DD285219A5

DD285219A5 - FIRE ALARM

Info

Publication number: DD285219A5
Application number: DD32960389A
Authority: DD
Inventors: Karsten Zosel; Hubert Wolf
Original assignee: Tu Dresden,Direkt. Forsch.,Dd
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1990-12-05
Also published as: DE9006703U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brandmelder mit Infrarot-Sensor zur selbsttaetigen UEberwachung groszer Raeume und Lokalisierung des Brandherdes. Die erfindungsgemaesze Aufgabe wird dadurch geloest, dasz der Infrarot-Sensor bzw. ein Hohlspiegel an einem um zwei aufeinanderstehende Achsen schwenkbarem Gestaenge befestigt ist, dem Gestaenge je Schwenkachse eine Schubstange direkt bzw. ueber einen Winkelhebel zugeordnet und die beiden Schubstangen an zwei miteinander kaemmenden, gemeinsam von einem Motor angetriebenen Zahnraedern, deren Zaehnezahlen sich geringfuegig unterscheiden, exzentrisch angelenkt sind. Die optische Achse eines derartig aufgehaengten und bewegten Infrarot-Sensors tastet die zu ueberwachende Flaeche in der Form Lissayousscher Figuren ab. Dadurch entstehen mehrere Vorteile: Die Ecken eines quadratischen oder rechteckigen Raumes koennen bei zulaessigen Beschleunigungen in den Umkehrpunkten mit Ausnahme der letzten Ecke, die weiterhin frei bleiben sollte, gut, d. h. wesentlich besser als mit der rosettenartigen Fuehrung des Sensors, ueberwacht werden. Der Raum wird nicht auf parallel nebeneinander liegenden geraden oder rosettenfoermigen Bahnen, sondern nacheinander mit einem jeweils groben, die Flaeche ueberstreichenden Raster abgetastet, wobei die Summe der groben Raster nach dem halben Umlauf noch einmal um die Haelfte verfeinert wird. Dadurch wird die Feinabtastung der Gesamtflaeche in einem Gesamtumlauf des Getriebes mit dazwischen liegenden, mehrmaligen Grobabtastungen verbunden. Eine Lokalisierung des Brandherdes ist durch Zuordnung inkrementaler Geber zu den Zahnraedern, z. B. in Form einer einfachen Lochscheibe, Lichtschranke und Zaehler in einfacher Weise moeglich.{Brandmelder; Infrarotsensor; UEberwachung; Lokalisierung; Brandherd; Hohlspiegel, schwenkbar; Schubstangen; Winkelhebel; Motor; Zahnrad; Lissayoussche Figur}The invention relates to a fire detector with infrared sensor for automatic surveillance of large rooms and localization of the source of the fire. The object of the invention is achieved in that the infrared sensor or a concave mirror is attached to a pivotable about two successive axes Gestaenge per pivot axis a push rod directly or via an angle lever assigned and the two push rods at two kaemmenden together, together from a motor driven cogs, the numbers of teeth are slightly different, are eccentrically articulated. The optical axis of such a suspended and moved infrared sensor scans the surface to be monitored in the form of Lissayousscher figures. This gives rise to several advantages: the corners of a square or rectangular space can, if allowed to accelerate at the reversal points except the last corner, which should remain free, good, d. H. much better than with the rosette-like leadership of the sensor to be monitored. The space is not scanned on parallel adjacent straight or rosettenfoermigen tracks, but in succession with a respective coarse, the area überrechreichenden raster, the sum of the coarse grid after the half-round is again refined by half. As a result, the fine scanning of the total area in a total circulation of the transmission is connected with intermediate, multiple coarse scans. A localization of the source of fire is by assigning incremental encoder to the cog wheels, z. B. in the form of a simple perforated disc, light barrier and counter possible in a simple manner {fire detectors; Infrared sensor; Monitoring; localization; Fire; Concave mirror, swiveling; Push rods; Crank lever; Engine; Gear; Lissayous figure}

Description

2 8 5 2 J 9 2 8 5 2 J 9

fire alarm Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Brandmelder mit Infrarot-Sensor zur selbsttätigen überwachung großer Räume und Lokalisierung des Brandherdes.The invention relates to a fire detector with infrared sensor for automatic monitoring of large spaces and localization of the source of the fire.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Es sind verschiedene Brandmelder bekannt.Characteristic of the known state of the art Various fire detectors are known.

Die nach dem Prinzip der Lufttemperaturmessung arbeitenden Brandmelder signalisieren das überschreiten der eingestellten Schwel 1-temperatur oder eines eingestellten Temperaturgradienten über der Zeit. Sie werden erst wirksam, wenn sie der Temperaturanstieg erreicht hat, und sind auch dadurch sehr träge.The fire detectors operating according to the principle of air temperature measurement signal the exceeding of the preset threshold temperature or a set temperature gradient over time. They only become effective when they have reached the temperature rise, and are therefore very sluggish.

