eine Drehwelle des Motors 14 angeordnet und in einem gegebenen Verhältnis in einer Rich­ tung, die durch einen Pfeil Y angegeben ist, gedreht. Der drehbare Spiegel 17 tastet den Feststellbereich 2 eines zu überwachenden Bereiches 1 in vertikaler Richtung ab, gemäß der Drehung durch den Motor 14, und gibt kontinuierlich ein optisches Bild in dem Momentansichtsfeld 2 a ... ... an das Detektorelement 16 durch die Objektivlinse 18, den Reflektor 19, den Schlitz 20 und die Kondensorlinse 21.

Der drehbare Spiegel 17 ist ein beidseitiger Spiegel und er dreht sich, um den Abtastbereich 2 in einer gegebenen Zeit­ spanne aufwärts abzutasten, so daß jedes Momentansichtsfeld 2 a bei jeder Drehung des drehbaren Spiegels 17 zweimal über­ wacht wird.

Auf dem Drehtisch 15 ist ein Detektorkopf 13 und ein Motor 14 befestigt, wie vorher beschrieben, und sie bewegen sich in einer durch den Pfeil X in Fig. 1 angegebenen Richtung horizontal hin und her, wodurch der Detektorkopf 13 zum Ab­ tasten eines vorbestimmten horizontalen Überwachungsberei­ ches gebracht wird. Für diesen Zweck weist der Drehtisch 15 einen Motor, eine Dreheinheit usw. auf.

Insbesondere ist das Feuerüberwachungssystem der vorliegen­ den Erfindung für lineares Abtasten (eindimensionales Abta­ sten) angepaßt, und die dargestellte Ausgestaltung wendet ein Objekt-Raumabtastverfahren an. Der Grund wird nachfol­ gend beschrieben.

Abtastung bzw. Scannen ist im allgemeinen klassifiziert als lineares Abtasten (eindimensionales Abtasten) und als Flä­ chenabtastung (zweidimensionales Abtasten). Der Winkel des für die Feststellung benötigten Sichtfeldes in einem sehr großräumigen Bauwerk ist z.B. in vertikaler Richtung 80 Grad groß und 160 Grad in horizontaler Richtung, wie in Fig. 2 dargestellt. Andererseits sind die Abtastverfahren, die opti­ sche Systeme anwenden, klassifiziert in Objekt-Raumabta­ stung, welches eine Abtastung vor einem Kondensor- bzw. Lin­ sensystem durchführt, und Abbild- bzw. Bild-Raumabtastung, die eine Abtastung nach dem Kondensorsystem durchführt. Die Objekt-Raumabtastung kann einen größeren Abtastwinkel vor­ sehen und sieht eine geringere Bildverzerrung vor, da sie die optische Achse parallel mit dem Kondensor aufrechterhal­ ten kann. Die Objekt-Raumabtastung hat jedoch den Nachteile, daß der Abtastmechanismus hierzu sperrig bzw. voluminös sein müßte. Die Bild-Raumabtastung kann hingegen kompakt ausge­ staltet sein, aber diese Bild-Raumabtastung ist darin nach­ teilhaft, daß der Abtastwinkel begrenzt und die Bildverzer­ rung beträchtlich ist.

Daher ist es für die Bild-Raumabtastung fast unmöglich, die benötigten Winkel des Sichtfeldes für die Feststellung so­ wohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung ausrei­ chend herzustellen. Im Falle der Objekt-Raumabtastung ist jedoch der Gesichtsfeldwinkel in horizontaler Richtung zu groß. Die vorliegende Erfindung hat diese Probleme durch Ver­ wendung des Detektorkopfes gelöst, der ein vergrößertes Ge­ sichtsfeld für die Überwachung aufweist und durch horizonta­ les Drehen des Detektorkopfes. Mit dieser Ausgestaltung kann das Abtastfeuerüberwachungssystem der vorliegenden Erfindung große zu überwachende Gesamtflächen abdecken, und zwar durch Kombinierung der vertikalen Abtastung durch den Detektorkopf 13, bewirkt durch den Motor 14, und der horizontalen Abta­ stung durch den Detektorkopf 13 durch den Drehtisch 15.

Ein Ausgang des Detektorelementes 16 ist dem Rechenwerk 12 als ein Signal eingegeben, welches eine Wärmestrahlungsener­ gie einer Feuerquelle darstellt. Ein Drehwinkel R des Drehti­ sches 15 über einer horizontalen Achse und ein Drehwinkel α des drehbaren Spiegels 17 in einer vertikalen Richtung (sie­ he Fig. 3 und 4) werden ebenso dem Rechenwerk 12 als Posi­ tionsdaten für die Feuerquellenfeststellung eingegeben.

Das Rechenwerk 12 beinhaltet eine Signalverarbeitungssektion 23, eine Vergleichersektion 24, eine Bezugsbildungssektion 25 und eine Alarmsektion 26. Das Feststellsignal des Detek­ torelementes 16, ein Feststellsignal, das den vertikalen Ab­ tastwinkel α des drehbaren Spiegels 17 wiedergibt, und ein Feststellsignal, das den horizontalen Drehwinkel R dem Dreh­ tisch 15 wiedergibt, werden der Signalverarbeitungssektion 23 eingegeben und dort durch Momentansichtsfelder 2 a ... ver­ arbeitet, um an die Vergleichersektion 24 ausgegeben zu wer­ den. Die Vergleichersektion 24 wird mit einem Referenz- bzw. Bezugswert zum Feststellen eines Feuers von der Bezugsbildungssek­ tion 25 beliefert, um die gemessenen Feststellwerte der je­ weiligen, von der Signalverarbeitungssektion 23 ausgegebe­ nen, Positionen mit dem Bezugswert zu vergleichen. Wenn der gemessene Wert den Bezugswert übersteigt, ist ein Feuer be­ stimmt und ein Feueralarmsignal wird von der Alarmsektion 26 an eine zentrale Verarbeitungseinheit ausgegeben.

Zu dieser Zeit kann die Position einer Feuerquelle 3 von den Drehwinkeln α und R festgelegt werden. Weiterhin kann eine Entfernung R zu der Feuerquelle 3 von der Feuerquellenfest­ stelleinheit 11 auf der Basis des vertikalen Abtastwinkels α berechnet werden, wenn die Feuerquelle 3 festgestellt worden ist. Wenn eine Höhe H der Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 von einer zu überwachenden Oberfläche 13 bekannt ist, kann die Entfernung R erhalten werden durch:

R = H tan α (1)

Wenn die Lage und die Entfernung der Feuerquelle dadurch be­ kannt sind, kann eine Feuerlöschung z.B. durch Anwendung von Wasser schnell durchgeführt werden.

Fig. 5 stellt eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Er­ findung dar. In dieser Ausgestaltung ist eine Feuerquellen­ feststelleinheit 11 im wesentlichen dieselbe wie die im vorangegangenen Beispiel, aber ein Rechenwerk 30 unterschei­ det sich von dem Rechenwerk 12 der ersten Ausgestaltung.

Das Rechenwerk 30 führt die Feststellung der Position einer Feuerquelle 3 und die Feststellung von Feuerquellenpositio­ nen durch, wenn es eine Vielzahl von Feuerquellen 3 gibt, wie in Fig. 5 dargestellt.

