DE69428800T2

DE69428800T2 - Rauchmelder mit selbst-diagnose und verfahren zu dessen überprüfung

Info

Publication number: DE69428800T2
Application number: DE69428800T
Authority: DE
Inventors: Andrew Bernal; Gerard Fischette; Rodney Johnson; Henry Marman
Original assignee: Interlogix Inc
Current assignee: Carrier Fire and Security Americas Corp
Priority date: 1993-08-19
Filing date: 1994-08-17
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2014-08-18
Also published as: ATE207646T1; EP0714541A1; WO1995005648A3; EP0714541B1; US5708414A; AU7715094A; US5821866A; CA2169741C; IL110680A0; US5936533A; DE69428800D1; ES2166785T3; US5546074A; WO1995005648A2; CA2169741A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Rauchdetektorsysteme, insbesondere ein Rauchdetektorsystem, welches über interne Selbstdiagnosefähigkeiten verfügt und keine Nachkalibrierung benötigt nach dem Austausch seiner Raucheinlaßabdeckung.

Hintergrund der Erfindung

Ein photoelektrisches Rauchdetektorsystem mißt die Rauchumgebungsbedingung in einem abgeschlossenen Raum und aktiviert einen Alarm als Antwort auf die Gegenwart einer unakzeptabel großen Menge Rauchs. Dies wird dadurch erreicht, daß in einem Gehäuse, welches mittels der Raucheinlaßabdeckung verschlossen ist, eine lichtaussendene Vorrichtung ("Sender") und ein Lichtsensor ("Empfänger") nahe beieinander angebracht sind, um die zwischen ihnen übertragene Lichtmenge zu messen.
Ein erster Typ eines Rauchdetektorsystems ordnet den Sender und den Empfänger derart an, daß ihre Sichtrichtungen kollinear sind. Die Anwesenheit einer steigenden Menge Rauchs erhöht die Abschwächung des Lichts, welches vom Sender zum Empfänger gelangt. Wann immer die Menge des Lichts, die auf den Detektor trifft, unter einen minimalen Schwellwert sinkt, wird durch das System ein Alarm aktiviert.
Ein zweiter Typ eines Rauchdetektorsystems ordnet den Sender und den Empfänger so an, daß ihre Sichtrichtungen um einen ausreichend großen Winkel versetzt sind, so daß sehr wenig Licht, welches sich von dem Sender ausbreitet, direkt auf den Detektor trifft. Die Anwesenheit einer steigenden Menge an Rauch erhöht die Lichtmenge die auf den Detektor hin gestreut wird und diesen trifft. Wann immer die Lichtmenge, die auf den Detektor trifft, über einen maximalen Schwellwert ansteigt, aktiviert das System einen Alarm.
Da der Sender und der Empfänger kooperieren, um die Anwesenheit von Licht zu messen und festzustellen, ob ein Schwellwert überschritten wird, benötigen sie eine anfängliche Kalibrierung und einen periodischen Test, um sicherzustellen, daß ihre optischen Antworteigenschaften innerhalb der nominellen, spezifizierten Grenzen liegen. Die gegenwärtig verfügbaren Rauchdetektorsysteme leiden unter dem Nachteil, daß sie eine periodische Inspektion der Systemhardware und eine manuelle Anpassung der elektronischen Komponenten benötigen, um eine Kalibrierungssequenz durchzuführen.
Die Abdeckung, die den Sender und den Empfänger abdeckt, ist eine wichtige Hardwarekomponente, die zwei sich widerstrebende Funktionen erfüllt. Die Abdeckung muß als optische Barriere für Licht von außen wirken, aber einen angemessenen Einlaß und einen Fluß von Rauchteilchen in das Innere der Abdeckung zum Wechselwirken mit dem Sender und dem Empfänger erlauben. Die Abdeckung muß auch so konstruiert sein, daß das Eintreten von Insekten und Staub verhindert wird, welche beide die optische Antwort des Systems und seine Fähigkeit auf eine gültige Alarmbedingung zu reagieren beeinflussen. Das Innere der Abdeckung sollte so gestaltet sein, daß Sekundärreflexionen des Lichts, die innerhalb der Abdeckung auftreten, entweder von dem Empfänger weg und aus dem Gehäuse heraus gerichtet sind oder absorbiert werden, bevor sie den Empfänger erreichen.
Die Europäische Patentanmeldung 0 290 413 offenbart einen Detektor für das Erfassen und Messen von Objekten, die die Meßstrecke passieren. Der Detektor erzeugt ein Ausgangssignal, welches zwei parallelen Integrationsschaltkreisen zugeführt wird, die Zeitkonstanten unterschiedlicher Größenordnung besitzen, und deren Ausgangssignale in einen Vergleicher eingespeist werden. Der Ausgang des Vergleichers wird in einen Diskriminator gespeist, dessen Schwellwert direkt durch die Ausgabe des Integrationsschaltkreises gesetzt wird, der eine lange Zeitkonstante besitzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Rauchdetektorsystem zur Verfügung zu stellen, welches in der Lage ist, Selbstdiagnosefunktionen auszuführen, um festzustellen, ob es innerhalb seiner Kalibrationsgrenzen arbeitet und dadurch die Notwendigkeit für periodische, manuelle Kalibrierungstests zu eliminieren.
Die Erfindung wird erreicht wie in den angehängten Ansprüchen dargelegt.
Vorteil der Erfindung ist es, daß das System einen Austausch der Raucheinlaßabdeckung erlaubt, ohne das eine Neukalibrierung notwendig ist.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist ein unabhängiges Rauchdetektorsystem, welches über interne Selbstdiagnosefähigkeiten verfügt und einen Austausch der Raucheinlaßabdeckung erlaubt, ohne das eine Neukalibrierung nötig ist. Eine vorteilhafte Ausbildung umfaßt eine lichtemittierende Diode ("LED") als Sender und einen Photodiode-Empfänger bzw. -Sensor. Die LED und die Photodiode sind so angeordnet und abgeschirmt, daß in der Abwesenheit von Rauch die Photodiode praktisch kein Licht empfängt, welches von der LED ausgesandt wird, und daß die Anwesenheit von Rauch dazu führt, daß von der LED emittiertes Licht zur Photodiode hin gestreut wird.
Das System enthält einen auf einem Microprozessor basierenden Selbstdiagnoseschaltkreis, der periodisch die Empfindlichkeit der optischen Empfängerelektronik auf ein Rauchstörungs- bzw. Rauchverdunklungsniveau überprüft. Es existiert eine direkte Korrelation zwischen einer Änderung der Reinluftausgangsspannung der Photodiode und deren Empfindlichkeit auf das Rauchverdunkelungsniveau. Daher kann mittels des Setzens von Toleranzgrenzen für die Größe der Änderung der gemessenen Spannung in sauberer Luft ein Indikator für das System gewonnen werden, wann es entweder unterempfindlich oder überempfindlich für das umgebende Rauchverdunkelungsniveau geworden ist.