In der Zeitkonstante vergleichbar sind Brandmelder, die auf Ver— änderungen der Luftzusammensetzung <Rauch) reagieren. Beide können den Brandherd nicht lokalisieren. Eine flächendeckende überwachung großer Räume er-fordert eine Vielzahl einzelner Melder und daher hohe Investitionskosten.Fire detectors that react to changes in the air composition <smoke) are comparable in the time constant. Both can not locate the source of the fire. Comprehensive monitoring of large rooms requires a large number of individual detectors and therefore high investment costs.

Zur überwachung und Lokalisierung von Brandherden können Infrarot-Sensoren eingesetzt werden. Mit nachgeschalteter Elektronik wird das aufgenommene Wärmebild, z. B. hinsichtlich typischer Flackererscheinungen von Flammen, analysiert. Ein Brandherd kann auch aus größerer Entfernung noch vor der Änderung der Umgebungsbedingungen des Sensors hinsichtlich Temperatur oder/und Rauch gemeldet werden. Außerdem ist es möglich, durch Anordnung von Schwenkspiegeln, Polygonen und Sammel- oder Konkavlinsen im Strahlengang einen großen Flächenstreifen kontinuierlich und wiederholt abzutasten.For monitoring and localization of fire sources, infrared sensors can be used. With downstream electronics, the recorded thermal image, z. B. with respect to typical Flackererscheinungen of flames analyzed. A source of fire can also be reported from a long distance before the sensor's ambient conditions change in temperature and / or smoke. In addition, it is possible to scan a large surface strip continuously and repeatedly by arranging pivoting mirrors, polygons and collecting or concave lenses in the beam path.

Nach DE-OS 29 27 101 ist der drehenden Bewegung des Polygonspiegels eine Schwenkbewegung überlagert. Die abgetastete Fläche vergrößert sich dadurch wesentlich. Nach einer Schwenkperiode wird dieselbe Stelle erneut abgetastet. Bei begrenzter Beschleunigung der Schwenkbewegung in den Umkehrpunkten vergeht eine gewisse Zeit, die in vielen Fällen, aber nicht immer tolerierbar ist. Nach DE-OS ZL 37 843 werden zwei aufeinander senkrechte Polygonspiegel verwendet. dadurch kann eine große Fläche schnell hintereinander abgetastet werden. Die genaue Lokalisierung ist aber bei der Verwendung von Polygonspiegeln generell erschwert. Nach DE-OS 34 38 898 ist der Sensor senkrecht über der abzutastenden Fläche angeordnet und wird um zwei parallele, nicht im Mittelpunkt liegende Achsen gedreht. Seine optische Achse beschreibt eine Rosettenbahn und tastet dadurch eine große Fläche ab. Mit entsprechender Auswerteelektronik kann mit ihm auch der Brandherd lokalisiert werden. Allerdings bleiben große Eckflächen eines quadratischen Raumes frei. Das Problem verschärft sich bei rechteckigen Flächen oder erfordert mehrere derartig angetriebene Sensoren.According to DE-OS 29 27 101 of the rotating movement of the polygon mirror is superimposed on a pivoting movement. The scanned area thereby increases significantly. After a panning period, the same location is scanned again. With limited acceleration of the pivoting movement in the turning points passes a certain amount of time, which is in many cases, but not always tolerable. According to DE-OS ZL 37 843 two mutually perpendicular polygon mirror are used. This allows a large area to be scanned quickly one behind the other. However, the exact location is generally more difficult when using polygon mirrors. According to DE-OS 34 38 898, the sensor is arranged vertically above the surface to be scanned and is rotated about two parallel, non-central axes. Its optical axis describes a rosette path and thereby scans a large area. With appropriate evaluation can be located with him and the source of fire. However, large corner areas of a square room remain free. The problem is exacerbated in rectangular areas or requires several such driven sensors.

