EP1528520A1 - Method and device for surveilling premises - Google Patents
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- EP1528520A1 EP1528520A1 EP04025356A EP04025356A EP1528520A1 EP 1528520 A1 EP1528520 A1 EP 1528520A1 EP 04025356 A EP04025356 A EP 04025356A EP 04025356 A EP04025356 A EP 04025356A EP 1528520 A1 EP1528520 A1 EP 1528520A1
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Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
Definitions
- the invention relates to a method and a device for monitoring rooms.
- sensors usually work sure, but non-specific react to smoke, hot gases and hot objects.
- smoke detectors used in which smoke particles attenuate or scatter radiation.
- radioactive radiation from a Transmitter limited and from a neighboring receiver the Radiation intensity registered.
- sensors with Light sources and photoreceptors on the one hand the mitigation and on the other hand scattered light can be detected. In other cases, also light phenomena or infrared radiation registered with appropriate detectors.
- the invention is therefore the object of a method and an apparatus for detecting fires create, by means of which the aforementioned disadvantages avoided especially more detailed information a fire in terms of location, burning materials, etc., but also over used substances preferably also via a for a longer period of time.
- the object is achieved with a method solved, which is characterized in that optically recorded information wavelength-specific up ' be solved.
- the invention provides furthermore a device for monitoring rooms, which from the monitored space to at least one Spectrometer leading glass fibers is characterized.
- rooms can not only be safe for fires monitored, but also to other sources of danger with characteristic spectrograms, such as toxins, Irritating gases, biologically active substances or the like
- the spectrometer (s) is / are far from potential Fire sources or other sources of danger away and the transmission at the source of fire by means of detectors detected optical information is via glass fibers the Supplied to spectrometers. Accordingly, between optical Detectors and spectrometer (s) arranged glass fibers. These have a high temperature resistance, so that the information resulting from the fire with regard to Temperature, fire, fire spread, type of fire (open fire, Schwellbrand), burning materials and also interaction with extinguishing agents over a longer period Period can be recorded and therefore suitable extinguishing agents can be used as well as hazards regarding Firefighting teams and the environment can be detected.
- a further embodiment of the invention is provided that the information of several detection points cyclically queried and one after the other by a spectrometer wavelength-specific is resolved. This makes it possible to use a spectrometer for several monitoring stations. In training is provided that when exceeded critical values in specific wavelength ranges and / or wavelength range combinations actuators be operated.
- Actuators are actuated, in particular optical and / or acoustic signal are actuated and / or actuators for a sprinkler system put into operation become.
- optical and / or acoustic signalers and actuators for sprinklers intended are actuated, in particular optical and / or acoustic signal and actuators for sprinklers intended.
- Another preferred embodiment of the invention sees prior to that, a spatial evaluation by multiple detectors recorded information, in particular Sprinkler of a sprinkler system due to the detected spatial information can be activated localized.
- relevant information is displayed on a screen be, with spectra recorded graphically represented and / or information about temperatures, Distribution of combustion products, type of fire, Fire spread, interaction with extinguishing agents or the like. visually, as text or graphically.
- neutralizing and / or antibacterial agents become.
- electromagnetic Radiation preferably in the IR range and preferably clocked, as in time of a multiplexed poll the detected optical information is sent out.
- Devices are characterized by dispensing devices for neutralizing and / or antibacterial Medium or by radiation sources for the application of electromagnetic Radiation, in particular in the IR range, preferably clocked in the poll clock of multiplexes for cyclic query of the detectors.
- Fig. 1 shows a monitored room 1, in the ceiling area an optical detector 2.1 is arranged. From this leads an optical conductor preferably in the form of a glass fiber 3.1 to a remote from the room 1 Multiplexer 4.1, to which also further signal lines 3.2 from other optical detectors (Figure 2), too lead from other rooms.
- an optical conductor preferably in the form of a glass fiber 3.1 to a remote from the room 1 Multiplexer 4.1, to which also further signal lines 3.2 from other optical detectors ( Figure 2), too lead from other rooms.
- the multiplexer is with a spectrometer 4.2 and this one again connected to a computer 4.3, with a screen 4.4 and optionally with other peripherals, both input and output units, as in the latter case a printer, can be connected.
- Parts 4.1 to 4.4 together form a central control unit.