Das System tastet die Menge an vorhandenem Rauch dadurch ab, daß die LED periodisch angeschaltet wird und dann des Rauchverdunkelungsniveau bestimmt wird. Ein in einer Software, die im Systemspeicher gespeichert ist, implementierter Algorithmus bestimmt, ob für einen. Zeitraum (beispielsweise 27 Stunden) die Reinluftspannung außerhalb der festgelegten Empfindlichkeitstoleranzgrenzen liegt. Auf die Feststellung einer Unter- oder einer Überempfindlichkeitsbedingung hin liefert das System eine Anzeige, daß ein Problem mit der optischer. Empfängerelektronik existiert.
Die LED und die Photodiode befinden sich in einem kompakten Gehäuse, welches eine ersetzbare Raucheinlaßabdeckung von vorzugsweise zylindrischer Form mit einer porösen Seitenoberfläche besitzt. Die Abdeckung ist speziell mit vielen Stiften designed, die eine vielfach facettierte Oberfläche besitzen. Die Stifte sind in Winkelabständen im Inneren der Abdeckung über den Rand verteilt, um als ein optischer Block für äußeres Licht zu wirken, welches durch die poröse Seitenoberfläche der Abdeckung gelangt, und um falsche Reflexionen am Inneren des Gehäuses in Richtung der Photodiode zu minimieren. Dies erlaubt den Austausch einer Ersatzabdeckung mit ähnlichem Design, ohne die Notwendigkeit die optische Empfängerelektronik neu zu kalibrieren, welche vorher während der Montage in der Fabrik kalibriert wurde. Die Stifte sind darüber hinaus so angeordnet und gestaltet, daß sie ein Labyrinth von Durchgängen bilden, welches es dem Rauch ermöglicht, frei durch das Innere des Gehäuses zu strömen.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, detaillierten Beschreibung einer vorteilhaften Ausführung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 ist eine Seitenansicht des zusammengebauten Gehäuses eines erfindungsgemäßen Rauchdetektorsystems im Aufriß.
Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht des Gehäuses nach Fig. 1 in einem auseinander genommenen Zustand mit seiner austauschbaren Raucheinlaßabdeckung und seiner Basis, um die Anordnung der optischen Komponenten auf der Basis zu zeigen.
Fig. 3 ist die Draufsicht auf die Basis nach Fig. 2.
Fig. 4A und 4B sind isometrische Ansichten des Inneren der Abdeckung nach Fig. 2 von verschiedenen Betrachtungspunkten.
Fig. 5 ist eine Draufsicht des Inneren der Abdeckung nach Fig. 2.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm der in der Fabrik während der Kalibrierung des Rauchdetektorsystems durchgeführten Schritte.
Fig. 7 ist ein Graph der optischen Empfängerelektronikempfindlichkeit, welche ausgedrückt wird als eine lineare Beziehung zwischen dem Rauchverdunklungsniveau und der Empfängerausgangsspannung.
Fig. 8 ist ein allgemeines Blockdiagramm von dem mikroprozessor-basierten Schaltkreis, welcher die Selbstdiagnostik und die Kalibrierungsfunktionen des Rauchdetektorsystems implementiert.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches detaillierter den variabel integrierenden Analog- Digitalwandler aus Fig. 8 zeigt.
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, welches die Selbstdiagnoseschritte zeigt, die von der in Fig. 8 gezeigten optischen Empfängerelektronik durchgeführt werden.

Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Rauchdetektorsystemgehäuses 10, welches eine runde Basis 12 umfaßt, die von einer entfernbaren Raucheinlaßabdeckung 14 mit zylindrischer Form bedeckt wird. Die Basis 12 und die Abdeckung 14 sind aus geformten Plastik gebildet, deren Farbe schwarz ist, so daß einfallendes Licht von ihnen absorbiert wird. Ein Paar von diametral gegenüberliegenden Klammern 16 erstreckt sich von der Basis 12 und paßt über einen Spannring 18, welcher den Rand der Abdeckung 14 kreisförmig umgibt, um die Abdeckung 14 und die Basis 12 zusammenzuhalten, so daß sich ein einheitliches Gehäuse 10 geringer Höhe ergibt. Das Gehäuse 10 besitzt Stifte 19, welche in Löcher in der Oberfläche einer Platine (nicht gezeigt) passen, welche die elektronischen Komponenten des Rauchdetektorsystems aufnimmt.
Insbesondere gemäß den Fig. 2 und 3 weist die Basis 12 eine innere Oberfläche 20 auf, die einen Senderhalter 22 für eine lichtemittierende Diode (LED) 24 und einen Empfängerhalter 26 für eine Photodiode 28 umfaßt. Die LED 24 und die Photodiode 28 sind winkelmäßig auf der inneren Oberfläche 20 in der Nähe des Randes der Basis 12 so positioniert, daß sich die Sichtlinien 30 und 32 der entsprechenden LED 24 und der Photodiode 28 unter einem stumpfen Winkel 34 schneiden, dessen Kreuzungspunkt sich nahe der Mitte der Basis 12 befindet. Der Winkel 34 beträgt vorzugsweise 120º. Lichtblockierende Rippen 36 und 38, die zwischen der LED 24 und der Photodiode 28 angeordnet sind, und ein Lichtschild 40, welches beide Seiten der Photodiode 28 bedeckt, sorgen dafür, daß Licht, das von der LED 24 ausgesendet wird, in einer reinen Luftumgebung nicht die Photodiode 28 erreicht. Zusammen mit dem Lichtschutzschild 40 führt ein Paar Pfosten 44, welche sich auf beiden Seiten des Senderhalters 22 nach oben erstrecken, das Positionieren der Abdeckung 14 über der Basis 12 während des Zusammenbaus des Gehäuses 10.
Insbesondere gemäß den Fig. 4A, 4B und 5 umfaßt die Abdeckung 14 ein kreisförmiges Deckelbauteil 62, mit welchem ein poröses Seitenteil 64 verbunden ist, um die Außenwand und das Innere der Abdeckung 14 und des zusammengebauten Gehäuses 20 zu definieren. Der Durchmesser des Deckelbauteils 62 ist der gleiche wie der der Basis 12. Das Seitenteil 64 umfaßt eine große Anzahl von Rippen 66, die winkelmäßig um die Außenfläche herum beabstandet und senkrecht zu der inneren Oberfläche 68 des Deckelbauteils 62 angeordnet sind, um so eine geschlitzte Oberfläche auszubilden. Ein Satz voneinander beabstandeter Ringe 70, die entlang der Längsrichtung der Rippen 66 angeordnet sind, umschließt kreisförmig die geschlitzte Oberfläche, die mittels der Rippen 66 definiert ist, um so eine große Anzahl kleiner rechteckiger Öffnungen 72 zu bilden. Die Anordnung der Rippen 66 und der Ringe 70 liefert für das Seitenelement 64 eine poröse Oberfläche, welche als Raucheinlaßfilter dient und einen eingeformten Schirm, welcher das Eindringen von Insekten in das Gehäuse 10 und eine Störung des Betriebs der LED 24 und der Photodiode 28 verhindert.