In dieser Fig. ist 31 eine α-Feststellschaltung, 32 zum Feststellen eines vertikalen Abtastwinkels α, und 32 ist eine R-Feststellschaltung zum Feststellen eines horizontalen Abtastwinkels R. Ausgänge von den jeweiligen Feststellkreis­ läufen 31 und 32 sind Eingang in eine Schaltung 33 zum Fest­ stellen eines Feuerbestimmungsanfangswinkels und eine Schal­ tung 34 zum Feststellen eines Feuerfeststellendwinkels eingege­ ben.

Die Schaltung 33 zum Feststellen des Feuerfeststellanfangs­ winkels sieht einen horizontalen Abtastwinkel R vor, wenn ein Feuerfeststellsignal, d.h. ein vertikales Abtastwinkel­ signal wird während einer gewöhnlichen Überwachung zuerst an ein Register 36 erhalten, um dasselbe als einen Feuerfest­ stellanfangswinkel R s zu speichern, und gibt diesen vertika­ len Abtastwinkel α an ein Register 36, um denselben darin zu speichern. Die Schaltung 33 gibt weiterhin einen Feuerfest­ stellanfangswinkel R, wenn eine andere Feuerquelle nach Fest­ stellung des ersten Feuerfeststellanfangswinkels R s festge­ stellt wurde, an ein Register 37, um dasselbe als zweiten Feuerfeststellanfangswinkel R so zu speichern.

Andererseits stellt die Schaltung 34 zum Feststellen des Feuerfeststellendwinkels eine Zeit fest, wenn das Feuerfest­ stellsignal, d.h. das vertikale Abtastwinkel-α-Signal 0 wird, nachdem die Register 35 und 36 den vertikalen Abtast­ winkel α und den horizontalen Abtastwinkel R gespeichert ha­ ben, wenn die Feuerquellen zuerst festgestellt wurden, und gibt dann den horizontalen Abtastwinkel R an ein Register 38, um dasselbe als Feuerfeststellendwinkel R e zu speichern.

Das Verarbeiten des vertikalen Abtastwinkels und des horizon­ talen Abtastwinkels, um diese in den Registern 35-38 durch die Schaltung 33 zu speichern zum Feststellen des Feuerfest­ stellanfangswinkels und die Schaltung 34 zum Feststellen des Feuerfeststellendwinkels wird nun bezugnehmend auf Fig. 6 beschrieben.

Fig. 6 stellt einen Fall dar, in dem drei Feuerquellen 3 a, 3 b und 3 c innerhalb desselben Feuerbereiches 3 festgestellt wurden. Es wird angenommen, daß nun die horizontale Abta­ stung durch die Feuerquellenfeststelleinheit 11 in einer durch einen Pfeil A angegebenen Richtung durchgeführt ist, ein durch Feststellung der ersten Feuerquelle 3 a erhaltener horizontaler Abtastwinkel R 1 durch das Register 36 als ein Feuerfeststellanfangswinkel R s gespeichert, und zur selben Zeit ein vertikaler Abtastwinkel durch das Register 35 gespeichert ist. Wenn das Abtasten eine Position entspre­ chend dem horizontalen Abtastwinkel R 2 erreicht, wo die er­ ste Feuerquelle 3 a aus ist, wird das vertikale Abtastwinkel­ α-Signal Null, so daß die Schaltung 34 zum Feststellen des Feuerfeststellendwinkels die Feuerquellenendlage feststellt und das Register 38 den horizontalen Abtastwinkel R 2 als ei­ nen Feuerquellenendwinkel R e speichert.

Wenn die Abtastung eine Ausgangsposition der zweiten Feuer­ quelle 3 b erreicht, wird weiterhin ein Abtastfeststellwin­ kel-α-Signal erhalten, so daß die Schaltung 33 zum Feststel­ len des Feuerfeststellanfangswinkels das Register 37 veran­ laßt, den horizontalen Abtastwinkel R 3 zu dieser Zeit als ei­ nen zweiten Feuerquellenanfangswinkel R so zu speichern.

Bezugnehmend auf Fig. 5 wird nun der Ausgang der Feststell­ schaltung 31 einer Schwellwertfestsetzschaltung 39 bereit ge­ stellt, und die Schwellwertfestsetzschaltung 39 berechnet eine horizontale Entfernung R von der Position der Feuerquel­ lenfeststelleinrichtung 11 zu der Feuerquelle, wenn ein Feuerfeststellsignal erhalten wird, das das vertikale Abtast­ winkel-α-Signal enthält. Die Berechnung dieser Entfernung R wird gemäß der Formel (1), wie in Beispiel 1 verwendet, durchgeführt.

Die Schwellwertfeststellschaltung 39 berechnet weiterhin auf der Basis der Enfernung R zu der Feuerquelle, erhalten durch die Formel 1, eine Länge pro Winkeleinheit eines Umfanges, der einen Radius der Entfernung R aufweist wie folgt:

2 R/360 = eine Länge pro Winkeleinheit (2)

Diesbezüglich wird bemerkt, daß ein Wert Lo für einen Ab­ stand zwischen Feuerquellen, der es ermöglicht zu erken­ nen, daß die Feuerquellen innerhalb desselben Feuerbereiches sind, vorläufig in der Schwellwertfeststellschaltung 39 ange­ setzt ist. Der Wert Lo ist z.B. als 2,5 m angesetzt. Wenn der Abstand zwischen zwei benachbarten Feuerquellen inner­ halb des angesetzten Wertes Lo ist, werden die Feuerquellen als dasselbe Feuer betrachtet.

Da die Feuerquellenpositionen als horizontale Abtastwinkel R in den jeweiligen Registern 35-38 gespeichert sind, wird der angegebene Abstand Lo in einen Winkel umgewandelt und durch den Vergleicher 40 verglichen.

Insbesondere, da die Länge pro Winkeleinheit des Umfanges mit einem Radius der Entfernung R zu einer Feuerquelle durch die Formel (2) erhalten wurde, wird der angesetzte Abstand Lo in einen Schwellwertwinkel R k abgeändert, der ein horizon­ taler Abtastwinkel ist, wie folgt:

R k = 360×Lo/2 π R (3)

Daher erhält die Schwellwertfeststellschaltung 39 die hori­ zontale Entfernung R zu der Feuerquelle auf der Basis des vertikalen Abtastwinkels α der Feuerquellenfeststelleinrich­ tung 11 gemäß der Formel (1), und sie erhält den Schwellwert­ winkel R k für den Einstellabstand Lo gemäß der Formel (3), um diesen an den Vergleicher 40 auszugeben.

Ein Vergleicher 40 wird mit einem Ausgang eines Subtraktors 41 beliefert. Der Subtraktor 41 erhält eine Differenz zwi­ schen den Feuerquellenendwinkeln R e der ersten Feuerquelle und dem Feuerquellenanfangswinkel R so der zweiten Feuerquel­ le, gespeichert durch die jeweiligen Register 38 und 39, d.h. eine Winkeldifferenz Δ R 1 entsprechend dem Abstand zwi­ schen den Feuerquellen 3 a und 3 b in Fig. 6. Der Vergleicher 40 vergleicht die erhaltene Winkeldifferenz Δ R 1 mit dem Schwellwertwinkel R k entsprechend dem eingestellten Abstand Lo, wodurch ein Erkennen der Feuerquellen als dasselbe Feuer möglich ist.