- control line 6 From the control unit, more precisely from the computer 4.3 performs a Control line 6 to an actuator 7, such as an optical and / or acoustic warning device.
- An actuator can also work with an extinguishing device such as a sprinkler system or the like be connected and this in case of fire in Set operation.
- Fig. 2 also shows a first to be monitored Room 1, preferably in the area of the ceiling, if necessary but also in wall or floor areas optical Detectors 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5 are arranged. These are about optical conductor 3 also here with a central Control unit 4 connected in a monitoring room 5.
- the optical detectors can in the simple case by the Be formed entrance faces of the optical conductor, but they can also be provided with imaging optics.
- To the central control unit 4 can also optical conductors 3.2 of one or more others to be monitored Lead rooms, which are not shown here for the sake of simplicity are.
- the central Control unit 4 also has a multiplexer here 4.1 on, with the individual lines 3, 3.1 cyclically be queried. Furthermore, a spectrometer 4.2 provided with those detected by the detectors 2.1-2.5 optical information recorded wavelength-specific and an optical spectrum is created.
- the Assigned spectrometer 4.2 is a computer 4.3, in the special evaluation programs run, by means of which the Spectra regarding emission and absorption bands as well Intensities, etc. are evaluated. Both the spectra as such, as well as the evaluation results can be up a screen 4.4 of the central control unit become.
- Alarms and actions via the control lines 6 triggered such as optical and acoustic Alarms and the use of sprinklers in the area of detected fire.
- the detectors can - as already said - either by the open end faces of the optical conductors 3.1, 3.2 formed be, over which the environment is optically recorded. You can also optical systems, such as lens systems in particular upstream, so if necessary, the acceptance angle to enlarge.
- FIG. 3 shows a method sequence according to the invention.
- Rooms or areas to be monitored are controlled by the detectors 2.1, 2.2, 2.3 permanently monitored.
- the recorded Optical information is transmitted via the optical conductors (Signal lines) 3.1, 3.2, 3.3 transmitted to the multiplexer 4.1, which cyclically removes the individual lines and so that a signal bundling makes.
- the recorded signals are transmitted to the spectrometer 4.2, the one Signal evaluation makes.
- the evaluated signal ie an optical spectrum, preferably in the near infrared range, is processed in a computer 4.3, for example compared with corresponding spectra in a database.
- actuators 7 such as sprinkler systems, Locks, signaling systems and fire-fighting systems.
- the signal processing initially involves the generation a spectrum as an intensity distribution of the individual Wavelengths of the recorded optical information (Step a).
- a comparison is made of the measured spectra, namely, as already mentioned, once with reference spectra c for obtaining information as to which type of substances are possibly causing a fire, namely gases, solids or liquids (d).
- reference spectra c for obtaining information as to which type of substances are possibly causing a fire, namely gases, solids or liquids (d).
- there is a calculation of the intensity distribution for determining the temperature information of the fire from which also information on the special type of combustion products, such as in a carbon black soot, in a gas H 2 O, CO, CO 2 win (c ', d') .
- Both information together gives the total information as to whether a fire is given or not and a classification thereof (step e), so that accordingly the required actions can be carried out automatically or semi-automatically (step f).
- the information obtained from the signal processing are shown by way of example in FIGS. 5 to 9.
- n-heptane flame shows the typical temperature profile an n-heptane flame
- Fig. 6 shows an NIR spectrum (infrared) of such n-heptane flame shows. This shows typical intensity peaks at about 1340 and 1420 nm on, here the intensity information about the Temperature of the flame includes. In the lower NIR area the intensity is reduced, because here at the burning resulting soot has a debilitating effect.
- FIG. 7 shows NIR spectra of aluminum burnup.
- FIG no pronounced peaks, but in the context of a line - at a time - an increase in intensity over the wavelength is pointing.
- FIG. 8 shows the typical spectrum of an ethanol flame with a steep Rise above 1300 nm to a first peak, one steep drop just over 1350 nm and a double peak, whose second single peak is higher from 1400 nm.
- FIG. 9 shows the infrared spectrum of a nitromethane H 2 O 2 measurement with peaks of the typical combustion products H 2 O and CO 2 in the range from 2500 to 2800 nm and the typical CO 2 peak at about 4500 nm and finally nor the combustion product NO above 5000 nm. Recognizable.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen von Räumen.The invention relates to a method and a device for monitoring rooms.
