[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur betriebsmäßigen Überwachung optischer
Rauchmelder in einer nach dem Pulsmeldeprinzip betriebenen Brandmeldeanlage, bei
der die einzelnen, gegebenenfalls verschiedenartigen Melder, wie Ionisations-, Wärme-,
optische Rauch-Melder, einer Meldeleitung zyklisch auf ihre jeweiligen Meßwerte von
der Zentrale aus abgefragt, in der Zentrale ausgewertet und Alarm- bzw. Störungskriterien
abgeleitet werden, wobei mit einem Steuerbefehl von der Zentrale aus die einzelnen
Melder ansteuerbar sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
[0002] In der Brandschutztechnik spielt die Funktionsfähigkeit aller sicherheitsrelevanten
Komponenten eine große Rolle. So ist die Überwachung von ruhestromführenden Komponenten
relativ einfach und für die Leitungen auch zwingend vorgeschrieben. Mit der Pulsmeldetechnik
(DE-PS 25 33 330, DE-PS 25 33 382) wurde es möglich, in Brandmeldeanlagen auch den
Ionisations-Rauchmelder über seinen im Ruhezustand fließenden Kammerstrom zu überwachen.
Es wird dabei ein analoger Ruhemeßwert zur Zentrale übertragen und beim Ausbleiben
bzw. beim Anwachsen in einen Störungsbereich wird für den betreffenden Melder auf
eine Störung erkannt und diese angezeigt. Dagegen ist die entsprechende Überwachung
eines optischen Rauchmelders nicht ohne weiteres möglich, da hier ein Signal nur auftritt,
wenn Rauch vorhanden ist. Bei bekannten optischen Rauchmeldern wird in der Regel auf
eine betriebsmäßige Überwachung verzichtet.
[0003] Optische Rauchmelder werden bei der Herstellung im allgemeinen so abgeglichen, daß
eine möglichst geringe Rückstreuung im Falle eines Streulicht-Rauchmelders auftritt
und somit ein möglichst kleines Grundsignal abgegeben wird. Dieses Signal ist in der
Regel so klein und andererseits einer recht großen Exemplarstreuung unterworfen,
so daß es mit vertretbarem Schaltungsaufwand für eine Funktionsüberwachung nicht herangezogen
werden kann.
[0004] Aus der DE-PS 25 33 354 ist bekannt, in Brandmeldeanlagen, die nach dem Prinzip
der Pulsmeldetechnik betrieben werden, jedem auf seinen analogen Meßwert abgefragten
Melder auf derselben Meldeleitung von der Zentrale aus einen Steuerbefehl zu übertragen,
wenn der Melder eine entsprechende Empfangseinrichtung aufweist. Diese Steuerbefehle
werden im allgemeinen dazu benützt, um ein einem Melder zugeordnetes Steuerorgan im
Fall einer Alarmauslösung anzuschalten.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine derartige
Brandmeldeanlage anzugeben, das bzw. die es gestattet, optische Rauchmelder turnusmäßig
auf ihre Funktionsfähigkeit zu überwachen.
[0006] Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens dadurch gelöst, daß bei der Fabrikation
der optische Rauchmelder bei fehlender Rückstreuung auf die Abgabe eines bestimmten
Meßsignals, welches sich vom Ruhesignal und vom Alarmsignal unterscheidet, abgeglichen
wird, daß der optische Rauchmelder für den Empfang des Steuerbefehls ausgebildet
ist, daß in vorgebbaren Zeitabständen mit dem Steuerbefehl die optische Übertragungseinrichtung
des Rauchmelders in vorgebbarer Weise verändert wird, und daß der dabei abgefragte
Meßwert in der Zentrale als Funktionssignal bewertet und das Fehlen des Funktionssignals
als Störung angezeigt wird. Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe mit den Merkmalen
des Anspruchs 3 gelöst.