Die Öffnungen 72 weisen eine ausreichende Größe auf, welche ein angemessenes Einströmen von Rauchteilchen in das Gehäuse 10 ermöglichen. Die Größe der Öffnungen 72 hängt vom Winkelabstand zwischen benachbarten Rippen 66 und der Anzahl und dem Abstand der Ringe 70 ab. In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Gehäuse 10 mit einer Basis mit einem Durchmesser von 5,2 cm und einer Höhe von 1,75 cm 81 Rippen, die mit einem Winkel von ungefähr 4º beabstandet sind, und neun equidistant beabstandete Ringe 70 auf, um Öffnungen 72 von 0,8 mm² auszubilden. Der am weitesten von dem Deckelelement 62 entfernte Ring 70 bildet einen Spannring 18.
Das Innere der Abdeckung 14 enthält eine Anordnung von Stiften 80 mit mehrfach facettierten Oberflächen. Die Stifte 80 sind integraler Bestandteil der Abdeckung 14, die während des Gießprozesses gebildet wird. Die Stifte 80 sind winkelmäßig entlang des Rands der Abdeckung 14 beabstandet, so daß ihre mehrfach facettierten Oberflächen mehrere Aufgaben wahrnehmen können. Die Stifte 80 erfüllen die Funktion einer optischen Barriere für äußeres Licht, welches durch das poröse Seitenelement 64 der Abdeckung 14 gelangt, minimieren falsche Lichtreflexionen im Innern des Gehäuses 10 zur Photodiode 28 hin und bilden ein Labyrinth von Wegen für Rauchteilchen, um frei durch das Innere des Gehäuses 10 zu strömen.
Die Stifte 80 sind vorzugsweise in einer ersten Gruppe 82 und einer zweiten Gruppe 84 angeordnet. Die Stifte 80 der ersten Gruppe 82 besitzen kleinere Oberflächen und sind dichter am Zentrum 86 der Abdeckung 40 als die Stifte 80 der zweiten Gruppe 84 angeordnet. So sind benachbarte Stifte 80 der zweiten Gruppe 84 mittels eines hineinragenden Stifts 80 der ersten Gruppe 82 getrennt. Die Stifte 80 der Gruppen 82 und 84 sind in zwei Sätze 88 und 90 unterteilt, die mittels Lichtabschirmkappen 92 und 94 getrennt sind. Die Kappen 92 bzw. 94 passen mit den oberen Oberflächen des Senderhalters 22 der LED 24 und des Empfängerhalters 26 der Photodiode 28 zusammen, wenn das Gehäuse 10 zusammengebaut ist. Wegen des stumpfen Winkels 34, welcher mit Hilfe von Sichtlinien 30 und 32 der LED 24 bzw. der Photodiode 28 definiert ist, befinden sich weniger Stifte 80 im Satz 88 als im Satz 90.
Obwohl alle Stifte 80 in der ersten Gruppe 82 kleinere Oberflächenflächen als solche Stifte 80 in der Gruppe 84 aufweisen, verfügen alle Stifte 80 über eine einheitliche Höhe, gemessen vom. Deckelbauteil 62, und haben ähnliche Profile. Die folgende Beschreibung ist daher allgemein für einen Stift 80. In den Zeichnungen besitzen entsprechende Eigenschaften der Stifte 80 der ersten Gruppe 82 den tiefergesetzten Index "1" und die der zweiten Gruppe 84 einen tiefergesetzen Index "2".
Jeder der Stifte 80 hat eine längliche Form und besitzt ein größeres spitz zulaufendes Kopfteil 100 und ein kleineres spitz zulaufendes Schwanzteil 102, deren entsprechende Spitze 104 und 106 entlang derselben vom Zentrum 86 der Abdeckung 40 ausgehenden Linie liegen. Die Spitze 104 des Kopfteils 100 ist näher an dem Seitenelement 64 angeordnet. Die Spitze 106 des Schwanzteils 102 ist dichter am Zentrum 86 der Abdeckung 14 gelegen. Ein mittlerer Abschnitt 108 umfaßt konkave Seitenoberflächen 110, die sich zum Mittelpunkt zwischen der Spitze 104 des Kopfteils 100 und der Spitze 106 des Schwanzteils 102 hin verjüngen.
Der Kopfteil 100 umfaßt flache Facetten oder Seiten 112, die sich an der Spitze 104 treffen. Die Oberflächen der Seiten 112 sind gemeinsam so gewählt, daß sie senkrecht durch die Öffnungen 72 einfallendes Licht an dem Hindurchtreten zu dem Inneren des Gehäuses 10 hindern. In einer Ausführung ist jede Seite 1121 2,00 mm lang und definieren die Seiten 112' einen. Winkel von 105º an der Spitze 1041. Jede Seite 1122 ist 3,2 mm lang, und die Seiten 1122 definieren einen Winkel von 105º an der Spitze 1042. Die mittleren Abschnitte 108 von geeigneter Länge blockieren den Weg von Licht, das nicht durch die Seiten 112 blockiert wird. Lichtabschirmkappen 92 und 94 und die Halter 22 und 26 blockieren den Weg von Licht an den Stellen, an denen keine Stifte 80 in der Abdeckung 14 vorhanden sind.
Der Schwanzteil 102 weist flache Facetten oder Seiten 114 auf, die sich an der Spitze 106 treffen. Die Oberflächen der Seiten 114 sind so gewählt, daß sie falsche Lichreflexionen, die im Gehäuse 10 auftreten, von der Photodiode 28 weg auf das Seitenelement 62 hin lenken, damit sie entweder absorbiert oder durch die Öffnungen 72 nach außen gelangen. In der gleichen Ausführung ist jede Seite 1141 1,9 mm lang und definieren die Seiten 1141 einen Winkel von 60º an der Spitze 1061. Jede Seite 1142 ist 1,8 mm lang, und die Seiten 1142 definieren einen Winkel von 75º an der Spitze 1062. Die Funktion der Schwanzteile 102 ermöglicht mittels der Nutzung von verschiedenen Abdeckungen 14 das Erreichen sehr gleichförmiger reflektierter Strahlungssignale niedrigen Umgebungsniveaus zur Photodiode 28 hin. Die Abdeckung 14 kann daher vor Ort austauschbar sein und als Ersatzteil benutzt werden, beispielsweise für den Fall des Zerbrechens, der übermäßigen Staubansammlungen über den Öffnungen 72, was zu einer Reduktion der Raucheinströmung führt oder der übermäßigen Staubansammlung auf den Stiften 80, was ein höheres als das nominelle Reinluftsignal verursacht.
Die Größe der winkelmäßigen Trennung von benachbarten Stiften 80, die Anordnung eines Stifts 80 der ersten Gruppe 82 zwischen benachbarten Stiften 80 der zweiten Gruppe 84 und die Länge des Mittelabschnitts 108 der Stifte 80 legt die Form eines Labyrinths von Wegen 116 fest, durch welches die Rauchteilchen von und zu den Öffnungen 72 strömen. Es ist wünschenswert, Durchgangswege 116 vorzusehen, deren Winkelablenkungen so klein wie möglich sind, um die Strömung der Rauchteilchen nicht zu behindern.