Die Überwachung von Gebäudeeinheiten, wie Flughäfen, Bahnhöfen, Laboratoriumskomplexen, und Produktionsanlagen, Büro- und Appartementkomplexen sowie auch privaten Häusern auf Brände wird immer dringender, da aufgrund brennender Materialien sich Brände schnell ausbreiten können, in großen Komplexen durch Brände Personen Fluchtwege abgeschnitten werden können, und auch die Evakuierung von Personen schwierig und zeitraubend ist. Auch ist eine Überwachung der genannten Anlagen und Gebäude sowie auch Sportstadien oder dergleichen zur Erkennung und Identifikation von chemischen und biologischen Kampfstoffen, die von Terroristen ausgebracht werden, wünschenswert.The monitoring of building units, such as airports, railway stations, Laboratory complexes, and production facilities, office and apartment complexes as well as private houses fires are becoming more and more urgent, because of burning Materials fires can spread quickly, in large quantities Complex cut off by fires people escape routes and the evacuation of people difficult and time consuming. Also is a surveillance of the named facilities and buildings as well as sports stadiums or the like for the detection and identification of chemical and biological warfare agents by terrorists be deployed, desirable.
Bisher werden Räume und Bereiche mittels mehrerer Sensoren überwacht, die ausschließlich die Aufgabe haben, einmalig Alarm auszulösen. Die Sensoren funktionieren in der Regel sicher, reagieren aber unspezifisch auf Rauch, heiße Gase und heiße Objekte. Es werden Rauchmelder eingesetzt, bei denen Rauchpartikel Strahlung abschwächen oder streuen. Hierzu wird beispielsweise radioaktive Strahlung von einem Sender limitiert und von einem benachbarten Empfänger die Strahlungsintensität registriert. Auch gibt es Sensoren mit Lichtquellen und Fotoempfängern, wobei einerseits die Abschwächung und andererseits Streulicht erfasst werden kann. In anderen Fällen werden auch Lichterscheinungen oder Infrarotstrahlung mit entsprechenden Detektoren registriert.So far, rooms and areas are using multiple sensors supervised, which have only the task, once To trigger an alarm. The sensors usually work sure, but non-specific react to smoke, hot gases and hot objects. There are smoke detectors used in which smoke particles attenuate or scatter radiation. For this purpose, for example, radioactive radiation from a Transmitter limited and from a neighboring receiver the Radiation intensity registered. There are also sensors with Light sources and photoreceptors, on the one hand the mitigation and on the other hand scattered light can be detected. In other cases, also light phenomena or infrared radiation registered with appropriate detectors.
Mit den bekannten Detektoren können nur isolierte Ereignisse, wie überkritische Erwärmung, Verdunklung durch Rauchpartikel, die einen Brand anzeigen können, im Moment der Erstehung erfasst werden; die bekannten Detektoren sind nicht über eine längere Zeit einsatzfähig, da insbesondere die elektrischen Verbindungsleitungen sehr schnell bei einem Brand unterbrochen werden. Mit den bekannten Detektoren kann ein Brand und dessen Ausbreitung nicht über längere Zeit erfasst werden. Auch ist die Art der brennenden Materialien, die die Bekämpfungsmaßnahmen und Löschmittel, aber die Gefährdung eines Löschtrupps und der Umwelt bestimmt, nicht erfassbar.With known detectors, only isolated events, like supercritical warming, obscuration by smoke particles, which can indicate a fire, at the moment the Be recorded; the known detectors are not operational for a long time, especially since the electrical connection lines very quickly to be interrupted by a fire. With the known detectors A fire and its spread can not last longer Time to be recorded. Also, the type of burning materials, the control measures and extinguishing agents, but it determines the endangerment of a fire brigade and the environment, not detectable.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Bränden zu schaffen, mittels dessen die vorgenannten Nachteile vermieden werden, insbesondere detailliertere Informationen über einen Brand hinsichtlich Ort, brennende Materialen etc., aber auch über verwendete Stoffe vorzugsweise auch über eine längere Zeitdauer erfasst werden können.The invention is therefore the object of a method and an apparatus for detecting fires create, by means of which the aforementioned disadvantages avoided especially more detailed information a fire in terms of location, burning materials, etc., but also over used substances preferably also via a for a longer period of time.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass optisch erfasste Informationen wellenlängenspezifisch aufge-' löst werden. Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zum Überwachen von Räumen vor, welche durch vom überwachten Raum zu mindestens einem Spektrometer führende Glasfasern gekennzeichnet ist.According to the invention, the object is achieved with a method solved, which is characterized in that optically recorded information wavelength-specific up ' be solved. To solve the problem, the invention provides furthermore a device for monitoring rooms, which from the monitored space to at least one Spectrometer leading glass fibers is characterized.