[0007] Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Verwendung von unterschiedlichen Meldertypen
an einer Meldeleitung, also neben Ionisations- und Wärmemelder auch optische Rauchmelder,
z.B. Streulicht-Rauchmelder, ohne daß die optischen Rauchmelder gesondert mittels
eines eigenen Verfahrens zur Melderkennung gekennzeichnet werden müssen. In vorteilhafter
Weise brauchen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die einzelnen optischen Rauchmelder
nicht auf ein möglichst geringes Grundsignal abgeglichen zu werden. Eine gewisse Rückstreuung
ist beim optischen Rauchmelder unvermeidbar. Vielmehr wird der optische Rauchmelder
schon bei der Herstellung auf ein bestimmtes Meßsignal abgeglichen, wenn keine Rückstreuung
in der Meßkammer des Melders vorhanden ist, wenn also z.B. der Lichtsender kurzgeschlossen
ist. Dabei unterscheidet sich das Meßsignal vom Ruhesignal und vom Alarmsignal. Das
Ruhesignal liegt in bezug auf das Meßsignal in Alarmrichtung, wobei der Abstand melderspezifisch
unterschiedlich ist. Entsprechend abgeglichene optische Rauchmelder können also unterschiedliche
Ruhewerte haben. Bei der üblichen Pulsmelderauswertetechnik ist dies jedoch kein
sachlicher Nachteil, weil dort eine Ruhewert-Nachführung (DE-OS 31 27 324) vorgesehen
sein kann.
[0008] Es können also derartig abgeglichene optische Rauchmelder in der Pulsmeldetechnik
verwendet werden, ohne das Auswerteverfahren wesentlich zu ändern. Zur Funktionsüberwachung
der optischen Rauchmelder wird turnusmäßig ein Steuerbefehl, wie er in der DE-PS 25
33 354 beschrieben ist, zu den einzelnen Meldern von der Zentrale aus übertragen.
Dieser Steuerbefehl veranlaßt lediglich im optischen Rauchmelder eine definierte Veränderung
in der optischen Übertragungseinrichtung des Melders, so daß der Melder ein bestimmtes
Meßsignal abgibt, welches in der Auswerteeinrichtung der Zentrale in diesem Fall nicht
als Störung sondern als Funktionssignal bewertet wird. Bleibt bei der Funktionsprüfung
das erwartete Meßsignal eines optischen Rauchmelders aus, so wird dieser Melder als
gestört angezeigt.
[0009] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zweckmäßig, den Steuerbefehl in Form eines
kurzen Steuerimpulses auf die Meldeleitung zu geben. Dies kann durch eine kurzzeitige
Absenkung der Linienspannung auf einen bestimmten Wert erreicht werden. Dabei wird
aufgrund des Steuerimpulses der Sender oder der Empfänger der optischen Übertragungseinrichtung
im Rauchmelder abgeschaltet oder kurzgeschlossen. Auf diese Weise gibt der optische
Rauchmelder ohne Rückstreuung ein Meßsignal an die Zentrale, das dort, wie oben schon
erwähnt, als Funktionssignal interpretiert wird, wenn der optische Rauchmelder tatsächlich
funktioniert.
[0010] Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht im optischen Rauchmelder eine
Empfangseinrichtung vor, die an der Meldeleitung angeschlossen ist und den Steuerbefehl
empfängt und in Folge davon eine nachgeschaltete Steuereinrichtung aktiviert, so
daß eine definierte Veränderung der optischen Übertragungseinrichtung bewirkt wird.
Die optische Übertragungseinrichtung weist dabei eine Leuchtdiode, eine Meßkammer
und eine entsprechend zugeordnete Fotodiode auf. Die weiteren Schaltungseinrichtungen
des optischen Rauchmelders sind an sich bekannt und beispielsweise in der DE-OS 33
13 137 beschrieben. In der Zentrale ist die Auswerteeinrichtung so ausgelegt, daß
bei der Funktionsüberprüfung das empfangene Meßsignal als Funktionssignal interpretiert
wird und nur bei fehlendem Funktionssignal eine Störung des betreffenden optischen
Rauchmelders angezeigt wird.
[0011] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der Erläuterung der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen für einen optischen
Rauchmelder. Dabei zeigen die
Fig. 1 ein bekanntes Spannungs- und Stromdiagramm auf der Meldeleitung, die
Fig. 2 ein erstes und die
Fig. 3 ein zweites Schaltbeispiel eines optischen Rauchmelders für das erfindungsgemäße
Verfahren.