Die durch das Gehäuse 10 strömenden Rauchpartikel reflektieren das von der LED 24 ausgesandte Licht auf die Photodiode 28. Die von der Photodiode 28 gemessene Lichtmenge wird wie folgt von dem elektronischen Schaltkreis des Rauchdetektorsystems verarbeitet.
Die Selbstdiagnosefähigkeit des erfindungsgemäßen Rauchdetektorsystems beruht auf der Bestimmung bestimmter Arbeitsparameter während der Kalibrierung der optischen Empfängerellektronik. Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, welches die während der Kalibrierung in der Fabrik durchgeführten Schritte zeigt.
Gemäß Fig. 6 zeigt ein Prozeß- bzw. Verfahrensblock 150 in Abwesenheit einer simulierten Rauchumgebung die Messung einer Reinluftspannung an, welche ein Rauchverdunklungsniveau von 0% repräsentiert. In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Reinluftspannung 0,6 V. Obere und untere Toleranzschwellwertgrenzen für die Reinluftspannung werden auf nominell ±42% der Reinluftspannung gesetzt, die bei der Kalibrierung gemessen wird.
Ein Prozeßblock 152 zeigt die Anpassung der Verstärkung der optischen Empfängerelektronik an. Dies wird durch das Plazieren des Gehäuses 10 in einer mit einem Aerosol-Nebel gefüllten Kammer erreicht, um eine simulierte Rauchumgebung mit einem kalibrierten Niveau einer Rauchverdunklung zu erzeugen. Die simulierten Rauchteilchen strömen durch die Öffnungen 72 der Abdeckung 14 und Reflektieren einen Teil des von der LED 24 ausgesandten Lichts in Richtung der Photodiode 28. Da die Anzahl der simulierten Rauchteilchen konstant ist, erzeugt die Photodiode 28 eine konstante Ausgangsspannung als Antwort auf die reflektierte Lichtmenge. Die Verstärkung der optischen Empfängerelektronik wird mittels des Variierens der Länge der Zeit eingestellt, welche sie die Ausgangsspannung der Photodiode 28 abtastet. In einer bevorzugten Ausgestaltung führt ein variabel integrierender Analog-Digital- Wandler, dessen Wirkungsweise unten unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 beschrieben wird, die Verstärkungsanpassung bzw. -einstellung mit Hilfe der Bestimmung des Intgrationszeitintervalls aus, welches eine Alarmspannungsschwelle von ungefähr 2,0 V für ein Rauchverdunklungsniveau von 3,1% pro Fuß (1 Fuß = 0,3048 m) erzeugt.
Ein Prozeßblock 154 zeigt die Bestimmung einer Alarmausgangsspannung der Photodiode 28 an, welche ein Alarmsignal erzeugt, daß die Gegenwart einer übermäßigen Anzahl an Rauchteilchen in einem Raum anzeigt, in dem das Gehäuse 10 angeordnet ist. Die Alarmspannung der Photodiode 28 wird festgehalten und in einem elektrisch löschbaren, programmierbaren Festwertseicher (EEPROM) gespeichert, dessen Funktion im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert wird.
Nach Abschluß des Kalibrierungsprozesses wird die Verstärkung der optischen Empfängerelektronik festgesetzt und die Alarmspannung und die Reinluftspannung sowie ihre obere und ihre untere Toleranzgrenzspannung in dem EEPROM gespeichert. Es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der Empfängerausgangsspannung und dem Verdunklungsniveau, welche durch die Gleichung ausgedrückt werden kann
y = m*x + b,
wobei y die Empfängerausgangsspannung, m die Verstärkung und b die Reinluftspannung repräsentieren.
Die Verstärkung ist definiert als die Empfängerausgangsspannung pro Prozent Verdunklung pro Fuß (1 Fuß = 0,3048 m); daher bleibt die Verstärkung unbeeinflußt von einer Staubansammlung und anderen Kontaminierungen. Diese Eigenschaft ermöglicht die Selbstdiagnosefähigkeiten, die in dieser Erfindung umgesetzt sind.
Die Ansammlung von Staub oder andere Kontaminierungen verursachen einen Anstieg der umgebenden Reinluftspannung über oder einen Abfall der umgebenden Reinluftspannung unter die nominelle Reinluftspannung, welche in dem EEPROM gespeichert ist. Wann immer die Reinluftspannung, die von dem Photodetektor 28 gemessen wird, ansteigt, wird das Rauchdetektorsystem empfindlicher, derart, daß es ein Alarmsignal bei einem Rauchverdunklungsniveau erzeugt, welches kleiner als der nominelle Wert von 3,1% pro Fuß ist. Im Gegensatz dazu wird, wann immer die von der Photodiode 28 gemessene Reinluftspannung kleiner als die bei der Kalibrierung gemessen Reinluftspannung wird, das Rauchdetektorsystem weniger empfindlich, derart, daß es ein Alarmsignal bei einem Rauchverdunklungsniveau erzeugt, das größer als der nominelle Wert ist.
Fig. 7 zeigt, daß Änderungen in der über eine Zeit gemessene Reinluftspannung nicht die Verstärkung der optischen Sensorelektronik beeinflußt. Gerade Linien 160, 162 bzw. 164 repräsentieren Nominellempfindlichkeits-, Überempfindlichkeits- bzw. Unterempfindlichkeitsbedingungen. Es gibt also eine direkte Korrelation zwischen einer Änderung der Reinluftspannung und einer Änderung der Empfindlichkeit für einen Alarmzustand. Mittels Setzens von Toleranzgrenzen für die Größe der Änderung der gemessenen Spannung in sauberer bzw. reiner Luft kann das Rauchdetektorsystem anzeigen, wann es unterempfindlich oder überempfindlich für die Messung des umgebenen Rauchverdunklungsniveaus ist.
Um eine Selbstdiagnose durchzuführen, so daß festgestellt werden kann, ob eine Unterempfindlichkeits- oder eine Überempfindlichkeitsbedingung oder eine Alarmbedingung existiert, tastet das Rauchdetektorsystem periodisch das umgebende Rauchniveau ab. Um kurzzeitige Änderungen in der Reinluftspannung zu verhindern, welche nicht eine "außerhalb der Empfindlichkeits" Anzeige repräsentieren, umfaßt die Erfindung eine mikroprozessor-basierte Schaltung, die mit einem Algorithmus ausgeführt ist, um zu bestimmen, ob die Reinluftspannung außerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen für eine bevorzugte Periode von ungefähr 27 Stunden ist. Die mikroprozessor-basierte Schaltung und der in ihr ausgeführte Algorithmus zur Durchführung der Selbstdiagnose wird mit Referenz auf die Fig. 8 bis 10 beschrieben.