Object of the invention

Ziel der Er-findung ist ein sicherer, wenig Investitionsmittel erfordernder Brandschutz großer Räume.The aim of the invention is a safe, low investment requiring fire protection of large spaces.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Mechanik anzugeben, mit deren Hilfe ein Infrarot-Sensor kontinuierlich und wiederholt eine große Fläche bei zulässigen Beschleunigungen in den Umkehrpunkten abtasten kann.The object of the invention is to provide a simple mechanism by means of which an infrared sensor can continuously and repeatedly scan a large area at permissible accelerations in the reversal points.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Infrarot-Sensor bzw. ein Hohlspiegel an einem um zwei aufeinanderstellende Achsen schwenkbarem Gestänge befestigt ist, dem Gestänge je Schwenksachse eine Schubstange direkt bzw. über einen Winkelhebel zugeordnet und die beiden Schubstangen an zwei miteinander kämmenden, gemeinsam von einem Motor angetriebenen Zahnrädern, deren Zähnezahlen sich geringfügig unterscheiden, exzentrisch angelenkt sind.According to the invention, this object is achieved in that the infrared sensor or a concave mirror is attached to a pivotable about two successive axes linkage, the linkage per pivot axis directly assigned a push rod or via an angle lever and the two push rods on two intermeshing together from a motor driven gears, the numbers of teeth differ slightly, are eccentrically articulated.

Die optische Achse eines derartig aufgehängten und bewegten Infrarot-Sensors tastet die zu überwachende Fläche in der. Form Lissayousscher Figuren ab. Dadurch entstehen mehrere Vorteile« Die Ecken eines quadratischen oder rechteckigen Raumes können bei zulässigen Beschleunigungen in den Umkehrpunkten mit Ausnahme der letzten Ecke, die weiterhin frei bleiben sollte, gut, d. h. wesentlich besser als mit der rosetter artigen Führung des Sensors, überwacht werden. Der Raum wiro nicht auf parallel nebeneinander liegenden geraden oder rosettenförmigen Bahnen, sondern nacheinander mit einem jeweils groben, die Fläche überstreichenden Raster abgetastet, wobei die Summe der groben Raster nach dem halben Umlauf noch einmal um die Hälfte verfeinert wird. Dadurch wird die Feinabtastung der Gesamtfläche in einem Gesamtumlauf des Getriebes mit dazwischen liegenden, mehrmaligen Grobabtastungen verbunden. Eine Lokalisierung des Brandherdes ist durch Zuordnung inkrementaler Geber zu den Zahnrädern, z. B. in Form einer einfachen Lochscheibe, Lichtschranke und Zähler in einfacher Weise möglich.The optical axis of such a suspended and moved infrared sensor scans the surface to be monitored in the. Shape Lissayousscher figures from. This gives rise to several advantages. "The corners of a square or rectangular space can be well, with allowable accelerations in the turning points except the last corner, which should remain free, d. H. much better than with the rosetter-like leadership of the sensor to be monitored. The space is not scanned on parallel straight or rosette-shaped paths, but sequentially scanned with a respective coarse grid sweeping over the surface, whereby the sum of the coarse rasters is again reduced by half after half a revolution. As a result, the fine scanning of the total area in a total circulation of the transmission is connected with intermediate, multiple coarse scans. A localization of the source of fire is by assigning incremental encoder to the gears, z. B. in the form of a simple perforated disc, light barrier and counter in a simple manner possible.

Bei einer vorzugsweisen Verwendung von Zahnrädern, die ein ganzzahliges Zähnezahl verhältnis von z:z + l mit z = 10 bis 20 aufweisen, kann eine Rechteckfläche genügend dicht und gleichmäßig überwacht werden.In a preferred use of gears having an integer number of teeth ratio of z: z + l with z = 10 to 20, a rectangular area can be monitored sufficiently dense and uniform.

Mit einer Einstellbarkeit des Winkels zwischen den Schwenkachsen oder/und der Exzentrizität des Anschlusses der Schubstangen an die Zahnräder kann der Brandmelder an unterschiedliche Flächenfarmen angepaßt werden. Bei einem rechten Winkel zwischen den Schwenkachsen und gleicher Exzentrizität an beiden Zahnrädern wird eine quadratische Fläche abgetastet. Unterschiedliche Exzentrizität ist für eine rechteckige Fläche erforderlich. Bei einer schiefwinkligen Viereckfläche ist der Winkel zwischen den Schwenkachsen zu verändern.With an adjustability of the angle between the pivot axes and / or the eccentricity of the connection of the push rods to the gears, the fire detector can be adapted to different surface farms. At a right angle between the pivot axes and the same eccentricity on both gears a square surface is scanned. Different eccentricity is required for a rectangular area. For a skewed quadrilateral, the angle between the pivot axes should be changed.

Exemplary embodiment

In den Zeichnungen zeigenIn the drawings show

Fig. 1 eine er-Findungsgemäße Ausführung eine? Brandmelders mit einem am Gestänge befestigten Infrarot-Sensor,Fig. 1 shows a he-inventive execution a? Fire detector with an infrared sensor attached to the boom,

Fig. 2 die Befestigung eines Hohlspiegels in Zuordnung zum Sensor,2 shows the attachment of a concave mirror in association with the sensor,

Fig. 3 eine Lissayoussche Figur mit einem Zähnezahl verhältnis der Zahnräder von 14:15.Fig. 3 is a Lissayoussche figure with a number of teeth ratio of the gears of 14:15.