[0012] In Fig. 1 ist der Spannungsverlauf der Linienspannung UL über der Zeit t und darunter
der Stromverlauf IL auf der Meldelinie über der Zeit t aufgetragen. In der Ruhephase
liegt die volle Linienspannung mit U1 bezeichnet an der Meldeleitung an. Ein Abfragezyklus
beginnt mit dem Absenken der Linienspannung UL auf beispielsweise den Wert O, mit
U2 bezeichnet. Dies geschieht zum Zeitpunkt tO, so daß der Linienstrom auch auf Null
sinkt. Mit dem Anlegen der Abfragespannung U3, die etwas niedriger ist als die Ruhespannung
U1, zum Zeitpunkt t1 werden die einzelnen Melder einer Meldeleitung der Reihe nach
an die Linie in bekannter Weise geschaltet. Dabei erhöht sich der Linienstrom stufenförmig.
Jedesmal, wenn ein Melder an die Meldeleitung angeschaltet wurde, wird mit einem kurzen
Steuerimpuls SPI, z.B. durch kurzzeitiges Absenken der Abfragespannung U3 auf den
Wert U4, ein Impuls für den betreffenden Melder auf die Meldeleitung gegeben. Weist
der betreffende Melder eine Empfangsein richtung für den Steuerimpuls auf, so spricht
diese an. Sind auf einer Meldeleitung verschiedenartige Meldertypen angeordnet, so
spricht auf den Steuerimpuls nur der optische Rauchmelder an, denn der hat erfindungsgemäß
eine Einrichtung zum Empfang des Steuerimpulses und eine Einrichtung, um die optische
Übertragungseinrichtung des Rauchmelders in definierter Weise zu verändern, wie dies
anhand der Fig. 2 erläutert wird.
[0013] In Fig. 2 ist ein optischer Rauchmelder RM mit den erfindungsgemäßen Schalteinrichtungen
für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Der optische Rauchmelder RM weist
eine Spannungsversorgungseinrichtung SPV auf, die an der Meldelinie ML liegt und mit
einer Versorgungsspannung UV die einzelnen Elemente des optischen Rauchmelders RM
versorgt. So ist an diese Versorgungsspannung UV die ansteuerbare Sendeschaltung
SS angeschlossen, die die Leuchtdiode LED ansteuert, um im Normalfall bei der Abfrage
eingeschaltet zu werden. Die Fotodiode FD, die beim Streulicht-Rauchmelder in der
Meßkammer MK entsprechend der Leuchtdiode LED zugeordnet ist, führt auf einen Verstärker
VER, dessen Ausgang auf eine Sample- and Hold-Schaltung SHS führt. Diese wiederum
ist mit einem Spannungs/Zeit-Wandler VTC verbunden, der entsprechend des analogen
Meßwertes zeitverzögert den nachfolgenden Melder über den Schalttransistor TR an
die Meldeleitung ML anschaltet. Dies ist an und für sich bekannt. Die erfindungsgemäße
Schalteinrichtung im optischen Rauchmelder RM besteht aus der Zenerdiode ZD, die über
den Vorwiderstand R an der Meldeleitung angeschlossen ist. Der gemeinsame Anschlußpunkt
führt auf einen Schalttransistor JTR, der seinerseits die Sendeschaltung SS ansteuert.
Hier im Ausführungsbeispiel ist dieser Schalttransistor JTR von einem Sperrschicht-Feldeffekttransistor
gebildet, dessen Gate am gemeinsamen Anschlußpunkt der Zenerdiode ZD und des Vorwiderstandes
R liegt. Im Normalbetrieb, d.h. wenn kein Steuerimpuls kommt, ist die Gatespannung
UG an dem P-Kanal-Sperrschicht-Feldeffekttransistors JTR höher als die Gateschwellenspannung,
so daß der Transistor sperrt. Die Gatespannung ist die um die Zenerspannung reduzierte
Linienspannung. Bei gesperrtem Feldeffekttransistor JTR ist die Sendeschaltung SS
leitend, dadurch ist die Leuchtdiode LED eingeschaltet. Tritt nun bei der Abfrage
der Steuerimpuls SIP auf, so wird die Linienspannung UL abgesenkt. Das hat zur Folge,
daß während des Steuerimpulses die Gatespannung UG niedriger wird als die Gateschwellenspannung
des Sperrsichtfeldeffekttransistors JTR. Dadurch wird der Transistor leitend und
die Sendeschaltung SS gesperrt. Die Leuchtdiode LED ist abgeschaltet.
[0014] In der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Schaltungsanordnung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im optischen Rauchmelder gezeigt. Hier
ist lediglich der Schaltungsteil dargestellt, der für das Ansteuern der Leuchtdiode
LED notwendig ist. Anstelle der Zenerdiode ZD, des Vorwiderstandes R und des Feldeffekttransistors
JTR gemäß der Fig. 2 ist hier ein Schalttransistor TR4 angeordnet, der im Ansteuerkreis
der Leuchtdiode LED liegt und über den Widerstand R7 an der Meldeleitung ML liegt.