Wenn der durch den Subtraktor 41 erhaltene Winkelabstand Δ R zwischen den benachbarten Feuerquellen kleiner ist als der Schwellwertwinkel R k, erzeugt der Vergleicher 41 einen Vergleichsausgang, der angibt, daß die zwei Feuerquellen das­ selbe Feuer sind und streicht den Feueranfangswinkel R so der zweiten Feuerquelle, gespeichert im Register 37, und den Feuerendwinkel R e, gespeichert in dem Register 38, um in Re­ serve zu stehen für die Speicherung von weiteren Feststell­ winkeln. Andererseits, wenn die Winkeldifferenz Δ R zwischen den benachbarten Feuerquellen als ein Ergebnis des Verglei­ ches festgelegt ist als den Schwellwertwinkel R k übersteigt und berechnet eine Feuerquellenhorizontalwinkelberechnungs­ schaltung 43 einen Durchschnittsfeuerquellenwinkel , gege­ ben als Durchschnitt (R e-R s)/2 des Feuerfeststellanfangs­ winkel R s und des Feuerfeststellendwinkels R e, gespeichert in den jeweiligen Registern 36 und 38. Die Rechenschaltung 43 berechnet weiterhin die Koordinaten (X, Y) der Position einer Feuerquelle auf der Basis des Durchschnittsfeuerquel­ lenwinkels und des vertikalen Abtastwinkels α der Feuer­ quelle, die zuerst festgestellt und im Register 35 gespei­ chert worden ist.

Wenn es nur eine Feuerquelle gibt, werden die Koordinaten der Position der Feuerquelle berechnet.

Wenn der Durchschnittsfeuerquellenwinkel durch die Feuer­ quellenhorizontalwinkelberechnungsschaltung 43 berechnet ist, wird dem Register 37 eine Übermittlungsanweisung be­ reitgestellt, um den darin gespeicherten Feuerfeststellan­ fangswinkel R so der zweiten Feuerquelle dem Register 36 zu übermitteln. Das Register 36 speichert abwechselnd die über­ mittelten Feuerfeststellanfangswinkel R so als Feuerfeststell­ anfangswinkel R s zur Verwendung in der folgenden Berechnung.

Die Feststellarbeitsweise wird nun, bezugnehmend auf die Fließdiagramme der Fig. 7A und 7B, welche beispielsweise ei­ ne Feststellung zeigen, wenn eine Vielzahl von Feuerquellen festgestellt werden, im einzelnen beschrieben.

In den Fließdiagrammen 7 A und 7 B, wenn eine Energiequelle des Systems angeschlossen ist, ein Anstoßzähler FL bei Block a auf Null gestellt ist und horizontale und vertikale Abta­ stung wird durch die Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 durchgeführt, wie durch Block b angegeben. Während des Abta­ stens durch die Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 wird bei Block c geprüft, ob ein Feuerquellenfeststellausgang vorhan­ den ist, d.h. ein Ausgang eines vertikalen Abtastwinkelsigna­ les oder nicht. Wenn es keinen α-Ausgang gibt, wird die horizontale und vertikale Abtastung von Block b durch Ent­ scheidung von Block i wiederholt.

Wenn während dieser Abtastung die erste Feuerquelle 3 a an einem horizontalen Abtastwinkel R 1 festgestellt wird, wie dargestellt in Fig. 6, geht der Schritt weiter zu Block d, um zu prüfen, ob es einen vorangegangenen α-Ausgang gege­ ben hat. In diesem Falle, wenn es vorher noch keinen α-Ausgang gegeben hat, geht der Schritt weiter zu Entschei­ dungsblock e. Wenn der Anstoßzähler FL =0 ist, geht der Schritt weiter zu Block f, um den dann horizontalen Abtast­ winkel R 1 als einen Feuerfeststellanfangswinkel R s zu spei­ chern. Nachfolgend wird bei Block g eine Entfernung R zu der Feuerquelle auf der Basis des vertikalen Abtastwinkels α be­ rechnet, der durch die Feuerquellenfeststellung erhalten wur­ de. Weiterhin wird ein Schwellwertwinkel R k eines Kreises mit einem Radius R, der einen Abstand zwischen den Feuerquel­ len angibt, bei Block h berechnet.

Wenn die Berechnung des Schwellwertwinkels R k fertiggestellt ist, geht der Schritt wieder zurück zu Block b zum Abtasten. Zu dieser Zeit, da die Feststellung der Feuerquelle 3 a andau­ ert, werden die Verarbeitungsverfahren von Block b zu dem Entscheidungsblock d wiederholt, bis der α-Ausgang Null wird.

Wenn die horizontale Abtastung einen Abtastwinkel R 2 er­ reicht, wo die Feuerquelle 3 a endet, wie dargestellt in Fig. 6, wird der α-Ausgang Null, so daß der Schritt weitergeht von Entscheidungsblock c zu Entscheidungsblock i. Der Entschei­ dungsblock i prüft, ob es vorher einen α-Ausgang gegeben hat oder nicht, und zu dieser Zeit, wenn der α-Ausgang in einer vorhergehenden Abtastung erhalten wurde, geht der Schritt weiter zu Block j, um den dann horizontalen Abtast­ winkel R 2 als einen Feuerfeststellwinkel R e zu speichern. Dann wird der Schritt des Anstoßzählers FL bei Block k durch­ geführt, und der Schritt geht wieder zu Block b zum Abtasten zurück.

Bei diesem Abtasten werden die Verarbeitungsvorgänge von Block b bis Entscheidungsblock i wiederholt bis die nächste Feuerquelle 3 b festgestellt ist. Wenn die nächste Feuerquel­ le 3 b an einem horizontalen Abtastwinkel R 3 festgestellt ist und ein α-Ausgang erhalten wurde, geht der Schritt weiter zu Entscheidungsblock e durch Entscheidungsblock d. Wenn der Anstoßzähler FL zu dieser Zeit gleich 1 ist, geht der Schritt weiter zu Block l, um den dann horizontalen Abtast­ winkel R 3 als einen zweiten Feuerfeststellanfangswinkel R so zu speichern. Dann wird bei Block m eine Differenz zwischen dem Feuerfeststellendwinkel R e, gespeichert bei Block j, und dem Feuerfeststellanfangswinkel R so der zweiten Feuerquelle, gespeichert bei Block 1, erhalten, d.h., eine Winkeldiffe­ renz Δ R 1 zwischen den Feuerquellen 3 a und 3 b, und mit dem Schwellwertwinkel R k verglichen, der bei Block h berechnet wurde. Da die Winkeldifferenz Δ R 1 in diesem Falle kleiner ist als der Schwellwertwinkel R k, werden die Feuerquellen 3 a und 3 b als dasselbe Feuer betrachtet, und der Schritt geht weiter zu Block n, um den Feuerfeststellanfangswinkel R so der zweiten Feuerquelle zu streichen und den Feuerfeststell­ endwinkel R e, jeweils gespeichert bei Blöcken j und l. Der Schritt geht dann wieder zurück zu Block b zum weiteren Ab­ tasten.