Durch die Erfindung können Räume nicht nur sicher auf Brände hin überwacht werden, sondern auch auf andere Gefahrenquellen mit charakteristischen Spektrogrammen, wie Giftstoffe, Reizgase, biologisch wirksame Stoffe oder dgl.With the invention, rooms can not only be safe for fires monitored, but also to other sources of danger with characteristic spectrograms, such as toxins, Irritating gases, biologically active substances or the like
Das oder die Spektrometer ist/sind weit von potentiellen Brandherden oder sonstigen Gefahrenquellen entfernt angeordnet und die Übertragung am Brandherd mittels Detektoren erfasster optischer Informationen wird über Glasfasern den Spektrometern zugeleitet. Entsprechend sind zwischen optischen Detektoren und Spektrometer(n) Glasfasern angeordnet. Diese weisen eine hohe Temperaturbeständigkeit auf, so dass die sich beim Brand ergebenden Informationen hinsichtlich Temperatur, Brandherd, Brandausbreitung, Art des Brandes (offener Brand, Schwellbrand), brennender Materialen und auch Wechselwirkung mit Löschmitteln über einen längeren Zeitraum erfasst werden können und damit geeignete Löschmittel eingesetzt werden können sowie Gefahren hinsichtlich Löschtrupps und Umwelt erfasst werden können.The spectrometer (s) is / are far from potential Fire sources or other sources of danger away and the transmission at the source of fire by means of detectors detected optical information is via glass fibers the Supplied to spectrometers. Accordingly, between optical Detectors and spectrometer (s) arranged glass fibers. These have a high temperature resistance, so that the information resulting from the fire with regard to Temperature, fire, fire spread, type of fire (open fire, Schwellbrand), burning materials and also interaction with extinguishing agents over a longer period Period can be recorded and therefore suitable extinguishing agents can be used as well as hazards regarding Firefighting teams and the environment can be detected.
Durch die Erfindung können gleichzeitig Informationen zur Temperatur, Typ des brennenden Materials bzw. sonstigen Gefahrstoffen, Art eines Brandes und Brandfortschritt mittels der Emission der Flammen oder der sich ergebenden heißen Gase und Partikel erfasst werden, wie auch Absorption und Streuung von Licht in einem weiten Spektralbereich.At the same time, information about the Temperature, type of burning material or other hazardous substances, Kind of a fire and fire progress by means of the emission of the flames or the resulting hot Gases and particles are detected, as well as absorption and Scattering of light in a wide spectral range.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Informationen mehrerer Erfassungsstellen zyklisch abgefragt und nacheinander von einem Spektrometer wellenlängenspezifisch aufgelöst wird. Hierdurch ist es möglich, einen Spektrometer für mehrere Überwachungsstellen einzusetzen. In Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei Überschreiten kritischer Werte in spezifischen Längenwellbereichen und/oder Wellenlängenbereichkombinationen Aktuatoren betätigt werden.In a further embodiment of the invention is provided that the information of several detection points cyclically queried and one after the other by a spectrometer wavelength-specific is resolved. This makes it possible to use a spectrometer for several monitoring stations. In training is provided that when exceeded critical values in specific wavelength ranges and / or wavelength range combinations actuators be operated.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Überschreiten kritischer Werte in spezifischen Längenwellenbereichen und/oder Wellenlängenbereichkombinationen Aktuatoren betätigt werden, wobei insbesondere optische und/oder akustische Signalgeber betätigt werden und/oder Aktuatoren für eine Sprinkleranlage in Betrieb gesetzt werden. Vorrichtungsmäßig sind hierzu optische und/oder akustische Signalgeber sowie Aktuatoren für Sprinkler vorgesehen.In a preferred embodiment of the invention is provided that when exceeding critical values in specific Length wave ranges and / or wavelength range combinations Actuators are actuated, in particular optical and / or acoustic signal are actuated and / or actuators for a sprinkler system put into operation become. In terms of device optical and / or acoustic signalers and actuators for sprinklers intended.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine räumliche Auswertung von durch mehrere Detektoren erfasster Informationen erfolgt, wobei insbesondere Sprinkler einer Sprinkleranlage aufgrund der erfassten räumlichen Information lokalisiert aktiviert werden.Another preferred embodiment of the invention sees prior to that, a spatial evaluation by multiple detectors recorded information, in particular Sprinkler of a sprinkler system due to the detected spatial information can be activated localized.