Die Sendeschaltung SS, wie in Fig. 2 gezeigt, besteht hier in Fig. 3 im wesentlichen
aus der Leuchtdiode LED, den beiden Transistoren TR1 und TR2 und dem Zeitglied R1,
R2, R3 und C2. Zwischen den Transistoren TR1 und TR2 ist erfindungsgemäß der Schalttransitor
TR4 angeordnet, der beim Auftreten des Steuerimpulses anspricht. Im Normalbetrieb,
also während des Abfragezyklus ohne Steuerimpuls, ist die Basisspannung des Transistors
TR4 während der Abfrage größer als die Basisemitter-Schwellenspannung und daher ist
TR4 leitend. Während dieser Abfragephase ist der Sendetransistor TR2 vom Transistors
TR1 angesteuert, der Transistor TR2 ist für diese Zeit leitend, daher fließt durch
die Leuchtdiode LED der normale Sendestrom. Im Falle eines den Sendeimpuls überlappenden
Steuerimpulses, d.h. wenn während der Abfrage der Steuerimpuls (Absenken der Abfragespannung)
auftritt, fällt die Basisspannung des Transistors TR4 unter die Basisemitterschwelle
und TR4 sperrt. Dadurch kann der Sendetransistor TR2 nicht vom Transistor TR1 angesteuert
werden und die Leuchtdiode LED wird erfindungsgemäß nicht eingeschaltet. Die der Sendeschaltung
vorgeschaltete Schalteinrichtung, bestehend aus dem Transitor TR3, dem Widerstand
R6 und dem Kondensator C1 verzögert die Einschaltung des Sendeimpulses der Leuchtdiode
LED solange, daß der Sendeimpuls der Leuchtdiode während eines Steuerimpulses SPI
für die Funktionsabfrage auftreten wird. Dadurch wird gewährleistet, daß der Sendetransistor
TR2 während des Steuerimpulses SIP gesperrt bleibt. Die weiteren Schaltelemente, die
hier noch dargestellt sind, sind für die Erfindung nicht wesentlich. Sie wurden in
der DE-OS 33 13 133 erläutert, in der eine Schaltungsanordnung zur Störsignalunterdrückung
in optischen Rauchmeldern beschrieben ist.
[0015] So wie hier anhand der beiden Ausführungsbeispiele erläutert wurde, den Lichtsender
im optischen Rauchmelder abzuschalten, ist es natürlich auch möglich, die Empfangsdiode
abzuschalten oder kurzzuschließen. Eine definierte Veränderung der optischen Übertragungseinrichtung
ist auch dadurch möglich, daß in der Meßkammer ein optisches Dämpfungsglied angeordnet
wird, welches elektrisch angesteuert wird und in Abhängigkeit vom Auftreten des
Steuerimpulses angeschaltet wird. Dabei kann das Dämpfungsglied eine gesteuerte Flüssigkristallzelle
oder eine piezoelektrisch gesteuerte Blende sein.
[0016] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung ist es daher
möglich, von der Zentrale aus turnusmäßig, z.B. täglich, die optische Übertragungseinrichtung
in definierter Weise zu verändern. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden
Schalteinrichtung ist es auch ohne weiteres möglich, ohne eine eigens vorzusehende
Melderkennung bei der Funktionsprüfung optische Rauchmelder zu erkennen. Sind beispielsweise
mehrere verschiedenartige Melder auf einer Meldelinie installiert worden und wird
nach der Inbetriebnahme der Brandmeldeanlage zur Funktionsüberwachung der optischen
Rauchmelder jeder Melder der Reihe nach abgefragt, so reagiert nur ein optischer Rauchmelder
in der oben beschriebenen Weise und kann als solcher im Speicher der Zentrale gekennzeichnet
werden. Man erhält somit automatisch die Melderkennung für die optischen Rauchmelder.
Dies ist auch insofern zweckmäßig, denn zum Erkennen eines nicht funktionsfähigen
optischen Rauchmelders ist die automatisch erfaßte Erkennung der optischen Melder
bei der Funktionsprüfung notwendig, denn ein nicht funktionsfähiger optischer Rauchmelder
könnte bei der Funktionsabfrage ein ähnliches Verhalten (Meßwert) zeigen, wie beispielsweise
ein Ionisations-Rauchmelder.
