Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft einen automatischen Brandmelder zur Detektion von Bränden,
mit einem Gehäuse, welches eine Messkammer zur Detektion von Rauchpartikeln umfasst,
mit einer Sensorik zur Erfassung einer Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit
des automatischen Brandmelders und mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der
Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders auf Basis der Messgröße.
[0002] Automatische Brandmeldeeinrichtungen dienen zur Detektion von Bränden und zur Auslösung
eines Alarms im Falle eines detektieren Brands. Für die Detektion des Brands werden
bestimmte Kenngrößen, wie beispielsweise Temperatur oder Dichte von Rauchpartikeln,
gemessen. Die von Sensoren erfassten Messdaten werden an eine Steuerungseinrichtung
übermittelt. Die Steuerungseinrichtung bestimmt anhand der übermittelten Messdaten
eine Alarmauslösung. Automatische Brandmeldeeinrichtungen finden Anwendung in Räumen
oder Bereichen, bei denen ein Schutz von Personen und Sachgegenständen sinnvoll oder
gesetzlich geregelt ist.
[0003] Um die Einsatzfähigkeit von automatischen Brandmeldeeinrichtungen jederzeit sicherstellen
zu können, ergibt sich eine Notwendigkeit der manuellen oder automatischen Überprüfung
der Brandmeldeeinrichtung. Die
DE 10 2009 046 556 A1, beschreibt eine Brandmeldervorrichtung mit einer Überprüfungsvorrichtung zur Überprüfung
der Einsatzfähigkeit der Brandmeldervorrichtung. Die Brandmeldervorrichtung umfasst
eine Sensorik zur Erfassung von mindestens einer brandspezifischen Umgebungsgröße
und eine Prüfeinrichtung. Die Überprüfungsvorrichtung weist einen Gasvorratsbehälter
mit einem Prüfgas auf, welches durch Ausstoß einen Brand simulieren soll und auf diese
Weise die Betriebsfähigkeit der Brandmeldervorrichtung überprüft.
[0004] Aus der Druckschrift
EP 1 006 500 A2 ist ein Rauchmelder bekannt, der einen Rauchsensor und eine Aspirationseinheit umfasst.
Die Aspirationseinheit verursacht, dass Umgebungsluft des Rauchmelders in eine Sensorregion
eines Sensors fließt.
[0005] Die Druckschrift
EP 227 0762 A2, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, beschreibt einen Rauchwarnmelder
mit einem Gehäuse, welches Rauchdurchtrittsöffnungen aufweist und einen Rauchdetektor
sowie eine Alarmmeldevorrichtung umfasst. Das Innere des Gehäuses ist durch eine Trennwand
in zwei Kammern unterteilt. Es ist ein Sensorelement vorgesehen, mit welchem die Stärke
eines Nebenluftstroms messbar ist, die von dem Drosselungsgrad der Rauchdurchtrittsöffnungen
abhängt
.
Offenbarung der Erfindung
[0006] Im Rahmen der Erfindung wird ein automatischer Brandmelder zur Detektion von Bränden
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 offenbart. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung
sowie den beigefügten Figuren.
[0007] Die Erfindung betrifft somit einen Brandmelder zur Detektion von Bränden, insbesondere
einen automatischen Brandmelder zur Detektion von Bränden. Die Anordnung des Brandmelders
erfolgt beispielsweise in geschlossenen Räumen, jedoch sind auch halbgeschlossene
Räume, wie beispielsweise Lagerhallen oder Bereiche wie beispielsweise ein Bahnhof
denkbar.
[0008] Der Brandmelder weist ein Gehäuse auf, welches eine Messkammer zur Detektion von
Rauchpartikeln umfasst. Für die Detektion von Rauchpartikeln kann es sich bei der
Messkammer beispielsweise um eine optische Messkammer handeln. Optische Messkammern
umfassen eine Diode, die einen Lichtstrahl erzeugt. Der Lichtstrahl der Diode wird
im Falle von Rauchpartikeln in der Umgebungsluft in der Messkammer gestreut, wobei
das gestreute Licht auf einen Sensor trifft und dieser aufgrund des gestreuten Lichts
eine erhöhte Partikelkonzentration erfasst. Insbesondere bildet die optische Messkammer
einen Streulichtsensor.
[0009] Die Messkammer weist eine Eintrittsöffnung auf, so dass eine Strömung der Umgebungsluft
in die Messkammer gelangen kann. Weiterhin umfasst die Messkammer eine Austrittsöffnung,
aus der die Strömung der Umgebungsluft von der Eintrittsöffnung über einen Durchflussbereich
wieder austreten kann. Der Strömungsdurchfluss der Umgebungsluft, welche Partikel
und insbesondere Rauchpartikel umfasst, ermöglicht in der Messkammer eine Detektion
der Partikelkonzentration in der Umgebungsluft.
[0010] Der Brandmelder umfasst eine Sensorik, welche zur Erfassung einer Messgröße zur Bewertung
der Einsatzfähigkeit des Brandmelders dient, und eine Auswerteeinrichtung, welche
die Einsatzfähigkeit des Brandmelders auf Basis der Messgröße auswertet, insbesondere
beurteilt. Die Einsatzfähigkeit des Brandmelders kann beispielsweise durch einen Verschluss
der Messkammer, insbesondere der Eintrittsöffnung der Messkammer, beispielsweise durch
Staub, beeinträchtigt werden. Ebenfalls können Gegenstände, welche im Umfeld des Brandmelders
positioniert sind, eine Raucheinströmung in die Messkammer des Brandmelders beeinträchtigen.