Fig. 8 ist ein allgemeines Blockdiagramm der mikroprozessor-basierten Schaltung 200, in der die Selbstdiagnosefunktionen des Rauchdetektorsystems ausgeführt sind. Die Wirkungsweise der Schaltung 200 wird durch einen Mikroprozessor 202 gesteuert, der periodisch die elektrische Stromversorgung der Photodiode 28 anschaltet, um die Menge an vorhandenem Rauch abzutasten. Das periodische Abtasten der Ausgangsspannung der Photodiode 28 reduziert den elektrischen Stromverbrauch. In einer bevorzugten Ausführung wird der Ausgang der Photodiode 28 für 0,4 ms alle 9 s abgetastet. Der Mikroprozessor 202 verarbeitet die abgetasteten Ausgangsspannungen der Photodiode 28 in Übereinstimmung mit den Anweisungen, die im EEPROM 204 gespeichert sind, um zu bestimmen, ob eine Alarmbedingung existiert oder ob die optische Elektronik sich innerhalb der vorher festgelegten Arbeits- bzw. Betriebstoleranzen befindet.
Jede der abgetasteten Ausgangsspannungen der Photodiode 28 wird durch einen Empfängervorverstärker 206 an den variabel integrierenden Analog-Digital-Wandlerunterschaltkreis 208 weitergeleitet. Der Wandlerunterschaltkreis 208 nimmt eine abgetastete Ausgangsspannung und integriert sie während eines Integrationszeitintervalls, das während des Verstärkungskalibrierungsschrittes bereits mit Bezug auf den Prozeßblock 152 in Fig. 6 erläutert wurde. Nach Abschluß eines jeden Integrationszeitintervalls konvertiert der Unterschaltkreis 208 die analoge Spannung in einen digitalen Wert, welcher die abgetastete Ausgangsspannung des Photodetektors repräsentiert.
Der Microprozessor 202 empfängt den digitalen Wert und vergleicht diesen mit der Alarmspannung und den Empfindlichkeitstoleranzgrenzspannungen, die während der Kalibrierung gebildet und in dem EEPROM 204 gespeichert wurden. Die Verarbeitung der von dem Unterschaltkreis 208 gelieferten Integratorspannungen wird von dem Mikroprozessor 202 in Übereinstimmung mit einem Algorithmus ausgeführt, der als gespeicherte Anweisungen im EEPROM 204 implementiert ist. Die Verarbeitungsschritte dieses Algorithmus werden bezugnehmend auf Fig. 10 unten beschrieben. Der Mikroprozessor 202 bewirkt ein fortdauerndes Beleuchten einer Leuchtdiode (LED) 210, die sichtbares Licht aussendet, um eine Alarmbedingung anzuzeigen, und führt einen manuell betriebenen Selbstdiagnosetest als Antwort auf eine Aktivierung eines Reed-Schalters 212 durch einen Bediener aus. Ein Takt- Oszillator 214 mit einer bevorzugten Ausgangsfrequenz von S00 kHz liefert den Zeitstandard für den Gesamtbetrieb des Schaltkreises 200.
Fig. 9 zeigt im größeren Detail die Komponenten des variabel integrierenden Analog- Digital-Wandlerunterschaltkreises 208. Das Folgende ist die Beschreibung des Betriebs des Wandlerunterschaltkreises 208 mit besonderem Augenmerk auf die Verarbeitung, welche dieser während der Kalibrierung durchführt, um das Integrationszeitintervall zu bestimmen.
Gemäß den Fig. 8 und 9 bereitet der Vorverstärker 206 die abgetastete Ausgangsspannung des Photodetektors 28 auf und übermittelt diese an den programmierbaren Integrator 216, welcher ein Eingabeschieberegister 218, einen Integratoraufwärtszähler 220 und einen geschalteten Kapazitätsintegrator mit doppelter Flanke 222 umfaßt. Während jeder 0,4 ms langen Abtastperiode sammelt ein Eingangskondensator des Integrators 222 die Spannung, welche über dem Ausgang des Vorverstärkers 206 anliegt. Der Integrator 222 überträgt die Abtastspannung, die mittels des Eingangskondensators gesammelt wird, an einen Ausgangskondensator.
Zu Beginn eines jeden Integrationszeitintervalls empfängt ein Schieberegister 218 unter der Kontrolle des Mikroprozessors 202 ein serielles digitales 8-bit-Wort, das das Integrationszeitintervall repräsentiert. Das kleinste signifikante Bit entspricht 9 mV, wobei 2,3 V den vollen Bereich für ein 8-bit-Wort repräsentieren. Das Schieberegister 218 stellt als Vorgabe für den Integratoraufwärtszahler 220 das Komplement des Intgrationszeitintervallwortes zur Verfügung. Ein am Ausgang eines durch-zwei-teilenden Zählers, welcher mit Hilfe des 500 kHz-Takt-Oszillators angetrieben wird, erzeugter 250 kHz-Takt veranlaßt den Integratoraufwärtszähler 220 vom komplementierten Integrationszeitintervallwort zu Null aufwärts zu zählen. Die Zeit, während der der Aufwärtszähler 220 zählt, definiert das Integrationszeitintervall, währenddessen der Integrator 222 über einem Ausgangskondensator eine analoge Spannung ansammelt, die für die abgetastete Photodetektorausgangsspannung repräsentativ ist, welche vom Eingangskondensator gesammelte wurde. Der Wert der über dem Ausgangskondensator gespeicherten, analogen Spannung wird durch die Ausgangsspannung der Photodiode 28 und die Anzahl von Zählungen im Integratorzähler 220, bestimmt.
Nach Ablauf des Integrationszeitintervalls beendet der Integratoraufwärtszähler 220 bei Null das Zählen. Ein Analog-Digital-Wandler 232 wandelt dann die analoge Spannung, die über dem Ausgangskondensator des Integrators 222 gespeichert ist, in einen digitalen Wert um. Der Analog-Digital-Wandler 232 umfaßt einen Vergleicher-Verstärker 234, an dessen nichtinvertierenden Eingang die Integrationsspannung über dem Ausgangskondensator und an dessen invertierenden Eingang eine Referenzspannung anliegen, welche in einer bevorzugten Ausbildung 300 mV beträgt, eine virtuelle Systemerde. Ein Vergleicher-Puffer-Verstärker 236 bereitet den Ausgang des Vergleichers 234 auf und stellt ein Zählerlaubnissignal für den Konversionsaufwärtszähler 238 zur Verfügung, welcher zu zählen beginnt, nachdem der Integratoraufwärtszähler 220 beim Zählerstand Null aufgehört hat zu zählen, und zählt solange aufwärts wie das Zählerlaubnissignal anliegt.