Bezugszeichenliste
[0017] C1,C2 Kondensatoren
FD Fotodiode
IL Linien-Strom
ITR Schalttransistor
LED Leuchtdiode
M1,M2,... Melder
ML Meldeleitung, Meldelinie
MK Meßkammer
R1,R2, ..., RL Widerstände
RM optischer Rauchmelder
SIP Steuerimpuls
SWS Sample- and Hold- Schaltung
SPV Spannungsversorgungseinrichrung
SS Sendeschaltung
TR, TR1, Transistoren
UG Gatespannung
UL Linien-Spannung
UV Versorgungsspannung
U1 volle Linienspannung (Ruhe-Spannung)
U2 Startspannung
U3 Abfragespannung
U4 (Kurzzeitig) abgesenkte Abfragespannung
VER Verstärker
VIC Spannungs/Zeit-Wandler
2D, ZO1 Zenerdioden
1. Verfahren zur betriebsmäßigen Überwachung optischer Rauchmelder in einer nach dem
Pulsmeldeprinzip betriebenen Brandmeldeanlage, bei der die einzelnen, gegebenenfalls
verschiedenartigen Melder, wie Ionisations-, Wärme-, optische Rauch-Melder, einer
Meldeleitung zyklisch auf ihre jeweiligen Meßwerte von der Zentrale aus abgefragt,
in der Zentrale ausgewertet und Alarm- bzw. Störungskriterien abgeleitet werden, wobei
mit einem Steuerbefehl von der Zentrale aus die einzelnen Melder ansteuerbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Fabrikation der optische Rauchmelder bei fehlender Rückstreuung auf die
Abgabe eines bestimmten Meßsignals, welches sich vom Ruhesignal und vom Alarmsignal
unterscheidet, abgeglichen wird,
daß der optische Rauchmelder für den Empfang des Steuerbefehls ausgebildet ist,
daß in vorgebbaren Zeitabständen mit dem Steuerbefehl die optische Übertragungseinrichtung
des Rauchmelders in vorgebbarer Weise verändert wird,
und daß der dabei abgefragte Meßwert in der Zentrale als Funktionssignal bewertet
und das Fehlen des Funktionssignals als Störung angezeigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerbefehl von einem Steuerimpuls (SIP) in Form einer kurzzeitigen Absenkung
der Linienspannung (UL) auf einen vorgegebenen Wert (U4) gebildet ist, und daß der
Sender (LED) oder der Empfänger (FD) der optischen Übertragungseinrichtung des Rauchmelders
(RM) abgeschaltet oder kurzgeschlossen wird.
3. Verfahren zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im optischen Rauchmelder (RM) an der Meldeleitung (ML) eine Empfangseinrichtung
für den Steuerbefehl und dieser nachgeschaltet eine Steuereinrichtung zur definierten
Veränderung der optischen Übertragungseinrichtung, die eine Leuchtdiode (LED), eine
Meßkammer (MK) und eine Fotodiode (FD) aufweist, vorgesehen ist, und daß in der Zentrale
eine Auswerteeinrichtung für das Funktionssignal vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung von einem optischen ansteuerbaren Dämpfungsglied gebildet
ist, welches in der Meßstrecke bzw. Meßkammer der optischen Übertragungseinrichtung
des Rauchmelders angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das optische Dämpfungsglied von einer gesteuerten Flüssigkristallzelle gebildet
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das optische Dämpfungsglied von einer piezoelektrisch gesteuerten Blende gebildet
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfangseinrichtung für den Steuerbefehl und die Steuereinrichtung von einer
über einen Vorwiderstand (R) an der Meldeleitung (ML) angeschlossenen Zenerdiode (ZD)
und von einem diesem nachgeschalteten Feldeffekttran sistor (JTR) gebildet ist, der
bei Empfang des Steuerbefehls (SIP) eine Sendeschaltung (SS) sperrt, die die Leuchtdiode
(LED) anschaltet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfangseinrichtung für den Steuerbefehl und die Steuereinrichtung von einem
über einen Widerstand (R7) an der Meldeleitung (ML) liegenden Schalttransistor (TR4)
gebildet ist, der im Steuerschaltkreis (TR1, TR2) der Leuchtdiode (LED) angeordnet
ist.