[0011] Die Sensorik ist mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt, um die von der Sensorik erfassten
Messgrößen zu übermitteln. Anhand der übermittelten Messgrößen der Sensorik, kann
die Auswerteeinrichtung eine Bewertung der Einsatzfähigkeit des Brandmelders durchführen.
[0012] Infolge der Auswertung einer mangelnden Einsatzfähigkeit des Brandmelders, erzeugt
die Auswerteeinrichtung eine Störmeldung, welche beispielsweise an eine Brandmelderzentrale
übermittelt wird. Ebenfalls kann eine optische Signalisierung, beispielsweise eine
leuchtende LED, oder eine akustische Signalisierung am Brandmelder angeordnet werden,
um einen Hinweis auf die mangelnde Einsatzfähigkeit des Brandmelders zu geben. Die
Störmeldung kann beispielsweise über eine elektrische Verbindung oder über einen drahtlosen
Funk übertragen werden.
[0013] Die Sensorik umfasst mindestens einen Strömungssensor zur Erfassung von einer Strömung
der Umgebungsluft als die Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des Brandmelders.
[0014] Strömungen liegen aufgrund natürlicher Konvektion stets vor, so dass durch den Strömungssensor
stets eine gewisse Strömung gemessen werden kann. Lediglich im Fall eines Verschlusses
der Messkammer oder im Fall von Gegenständen, welche im Umfeld des Brandmelders positioniert
sind, wird ein Strömungsdurchfluss durch den Strömungssensor verhindert oder zumindest
beeinträchtigt. In dem Fall kann auch eine Detektion von Rauchpartikeln in der ausgeführt
werden, so dass dessen Einsatzfähigkeit nicht mehr gegeben ist. Eine Gefahrenmeldung
eines Brandes durch den automatischen Brandmelder kann folglich nicht mehr erfolgen.
Ein Vorteil der Erfindung ist somit das Erfassen der Einsatzfähigkeit des Brandmelders
durch die Messung des Strömungszustands der Umgebungsluft durch den Strömungssensor.
[0015] Gemäß einschlägigen Applikationsnormen, wie z.B. die DIN VDE 0833-2 oder die DIN
14676, sind Brandmelder so zu positionieren, dass in ihrem Umfeld keine Objekte vorhanden
sein dürfen, die eine ordnungsgemäße Einsatzfähigkeit, d.h. die Raucheinströmung in
die Messkammer des Brandmelders verhindern. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist
folglich die Verringerung des Kosten- und Zeitaufwands für die visuelle Prüfung, ob
die Anordnung der Brandmelder den Applikationsnormanforderungen entspricht. Auch Wartungsinspektionen
für die Überprüfung des Verschlusses der Messkammer können verringert werden.
[0016] Der Strömungssensor ist insbesondere dazu ausgebildet, von der Strömung entweder
die Strömungsgeschwindigkeit direkt zu messen oder anhand weiterer Messgrößen wie
z. B. Volumenstrom, Massenstrom, Druck, Dichte und/oder Viskosität die Strömung zu
ermitteln. Beispielsweise kann der Strömungssensor als ein Durchflusssensor, insbesondere
als ein Luftmassenmesser oder als ein Ultraschallsensor ausgebildet sein. Auch weitere
Messgrößen, wie beispielsweise Temperatur, welche auf die Strömung schließen lassen,
sind möglich. Der Vorteil an Strömungssensoren ist, dass bereits kleinste Strömungen
zuverlässig erfasst werden können. Vorzugsweise ist der Strömungssensor als mikromechanischer
Sensor ausgebildet, so dass dieser aufgrund der zum Brandmelder vergleichsweise kleinen
Bauform in den automatischen Brandmelder integrierbar ist.
[0017] Bei einer besonders bevorzugten konstruktiven Ausführungsform ist der Strömungssensor
als Hitzedrahtströmungssensor ausgebildet, dessen Funktionsprinzip darauf beruht,
dass sich aufgrund der Strömung ein Hitzedraht abkühlt. Der Grad der Abkühlung ist
dabei eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit und Lufttemperatur.
[0018] In einer anderen konstruktiven Ausgestaltung ist der Strömungssensor als Flügelrad-Anemometer
ausgebildet, bei dem sich ein Flügelrad aufgrund der Strömung dreht, wobei die Drehgeschwindigkeit
in Abhängigkeit zur Strömungsgeschwindigkeit ist.
[0019] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strömungssensor als ein interner Strömungssensor
ausgebildet, der die kammerinterne Strömung der Umgebungsluft in der Messkammer als
Messgröße erfasst. Da die Messkammer mindestens oder genau eine Eingangsöffnung und
mindestens oder genau eine Austrittsöffnung der Messkammer aufweist, ist ein ständiger
Durchfluss der Umgebungsluft, d.h. eine kammerinterne Strömung, gewährleistet. Sollte
der interne Strömungssensor einen Strömungszustand erfassen, der auf eine unzureichende
Strömung der Umgebungsluft in der Messkammer hinweist, kann durch die Auswerteeinrichtung
folglich auf die mangelnde Einsatzfähigkeit des Brandmelders geschlossen werden.
[0020] Es ist besonders bevorzugt den internen Strömungssensor an der Eintrittsöffnung oder
an der Austrittsöffnung der Messkammer anzuordnen, da in dem Durchflussbereich der
Messkammer bereits Elemente, beispielsweise zur Detektion von Rauchpartikeln, angeordnet
sind. Jedoch ist es ebenfalls denkbar den internen Strömungssensor in dem Durchflussbereich
der Messkammer anzuordnen.