In Weiterbildung der Erfindung ist darüber hinaus vorgesehen, dass relevante Informationen auf einem Bildschirm dargestellt werden, wobei hierzu erfasste Spektren graphisch dargestellt werden und/oder Informationen über Temperaturen, Verbrennungsproduktverteilen, Brandart, Brandherd, Brandausbreitung, Wechselwirkung mit Löschmitteln oder dgl. optisch, als Text oder graphisch, wiedergegeben werden.In a further development of the invention is also provided that relevant information is displayed on a screen be, with spectra recorded graphically represented and / or information about temperatures, Distribution of combustion products, type of fire, Fire spread, interaction with extinguishing agents or the like. visually, as text or graphically.
In bevorzugter Weise kann weiter vorgesehen sein, dass neutralisierende und/oder antibakterielle Mittel ausgebracht werden. Weiterhin kann durch Strahlungsquellen elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im IR-Bereich und vorzugsweise getaktet, wie in Takt einer Multiplexabfrage der erfassten optischen Informationen ausgesendet werden. Vorrichtungen sind hierzu gekennzeichnet durch Abgabeeinrichtungen für neutralisierende und/oder antibakterielle Mittel bzw. durch Strahlungsquellen zur Anwendung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im IR-Bereich, vorzugsweise getaktet im Abfrage-Takt von Multiplexen zur zyklischen Abfrage der Detektoren.In a preferred manner, it can further be provided that neutralizing and / or antibacterial agents become. Furthermore, by radiation sources electromagnetic Radiation, preferably in the IR range and preferably clocked, as in time of a multiplexed poll the detected optical information is sent out. Devices are characterized by dispensing devices for neutralizing and / or antibacterial Medium or by radiation sources for the application of electromagnetic Radiation, in particular in the IR range, preferably clocked in the poll clock of multiplexes for cyclic query of the detectors.
Bei den Lichtleitern zur Banddetektion ist zu erwarten, dass sie noch während des Brandes, insbesondere wenn die Brandbekämpfung einsetzt noch in Aktion sind. Damit kann über die zentrale Auswertestation der Zustand des Brandherdes überwacht und zu den Feuerwehren übermittelt werden. Dies betrifft z.B. die Intensität des Feuers, die Bildung und Ansammlung unverbrannter Gase, worüber bisher keine Information zu erhalten ist. Damit kann der gefürchtete "Flash-Back" - eine plötzliche massive Anfachung des Feuers oder gar eine Explosion - bei Zutritt von Feuerwehrleuten und damit Luftzufuhr vermieden oder rechtzeitig die Gefahr dafür erkannt werden. Dieser Effekt tritt beim Öffnen von Fenstern und Türen auf, wenn sich im geschlossenen Raum brennbare Gase entwickelt oder sich teilverbrannte Gase angesammelt haben.In the light guides for tape detection is to be expected that they still during the fire, especially if the Firefighting is still in action. So that can via the central evaluation station the condition of the source of the fire monitored and transmitted to the fire brigades. This concerns e.g. the intensity of the fire, the formation and accumulation of unburned gases, about which so far no information to obtain is. This can be the dreaded "Flash Back" - a sudden massive firing of the fire or even an explosion - with access by firefighters and thus avoids air supply or in time the danger be recognized for that. This effect occurs when opening Windows and doors open when in closed room flammable gases developed or partially combusted gases accumulated to have.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt bzw. zeigen:
- Fig. 1
- eine erste schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2
- eine andere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 3
- einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- Fig. 4
- eine Prinzipdarstellung zur Signalverarbeitung gemäß der Erfindung;
- Fig. 5
- den typischen Temperaturverlauf einer n-Heptan-Flamme; und
- Fig. 6 bis 9
- Spektren verschiedener Abbrände bzw. Flammen.