Während der Analog-Digital-Umwandlung entlädt der Integrator 222 die Spannung über dem Ausgangskondensator an einen dritten Kondensator, während der Konversionsaufwärtszähler 238 weiter zählt. Das Zählen wird solange fortgesetzt, bis die Integratorspannung über dem Ausgangskondensator unter den Schwellwert des Vergleichers 234 von 300 mV abgefallen ist, wodurch ein Verschwinden des Zählerlaubnissignals eintritt. Die Inhalte des Konversionsaufwärtszählers 238 werden dann in ein Ausgangsschieberegister 240 geschoben, welches dem Mikroprozessor 202 ein serielles digitales 8-bit-Wort zur Verfügung stellt, welches die Integratorspannung für die Verarbeitung in Übereinstimmung mit dem Betriebsmodus des Rauchdetektorsystems repräsentiert. Solche Betriebsmodi schließen die Kalibrierung, die "in- Betrieb"-Selbstdiagnose und den Selbsttest ein.
Während der Kalibrierung ermittelt das Rauchdetektorsystem die Verstärkung für die optische Empfängerelektronik mittels des Ersetzens von Versuchsintegrationszeitintervallwörtern verschieden gewichteter Werte als Vorgaben für den Integratoraufwärtszähler 220, um ein Integrationszeitintervall zu erhalten, welches nötig ist, eine gewünschte Alarmspannung für ein bekanntes Rauchverdunklungsniveau zu erhalten. Wie durch den Prozeßblock 154 in Fig. 6 gezeigt wird, ist eine bevorzugte gewünschte Alarmspannung von ungefähr 2,0 V für ein Verdunklungsniveau von 3,1% pro Fuß (1 Fuß = 0,3048 m) im EEPROM 204 gespeichert. Der Ausgang der Photodiode 28 ist eine feste Spannung, wenn das Gehäuse 10 in einer Aerosol-Nebel-Kammer angeordnet ist, welche ein Verdunklungsniveau von 3,1% pro Fuß (1 Fuß 0,3048 m) erzeugt, das eine Alarmbedingung repräsentiert. Da verschiedene Photodioden 28 sich in ihren Ausgangsspannungen leicht unterscheiden, legt die Bestimmung des Integrationszeitintervalls, welches eine Integratorspannung gleich der Alarmspannung erzeugt, die Verstärkung des Systems fest. Daher erzeugen unterschiedliche Zählzeitintervalle für den Integratoraufwärtszähler 220 unterschiedliche Integratorspannungen, die in Schieberegister 240 gespeichert sind.
Der Prozeß zum Liefern von Versuchsintegrationszeitintervallen für das Schieberegister 218 und den Integratoraufwärtszähler 220 während der Kalibrierung kann durch die Benutzung eines Mikroprozessoremulators erreicht werden, wobei die optische Empfängerelektronik in der Aerosol-Nebel-Kammer angeordnet ist. Die Verstärkungskalibrierung ist abgeschlossen, sobald ein Integrationszeitintervallwort festgestellt ist, welches im Schieberegister 240 ein 8- bit-Digitalwort entsprechend der Alarmspannung erzeugt. Das Integrationszeitintervallwort wird im EEPROM 204 als Verstärkungsfaktor gespeichert.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Steigung bzw. die Flanke des Integrationszeitintervalls sich während der Aufnahme der Ausgangsspannungsproben für unterschiedliche optische Empfänger ändert, wobei die endgültige Größe der Ausgangsspannung des Integrators 222 aber von der Eingangsspannung und der Integrationszeit abhängt. Die Steigung der Analog- Digital-Umwandlung ist hingegen immer die gleiche. Dies ist der Grund, warum der Integrator 222 als Doppelanstiegs-Typ bezeichnet wird.
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, welches die Selbstdiagnose-Verfahrensschritte zeigt, die das Rauchdetektorsystem im Betriebsmodus ausführt.
Gemäß den Fig. 8 bis 10 zeigt Prozeßblock 250 an, daß während des Normalbetriebs der Mikroprozessor 202 in Intervallen von 9 s eine Stromversorgung der LED 24 einschaltet, um ihre Ausgangsspannung für ein vorher festgelegtes Integrationszeitintervall, das dem in EEPROM 204 gespeichert ist, abzutasten. Das Abtasten alle 9 s reduziert den Dauerbetriebsstromverbrauch der Schaltung 100.
Ein Prozeßblock 252 zeigt an, daß der Mikroprozessor 202 nach jedem Integrationszeitintervall die gerade aufgenommene Integratorspannung liest, die im Ausgangsschieberegister 240 gespeichert ist. Ein Prozeßblock 254 zeigt den Vergleich durch den Mikroprozessor 202 der aufgenommen Integratorspannung mit der Alarmspannung und mit der oberen und der unteren Toleranzgrenze der Reinluftspannung an, welche alle vorfestgelegt und im EEPROM 204 gespeichert sind. Diese Vergleiche werden sequenziell mittels des Mikroprozessors 202 durchgeführt.
Ein Entscheidungsblock 256 repräsentiert eine Feststellung, ob die gewonnene Integratorspannung die gespeicherte Alarmspannung überschreitet. Falls dies so ist, stellt der Mikroprozessor 202 ein kontinuierliches Signal für einen Alarm zur Verfügung, der das Vorhandensein übermäßigen Rauchs anzeigt, wie dies mittels eines Prozeßblocks 258 angedeutet wird. Falls dies nicht so ist, führt der Mikroprozessor 202 den nächsten Vergleich aus.
Ein Entscheidungsblock 260 repräsentiert eine Feststellung, ob die aufgenommene Integratorspannung zwischen die gespeicherten Reinluftspannungstoleranzgrenzen fällt. Falls dem so ist, setzt das Rauchdetektorsystem die Aufnahme der nächsten Ausgangsspannungsabtastung der Photodiode 28 fort und, wie dies mittels eines Prozeßblocks 262 angedeutet ist, ein Zähler mit einem 2-Zähl-Modul überwacht das Auftreten von zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen der Integratorspannung, die in die Reinluftspannungstoleranzgrenzen fallen. Dieser Zähler ist Teil des Mikroprozessors 202. Falls dem nicht so ist, wird ein Zähler um eins erhöht, wie dies in einem Prozeßblock 264 gezeigt ist. Jedesmal wenn zwei aufeinanderfolgende Integratospannungen erscheinen, setzt jedoch der Zähler mit dem 2-Zähl-Modul den Zähler zurück, wie dieses durch einen Prozeßblock 264 gezeigt ist.
Ein Entscheidungsblock 266 repräsentiert eine Feststellung, ob die Anzahl an aufgenommenen Ereignissen in dem Zähler des Prozeßblocks 264 10.752 Ereignisse überschreitet, was aufeinanderfolgenden Integratorspannunsabtastungen bei Bedingungen außerhalb der Toleranzgrenzen für jedes 9 s-Intervall über 27 Stunden bedeutet. Falls dem so ist, stellt der Mikroprozessor 202 ein nieder frequentes Blinksignal fit die LED 210 zur Verfügung, wie dies in einem Prozeßblock 268 gezeigt ist. Der Fachmann erkennt, daß andere Signaltechniken, wie ein hörbarer Alarm oder ein Relaisausgang, genutzt werden können. Das Blinksignal zeigt an, daß die optische Empfängerelektronik sich so verändert hat, daß die Reinluftspannung außerhalb der Kalibrierung für entweder Unter- oder Überempfindlichkeit gewandert ist und gewartet werden muß. Falls die Zahl im Zähler des Prozeßblocks 264 nicht 10.752 Ereignisse überschreitet, fährt das Rauchdetektorsystem mit der Aufnahme der nächsten Ausgangsspanaungabtastung der Photodiode 28 fort.