[0021] Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Strömungssensor als ein externer
Strömungssensor ausgebildet ist, der an dem Gehäuse außerhalb der Messkammer oder
in der Umgebung der Messkammer angeordnet ist und/oder die Strömung der Umgebungsluft
außerhalb der Messkammer als Messgröße erfasst. Bei dieser Ausführungsform ist der
externe Strömungssensor an der Messkammer insbesondere so nahe angeordnet, dass die
Strömungsmessung einen Rückschluss auf die kammerinterne Strömung der Messkammer erlaubt.
[0022] Optional weist das Gehäuse zusätzlich eine Strömungskammer mit einer Eingangs- und
Ausgangsöffnung auf, in der der externe Strömungssensor angeordnet ist, um die Strömungsmessung
durchführen zu können.
[0023] Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, aus der Messgröße des externen Strömungssensors
eine Störung der Luftzuführung zu der Messkammer, zu der Eintrittsöffnung der Messkammer,
zu der Austrittsöffnung der Messkammer oder in den Brandmelder auszuwerten und auf
eine Verdeckung des Brandmelders zu schließen.
[0024] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Strömungssensor den internen
und den externen Strömungssensor. Der interne und externe Strömungssensor führen parallel
zueinander Strömungsmessungen durch und übermitteln diese an die Auswerteeinrichtung.
In dieser Ausführungsform kann sowohl auf einen Verschluss der Messkammer, als auch
auf eine Verdeckung des Brandmelders geschlossen werden.
[0025] In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Auswerteeinrichtung mindestens einen
Parameter zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders für die
Auswerteeinrichtung aufweisen. Da die Strömungsintensität jedoch in Abhängigkeit zu
einem Raum bzw. Bereich steht, beispielsweise kann in einer Lagerhalle eine stärkere
Strömung als in einem geschlossenen Raum vorliegen, ist es besonders bevorzugt, dass
die Auswerteeinrichtung eine Lerneinrichtung umfasst. Die Lerneinrichtung ist dazu
ausgebildet, Strömungen von dem internen und/oder dem externen Strömungssensor über
ein zeitliches Intervall als Strömungsdaten zu erfassen und aus den erfassten Strömungsdaten
mindestens eine statistische Kenngröße zu bilden. Die statistische Kenngröße stellt
hierbei den mindestens einen Parameter zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen
Brandmelders für die Auswerteeinrichtung dar. Beispielsweise wird die statistische
Kenngröße aus einem Mittelwert, einer Häufigkeitsverteilung, einem Maximum, einem
Minimum oder aus einer Standardabweichung der Strömungsdaten gebildet. Die Erfassung
der statistischen Kenngröße kann beispielsweise bei der Erstinstallation der Brandmelders
erfolgen.
[0026] Insbesondere weist die Auswerteeinrichtung einen Auswertemodus für den internen und/oder
externen Strömungssensor auf, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist,
in dem Messmodus die Messgröße der Strömung des internen und/oder des externen Strömungssensors
mit einem vorgebbaren Grenzwert oder mit einem auf der statistischen Kenngröße basierenden
Grenzwert als den mindestens einen Parameter zu vergleichen. Im Fall einer Verletzung
des Grenzwerts ist der Strömungsdurchfluss so gering, dass auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit
des automatischen Brandmelders geschlossen wird.
[0027] Insbesondere der Zustand, bei dem die Strömung geringer ausfällt als der Grenzwert,
weist auf einen Verschluss der Messkammer hin.
[0028] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Auswerteeinrichtung einen
Auswertemodus für den internen und externen Strömungssensor auf, wobei die Auswerteeinrichtung
dazu ausgebildet ist, in dem Auswertemodus die Messgröße der Strömung des internen
Strömungssensors mit der Messgröße der Strömung des externen Strömungssensors zu vergleichen.
Auf Basis des Vergleichs der beiden Messgrößen schließt die Auswerteeinrichtung auf
eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders und erzeugt eine Störmeldung.
Der Vergleich beruht beispielsweise auf einem Quotienten der beiden Messgrößen. Beispielsweise
kann die Messgröße des externen Strömungssensors mit der Messgröße des internen Strömungssensors
dividiert werden oder vice versa.
[0029] Ein Vorteil der Kombination ist die gemeinsame Auswertung der Strömung außerhalb
und innerhalb der Messkammer. Dies ermöglicht zu unterscheiden, ob der Strömungsdurchfluss
durch einen Verschluss der Messkammer aufgrund der Messgrößen von dem internen Strömungssensor
gestört ist oder der Strömungsdurchfluss durch eine Verdeckung von Gegenständen in
der nahen Umgebung des Brandmelders aufgrund der Messgrößen von dem externen Strömungssensor
blockiert wird.
[0030] Sollte die Auswerteeinrichtung auf Basis des Vergleichs eine Änderung des Verhältnisses
der beiden Messgrößen der Strömungssensoren registrieren, beispielsweise anhand des
Quotienten der beiden Messgrößen, kann eine Störung der Luftzuführung zu der Messkammer
des Brandmelders ausgewertet werden.