Eine ähnliche Verarbeitung wird durchgeführt in bezug auf ei­ ne dritte Feurquelle 3 c. Da eine Winkeldifferenz Δ R 2 zwi­ schen den Feuerquellen 3 b und 3 c auch kleiner ist als der Schwellwertwinkel R k, werden die Feuerquellen 3 a, 3 b und 3 c als dasselbe Feuer betrachtet.

Während einem weiteren horizontalen Abtasten der Feuerquel­ lenfeststelleinrichtung 11 stellt die Einrichtung 11 eine an­ dere Feuerquelle 3 d in einem anderen Feuerbereich fest, eine Winkeldifferenz Δ R 3 zwischen einem Feuerfeststellendwinkel R e =R 6 der dritten Feuerquelle 3 c und der Feuerfeststellan­ fangswinkel R so =R 7 der zweiten Feuerquelle werden bei Ent­ scheidungsblock m des Fließdiagrammes verglichen, darge­ stellt in den Fig. 7A und 7B, mit dem Schwellwertwinkel R k. Wenn zu dieser Zeit Δ R 3 größer ist als der Schwellwertwin­ kel R k, wird diese Feuerquelle als anderes Feuer betrachtet und der Schritt geht weiter zu Block o, um einen Durch­ schnittsfeuerquellenwinkel des Feuerbereiches zu berech­ nen, welcher die Feuerquellen 3 a, 3 b und 3 c enthält, die als dasselbe Feuer betrachtet werden, auf der Basis des Feuer­ feststellanfangswinkels R s =R 1, gespeichert bei Block f, und des Feuerfeststellendwinkel R e =R 6, gespeichert bei Block j. Nachfolgend werden die Koordinaten (X, Y) der Posi­ tion des Feuers bei Block p auf der Basis von Durchschnitts­ feuerquellenwinkel berechnet, und der vertikale Abtastwin­ kel α, der durch die erste Feuerquellenfeststellung erhal­ ten wurde, und die Koordinaten der Position der Feuerquelle sind Ausgang zu einer Steuereinheit, wie eine Monitoröff­ nung, um die Richtung der Öffnung bei Block q zu steuern. Nachdem der Anstoßzähler FL bei Block r zurückgestellt ist, wird der Feuerfeststellanfangswinkel R so =R 7 der zweiten Feuerquelle, gespeichert bei Block l, erstellt für den Feuer­ feststellanfangswinkel R s der ersten Feuerquelle bei Block f zur weiteren Feuerquellenfeststellung einer anderen Posi­ tion. Der Schritt geht weiter zu Block g zum Berechnen einer Entfernung R zu der Feuerquelle auf der Basis des vertikalen Abtastwinkels α, einen Feuerfeststellanfangwinkel R s einer neuen Feuerquelle bereitstellend, und zu Block h zum Berech­ nen des Schwellwertwinkels R k auf der Basis der Entfernung R zu der Feuerquelle, dadurch zu einer weiteren Feuerquellen­ feststellverarbeitung fortschreitend. Obwohl der Durch­ schnittsfeuerquellenwinkel der Feuerquellen 3 a, 3 b und 3 c, die als dasselbe Feuer betrachtet werden, in dem Fließdia­ gramm der Fig. 7A und 7B berechnet ist, wenn die neue Feuer­ quelle 3 d festgestellt wurde, die sich nicht innerhalb des­ selben Feuerbereiches befindet, wie in Fig. 6 dargestellt, kann der Durchschnittsfeuerquellenwinkel alternativ auf der Basis der Endzeit eines durchgeführten Zyklus des hori­ zontalen Abtastens oder der Zeit, bei welcher die horizonta­ le Abtastung den Schwellwertwinkel R k des Feuerfeststellwin­ kels übersteigt, berechnet werden, wenn eine andere Feuer­ quelle nach Feststellung der Feuerquelle 3 d nicht festge­ stellt wurde.

Weiterhin, obwohl das Feststellverfahren der Feuerquellenpo­ sition zu einer wirklichen Zeit durchgeführt wurde, wenn im­ mer der Feuerquellenfeststellausgang, d.h., das vertikale Ab­ tastwinkel-α-Signal in dem Fließdiagramm gemäß Fig. 7A und alternativ 7B erreicht ist, kann der horizontale Abtastwin­ kel, bei welchem die Feuerquelle als erstes festgestellt wur­ de, als Anfangsposition betrachtet werden, um Feststelldaten währen eines Zyklus der horizontalen Abtastung zu sammeln und dieselben in einem Speicher zu speichern, so daß die Feuerquellenposition durch Verarbeiten der in dem Speicher gespeicherten Daten erhalten werden kann. Die Feuerquellen­ feststellverarbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in den Fließdiagrammen der Fig. 7A und 7B dargestellt, kön­ nen ohne ein Verändern der programmierten Steuerung eines Mikrocomputers durchgeführt werden.

Weiterhin, obwohl das eingestellte Intervall Lo, das ein Be­ zug ist für die Betrachtung der Feuerquellen als dasselbe Feuer, in den Schwellwertwinkel R k für die Bestimmung umge­ wandelt wird, ob die Feuerquellen dasselbe Feuer sind oder nicht, durch Vergleich der Winkeldifferenz zwischen den be­ nachbarten Feuerquellen mit dem Schwellwertwinkel in der zweiten Ausgestaltung, wie oben angegeben, kann die Winkel­ differenz Δ R zwischen den benachbarten Feuerquellen alterna­ tiv in eine Entfernung umgewandelt werden zum Vergleich mit der eingestellten Entfernung Lo.

Diesbezüglich wird bemerkt, daß die zweite Ausgestaltung auf der Annahme basiert, daß eine Vielzahl von Feuerquellen 3 a, .., .. in der vertikalen Abtastrichtung nicht so weit vonein­ ander entfernt sind, aber die Koordinaten der Positionen der jeweiligen Feuerquellen können verwendet werden, um Projek­ tionsentfernungen auf einer Ebene zu erhalten. Die Bestim­ mung, ob die Feuerquellen dasselbe Feuer sind oder nicht, kann auf der Basis der dadurch erhaltenen Projektionsentfer­ nungen durchgeführt werden. In diesem Fall kann eine genaue­ re Feuerquellenfeststellung verwirklicht werden.

Gemäß dieser Ausgestaltung, auch wenn eine Vielzahl von Feuerquellenpositionen innerhalb desselben Feuerbereiches aufgrund von Veränderungen der Flammenintensität festge­ stellt wurden, kann erkannt werden, daß sie zu demselben Feuer gehören und die Richtungssteuerung der Monitoröffnung kann genau bewirkt werden, was dem Wasserauslaß ermöglicht, über dem Zentrum des Feuerbereiches aufzutreffen.

Fig. 8 stellt eine dritte Ausgestaltung der vorliegenden Er­ findung dar. Diese Ausgestaltung ist mit zwei Feuerquellen­ feststelleinrichtungen 11 a, 11 b versehen. Jede Feuerquellen­ feststelleinrichtung ist mit der ersten Ausgestaltung identisch, aber ein Rechenwerk 50 unterscheidet sich von dem der ersten Ausgestaltung.