Der Selbstdiagnosealgorithmus liefert daher eine gleitende 27 Stunden "außerhalb-der- Toleranz"-Meßperiode, die neu gestartet wird, wann immer zwei aufeinanderfolgende Integratorspannungen innerhalb der Reinluftspannungstoleranzgrenzen auftreten. Das Rauchdetektorsystem überwacht seinen eigenen Betriebsstatus, ohne eine Notwendigkeit für eine manuelle Überprüfung seines internen Funktionsstatus.
Der Reed-Schalter 212 ist direkt mit dem Mikroprozessor 202 verbunden, um eine Selbsttestmöglichkeit zu liefern, die zusammen mit dem Labyrinthdurchgangswegedesign der Stifte 80 in der Abdeckung 40 eine vor Ort Verifikation einer Abwesenheit eines nichtreparierbaren Hardwarefehlers ermöglicht. Um einen Selbsttest auszulösen, hält der Bediener einen Magneten in die Nähe des Gehäuses 10, um den Reed-Schalter 212 zu schließen. Das Schließen des Reed-Schalters 212 aktiviert ein im EEPROM 204 gespeichertes Selbsttestprogramm. Das Selbsttestprogramm veranlaßt den Mikroprozessor 202 eine Spannung an die Photodiode 28 anzulegen, die in dem Ausgabeschieberegister 240 gespeicherte Integratorspannung einzulesen und diese mit der Reinluftspannung und ihrer oberen und ihrer unteren Toleranzgrenze in ähnlicher Art und Weise zu vergleichen, wie dies oben mit Bezugnahme auf die Prozeßblöcke 250, 252 und 254 in Fig. 10 beschrieben wurde. Das Selbsttestprogramm veranlaßt dann den Mikroprozessor 202 die LED 210 zwei- oder dreimal, vier- bis siebenmal oder acht- oder neunmal blinken zu lassen, falls die optische Sensorelektronik im Empfindlichkeitstoleranzbereich, unterempfindlich bzw. überempfindlich ist. Falls keine der Bedingungen erreicht wird, blinkt die LED einmal, um anzuzeigen, daß ein nichtreparierbarer Hardwarefehler vorliegt.
Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß viele Änderungen der Details der oben beschriebenen, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung möglich sind, ohne von den zugrundeliegenden Prinzipien abzuweichen. Zum Beispiel kann das System eine andere Strahlungsquelle als eine LED nutzen, wie zum Beispiel eine Ionenteilchen- oder eine andere Quelle. Der Bereich der Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche festgelegt sein.

Claims

1. Selbstdiagnostischer Rauchdetektor mit einem Signalsampler (24, 28, 202), der mit einem Strahlungssensor (28) kooperiert, um Signalproben zu erzeugen, die periodische Messungen eines Rauchverdunkelungsniveaus in einem räumlichen Bereich anzeigen, und einem Prozessor (200), der die Signalproben empfängt und verarbeitet und die Signalproben mit Mehrfach-Schwellwerten vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schwellwerte auf einem festen Standard basiert und ein Rauchverdunkelungsalarmniveau repräsentiert, daß ein anderer der Schwellwerte auf einem festen Standard basiert und eine Toleranzgrenze für den Strahlungssensor repräsentiert und daß der Prozessor von den Signalproben, die Rauchverdunkelungsniveaus entsprechen, die das Alarmniveau übersteigen, und von Signalproben, die Rauchverdunkelungsniveaus entsprechen, die die Toleranzgrenze übersteigen, bestimmt, ob die Signalproben eine Alarmbedingung oder eine Kalibrierungsüberschreitungsbedingung des Detektors anzeigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Signalsampler eine elektrisch variable Verstärkungssteuereinrichtung (208) aufweist, die die Signalproben über ein Integrationszeitintervall integriert, um entsprechende Signale für den Vergleich mit den Schwellwerten zu erzeugen, und wobei der Strahlungssensor und die Verstärkersteuereinrichtung durch einen einstellbaren Verstärkungsfaktor charakterisiert sind, der mittels des Einstellens des Integrationszeitintervalls einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Strahlungssensor ein weiteres Signal erzeugt, das einen Rauchverdunkelungsniveau reiner Luft entspricht, zu dem die Toleranzgrenze in Beziehung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Mehrfach-Schwellwerte zwei Toleranzgrenzen umfassen und wobei die zwei Toleranzgrenzen Werte über und unter dem Rauchverdunkelungsniveau reiner Luft haben, um überempfindliche und unterempfindliche Bedingungen des Detektors anzuzeigen.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ein Mikroprozessor (202) ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die Vorrichtung weiterhin aufweisend: Eine Selbsttestschaltung (204, 212), die mit dem Prozessor betreibbar verbunden ist, um als Reaktion auf eine dem Detektor zugeführte Anfrage ein Anzeigersignal (210) zu erzeugen, wenn eine Kalibrierungsüberschreitungsbedingung existiert, wobei die Selbsttestschaltung einen Speicher (204) zum Speichern einer Selbsttestprozedur umfaßt, die die Selbsttestschaltung als Reaktion auf die Anfrage ausführt, und wobei das Anzeigersignal eine quantitative Repräsentation für mehrfache unterempfindliche Kalibrierungsüberschreitungsbedingungen und mehrfache überempfindliche der Kalibrierungsüberschreitungsbedingungen des Detekors liefert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vorrichtung weiterhin ein Gehäuse (10) aufweist, bei dem die an den Detektor gelieferte Anfrage mittels einer manuellen Anordnung eines Magneten in der Nähe des Gehäuses erreicht wird, um das Ausführen einer Selbsttestprozedur durch die Selbsttestschaltung auszulösen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Reed-Schalter (212), der eine elektrische Schaltbedingung als Reaktion auf die manuelle Anordnung des Magneten in der Nähe des Gehäuses ändert.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei aufeinanderfolgende Signalproben durch ein maximales Probenzeitintervall getrennt sind, die Vorrichtung weiterhin aufweisend: Einen Verzögerungszeitgeber (262, 264, 266), gekennzeichnet durch eine Kalibrierungsüberschreitungsmeßperiode, die relativ zu dem maximalen Probenzeitintervall lang ist, wobei der Verzögerungszeitgeber ein Kalibrierungsüberschreitungsanzeigesignal nach dem Auftreten einer Anzahl von Signalproben erzeugt, die eine Kalibrierungsüberschreitungsbedingung für eine Zeit anzeigen, die gleich der Kalibrierungsüberschreitungsmeßperiode ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verzögerungszeitgeber das Zeitzählen als Reaktion auf eine Signalprobe beginnt, die außerhalb der Toleranzgrenze liegt und das Zeitzählen als Reaktion auf das Auftreten aufeinanderfolgender Signalproben beendet, die innerhalb der Toleranzgrenze liegen, bevor die Kalibrierungsüberschreitungsmeßperiode endet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Prozessor ein Anzeigesignal erzeugt, um die Existenz einer Kalibrierungsüberschreitungsbedingung anzuzeigen.