[0031] Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung wird die Strömungsgeschwindigkeit
als Messgröße der Strömung des internen und/oder externen Strömungssensors als Indikator
für einen Brand verwendet. Die Strömung in dem Brandmelder oder in dessen Umgebung
wird nicht nur durch Hindernisses, sondern auch durch Temperaturwechsel oder Hitzequellen
in der Umgebung des Brandmelders beeinflusst. Insbesondere in der Situation eines
Brandes ensteht durch die energetische Stoffumsetzung an der Brandquelle eine Temperaturerhöhung,
die je nach Brandgut signifikant für eine Erhöhung der Konvektion ist. Eine Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit im oder am Brandmelder kann deshalb, wenn sie einen Schwellwert
überschreitet, als Brandkenngröße interpretiert werden. Ebenfalls kann auf eine Brandsituation
geschlossen werden, wenn der Zeitverlauf des Anstiegs der Strömungsgeschwindigkeit
der Entwicklungsgeschwindigkeit von typischen Bränden entspricht.
[0032] Ist der Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit in einem Bereich, so dass dieser auch
durch Heizkörper oder Sonneneinstrahlung o.ä. bewirkt sein könnte, so kann trotzdem
der zeitgleiche Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit und die Erhöhung der Rauchdichtekonzentration
im Brandmelder auf eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Brandsituation hindeuten. Die
Strömungsgeschwindigkeit kann somit als eine weiterer Indikator zur Erkennung einer
Brandsituation herangezogen werden.
[0033] Die Nutzung der Messgröße des Strömungssensors dient damit nicht nur der Störungserkennung,
sondern im Falle eines Brandes ebenfalls der Absicherung gegenüber eines Fehlalarms
oder aber der zuverlässigeren oder früheren Entscheidung für eine Brandmeldung.
[0034] Bevorzugt wird der automatische Brandmelder als Wandbrandmelder an einer Wand eines
Raums bzw. Bereichs angeordnet. Besonders bevorzugt wird der automatische Brandmelder
als Deckenbrandmelder an einer Decke eines Raums bzw. Bereichs angeordnet, um eine
zeitnahe Erfassung eines Brandes zu gewährleisten. Ebenfalls ist denkbar, dass der
automatische Brandmelder bündig mit einer Wand oder einer Decke abschließt.
[0035] Um Energie zu sparen kann vorgesehen sein, dass der interne und externe Strömungssensor
lediglich intervallartig durch die Auswerteeinrichtung betrieben werden.
[0036] Es kann vorgesehen sein, dass die Messgrößen zeitlich gemittelt oder, insbesondere
über einen Tiefpass, gefiltert werden. Dies kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn
sich die Strömung umgebungsbedingt für kurze Zeitabschnitte deutlich ändert, z.B.
durch Öffnen eines Fensters zum Lüften der Umgebung.
[0037] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen:
Figur 1 einen automatischen Brandmelder in einer zweidimensionalen Darstellung als
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild des automatischen Brandmelders als ein Ausführungsbeispiel;
Figur 3 ein erstes Diagramm zur Veranschaulichung eines ersten Messmodus für die Auswertung
der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders ;
Figur 4 ein zweites Diagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Messmodus für die
Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders;
Figur 5 ein drittes Diagramm zur Veranschaulichung eines dritten Messmodus für die
Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders.
[0038] Figur 1 zeigt einen automatischen Brandmelder 1, der zur Detektion von Bränden ausgebildet
ist, in einer zweidimensionalen Darstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der automatische Brandmelder 1 basiert auf dem Streulichtprinzip zur Detektion von
Partikeln der Umgebungsluft, um einen Brand detektieren zu können.
[0039] Der automatische Brandmelder 1 umfasst ein Gehäuse 10, das in der Draufsicht des
Gehäuses 10 kreisförmig ausgebildet ist und auf der Rückseite eine ebene Gehäusewand
17 aufweist, wobei der Brandmelder 1 als ein Deckengehäuse ausgebildet ist. Für die
Detektion von Rauchpartikeln in der Umgebungsluft umfasst das Gehäuse 10 eine optische
Messkammer 11. Die optische Messkammer 11 umfasst eine Diode, die einen Lichtstrahl
erzeugt. Der Lichtstrahl der Diode wird im Fall von Rauchpartikeln in der Messkammer
gestreut, wobei das gestreute Licht auf einen Sensor trifft und dieser aufgrund des
gestreuten Lichts eine erhöhte Partikelkonzentration erfasst.
[0040] Weiterhin weist die optische Messkammer 11 eine Eintrittsöffnung 12, eine Austrittsöffnung
13 und einen Durchflussbereich 14 auf, wobei der Durchflussbereich 14 zwischen der
Eintrittsöffnung 12 und Austrittsöffnung 13 angeordnet ist. Zur Detektion der Partikelkonzentration
fließt die Umgebungsluft von der Eintrittsöffnung 12 über den Durchflussbereich 14
zu der Austrittsöffnung 13 der Messkammer 11 oder in Gegenrichtung. In der Messkammer
11 ist ein interner Strömungssensor 2 angeordnet, welcher eine Messung der Strömung
der Umgebungsluft in der Messkammer 11 als Messgröße S
1 durchführt. Sollte der interne Strömungssensor 2 einen Strömungszustand erfassen,
der auf eine unzureichende Strömung der Umgebungsluft in der Messkammer 11 hinweist,
kann folglich auf die mangelnde Einsatzfähigkeit des Brandmelders 1 geschlossen werden.
[0041] Das Gehäuse 10 weist einen externen Strömungssensor 3 auf, welcher außerhalb der
Messkammer 11 in einem Randbereich des Gehäuses 10 angeordnet ist und ist welcher
dazu ausgebildet ist, eine Messung der Umgebungsluft durchzuführen und als Messgröße
S
2 auszugeben. Für die Strömungsmessung weist das Gehäuse 10 eine Eingangsöffnung 15
und eine Ausgangsöffnung 16 auf, zwischen denen der Strömungssensor 3 angeordnet ist.