Insbesondere haben die ersten und zweiten Feuerquellenfest­ stelleinrichtungen 11 a und 11 b jeweils Abtastschaltungen 51 a und 51 b. Die erste Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 a wird normalerweise durch die Abtastschaltung 51 a zum Abtasten an­ getrieben, wohingegen die zweite Feuerquellenfeststellein­ richtung 11 b normalerweise nicht durch die Abtastschaltung 51 b angetrieben wird.

Ausgang von den Feuerquellenfeststelleinrichtungen 11 a und 11 b werden jeweils vertikalen Abtastwinkelfeststellschaltun­ gen 52 a und 52 b und horizontalen Abtastwinkelfeststellschal­ tungen 53 a und 53 b bereitgestellt. Die horizontalen Abtast­ winkelfeststellschaltungen 53 a und 53 b geben jeweils horizon­ tale Abtastwinkel-0-Signale entsprechend des horizontalen Ab­ tastens der Feststelleinrichtungen aus. Andererseits geben die vertikalen Abtastfeststellschaltungen 52 a und 52 b verti­ kale Abtastwinkel-α-Signale nur dann aus, wenn Feststell­ elemente 16 der Feuerquellenfeststelleinrichtungen 11 a und 11 b eine Feuerquelle 3 feststellen. Aufgrunddessen wirken die α-Feststellsignale der vertikalen Abtastwinkelfest­ stellschaltungen 52 a und 52 b als Feuerfeststellsignale.

Die erste Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 a, welche norma­ lerweise zum Abtasten angetrieben wird, wird nun beschrie­ ben.

Der Ausgang der vertikalen Abtastwinkelfeststellschaltung 52 a wird einer Überwachungsflächenunterscheidungsschaltung bzw. -rückstrom- bzw. -selektivschaltung 54 a bereitgestellt, die in Form eines Vergleichers dargestellt ist. Die Überwa­ chungsflächenunterscheidungsschaltung 54 a erhält ein einge­ stelltes Signal von einer Überwachungsflächeneinstellschal­ tung 55 als Bezug für die Unterscheidung bzw. Auflösung und erzeugt nach dem Durchführen der Unterscheidung nur des ver­ tikalen Abtastfeststellwinkelsignales innerhalb der Überwa­ chungsfläche einen Ausgang. Der Ausgang von der Überwachungs­ flächenunterscheidungsschaltung 54 a wird einer Einzelabtast­ unterscheidungsschaltung 56 a und einer Feuerquellenanzahlun­ terscheidungssteuerungsschaltung 57 zugeführt.

Eine Einzelabtastunterscheidungsschaltung 56 a zählt und un­ terscheidet den horizontalen Abtastwinkel R mit der Zeit, bei welcher das vertikale Abtastwinkel-α-Signal aufgrund von Feuerquellenfeststellung von der Überwachungsflächenun­ terscheidungsschaltung 54 a erhalten wird, die als Abtastbe­ zugspunkt betrachtet wird. Die Unterscheidungsschaltung 56 a unterscheidet das Abtasten eines Zyklus von der Zeit, bei welcher das vertikale Abtastwinkel-R-Signal aufgrund einer Feuerquellenfeststellung zum Ende des Abtastens über den Ge­ samtüberwachungsbereich erhalten wurde, und erzeugt einen Un­ terscheidungsausgang an die Feuerquellenanzahlunterschei­ dungssteuerungsschaltung 57, wenn der eine Abtastzyklus voll­ ständig ist.

Die Feuerquellenanzahlunterscheidungssteuerungsschaltung 57 zählt das vertikale Abtastwinkel-α-Signal, d.h., Feuerquel­ lenfeststellsignal, welches durch die Überwachungsflächenun­ terscheidungsschaltung 54 a bis zu einem Abtastzyklus über die zu überwachende Fläche erhalten wurde. Genauer gesagt, führt die Schaltung 57 das Zählen durch bis ein Ausgang von der Einzelabtastunterscheidungsschaltung 56 a erhalten wird. Wenn die Anzahl der Feuerquellen eine ist, wird ein Betäti­ gungssignal 58 an die Abtastschaltung 51 b der zweiten Feuer­ quellenfeststelleinrichtung 11 b ausgegeben. Wenn die Anzahl der Feuerquellen zwei oder mehr beträgt, wird ein Unterschei­ dungssignal 59 ausgegeben. 60 a ist ein Register, welches zeitweise einen vertikalen Abtastwinkel α und einen horizon­ talen Abtastwinkel R speichert, ausgegeben jeweils von der vertikalen Abtastwinkelfeststellschaltung 52 a und der hori­ zontalen Abtastwinkelfeststellschaltung 53 a. Dieses Register 60 a speichert den vertikalen Abtastwinkel α und den dann ho­ rizontalen Abtastwinkel R zu einem Zeitpunkt, wenn der verti­ kale Abtastwinkel α erhalten ist.

Die zweite Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 b, die betä­ tigt wird, wenn zwei oder mehrere Feuerquellen durch die Feuerquellenanzahlunterscheidungssteuerungsschaltung 57 un­ terschieden wurden, wird nun beschrieben. Ein Ausgang von der vertikalen Abtastwinkelfeststellschaltung 52 b wird an die Überwachungsflächenunterscheidungschaltung 54 b gelie­ fert, und es wird unterschieden, ob das vertikale Abtastwin­ kel-α-Signal zu dem Zeitpunkt der Feuerquellenfeststel­ lung innerhalb der Überwachungsfläche liegt oder nicht, die durch die Überwachungsflächeneinstellschaltung 55 einge­ stellt ist.

Ein Ausgang von der Überwachungsflächenunterscheidungsschal­ tung 54 b wird an eine Einzelabtastunterscheidungsschaltung 56 b geliefert. Die Einzelabtastunterscheidungsschaltung 56 b überwacht eine Zeit, wenn Abtastdaten eines Abtastzyklus von der Betätigung der Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 b er­ halten wurden, d.h., Abtastdaten eines Abtastzyklus über den gesamten Überwachungsbereich werden erhalten. 60 b ist ein Re­ gister, welches eingegeben ist mit Ausgang von der vertika­ len Abtastwinkelfeststellschaltung 2 b und der horizontalen Abtastwinkelfeststellschaltung 53 b, und speichert den verti­ kalen Abtastwinkel a und den dann horizontalen Abtastwin­ kel R zu einem Zeitpunkt, wenn das vertikale Abtastwinkel-α -Signal erhalten wurde, d.h. das Feuerquellenfeststell­ signal.