- Fig. 1
- a first schematic representation of a device according to the invention;
- Fig. 2
- another schematic representation of a device according to the invention;
- Fig. 3
- a flowchart of a method according to the invention;
- Fig. 4
- a schematic representation of the signal processing according to the invention;
- Fig. 5
- the typical temperature profile of an n-heptane flame; and
- Fig. 6 to 9
- Spectra of different burns or flames.
Die Fig. 1 zeigt einen überwachten Raum 1, in dessen Deckenbereich
ein optischer Detektor 2.1 angeordnet ist. Von
diesem führt ein optischer Leiter vorzugsweise in Form von
einer Glasfaser 3.1 zu einem entfernt vom Raum 1 befindlichen
Multiplexer 4.1, zu dem ebenfalls weitere Signalleitungen
3.2 von anderen optischen Detektoren (Fig. 2), auch
aus anderen Räumen führen.Fig. 1 shows a monitored
Der Multiplexer ist mit einem Spektrometer 4.2 und dieses wieder mit einem Rechner 4.3 verbunden, der mit einem Bildschirm 4.4 und gegebenenfalls mit weiteren Peripherieeinheiten, sowohl Eingabe- als auch Ausgabeeinheiten, wie in letzterem Fall einem Drucker, verbunden sein kann.The multiplexer is with a spectrometer 4.2 and this one again connected to a computer 4.3, with a screen 4.4 and optionally with other peripherals, both input and output units, as in the latter case a printer, can be connected.
Die Teile 4.1 bis 4.4 bilden zusammen eine zentrale Kontrolleinheit.Parts 4.1 to 4.4 together form a central control unit.
Von der Kontrolleinheit, genauer vom Rechner 4.3 führt eine
Steuerleitung 6 zu einem Aktuator 7, wie einem optischen
und/oder akustischen Warngeber. Ein Aktuator kann auch mit
einer Löscheinrichtung wie einer Sprinkleranlage oder dergleichen
verbunden sein und diese im Falle eines Brandes in
Betrieb setzen.From the control unit, more precisely from the computer 4.3 performs a
Die Fig. 2 zeigt ebenfalls einen ersten zu überwachenden
Raum 1, in dem vorzugsweise im Bereich der Decke, gegebenenfalls
aber auch in Wand- oder Fußbodenbereichen optische
Detektoren 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5 angeordnet sind. Diese
sind über optische Leiter 3 auch hier mit einer zentralen
Kontrolleinheit 4 in einem Überwachungsraum 5 verbunden.
Die optischen Detektoren können im einfachen Fall durch die
Eintrittsstirnseiten der optischen Leiter gebildet sein,
die aber auch mit Abbildungsoptiken versehen sein können.
Zur zentralen Kontrolleinheit 4 können auch optische Leiter
3.2 von einem oder mehreren anderen zu überwachenden
Räumen führen, die hier der Einfachheit halber nicht dargestellt
sind. Weiterhin führen von der zentralen Kontrolleinheit
4 Steuerleitungen 6 zu geeigneten Aktuatoren 7, wie
optischen und akustischen Signalgebern, Aktuatoren für
Sprinkleranlagen in den Räumen oder dergleichen. Die zentrale
Kontrolleinheit 4 weist auch hier einen Multiplexer
4.1 auf, mit dem die einzelnen Leitungen 3, 3.1 zyklisch
abgefragt werden. Weiterhin ist ein Spektrometer 4.2
vorgesehen, mit dem die über die Detektoren 2.1-2.5 erfassten
optischen Informationen wellenlängenspezifisch erfasst
werden und ein optisches Spektrum erstellt wird. Dem
Spektrometer 4.2 zugeordnet ist ein Rechner 4.3, in dem
spezielle Auswerteprogramme laufen, mittels derer die
Spektren hinsichtlich Emissions- und Absorptionsbanden sowie
Intensitäten usw. ausgewertet werden. Sowohl die Spektren
als solche als auch die Auswerteergebnisse können auf
einem Bildschirm 4.4 der zentralen Kontrolleinheit dargestellt
werden. Darüber hinaus werden aufgrund der Auswertungen
Alarm- und Handlungsvorgänge über die Steuerleitungen
6 ausgelöst, wie beispielsweise optische und akustische
Alarme sowie der Einsatz von Sprinklern im Bereich eines
detektierten Brandherdes.Fig. 2 also shows a first to be monitored