Der interne und/oder externe Strömungssensor kann als ein Hitzedrahtströmungssensor
oder als ein Flügelrad-Anemometer ausgebildet sein.
[0042] Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild des automatischen Brandmelders 1 in der Figur 1.
Der automatische Brandmelder 1 weist den internen und den externen Strömungssensor
2,3 sowie eine Auswerteeinrichtung 20 auf, wobei die Strömungssensoren 2,3 zur Übermittlung
der Messgrößen S
1 und S
2 mit der Auswerteeinrichtung 20 gekoppelt sind. Die Auswerteeinrichtung 20 wertet
die Einsatzfähigkeit des Brandmelders 1 auf Basis der erfassten Messgrößen S
1,S
2 aus und kann beispielsweise innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 10 angeordnet sein.
Infolge der Auswertung der mangelnden Einsatzfähigkeit des Brandmelders 1 erzeugt
die Auswerteeinrichtung 20 eine Störmeldung und gibt diese an eine Brandmelderzentrale
25 aus.
[0043] Die Auswerteeinrichtung 20 umfasst eine Lerneinrichtung 21, welche dazu ausgebildet
ist, einen oder mehrere Grenzwerte S
soll für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 bereitzustellen.
Wird der Grenzwert S
soll durch die Messgrößen S
1,S
2 oder eine davon abgeleitete Kenngröße verletzt, d.h. über- oder unterschritten, wird
auf eine mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders geschlossen.
[0044] Die Lerneinrichtung 21 ist dazu ausgebildet, entweder einen oder mehrere einprogrammierte
Grenzwerte S
soll bereitzustellen oder den oder die Grenzwerte S
soll aus einer oder mehreren statistischen Kenngröße zu bilden.
[0045] Um eine Anpassung an den entsprechenden Raum bzw. Bereich zu ermöglichen, kann die
statistische Kenngröße bzw. Kenngrößen zum Beispiel bei einer Erstinstallation des
Brandmelders 1 in einem Probebetrieb ermittelt werden. Bei dem Probebetrieb werden
Messungen der Messgrößen S
1 und S
2 als Strömungsdaten in einem zeitlichen Lernintervall von beispielsweise 24 Stunden
oder sogar mehreren Tagen oder Wochen durchgeführt und in die Lerneinrichtung 21 eingespeist,
so dass auf den erfassten Strömungsdaten aufbauend die mindestens eine statistische
Kenngröße gebildet werden kann.
[0046] Die statistische Kenngröße kann beispielsweise als ein Mittelwert, ein Minimum, ein
Maximum oder als eine Standardabweichung der Strömungsdaten ausgebildet sein. Auch
ist eine Häufigkeitsverteilung, d.h. die Beschreibung der Häufigkeit von bestimmten
Ereignissen der Messgrößen als statistische Kenngröße ist denkbar.
[0047] Die Auswerteeinrichtung 20 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 drei
Messmoden 22, 23, 24 für die Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders
1.
[0048] Figur 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des ersten Messmodus 22 für die
Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1. In dem Diagramm
sind in der x-Achse die Zeit und in der y-Achse die Strömungsgeschwindigkeit als Messwert
aufgetragen und zeigt einen Signalverlauf 30 des internen und/oder externen Strömungssensors
2,3 aus den übermittelten Messgrößen S
1,S
2 von den Strömungssensoren 2,3. Die Auswerteeinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, die
übermittelten Messgrößen S
1,S
2 des internen und/oder externen Strömungssensors 2,3 mit einem von der Lerneinrichtung
21 vorgegebenen Grenzwert S
soll zu vergleichen.
[0049] In dem Intervall von 0 bis t
1 liegt der Signalverlauf 30 über dem Grenzwert S
soll, so dass ein Strömungsdurchfluss vorliegt, welcher auf eine Einsatzfähigkeit des
automatischen Brandmelders 1 zurückschließen lässt.
[0050] In dem Intervall t
1 zu t
2 hat der Signalverlauf 30 den Grenzwert S
soll unterschritten, das auf einen Verschluss der Messkammer 11 oder auf eine Verdeckung
des Brandmelders 1 schließen lässt. Da es vorkommen kann, dass die Durchflussströmung
lediglich vorübergehend beeinträchtigt ist, handelt es sich bei dem Intervall um ein
Verzögerungsintervall. Ist das Verzögerungsintervall t
1 zu t
2 abgelaufen, erzeugt die Auswerteeinrichtung 20 eine Störmeldung und gibt diese an
eine Brandmelderzentrale 25 aus. Das Verzögerungsintervall t
1 zu t
2 wird über die Lerneinrichtung 21 festgelegt.
[0051] Figur 4 zeigt ein Diagramm des zweiten Messmodus 23 für die Auswertung der Einsatzfähigkeit
des automatischen Brandmelders 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verschluss
der Messkammer 11 anhand der Häufigkeit von Strömungspeaks als Ereignisse ermittelt,
die von dem internen Strömungssensor 2 übermittelt werden. Strömungspeaks sind gemessene
Strömungen, die deutlich über der durchschnittlich gemessenen Strömungsgeschwindigkeit
liegen und damit den Grenzwert S
soll überschreiten. Strömungspeaks können beispielsweise durch das Öffnen eines Fensters
in einem Raum hervorgerufen werden. Die Lerneinrichtung 21 gibt die Häufigkeit der
Strömungspeaks in einem Messintervall T
1 vor, welche entweder einprogrammiert oder durch den beschriebenen Probebetrieb erfasst
wird.