Ein Unterscheidungsausgang von der Einzelabtastunterschei­ dungsschaltung 56 b wird an das Register 60 a als Übermitt­ lungsanweisungssignal durch ein ODER-Gatter 61 geliefert und weiter direkt einem Register 60 b zugeführt und weiter einer ersten Feuerquellenpositionsberechnungsschaltung 62 a als Rechnungsbetätigungssignal zugeführt. Die Register 60 a und 60 b geben die darin gespeicherten vertikalen Abtastwinkel α und horizontalen Abtastwinkel R an die erste Feuerquellen­ positionsrechenschaltung 62 a aus in Antwort auf den Unter­ scheidungsausgang von der Einzelabtastunterscheidungsschal­ tung 56 b. Zur selben Zeit erhält die Feuerquellenpositions­ rechenschaltung 62 a den Unterscheidungsausgang von der Ein­ zelabtastunterscheidungsschaltung 56 b als die Berechnungs­ betätigungsanweisung, so daß sie die Berechnung der Feuer­ quellenposition durchführt, wenn die Anzahl der Feuerquellen als eine durch die Feuerquellenanzahlunterscheidungssteue­ rungsschaltung 57 auf der Basis der von den Registern 60 a und 60 b übertragenen Daten unterschieden wurde. Die Berech­ nung der Feuerquellenposition durch die erste Feuerquellen­ positionsrechenschaltung 60 a wird in Form der Berechnung der Koordinaten (X, Y) der Position durchgeführt, basierend auf den horizontalen und vertikalen Abtastwinkeln R 1 und α 1 der Feuerquellenposition, die durch die erste Feuerquellen­ feststelleinrichtung 11 a festgestellt wurden und die horizon­ talen und vertikalen Abtastwinkel R 2 und α 2, die durch die zweite Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 b festgestellt wurden.

Andererseits wird ein Unterscheidungsausgang 59 von der Feuerquellenanzahlunterscheidungssteuerungsschaltung 57, wenn die Anzahl der Feuerquellen als zwei oder mehr unter­ schieden wurde, durch ein ODER-Gatter 61 einem Register 60 a als ein Übertragungsanweisungssignal zugeführt und ebenso an die zweite Feuerquellenpositionsberechnungsschaltung 62 b als ein Berechnungsbetätigungssignal. Nach Erhalt des Unterschei­ dungsausganges 59 gibt das Register 60 a den vertikalen Ab­ tastwinkel α und den horizontalen Abtastwinkel R, darin ge­ speichert, an die zweite Feuerquellenpositionsberechnungs­ schaltung 62 b ab, so daß die Berechnung der Koordinaten (X, Y) der Positionen der Feuerquellen von den entsprechenden vertikalen Abtastwinkeln α und horizontalen Abtastwinkeln R durchgeführt wird, in be­ zug auf die Mehrzahl der Feuerquellenpositionen. Diesbezüg­ lich wird angemerkt, daß die Register 60 a und 60 b und die Feuerquellenpositionsberechnungsschaltungen 62 a und 62 b in der vorliegenden Ausgestaltung getrennt vorgesehen sind, ein einzelnes Register und eine einzelne Feuerquellenpositions­ berechnungsschaltung können gemeinsam verwendet werden.

Das Feststellverfahren der in der Fig. 8 dargestellten Aus­ gestaltung wird nun bezugnehmend auf das Fließdiagramm von Fig. 9 beschrieben.

Als erstes wird ein Feststellverfahren beschrieben im Falle, daß ein Feuer an einer Position innerhalb der Überwachungs­ fläche beginnt, wie in Fig. 10 dargestellt.

Bei normaler Überwachung wird nur die erste Feuerquellenfest­ stelleinrichtung 11 a betätigt, wie durch Block a angegeben. Bei Entscheidungsblock b wird geprüft, ob es einen Feststell­ ausgang eines vertikalen Abtastwinkel-α-Signales von der ersten Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 a gibt oder nicht, d, h., ob ein Feuerquellenfeststellsignal erhalten wurde oder nicht. Wenn eine Feuerquelle durch die erste Feuerquellen­ feststelleinrichtung 11 a festgestellt wurde, geht der Schritt weiter zu Entscheidungsblock c, um das Feststell­ signal mit den eingegebenen Daten der Überwachungsflächenein­ stellschaltung 55 durch die Überwachungsflächenunterschei­ dungsschaltung 54 a zu vergleichen. Wenn sich das Feststell­ signal innerhalb der Überwachungsfläche befindet, geht der Schritt weiter zu Block d, um den dann vertikalen Abastwin­ kel α und den horizontalen Abtastwinkel R in dem Register 60 a zu speichern. Die Verfahrensvorgänge von Entscheidungs­ block b bis Block d werden wiederholt bis ein Abtastzyklus über den gesamten zu überwachenden Bereich vervollständigt ist, da das vertikale Abtastwinkelsignal, d.h. das Feuerquel­ lenfeststellsignal, erhalten wurde. Wenn der Einzelabtast­ unterscheidungsausgang bei Entscheidungsblock e durch die Einzelabtastunterscheidungsschaltung 56 a unterschieden bzw. selektiert ist, geht der Schritt weiter zu Unterscheidungs­ block f. Bei Unterscheidungsblock f wird entschieden, ob die Anzahl (in dieser Ausgestaltung wird die Anzahl der vertika­ len Abtastwinkel α gezählt) der horizontalen Abtastwinkel R, die in einem Abtastzyklus erhalten wurden, eins ist oder nicht. In diesem Fall, wenn ein Feuer bei einer Position beginnt, wie dargestellt in Fig. 10, geht der Schritt weiter zu Block g, um die zweite Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 b zu betätigen. Die Betätigung der zweiten Feuerquellen­ feststelleinrichtung 11 b wird bei Entscheidungsblock h ge­ prüft, und wenn die Einrichtung 11 b normalerweise betätigt ist, geht der Schritt weiter zu Block i. Bei Block i wird der vertikale Abtastwinkel α und der horizontale Abtast­ winkel R eines horizontalen Abtastzyklus in dem Register 60 b gespeichert durch die Verarbeitungsvorgänge von Block b bis Block e. Wenn die Speicherung von a und R bei Block i voll­ ständig ist, geht der Schritt weiter zu Block j, um den ver­ tikalen Abtastwinkel α und den horizontalen Abtastwinkel R auszugeben, die jeweils in den Registern 60 a und 60 b ge­ speichert sind und dieselben an die erste Feuerquellenpo­ sitionsberechnungsschaltung 62 a zu übermitteln. Dann werden die Koordinaten (X, Y) der Position einer Feuerquelle 4 auf der Basis von horizontalen und vertikalen Abtastwinkeln R 1 und α 1 berechnet, die durch die erste Feuerquellenfest­ stelleinrichtung 11 a festgestellt wurden und der horizon­ talen und vertikalen Abtastwinkel R 2 und a 2, die durch die zweite Feuerquellenfeststelleinrichtung 11 b festgestellt wurden, wie in Fig. 10 dargestellt. Nach dieser Berechnung werden Positionsdaten der Feuerquelle an eine Steuereinheit ausgegeben, wie eine Monitoröffnung, zum Steuern der Rich­ tung der Monitoröffnung bei Block k.

Im Falle, wo Feuer bei zwei Positionen innerhalb der Über­ wachungsfläche beginnen, wie dargestellt in Fig. 11, wenn horizontale Abtastwinkel R 1 und R 2 basierend auf der Fest­ stellung der Feuerquellen 3 a und 3 b bei Block f erhalten wurden auf der Basis der Feststellungsdaten der ersten Feuer­ quellenfeststelleinrichtung 11 b, wird die zweite Feuerquel­ lenfeststelleinrichtung 11 b nicht betätigt. Dann geht der Schritt weiter zu Block l zum Berechnen der Koordinaten (X 1, Y 1) und (X 2, Y 2) der Position der Feuerquellen 4 a und 4 b von den vertikalen und horizontalen Abtastwinkeln (α 1, R 1) und (α 2, R 2), die in dem Register 60 a gespeichert sind. Danach sind die Rechenergebnisse Ausgänge zur Steuereinheit bei Block m, um eine Serie von Verfahrensvorgängen zu ver­ vollständigen.