Aus der dargestellten Figur ist weiterhin ersichtlich, dass durch eine geeignete räumliche Anordnung der Detektoren 2.1-2.5 der Ort eines Brandherdes gut erfasst werden kann. So wird bei einem Entstehen eines Brandherdes 8 im Bereich der Detektoren 2.3-2.5 dieses durch diese Detektoren angezeigt und damit der Ort erkennbar, während die Detektoren 2.1 und 2.2 zunächst noch keinen Brand anzeigen. Hierdurch können Sprinkler einer Sprinkleranlage gezielt eingesetzt werden, so dass nur Sprinkler im Bereich des Brandherdes 8 in Betrieb gesetzt werden und damit die in einem solchen Falle entstehenden Wasserschäden bereits zunächst lokal begrenzt werden.From the illustrated figure is further apparent that by a suitable spatial arrangement of the detectors 2.1-2.5 the location of a fire can be detected well. Thus, in the emergence of a fire 8 in the area Detectors 2.3-2.5 this is indicated by these detectors and thus the place recognizable while the detectors 2.1 and 2.2 show no fire yet. hereby Sprinklers of a sprinkler system can be used selectively be so that only sprinklers in the area of the fire 8 are put into operation and thus the in one such damage already occurring at first be limited locally.
Die Detektoren können - wie schon gesagt - entweder durch die offenen Stirnseiten der optischen Leiter 3.1, 3.2 gebildet sein, über die die Umgebung optisch erfasst wird. Ihnen können auch optische Systeme, wie insbesondere Linsensysteme vorgeordnet sein, um so gegebenenfalls den Aufnahmewinkel zu vergrößern.The detectors can - as already said - either by the open end faces of the optical conductors 3.1, 3.2 formed be, over which the environment is optically recorded. You can also optical systems, such as lens systems in particular upstream, so if necessary, the acceptance angle to enlarge.
Die Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf.
Zu überwachende Räume oder Bereiche werden durch die Detektoren
2.1, 2.2, 2.3 permanent überwacht. Die aufgenommene
optische Information wird über die optischen Leiter
(Signalleitungen) 3.1, 3.2, 3.3 dem Multiplexer 4.1 übertragen,
der die einzelnen Leitungen zyklisch abfährt und
damit eine Signalbündelung vornimmt. Die aufgenommenen Signale
werden an das Spektrometer 4.2 übertragen, das eine
Signalauswertung vornimmt. Das ausgewertete Signal, also
ein optisches Spektrum, vorzugsweise im nahen Infrarotbereich,
wird in einem Rechner 4.3 verarbeitet, beispielsweise
mit entsprechenden Spektren in einer Datenbank verglichen.
Im Falle von Auffälligkeiten erfolgt über Steuerleitungen
6 die Aktivierung von Aktuatoren 7, wie Sprinkleranlagen,
Schleusen, Meldesysteme sowie Systeme zur Brandbekämpfung.FIG. 3 shows a method sequence according to the invention.
Rooms or areas to be monitored are controlled by the detectors
2.1, 2.2, 2.3 permanently monitored. The recorded
Optical information is transmitted via the optical conductors
(Signal lines) 3.1, 3.2, 3.3 transmitted to the multiplexer 4.1,
which cyclically removes the individual lines and
so that a signal bundling makes. The recorded signals
are transmitted to the spectrometer 4.2, the one
Signal evaluation makes. The evaluated signal, ie
an optical spectrum, preferably in the near infrared range,
is processed in a computer 4.3, for example
compared with corresponding spectra in a database.
In case of abnormalities via
Die Signalverarbeitung beinhaltet zunächst die Erzeugung eines Spektrums als Intensitätsverteilung der einzelnen Wellenbereiche der aufgenommenen optischen Informationen (Schritt a).The signal processing initially involves the generation a spectrum as an intensity distribution of the individual Wavelengths of the recorded optical information (Step a).