[0052] Können keine Strömungspeaks durch die Auswerteeinrichtung 20 ausgewertet werden oder
ist die Häufigkeit der Strömungspeaks geringer als die vorgefasste Häufigkeit, weist
dieser Zustand auf einen Verschluss der Messkammer 11 und somit auf eine mangelnde
Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders 1 hin.
[0053] Figur 5 zeigt einen dritten Messmodus 24 für die Auswertung der Einsatzfähigkeit
des automatischen Brandmelders 1 mit einem Diagramm gemäß Figur 3 oder 4. Bei diesem
Ausführungsbeispiel werden die Messgrößen S
1 und S
2 des internen und des externen Strömungssensors 2,3 durch die Auswerteeinrichtung
20 verglichen. Anhand des Vergleichs kann auf die Einsatzfähigkeit des automatischen
Brandmelders 1 geschlossen werden.
[0054] In dem Intervall 0 bis t
1 übermitteln die Strömungssensoren 2,3 einen annähernd gleichen Signalverlauf 30 der
Messgrößen S
1,S
2. Somit ist davon auszugehen, dass weder ein Verschluss der Messkammer 11, noch ein
Beeinträchtigung der Raucheinströmung durch Gegenstände vorliegt.
[0055] Ab dem Zeitpunkt t
1 ändert sich das Verhältnis der beiden Messgrößen S
1,S
2. Der interne Strömungssensor 2 übermittelt ab dem Zeitpunkt t
1 eine geringere Messgröße S
1 als der externe Strömungssensor 3, so dass von einem Verschluss der Messkammer 11
auszugehen ist.
[0056] Bereits ab dem Zeitpunkt t
1, bei dem die Messgröße S
1 des internen Strömungssensors 2 zu der Messgröße S
2 des externen Sensors 3 abweicht, könnte die Auswerteeinrichtung 20 auf einen Verschluss
der Messkammer 11 schließen und eine Störmeldung erzeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist jedoch ein Verzögerungsintervall t
1 bis t
2 vorgesehen, da auch lediglich eine vorübergehende Beeinträchtigung der Messkammer
11 denkbar ist. Übermittelt der interne Strömungssensor 2 nach dem Zeitpunkt t
2 weiterhin eine geringere Messgröße als der externe Strömungssensor 3, kann auf eine
Blockade des Strömungsdurchflusses in der Messkammer 11 geschlossen werden.
[0057] Zur Auswertung des Verschlusses der Messkammer 11 wird die Messgröße S
2 durch die Messgröße S
1 dividiert. Dieser Signalverlauf 31 ist in dem Diagramm für den Messmodus 24 aufgezeigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sinkt die Messgröße S
1 zur Messgröße S
2 ab dem Zeitpunkt t
1, so dass der Quotient zunehmend steigt. Erreicht der Quotient den Grenzwert S
soll, wird eine Störmeldung durch die Auswerteeinrichtung 20 erzeugt.
1. Automatischer Brandmelder (1) zur Detektion von Bränden,
mit einem Gehäuse (10), wobei das Gehäuse (10) eine Messkammer (11) zur Detektion
von Rauchpartikeln umfasst,
mit einer Sensorik zur Erfassung einer Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit
des automatischen Brandmelders (1),
mit einer Auswerteeinrichtung (20) zur Auswertung der Einsatzfähigkeit des automatischen
Brandmelders (1) auf Basis der Messgröße,
wobei die Sensorik mindestens einen Strömungssensor zur Erfassung von einer Strömung
als die Messgröße zur Bewertung der Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders
(1) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Strömungssensor als ein externer Strömungssensor (3) ausgebildet ist, der an dem
Gehäuse (10) außerhalb der Messkammer (11) oder in der Umgebung der Messkammer (11)
zur Messung der Strömung der Umgebungsluft außerhalb der Messkammer als Messgröße
angeordnet ist.
2. Automatischer Brandmelder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strömungssensor einen internen Strömungssensor (2) als weiteren
Strömungssensor umfasst, der die kammerinterne Strömung der Messkammer (11) als Messgröße
erfasst.
3. Automatischer Brandmelder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Strömungssensor (2) an einer Eintrittsöffnung der Messkammer (12), an
einer Austrittsöffnung der Messkammer (13) und/oder in der Messkammer (14) zur Erfassung
der kammerinternen Strömung angeordnet ist.
4. Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, aus der erfassten kammerinternen
Strömung des internen Strömungssensors (2) eine Störung der Messkammer (11), nämlich
einen Verschluss der Messkammer und Gegenstände, welche im Umfeld des Brandmelders
positioniert sind, auszuwerten.
5. Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, aus der erfassten Strömung des
externen Strömungssensors (3) eine Störung der Luftzuführung zu der Messkammer (11)
des Brandmelders (1) auszuwerten.
6. Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) eine Lerneinrichtung (21) umfasst, wobei die Lerneinrichtung
(21) dazu ausgebildet ist, Strömungen von dem internen Strömungssensors (2) und/oder
dem externen Strömungssensor (3) über ein zeitliches Intervall als Strömungsdaten
zu erfassen und aus den erfassten Strömungsdaten mindestens eine statistische Kenngröße
zu bilden, wobei die statistische Kenngröße einen Parameter zur Bewertung der Einsatzfähigkeit
des automatischen Brandmelders für die Auswerteeinrichtung (20) darstellt.