Im Achsenkreuz eines Gestänges ist ein Infrarot-Sensor 1 befestigt. Das Achsenkreuz ist kardanartig aufgehängt. An einem miteinander kämmenden Zahnradpaar g, h, das von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird, sind exzentrisch zwei Schubstangen c und d angelenkt. Die Schubstange d wirkt direkt auf das Achsenkreuz. Die Schubstange c wirkt über einen Winkel e und eine Stange f rechtwinklig zur Schubstange c auf das Achsenkreuz.In the axbox of a linkage, an infrared sensor 1 is attached. The axbox is hung like a cardan. On a meshing gear pair g, h, which is driven by a motor, not shown, two push rods c and d are eccentrically articulated. The push rod d acts directly on the axbox. The push rod c acts through an angle e and a rod f at right angles to the push rod c on the axbox.

Beim Antrieb der Zahnräder g, h wird das Achsenkreuz kontinuierlich geschwenkt, wobei die optische Achse des Sensors a eine Lissayoussche Figur zeichnet. Von einer Kante des Raumes beginnend, läuft die Bahn auf einer kreisähnlichen Kurve und schwenkt in einem zunehmend exzentrischer werdenden Kurvenzug von ellipsenförmiger Gestalt, wobei die große Hauptachse in der ersten Diagonale des rechteckigen Raumes liegt. Hierbei wird zuerst jede zweite der möglichen Bahnen durchlaufen, so daß nach 25 V. der Zeit des gesamten Bewegungsablaufs der größte Teil des Raumes in einem groben Raster abgetastet wurde. Mit sinkender Exzentrizität erfolgt dann wieder der übergang zu einer kreisähnlichn Kurve, woran sich ein analoger Bewegungsablauf mit der maximalen Exzentrizität in Richtung der zweiten Diagonale anschließt.When driving the gears g, h, the axbox is continuously pivoted, the optical axis of the sensor a draws a Lissayoussche figure. Beginning from one edge of the space, the web runs on a circular curve and pivots in an increasingly eccentric curve of ellipsoidal shape, with the major major axis lying in the first diagonal of the rectangular space. In this case, each second of the possible paths is first passed through, so that after 25 V. of the time of the entire sequence of motion, the largest part of the room was scanned in a rough grid. With decreasing eccentricity then again the transition to a kreisähnlichn curve, which is followed by an analogous movement with the maximum eccentricity in the direction of the second diagonal.

In einer zweiten Ausführung ist der Sensor a ortsfest über der zu überwachenden Fläche angeordnet. über dem Sensor befindet oich ein Hohlspiegel k, der mit einem nicht dargestellten Getriebe, analog Figur 1 angetrieben wird. Der Hohlspiegel k ist an einem ersten Rahmen m befestigt. Der erste Rahmen m ist mit zwei fluchtenden Stahldrähten ο in einem zweiten Rahmen η gespannt. Dieser ist ebenfalls mit zwei fluchtenden Stahldrähten o, die senkrecht zu den ersten stehen, gespannt. Der Hohlspiegel wird mit dem Getriebe um die durch die Stahl drähte aufgespannten Achsen geschwenkt. In seinem Brennpunkt befindet sich der Sensor.In a second embodiment, the sensor a is arranged stationarily over the surface to be monitored. Above the sensor is a concave mirror k, which is driven by a gear, not shown, analogously to FIG. The concave mirror k is attached to a first frame m. The first frame m is tensioned with two aligned steel wires ο in a second frame η. This is also with two aligned steel wires o, which are perpendicular to the first, tense. The concave mirror is pivoted with the gear around the wires spanned by the steel axes. At its focal point is the sensor.

Claims

claims

1. fire detector for monitoring large spaces with a pivotable about two axes standing on each other, to which an infrared sensor or a concave mirror facing the infrared sensor is attached, characterized in that that the linkage per pivot axis a push rod (c or d) directly or via an angle lever <e) assigned and the two push rods (c, d) on two meshing, jointly driven by a motor gears (g, h), their numbers of teeth differ slightly »are eccentrically articulated.

2. Fire detector according to claim 1, characterized in that the gears an integer number of teeth ratio of ζ: z + 1 with z = 10 to 20 have au-f.

3. Fire detector according to claim 1, characterized in that the gears (g, h) are assigned incremental ßeber.

4. Fire detector according to claim 1, characterized in that the angle between the pivot axes is adjustable.

3. Fire detector according to claim 1, characterized in that the eccentricity of the connection of the push rods (c, d) to the gears (g, h) is adjustable.

2 drawings on this subject