In einem weiteren Schritt b erfolgt ein Vergleich der gemessenen Spektren, und zwar, wie schon gesagt, einmal mit Referenzspektren c zur Gewinnung einer Information dahingehend, welcher Art die Stoffe sind, die gegebenenfalls einen Brand verursachen, nämlich Gase, Feststoffe oder Flüssigkeiten (d). Zum anderen erfolgt eine Berechnung der Intensitätsverteilung zur Bestimmung der Temperaturinformationen des Brandes, woraus sich ebenfalls Informationen zur speziellen Art der Verbrennungsprodukte, wie bei einem Feststoffbrand Ruß, bei einem Gas H2O, CO, CO2 gewinnen lassen (c', d'). Beide Informationen zusammen ergeben die Gesamtinformation dahingehend, ob ein Brand gegeben ist oder nicht und eine Klassifizierung desselben (Schritt e), so dass demgemäß die erforderlichen Aktionen automatisch oder teilautomatisch ausgeführt werden können (Schritt f).In a further step b, a comparison is made of the measured spectra, namely, as already mentioned, once with reference spectra c for obtaining information as to which type of substances are possibly causing a fire, namely gases, solids or liquids (d). , On the other hand, there is a calculation of the intensity distribution for determining the temperature information of the fire, from which also information on the special type of combustion products, such as in a carbon black soot, in a gas H 2 O, CO, CO 2 win (c ', d') , Both information together gives the total information as to whether a fire is given or not and a classification thereof (step e), so that accordingly the required actions can be carried out automatically or semi-automatically (step f).
Die aufgrund der Signalverarbeitung gewonnen Informationen sind beispielhaft in den Fig. 5 bis 9 dargestellt.The information obtained from the signal processing are shown by way of example in FIGS. 5 to 9.
Die Fig. 5 zeigt dabei den typischen Temperaturverlauf einer n-Heptan-Flamme, während die Fig. 6 ein NIR-Spektrum (infrarot) einer solchen n-Heptan-Flamme zeigt. Dieses weist typische Intensitätspieks bei etwa 1340 sowie 1420 nm auf, wobei hier die Intensität eine Information über die Temperatur der Flamme beinhaltet. Im unteren NIR-Bereich ist die Intensität reduziert, da hier der bei der Verbrennung entstehende Ruß eine schwächende Einwirkung hat.5 shows the typical temperature profile an n-heptane flame, while Fig. 6 shows an NIR spectrum (infrared) of such n-heptane flame shows. This shows typical intensity peaks at about 1340 and 1420 nm on, here the intensity information about the Temperature of the flame includes. In the lower NIR area the intensity is reduced, because here at the burning resulting soot has a debilitating effect.
Die Fig. 7 zeigt NIR-Spektren eines Aluminiumabbrandes, das keine ausgeprägten Spitzen, sondern im Rahmen einer Linie - zu einem Zeitpunkt - einen Anstieg der Intensität über die Wellenlänge hin zeigt. Demgegenüber zeigt die Fig. 8 das typische Spektrum einer Ethanol-Flamme mit einem steilen Anstieg über 1300 nm zu einer ersten Spitze, einem steilen Abfall etwas über 1350 nm sowie einem Doppelspitze, dessen zweiter Einzelpiek höher ist ab 1400 nm.FIG. 7 shows NIR spectra of aluminum burnup. FIG no pronounced peaks, but in the context of a line - at a time - an increase in intensity over the wavelength is pointing. In contrast, FIG. 8 shows the typical spectrum of an ethanol flame with a steep Rise above 1300 nm to a first peak, one steep drop just over 1350 nm and a double peak, whose second single peak is higher from 1400 nm.
Die Fig. 9 schließlich zeigt das Infrarotspektrum einer Nitromethan-H2O2-Messung mit Spitzen der typischen Verbrennungsprodukte H2O und CO2 im Bereich von 2500 bis 2800 nm sowie dem hierfür typischen CO2-Spitze bei etwa 4500 nm und schließlich ist noch das Verbrennungsprodukt NO oberhalb von 5000 nm. erkennbar.Finally, FIG. 9 shows the infrared spectrum of a nitromethane H 2 O 2 measurement with peaks of the typical combustion products H 2 O and CO 2 in the range from 2500 to 2800 nm and the typical CO 2 peak at about 4500 nm and finally nor the combustion product NO above 5000 nm. Recognizable.
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