7. Automatischer Brandmelder (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) einen Auswertemodus für den internen und/oder externen
Strömungssensor (2,3) aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet
ist, die Messgröße der Strömung des internen und/oder externen Strömungssensors (2,3)
mit einem vorgebbaren Grenzwert oder mit einem auf der statistischen Kenngröße basierenden
Grenzwert zu vergleichen und bei einer Verletzung des Grenzwerts auf eine mangelnde
Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders (1) zu schließen.
8. Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) einen Auswertemodus für den internen und externen Strömungssensor
(2,3) aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Messgröße
der Strömung des internen Strömungssensors (2) mit der Messgröße der Strömung des
externen Strömungssensors (3) zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs auf eine
mangelnde Einsatzfähigkeit des automatischen Brandmelders zu schließen.
9. Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Strömungsgeschwindigkeit
als Messgröße der Strömung des internen und/oder externen Strömungssensors (2,3) mit
einem vorgebbaren Schwellenwert zu vergleichen und bei einer Verletzung des Schwellenwerts
auf einen Brand in der Umgebung zu schließen.
10. Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Auswerteeinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Anstiegsgeschwindigkeit
der Strömungsgeschwindigkeit als Messgröße der Strömung des internen und/oder externen
Strömungssensors (2,3) mit einem vorgebbaren Schwellenwert zu vergleichen und bei
einer Verletzung des Schwellenwerts auf einen Brand in der Umgebung zu schließen.
11. Automatischer Brandmelder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der automatische Brandmelder (1) als Wandbrandmelder oder als Deckenbrandmelder zur
Befestigung an einer Wand oder einer Decke eines Raums ausgebildet ist.
1. Automatic fire detector (1) for the detection of fires,
having a housing (10), the housing (10) comprising a measuring chamber (11) for the
detection of smoke particles,
having sensors for detecting a measured variable for assessing the functionality of
the automatic fire detector (1),
having an evaluation device (20) for evaluating the functionality of the automatic
fire detector (1) on the basis of the measured variable,
the sensors comprising at least one flow sensor for detecting a flow as the measured
variable for assessing the functionality of the automatic fire detector (1),
characterized in that
the flow sensor is formed as an external flow sensor (3), which is arranged on the
housing (10) outside the measuring chamber (11) or in the surroundings of the measuring
chamber (11) in order to measure the flow of the surrounding air outside the measuring
chamber as measured variable.
2. Automatic fire detector (1) according to Claim 1, characterized in that the at least one flow sensor comprises an internal flow sensor (2) as further flow
sensor, which detects the internal flow in the measuring chamber (11) as measured
variable.
3. Automatic fire detector (1) according to Claim 2, characterized in that the internal flow sensor (2) is arranged at an inlet opening of the measuring chamber
(12), at an outlet opening of the measuring chamber (13) and/or in the measuring chamber
(14) in order to detect the internal flow in the chamber.
4. Automatic fire detector (1) according to one of the preceding Claims 2 or 3, characterized in that the evaluation device (20) is designed to evaluate a fault of the measuring chamber
(11), specifically a closure of the measuring chamber and objects which are positioned
in the surroundings of the fire detector, from the internal flow in the chamber detected
by the internal flow sensor (2).
5. Automatic fire detector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (20) is designed to evaluate a fault in the air supply to the
measuring chamber (11) of the fire detector (1) from the flow detected by the external
flow sensor (3).
6. Automatic fire detector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (20) comprises a learning device (21), wherein the learning
device (21) is designed to detect flows from the internal flow sensor (2) and/or the
external flow sensor (3) over a time interval as flow data and to form at least one
statistical characteristic variable from the detected flow data, wherein the statistical
characteristic variable represents a parameter for the evaluation device (20) for
assessing the functionality of the automatic fire detector.
7. Automatic fire detector (1) according to Claim 6, characterized in that the evaluation device (20) has an evaluation mode for the internal and/or external
flow sensor (2, 3), wherein the evaluation device (20) is designed to compare the
measured variable of the flow from the internal and/or external flow sensor (2, 3)
with a predefinable limiting value or with a limiting value based on the statistical
characteristic variable and, in the event of an infringement of the limiting value,
to conclude that there is a lack of functionality of the automatic fire detector (1).
8. Automatic fire detector (1) according to one of the preceding Claims 2 to 7, characterized in that the evaluation device (20) has an evaluation mode for the internal and external flow
sensor (2, 3), wherein the evaluation device (20) is designed to compare the measured
variable of the flow from the internal flow sensor (2) with the measured variable
of the flow from the external flow sensor (3) and, on the basis of the comparison,
to draw conclusions about a lack of functionality of the automatic fire detector.
9. Automatic fire detector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that one or the evaluation device (20) is designed to compare the flow velocity, as a
measured variable of the flow from the internal and/or external flow sensor (2, 3),
with a predefinable threshold value and, in the event of an infringement of the threshold
value, to conclude that there is a fire in the surroundings.
10. Automatic fire detector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that one or the evaluation device (20) is designed to compare the rate of rise of the
flow velocity, as a measured variable of the flow from the internal and/or external
flow sensor (2, 3), with a predefinable threshold value and, in the event of an infringement
of the threshold value, to conclude that there is a fire in the surroundings.
11. Automatic fire detector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the automatic fire detector (1) is formed as a wall-mounted fire detector or as a
ceiling-mounted fire detector for fixing to a wall or ceiling of a room.