In der Arbeitsweise der Feuerquellenfeststellung, wie oben beschrieben, wenn eine Feuerquelle vorhanden ist, werden die Positionskoordinaten (X, Y) der Feuerquelle 3 aus den Fest­ stelldaten von den zwei Feuerquellenfeststelleinrichtungen 11 a und 11 b berechnet, d.h., den horizontalen Abtastwinkel R 1 und R 2 und den vertikalen Abtastwinkel α 1 und α 2. Wenn die Feuerquelle z.B. auf einer höheren Stufe positio­ niert ist als die Überwachungsfläche, kann deshalb genaue Feststellung der Feuerquellenposition bewirkt werden.

Bezüglich Feuer, die an mehreren Positionen beginnen, werden andererseits die Positionen der vielen Feuerquellen nur durch die Feststelldaten der ersten Feuerquellenfeststell­ einrichtung 11 a berechnet. Deshalb kann ein solches Problem, daß die Feuerquellenposition aufgrund der Erzeugung von Gei­ sterbildern nicht spezifiziert werden kann, im Gegensatz zu der herkömmlichen Matrixfeststellung gelöst werden, in wel­ cher zwei Feuerquellenfeststelleinrichtungen verwendet werden.

Diesbezüglich wird angemerkt, daß, wenn Feuer an mehreren Positionen beginnen, ein Feststellirrtum möglich ist auf­ grund von Positionen, die höher liegen als die Überwachungs­ fläche, aber es ist im wesentlichen kein Problem in der Praxis, weil Möglichkeit, daß Feuer an mehreren Positionen zur selben Zeit beginnen, sehr gering ist.

Eine vierte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nun bezugnehmend auf die Fig. 12 und 13 beschrieben. In die­ ser Ausgestaltung wird ein CCD-Bildsensor als Feststellele­ ment zum Feststellen einer Feuerquelle verwendet. Eine Viel­ zahl von Bildsensoren bilden eine lineare Gruppe.

Ein Detektorkopf 100 weist ein optisches System 101 zur Wär­ mestrahlungsenergiekondensation von dem Feststellbereich 2 auf, eine lineare Gruppe 102 und eine Signalverarbeitungs­ schaltung 103 zum Verarbeiten eines Ausgangssignales von der linearen Gruppe 102 zum Ausgeben an eine Rechenschaltung (nicht dargestellt). In Fig. 12 bezeichnet 104 eine verti­ kale Abtastantriebsschaltung, die aus einer Taktschaltung 105 und einer Treiberschaltung bzw. Steuerkreis 106 besteht.

Die lineare Gruppe 102 ist eine sogenannte CCD-Lineargruppe, welche eine Verbundeinrichtung ist, worin eine große Anzahl von Silikonfotodioden und ein CCD-Schieberegister enthalten ist, welches eine Signalabtastsektion bildet, und es besitzt eine große Anzahl von Bildelementen. Z.B. weist eine CCD- Lineargruppe eine Länge von 30 mm auf und beinhaltet 2.048 Bildelemente, von denen jedes eine Größe von 9 µ × 14 µ be­ sitzt.

Fig. 13 stellt eine solche CCD-Lineargruppe als Modell dar, bei welchem die Lineargruppe 102 in Form einer Fotodioden­ gruppe 107 dargestellt ist, die eine Vielzahl von Fotodioden a-e aufweist, die linear angeordnet sind, und Schalter 108 und ein CCD-Schieberregister 109, das so angeordnet ist, um den jeweiligen Fotodioden zu entsprechen. Die Fotodiodengrup­ pe 107 bildet eine fotosensitive Sektion und das CCD-Schie­ berregister 109 bildet eine Übermittlungssektion.

Die Grundarbeitsweise der Lineargruppe 102 wird nun be­ schrieben. In der Fotodiodengruppe 107 wird elektrische La­ dung durch einfallendes Licht gespeichert. Wenn die jeweili­ gen Schalter 108 durch einen Auslöseimpuls eingelöst werden, wird die in jeder der Fotodioden der Fotodiodengruppe 107 gespeicherte elektrische Ladung an das CCD-Schieberregister 109 übermittelt. Die elektrische Ladung wird in dem CCD- Schieberregister 109 durch Treiberimpulse (Abtastimpulse) P 1 und P 2 sequen­ tiell übermittelt, und es wird ein Zeitserienausgang VS er­ halten, wie dargestellt. Während der Übermittlung der elek­ trischen Ladung durch das CCD-Schieberregister 109 wird in der Fotodiodengruppe 107 elektische Ladung gespeichert und ein ähnlicher Vorgang wird wiederholt.

Die Signalverarbeitungsschaltung 103 besteht aus einer Adressenschaltung bzw. Befehlsschaltung 110, ROM 111, einem D/A-Umwandler 112 und einer Korrekturschaltung 113. Die Korrekturschaltung 113 korrigiert Änderungen eines dunklen Levels aufgrund einer Änderung eines Dunkelstromes von CCD und Änderungen in der Sensitivität zwischen den Bildelemen­ ten oder Änderungen in der Sensitivität, die durch Schatten­ erscheinungen verursacht werden, bei welchen Energie an peripherischen Abschnitten eines Bildes vermindert wird zu einer Zeit von Bildbildung durch eine Linse. Die Korrektur­ schaltung führt eine solche Korrekturverarbeitung als Ant­ wort auf einen Takt von der Taktschaltung 105 durch für jede Adresse der Bildelemente, die durch die Adressenschaltung 110, adressiert sind, um ein Temperatursignal zu erzeugen.

Genauer gesagt, wird die Strahlungsenergie von dem Feststell­ bereich 2 durch das optische System 101 kondensiert bzw. ver­ dichtet und durch die Lineargruppe 102 bestrahlt. Jedes Bild­ element der Lineargruppe 102 hat ein extrem kleines Gesichts­ feld und wird abgetastet durch Treiberimpulse P 1 und P 2, die von der Antriebsschaltung 106 ausgegangen sind, basierend auf dem Taktimpulsausgang, von der Taktschaltung 105. Die Abtastung der Lineargruppe 102 entspricht der vertikalen Ab­ tastung des Feststellbereiches 2.

Obwohl nicht dargestellt, ist der Detektorkopf 100 der vor­ liegenden Ausgestaltung ebenso auf einer horizontalen Ab­ tasteinrichtung befestigt wie eine Drehtafel in den vorher­ gehenden Ausgestaltungen. Eine in der vorliegenden Ausgestal­ tung verwendete Recheneinheit ist identisch mit denjenigen, wie sie in der ersten oder in anderen Ausgestaltungen ver­ wendet werden. Die Schaltungen, die die Korrekturschaltung enthalten, können herkömmliche sein.