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die Vorrichtung weiterhin aufweisend: Eine Rauchdetektorkammer (10) mit einer Basis (12) und einem durch den Kundendienst austauschbaren, optischen Block (14), die lösbar aneinander angeordnet sind und bei der Anordnung ein Inneres der Kammer definieren, in das Rauchteilchen eintreten, die das Rauchverdunkelungsniveau repräsentieren, wobei die Basis den Strahlungssensor unterstützt und wobei der optische Block Mehrfachelemente (80) umfaßt, die Labyrinthdurchgänge niedrigen Widerstands (116) für den Rauch bilden, der in das Innere gelangt und falsches, intern reflektiertes Licht von dem Strahlungssensor wegrichten.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der optische Block einen Rand (62, 64) aufweist und wobei jedes Mehrfachelement eine Oberfläche (112) aufweist, die nahe dem Rand des optischen Blocks angeordnet ist, um das Ausbreiten von äußerem Licht, das in die Kammer eindringt, entlang der Labyrinthdurchgänge in das Innere der Kammer zu verhindern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der optische Block eine Oberfläche mit einer Grenze aufweist, die einen Rand (62, 64) des optischen Blocks definiert, und wobei die Mehrfachelemente in derselben Richtung an die Oberfläche gebunden sind und um den Rand herum winkelförmig beabstandet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Mehrfachelemente und die Oberfläche des optischen Blocks ein einheitlicher Artikel sind, der aus demselben Plastikmaterial geformt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Selbsttestschaltung (204, 212), die mit dem Prozessor (200) betreibbar verbunden ist, um als Reaktion auf eine an den Detektor gelieferten Anfrage ein Anzeigersignal zu erzeugen, wenn eine Kalibrierungsüberschreitungsbedingung existiert, wobei das Anzeigersignal quantitative Repräsentationen von unterempfindlichen und überempfindlichen Kalibrierungsüberschreitungsbedingungen des Detektors liefert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 16, wobei das Anzeigesignal betreibbar an einen sichtbaren Lichtanzeiger (210) gekoppelt ist, der verschiedene Folgen von Blinklichtimpulsen als Reaktion auf die unterempfindliche und die überempfindliche Kalibrierungsüberschreitungsbedingung liefert, die durch das Anzeigersignal repräsentiert werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10), in dem der sichtbare Lichtanzeiger eine Einzellicht-Sendeeinrichtung (210) ist, die Licht von dem Gehäuse aussendet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13 die Vorrichtung weiterhin aufweisend: Eine Schaltung (20), die mit dem Prozessor (200) betreibbar verbunden ist, um ein Toleranzgrenzsignal als Reaktion auf eine Bestimmung mittels des Prozessors (200), ob die Signalproben die Toleranzgrenze überschreiten, zu erzeugen, wobei das Toleranzgrenzsignal eine sichtbare Blinklichtimpulsfolge ist, die sich ändert, um zwischen Kalibrier- und Kalibrierüberschreitungsbedingungen des Detekors zu unterscheiden.

20. Verfahren zum Implementieren einer kontinuierlichen, automatischen Verifikation, ob ein Rauchdetektor bei seiner Messung von Umgebungsrauchverdunkelungsniveaus innerhalb von Kalibrierungsgrenzen arbeitet, wobei der Rauchdetektor einen Signalsampler (24, 28, 252), der mit einem Strahlungssensor (28) zusammenarbeitet, um Signalproben zu erzeugen, die periodische Messungen eines Rauchverdunkelungsniveaus in einem räumlichen Bereich anzeigen, und eine Verarbeitungsschaltung (200) aufweist, die als Reaktion auf die Signalproben arbeitet, um zu bestimmen, ob sie einem Rauchverdunkelungsniveau entsprechen, daß ein Alarmniveau übersteigt, wobei das Verfahren den Schritt zur kontinuierlichen Erfassung von Signalproben umfaßt, wobei jede Signalprobe eine periodische Messung eines tatsächlichen Rauchverdunkelungsniveaus in dem räumlichen Bereich anzeigt, das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:

- Ausbilden eines Referenzniveaus auf der Basis eines festen Standards, der ein Umgebungsrauchverdunkelungsniveau repräsentiert;

- Ausbilden oberer und unterer Grenzen, die Rauchverdunkelungsniveaus repräsentieren, die größer bzw. kleiner als das Referenzniveau sind, um einen spezifizierten Empfindlichkeitsbereich des Rauchdetektorbetriebs zu schaffen;

- Bestimmen, ob die gewonnenen Signalproben ein gemessenes Umgebungsrauchverdunkelungsniveau repräsentieren, das innerhalb der unteren und der oberen Grenzen liegt, um festzustellen, ob Betriebsbedingungen sich so geändert haben, daß das gemessene Umgebungsrauchverdunkelungsniveau sich für Unter- oder Überempfindlichkeit aus der Kalibrierung bewegt hat; und

- Liefern eines Kalibrierungsüberschreitungssignals, wenn das gemessene Umgebungsrauchverdunkelungsniveau sich aus der Kalibrierung bewegt hat.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Kalibrierungsüberschreitungssignal ein Meldesignal oder einen akustischen Alarm oder eine sichtbare Lichtanzeige umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Meldesignal ein elektrisches Signal umfaßt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei eine Teilfolge der gewonnen Signalproben genutzt wird, um zu bestimmen, ob das gemessene Umgebungsrauchverdunkelungsniveau das Alarmniveau nicht übersteigt, und wobei Mitglieder der Teilfolge der gewonnen Signalproben genutzt werden, um zu bestimmen, ob das gemessene Umgebungsrauchverdunkelungsniveau innerhalb der unteren und der oberen Grenze liegt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei eine Anzahl von Signalproben, die über eine Zeitperiode gewonnen wird, genutzt wird, um zu bestätigen, daß das gemessene Umgebungsrauchverdunkelungsniveau sich aus der Kalibrierung bewegt hat.

25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Nutzung einer Anzahl von Probensignalen zur Bestätigung, daß sich das gemessene Umgebungsrauchverdunkelungsniveau aus der Kalibrierung bewegt hat, lokal in dem Rauchdetektor ausgeführt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25 wobei die Bestätigung, daß sich das gemessene Umgebungsrauchverdunkelungsniveau aus der Kalibrierung bewegt hat, das Erzeugen eines Kalibrierungsüberschreitungsbestätigungssignals umfaßt, das ein Meldesignal oder einen akustischen Alarm oder eine sichtbare Lichtanzeige umfaßt.