1. Détecteur automatique d'incendie (1) destiné à détecter des incendies,
comportant un boîtier (10), dans lequel le boîtier (10) comprend une chambre de mesure
(11) destinée à détecter des particules de fumée,
comportant un système de capteur destiné à détecter une grandeur de mesure afin d'estimer
l'aptitude au fonctionnement du détecteur automatique d'incendie (1), comportant un
dispositif d'évaluation (20) destiné à évaluer l'aptitude au fonctionnement du détecteur
automatique d'incendie (1) sur la base de la grandeur de mesure,
dans lequel le système de capteur comprend au moins un capteur d'écoulement destiné
à détecter un écoulement en tant que grandeur de mesure afin d'estimer l'aptitude
au fonctionnement du détecteur automatique d'incendie (1),
caractérisé en ce que le capteur d'écoulement est réalisé sous la forme d'un capteur d'écoulement externe
(3) qui est disposé sur le boîtier (10) à l'extérieur de la chambre de mesure (11)
ou dans l'environnement de la chambre de mesure (11) pour mesurer en tant que grandeur
de mesure l'écoulement de l'air ambiant à l'extérieur de la chambre de mesure.
2. Détecteur automatique d'incendie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un capteur d'écoulement comprend un capteur
d'écoulement interne (2) en tant qu'autre capteur d'écoulement, qui détecte en tant
que grandeur de mesure l'écoulement interne à la chambre de la chambre de mesure (11).
3. Détecteur automatique d'incendie (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur d'écoulement interne (2) est disposé sur une ouverture d'entrée de la
chambre de mesure (12), sur une ouverture de sortie de la chambre de mesure (13) et/ou
dans la chambre de mesure (14) pour détecter l'écoulement interne à la chambre de
mesure.
4. Détecteur automatique d'incendie (1) selon l'une quelconque des revendications 2 ou
3 précédentes,
caractérisé en ce que le dispositif d'évaluation (20) est conçu pour évaluer, à partir de l'écoulement
détecté à l'intérieur de la chambre du capteur d'écoulement interne (2), une perturbation
de la chambre de mesure (11), à savoir un bouchon de la chambre de mesure et des objets
qui sont positionnés dans l'environnement du détecteur d'incendie.
5. Détecteur automatique d'incendie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le dispositif dévaluation (20) est conçu pour évaluer, à partir de l'écoulement détecté
du capteur d'écoulement externe (3), une perturbation de l'amenée d'air vers la chambre
de mesure (11) du détecteur d'incendie (1).
6. Détecteur automatique d'incendie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le dispositif d'évaluation (20) comprend un dispositif d'apprentissage (21), dans
lequel le dispositif d'apprentissage (21) est conçu pour détecter des écoulements
du capteur d'écoulement interne (2) et/ou du capteur d'écoulement externe (3) au cours
d'un intervalle de temps en tant que données d'écoulement et pour établir à partir
des données d'écoulement détectées au moins une grandeur caractéristique statistique,
dans lequel la grandeur caractéristique statistique représente un paramètre permettant
d'estimer l'aptitude au fonctionnement du détecteur automatique d'incendie pour le
dispositif d'évaluation (20).
7. Détecteur automatique d'incendie (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'évaluation (20) présente un mode d'évaluation pour le capteur d'écoulement
interne et/ou externe (2, 3), dans lequel le dispositif d'évaluation (20) est conçu
pour comparer la grandeur de mesure de l'écoulement du capteur d'écoulement interne
et/ou externe (2, 3) à une valeur limite pouvant être prédéterminée ou à une valeur
limite basée sur la grandeur caractéristique statistique et pour en conclure qu'il
se produit une absence d'aptitude au fonctionnement du détecteur automatique d'incendie
(1) lorsque la valeur limite n'est pas respectée.
8. Détecteur automatique d'incendie (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à
7 précédentes,
caractérisé en ce que le dispositif d'évaluation (20) présente un mode d'évaluation destiné aux capteurs
d'écoulement interne et externe (2, 3), dans lequel le dispositif d'évaluation (20)
est conçu pour comparer les grandeurs de mesure de l'écoulement du capteur d'écoulement
interne (2) à la grandeur de mesure de l'écoulement du capteur d'écoulement externe
(3) et pour conclure sur la base de la comparaison qu'il se produit une absence d'aptitude
au fonctionnement du détecteur automatique d'incendie.
9. Détecteur automatique d'incendie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'un ou ledit dispositif d'évaluation (20) est conçu pour comparer le débit d'écoulement
en tant que grandeur de mesure de l'écoulement du capteur d'écoulement interne et/ou
externe (2, 3) à une valeur de seuil pouvant être prédéterminée et pour en conclure
qu'il se produit un incendie dans l'environnement lorsque la valeur de seuil n'est
pas respectée.
10. Détecteur automatique d'incendie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'un ou ledit dispositif d'évaluation (20) est conçu pour comparer la vitesse de croissance
du débit d'écoulement en tant que grandeur de mesure de l'écoulement du capteur d'écoulement
interne et/ou externe (2, 3) à une valeur de seuil pouvant être prédéterminée et pour
en conclure qu'il se produit un incendie dans l'environnement lorsque la valeur de
seuil n'est pas respectée.
11. Détecteur automatique d'incendie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le détecteur automatique d'incendie (1) est réalisé sous la forme d'un détecteur
d'incendie mural ou d'un détecteur d'incendie de plafond destiné à être fixé à une
paroi ou à un plafond d'une pièce.