Claims (17)

1. Abtastfeuerüberwachungssystem mit einer Feuerquellenfest­ stelleinrichtung, gekennzeichnet durch, einen Detektorkopf, der ein kleines Gesichtsfeld aufweist und angepaßt ist zum Feststellen von Wärmestrahlungsenergie von einer überwachten Fläche, eine vertikale Abtastantriebs­ einrichtung, um den Detektorkopf innerhalb eines Feststellbe­ reiches von kleiner Breite auf der Überwachungsfläche ab­ tasten zu lassen, und eine horizontale Abtastantriebseinrich­ tung zum Befestigen des Detektorkopfes und der genannten ver­ tikalen Abtastantriebseinrichtung darauf und drehbar in hori­ zontaler Richtung; und eine Recheneinheit zum Durchführen eines benötigten Signalverarbeitens und einer Entscheidung auf der Basis eines Feststellsignales von dem Detektorkopf, wobei der Detektorkopf in vertikalen und horizontalen Rich­ tungen angetrieben ist, um über der Gesamtüberwachungsfläche zu tasten.

2. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorkopf ein Detektorelement, welches sensitiv gegen Wärmestrahlungsenergie ist, und ein optisches System zum li­ mitierten Definieren einer Auftrefffläche der Wärmestrahlungs­ energie von der Überwachungsfläche auf das Detektorelement, um dieses kleine Gesichtsfeld vorzusehen, enthält.

3. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine Stopeinrichtung aufweist zum Vorse­ hen der kleinen Gesichtsfläche.

4. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System einen Spiegel aufweist, welcher zur Dre­ hung in eine vertikale Richtung durch die vertikale Abtastan­ triebseinrichtung angetrieben ist.

5. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel zweiseitig ist.

6. Abtastfeuerüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine vertikale Positionsunterscheidungseinrich­ tung zum Feststellen eines vertikalen Abtastwinkels des De­ tektorkopfes durch die vertikale Abtastantriebseinrichtung und eine horizontale Positionsunterscheidungseinrichtung zum Feststellen eines horizontalen Abtastwinkels dieses Detektor­ kopfes durch die horizontale Abtastantriebseinrichtung auf­ weist und welche eine Position einer Feuerquelle durch die Feststellwinkel über die vertikale und horizontale Positions­ unterscheidungseinrichtung feststellt.

7. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorkopf durch eine lineare Gruppe gebildet ist, in welcher eine Vielzahl von Elementen, die jeweils eine Größe entsprechend dem kleinen Gesichtsfeld besitzen und die sensi­ tiv gegen Wärmestrahlungsenergie sind, so angeordnet sind, um der gesamten Überwachungsfläche zu entsprechen, und mit einer Abtastsektion integriert sind, die durch die vertikale Abtastantriebseinrichtung angetrieben sind, um die Vielzahl der Elemente sequentiell abzutasten.

8. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente CCD-Bildsensoren sind.

9. Abtastfeuerüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung einen Abstand zwischen benachbarten Feuerquellen berechnet, wenn eine Vielzahl von Feuerquellen­ positionen durch einen Abtastzyklus über der Überwachungs­ fläche festgestellt sind und eine Position einer Feuerquelle berechnet, wobei die benachbarten Feuerquellen als ein Feuer betrachtet werden, wenn der berechnete Abstand kleiner ist als eine vorausgehende angegebene Entfernung.

10. Abtastfeuerüberwachungssystem gekennzeichnet durch
zwei Feuerquellenfeststelleinrichtungen, welche jeweils einen Detektorkopf mit einem kleinen Gesichtsfeld enthalten und angepaßt sind um Wärmestrahlungsenergie von der Über­ wachungsfläche festzustellen, eine vertikale Abtastantriebs­ einrichtung, um den Detektorkopf innerhalb eines Feststellbe­ reiches von kleiner Breite auf der Überwachungsfläche ab­ tasten zu lassen, und eine horizontale Abtastantriebseinrich­ tung zum Anordnen des Detektorkopfes und der vertikalen Ab­ tastantriebseinrichtung darauf und drehbar in einer horizon­ talen Richtung;
eine Feuerquellenanzahlunterscheidungssteuereinrichtung, wel­ che normalerweise eine der Feuerquellenfeststelleinrichtun­ gen zum Abtasten antreibt, unterscheidet die Anzahl der Feu­ erquellen, die durch einen Abtastzyklus über die Gesamtüber­ wachungsfläche erhalten wurden und betätigt eine andere Feu­ erquellenfeststelleinrichtung nur wenn die Anzahl der Feuer­ quellen eine ist;
eine erste Feuerquellenpositionsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Position einer Feuerquelle auf der Basis von Abtastdaten in einem Zyklus des Abtastens über die Gesamt­ überwachungsfläche durch eine andere Feuerquellenfeststell­ einrichtung, betätigt durch die Feuerquellenanzahlunterschei­ dungssteuereinrichtung und Abtastdaten, die durch die eine Feuerquellenfeststelleinrichtung erhalten wurden; und
eine weitere Feuerquellenpositionsberechnungseinrichtung zum Berechnen von Positionen von Feuerquellen auf der Basis von horizontalen und vertikalen Abtastwinkeln der Feuerquellenpo­ sitionen, die schon erhalten wurden durch die eine Feuerquel­ lenfeststelleinrichtung, wenn die Anzahl der Feuerquellen, die durch die Feuerquellenanzahlunterscheidungssteuereinrich­ tung unterschieden wurden zwei oder mehr ist.

11. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorkopf ein Detektorelement, welches sensitiv gegen Wärmestrahlungsenergie ist, und ein optisches System zum li­ mitierten Definieren einer Auftrefffläche der Wärmestrahlungs­ energie von der Überwachungsfläche auf das Detektorelement, um ein kleines Gesichtsfeld vorzusehen, aufweist.

12. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine Stopeinrichtung aufweist zum Vorse­ hen eines kleinen Gesichtsfeldes.

13. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System einen Spiegel aufweist, welcher zur Dre­ hung in eine vertikale Richtung durch die vertikale Abtastan­ triebseinrichtung angetrieben ist.

14. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel zweiseitig ist.

15. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorkopf durch eine lineare Gruppe gebildet ist, in welcher eine Vielzahl von Elementen, die jeweils eine Größe aufweisen, die dem kleinen Gesichtsfeld entspricht und die sensitiv gegen die Wärmestrahlungsenergie ist, so angeordnet sind, daß sie der gesamten Überwachungsfläche entsprechen und mit einer Abtastsektion integriert sind, die durch die vertikale Abtastantriebseinrichtung angetrieben sind, um die Vielzahl der Elemente sequentiell abzutasten.

16. Abtastfeuerüberwachungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente CCD-Bildsensoren sind.

17. Abtastfeuerüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 10-14, gekennzeichnet durch eine vertikale Positionsunterscheidungseinrichtung zum Fest­ stellen eines vertikalen Abtastwinkels des Detektorkopfes durch die vertikale Abtastantriebseinrichtung und eine hori­ zontale Positionsunterscheidungseinrichtung zum Feststellen eines horizontalen Abtastwinkels des Detektorkopfes durch die horizontale Abtastantriebseinrichtung, und welche eine Feuerquellenposition durch die Feststellwinkel feststellt durch die vertikale und horizontale Positionsunterscheidungs­ einrichtung.